home Uvod Teorija Eksperiment Zaključek

Prvo srečanje 7.11.2012

Srečanje smo pričeli z debato o konstrukciji dvodimenzionalnega okvirja, na katerega bi se napela milna opna, ko bi ga pomočili v milnico. Razmišljali smo o različnih oblikah, ki bi nam morda dale drugačne rezultate. Ker nam ni bilo jasno, kako bi dobili različne rezultate, saj bi se opna vedno napela na okvir, nam je na pomoč priskočil mentor Sergej Faletič. Skozi pogovor nam je postalo jasno, da smo si napačno razlagali nalogo. Ugotovili smo, da mora biti priprava 3-dimenzionalna in translacijsko simetrična po eni izmed osi. Odločili smo se, da bo naša naprava translacijsko simetrična po z osi (torej po višini), tako da bi napeto milno opno iz ptičje perspektive videli kot 2-dimenzionalen objekt. 
Ko nam je dejansko postalo jasno kaj je namen naloge, smo pričeli razpravljati o tem kakšna naj bo priprava, ki naj bo čimbolj preprosta, a hkrati dovolj prilagodljiva, da nam bo omogočala konstrukcijo različnih dvodimenzionalnih struktur, na katere bi se napela milna opna.
Odločili smo se, da bomo uporabili pleksi steklo velikosti  za osnovni ploskvi , žeblje pa za oblikovanje različnih struktur. Za začetek smo v ploskvi zvrtali 4 luknje premera 2,5 mm, skozi  katere smo vstavili 4 žeblje.  Spodnji del žebljev smo na ploskev pritrdili z lepilnim trakom, da ne bi padali ven med eksperimentom.


priprava
Naprava v nastajanju


Ker je zgornja plošča prosto drsela po le-teh, smo lahko opazovali, če se milna opna spreminja v odvisnosti od višine. Ugotovili smo, da oblika milne opne ni odvisna od višine, zato smo se za nadaljno uporabo odločili višino fiksirati.  Ker bi luknje v zgornji ploskvi povzročale težave, smo prvotne luknje do polovice zamašili z lepilom in s tem ubili dve muhi na en mah, saj smo tako z zamašitvijo lukenj poskrbeli tudi za fiksno višino.

Čeprav smo začetno izvrtali 4 luknje, smo se odločili, da bomo najprej preučili milno opno, ko imamo v napravi le 3 žeblje. Pripravili smo milnico, kjer zaenkrat še nismo posvečali pretirane pozornosti koncentraciji raztopine. Napravo smo večkrat potopili v milnico in ugotovili, da vedno dobimo približno isto obliko milne opne, kar smo tudi pričakovali.

opna1
Milna opna napeta na treh žebljih


Srečanje se je  počasi približevalo h  koncu, zato smo se morali pogovoriti  še o računski plati tega problema.

Drugo srečanje 14.11.2012
Ker mora naša naprava delovati za različne oblike, smo se odločili zvrtati dodatne luknje. Tako bi lahko prikazali neodvisne like, npr. trikotnik, kvadrat, pravokotnik, trapez, petkotnik, šestkotnik, robm, paralelogram... Naš cilj je bil videti kakšne oblike zavzame opna pri različnih likih.
Izvrtali smo še 6 lukenj, tako da je bilo skupno število lukenj na posamezni plošči enako 10. V le-te smo lahko poljubno vstavljali žeblje, da smo tvorili različne like.

V milnico smo tako potapljali napravo z različno postavljenimi žeblji. Rezultate si lahko pogledate na spodnjih slikah.


opna2
Milna opna, napeta med štirimi žeblji

 

opna3
Milna opna, napeta med štirimi žeblji (drugi lokalni minimum)

 

opna4
Milna opna, napeta med petimi žeblji

 

opna6
Milna opna, napeta med šestimi žeblji

 

opna7
Milna opna, napeta med sedmimi žeblji

 

Tretje srečanje 21.11.2012

Ob našem zadnjem srečanju smo se posvetili predvsem vplivu teže na obliko opne in optimalni koncentraciji milne raztopine.
Pri slednji smo v posodo natočili fiksno količino vode (3,25 l), nato pa dodajali detergent in opazovali, kaj se dogaja pri različni količini detergenta. Ob vsakem dodatku detergenta, smo raztopino pazljivo premešali, da se je ustvarilo čimmanj mehurčkov. Rezultate smo zabeležili v spodnji tabeli.

Korak

Količina detergenta

(v gramih)

Koncentracija raztopine (v procentih)*

Kvaliteta milne opne

1.

0,5 g

0,02%

opna se ni napela

2.

1 g

0,03%

opna se ni napela

3.

2 g

0,06%

opna se ni napela

4.

3 g

0,09%

opna se ni napela

5.

5 g

0,15%

opna se ni napela

6.

6 g

0,18%

opna se ni napela

7.

8 g

0,25%

opna se komaj napne, takoj poči

8.

40 g

1,22%

opna se napne, vendar po nekaj sekundah  poči

9.

64 g

1,93%

opna se lepo napne, obstane dalj časa, malo mehurčkov

10.

80 g

2,40%

opna se lepo napne, je obstojna, malo mehurčkov

11.

120 g

3,56%

opna je lepa, mehurčkov ni preveč

12.

190 g

5,52%

opna lepa, »trpežna«, naboljša do sedaj

13.

250 g

7,14%

raztopina »mehurčkasta«, tudi na napravi mehurčki, ne napne se lepa oblika

 

*Koncentracijo raztopine smo določili tako, da smo 3,25 l vode spremenili v približno 3250 g vode, saj ima 1 kg vode volumen okrog 1 l.  Vsakič pri dodajanju detergenta smo prejšnjo maso le-tega prišteli masi vode. Torej smo računali po formuli:  , kjer je  koncentracija raztopine v -tem koraku, masa vode,  pa masa detergenta v raztopini v -tem koraku.

Najbolj optimalna raztopina v našem primeru je tista z 190 g detergenta, torej koncentracija raztopine je 5,52%.  S to raztopino smo delali poskuse naprej.

 

saturated
0,06631% koncentracija raztopine


Ob razmišljanju kako vpliva teža na obliko opne smo prvotno sklepali, da bo ob optimalni koncentraciji milne raztopine vpliv teže najmanjši, ob najnižji koncentraciji, torej ko se opna komaj napne, pa bo vpliv teže večji.

Ob poskusih smo spremenili mnenje. Videli smo, da se je oblika milne opne spremenila pod vplivom teže, če smo napravo postavili pokonci.  Opna se je povesila, naredila se je verižnica. Na naše presenečenje, pa se je opna počasi začela dvigati in se po nekaj sekundah postavila nazaj v začetni položaj.

gr1
Vpliv teže na milno opno tik po postavitvi naprave pokonci

 

gr2
Milna opna se po nekaj sekundah postavi v začetni položaj