Почему вареное яйцо крутится быстрее чем сырое
Почему варёное яйцо крутится? а сырое нехочет?
Как быть, если нужно, не разбивая скорлупы, определить, сварено яйцо или же оно сырое? Знание механики поможет вам с успехом выйти из этого маленького затруднения.
Причина этих явлений кроется в том, что круто сваренное яйцо вращается как сплошное целое; в сыром же яйце жидкое его содержимое, не сразу получая вращательное движение, задерживает вследствие своей инерции движение твердой оболочки; оно играет роль тормоза.
Стоит только к вареному яйцу прикоснуться пальцем, оно останавливается сразу. Сырое же яйцо, остановившись на мгновение, будет после отнятия руки еще немного вращаться. Происходит это опять-таки вследствие инерции: внутренняя жидкая масса в сыром яйце еще продолжает двигаться после того, как твердая оболочка пришла в покой; содержимое же вареного яйца останавливается одновременно с остановкой наружной скорлупы.
Подобные испытания можно производить и иным образом. Обтяните сырое и вареное яйца резиновыми колечками “по меридиану” и подвесьте на двух одинаковых бечевках. Закрутите обе бечевки одинаковое число раз и отпустите. Сразу обнаружится различие между вареным и сырым яйцом. Вареное, придя в начальное положение, начнет по инерции закручивать нить в обратную сторону, затем снова раскрутит ее, — и так несколько раз, постепенно уменьшая число оборотов. Сырое же яйцо повернется раз, другой и остановится задолго до того, как успокоится крутое яйцо: движения тормозятся жидким содержимым.
. попробуйте раскрутить варёное и сырое яйцо, а затем дотроньтесь легонько до каждого яйца кончиком пальца, чтобы вращение остановить.
Яйцо вкрутую легко раскрутится и остановится потому, что внутри оно твёрдое. В сыром же яйце желток движется в белке, а всё это находится в скорлупе. Чтобы его раскрутить, надо привести в движение все три субстанции. При попытке остановить вращение мы останавливаем скорлупку, но не желток внутри неё, который продолжает вращаться. Поэтому, стоит убрать палец, сырое яйцо снова начинает вращаться.
Сваренное (особенно вкрутую) яйцо вращается заметно быстрее и дольше сырого. Последнее трудно даже заставить вращаться; между тем круто сваренное яйцо вертится так быстро, что очертания его сливаются для глаз в белый сплющенный эллипсоид и оно может само встать на острый конец.
Причина этих явлений кроется в том, что круто сваренное яйцо вращается как сплошное целое; в сыром же яйце жидкое его содержимое, не сразу получая вращательное движение, задерживает вследствие своей инерции движение твердой оболочки; оно играет роль тормоза.
Вареные и сырые яйца различно относятся также к остановке вращения. Если к вращающемуся вареному яйцу прикоснуться пальцем, оно останавливается сразу. Сырое же яйцо, остановившись на мгновение, будет после отнятия руки еще немного вращаться. Происходит это опять-таки вследствие инерции: внутренняя жидкая масса в сыром яйце еще продолжает двигаться после того, как твердая оболочка пришла в покой; содержимое же вареного яйца останавливается одновременно с остановкой наружной скорлупы.
Скорость вращения
Добрый день! Скажите, пожалуйста, почему вареное и сырое яйца крутятся с разной скоростью? Есть ли объяснение этого факта при помощи формул?
Заранее премного благодарна.
Масса — это коэффициент пропорциональности между силой и ускорением.
Аналогично, момент инерции — это коэффициент пропорциональности
между моментом силы и угловым ускорением.
Но я сомневаюсь, что для сырого жидкого яйца
имеет место прямая пропорциональная зависимость
между приложенным моментом силы и угловым ускорением.
Следовательно, теряет смысл само понятие «момент инерции».
Я бы ответил на вопрос старт-поста так:
При раскручивании твёрдого варёного яйца
вся энергия переходит в энергию вращения.
При раскручивании жидкого сырого яйца
значительная часть энергии теряется на трение внутри яйца.
Думаю, что если бы содержимое яйца было однородным
и не делилось бы на фракции, и не было перераспределения
жидких фракций, то всё равно жидкое яйцо крутилось бы медленнее.
Про трение спросите Джоуля.
В теплоизолированный медный сосуд 1, заполненный водой, погружена мешалка 2, снабжённая лопатками. К стенкам сосуда также прикреплены лопатки 3, затрудняющие движение воды при вращении мешалки. Мешалка приводится во вращение посредством опускания связанного с ней тросом через блок 5 груза 4 массой М, кг. Благодаря механической передаче скорость вращения лопаток мешалки составляет порядка 700 мин –1 [2]. При опускании на высоту Δh работа L, Дж, производимая грузом и, следовательно, мешалкой, равняется убыли потенциальной энергии груза: и т. д.
Если бы это было так, то сырое яйцо не только труднее
было бы раскрутить, но и труднее было бы остановить.
Будучи раскрученным, оно бы крутилось дольше,
чем варёное, раскрученное до той же скорости.
Но насколько я помню, сырое яйцо почти сразу
останавливается, а варёное крутится долго.
Сейчас не могу это проверить, так как на протяжении многих лет
придерживаюсь вегетарианских правил в питании, и яиц у меня в доме нет.
Предлагаю желающим проверить это самостоятельно.
Ещё предлагаю также участникам форума, которые не являются
вегетарианцами, долго-долго крутить сырое яйцо,
а потом сварить его и проверить, произошло ли
» перераспределение жидких фракций в яйце «(#2).
Думаю, что никакого перераспределения не произойдёт.
Белок, как всегда, будет снаружи, а желток — внутри.
» Юрий Анатольевич! У меня впечатление, что Вы моих ответов
на свои вопросы не читаете. И уже определённо игнорируете
мои вопросы (#4), разъяснения по которым жду-не-дождусь. » (#10)
Уважаемый Виктор Борисович!
В этой теме я не задал Вам ни одного вопроса.
Извините, но Ваших вопросов ко мне, которые
были бы заданы в серьёзной форме, я тоже не нахожу.
Поэтому, пожалуйста, зря не ждите моих разъяснений.
В этой теме задала вопрос посетительница форума по имени Анастасия.
Вы ответили. Ваш ответ я считаю ошибочным.
Поэтому для Анастасии я излагаю свою точку зрения.
Но с Вами я продолжать спор не хочу, так как у нас
с Вами слишком разный стиль изложения мыслей.
Вы не понимаете меня. Я не понимаю Вас.
Вы жалуетесь, что я игнорирую Ваши вопросы.
А у меня ощущение, что Вы игнорируете то, что пишу я.
Вы никак не прокомментировали мою фразу из #9, которая,
(по моему мнению) полностью отрицает Ваш #2:
» Если бы это было так, то сырое яйцо не только труднее
было бы раскрутить, но и труднее было бы остановить. «
Я очень устал от спора с Вами по поводу маятника на тележке.
Мне непонятно почему решение Бориса Михайловича Кругликова
Вы назвали астрологическим прогнозом, но никаких возражений
ПО СУЩЕСТВУ не привели.
Мне непонятны Ваши придирки к моему решению (см. внутр. форум).
В некоторый момент я привёл Вам цитату из учебника и задал Вам
конкретный вопрос:
Неужели Вы считаете, что Л.Д.Ландау и его соавторы ничего
не знали про существование центростремительного ускорения?
Мне непонятно, почему Вы ПРОИГНОРИРОВАЛИ этот вопрос.
В течение всей дискуссии про маятник на тележке
у меня было ощущение, что у Вас имеются какие-то важные доводы,
но Вы их скрываете и постоянно чего-то не договариваете.
Аналогичная претензия у меня к Б.М.Кругликову:
он обещал два решения, оба ПРАВИЛЬНЫЕ, а ответы РАЗНЫЕ.
Я вот тоже жду, не дождусь.
Ведь если такие два решения будут предъявлены,
то будут разрушены мои представления о мироустройстве.
Так ведь и Вы, Виктор Борисович, намекали на то, что
ответ в задаче зависит от того, кому предназначена задача.
Видимо, бывает разный стиль изложения мыслей.
Вы чего-то не договариваете, другие догадываются, всё понимают.
Кому-то так даже больше нравится. А я не понимаю.
Я делаю вывод, что нам с Вами лучше в спор не вступать.
Приношу по этому поводу Вам свои извинения.
Что касается сырых и варёных яиц — так ведь мы с Вами не одни на форуме.
Давайте обратимся к коллегам с просьбой, чтобы они тоже высказали
своё мнение, как правильно ответить на вопрос Анастасии.
Новое в блогах
Крутим яйца
С одной стороны, на подобный упрощённый подход к решению вопроса нас ориентирует учебник Р.В. Поля, http://technic.itizdat.ru/docs/bmp49/FIL14410809720N806672001/
Соответствующий фрагмент текста из названного учебника физики приведён ниже (пройдите по ссылке) http://s50.radikal.ru/i130/1609/85/829db098e9db.jpg
Для начала разобьём несколько сырых яиц в плошку, и покрутим палочкой содержимое. Видим, содержимое яйца представляет собой похожую на клей субстанцию с ярко выраженной упругостью, а не жидкость типа воды, спирта или глицерина, поведение которых при вращении рассматривает Поль Р.В.
Ясно, поворотом пальцев рук (по сути, щелчком) сырому яйцу мы не сможем придать такой угловой скорости, при которой его содержимое станет крутиться как помешиваемый ложкой чай в стакане. Так что же на самом деле происходит?
Нужно быть очень внимательным во время эксперимента, на что большинство любителей физики неспособно. Когда мы придаём вращение яйцу коротким щелчком, то при этом в коротком интервале времени щелчка в сыром яйце успеют придти во вращение (в движение) только скорлупа и близлежащие к ней слои белка, то есть только часть вещества яйца, а у сваренного яйца – всё вещество. Это можно было бы заметить, измерив прилагаемый пальцами момент силы, сырое яйцо раскручивается легче, но получает много меньший момент импульса, чем яйцо варёное, поэтому и тормозится трением о поверхность стола сырое быстрее, чем варёное.
Можно вместо собственно яиц, для демонстрации эффекта сырого яйца, использовать установки, изображённые на рисунке. Здесь в шарообразную оболочку помешается тяжёлый шарик.
В варианте 1 на дне оболочки присутствует простая жидкость, в которую погружён тяжёлый шарик, она же играет роль смазки. Трение в жидкости не зависит от давления, а трение о твёрдую поверхность пропорционально давлению. Оболочка в этом варианте легко раскручивается, да быстро останавливается.
В варианте 2 та же жидкость заморожена, шарик приморожен к оболочке, раскрутить эту конструкцию намного труднее, чем предыдущую, но и крутиться она (благодаря большому значению набранного момента импульса) она будет много дольше.
Но всё сказанное относится к вращению яйца на столе. Вращение его в свободном пространстве будет выглядеть по-иному. Как? Это отдельный разговор.
Возможно этот опус попытаются прочитать не только инженеры, но и естественники, гуманитарии, физики-математики и просто умные люди. Предвижу некоторые сложности с пониманием и вопросы, которые могут возникнуть у моих читателей. Ньютон в таких случаях включал в текст «поучения».
Вопрос 1. Почему же всё-таки сырое яйцо получает и аккумулирует меньший момент импульса, чем яйцо, сваренное вкрутую или яйцо замороженное? Разве не одной и той же рукой их раскручивают!
Во-первых, ускоряемое (раскручиваемое) тело наращивает скорость (угловую скорость) движения и, следовательно, источнику силы для сохранения прикладываемого усилия (вращательного момента) приходится самому также ускоряться, то есть развивать всё большую мощность. Но пальцы действуют одинаково во всех случаях, и в случае с сырым яйцом, в какой-то момент уже «не догоняют» поверхность яйца для приложения усилия (а то и тормозят). Вот сырое яйцо, ускоряясь быстрее, и получает меньшее количество вращения. Мысль эта проста, но многими воспринимается с трудом, следует напрячь мозги. Весьма ясно эту мысль сформулировал А. Гришаев: «Реальное воздействие на объект стремится к нулю, если скорость объекта приближается к скорости разгоняющего импульса».
Во-вторых, как в варианте 1, при приведении оболочки во вращение щелчком пальцев по ней (коротким рывком), находящийся внутри её в «луже» смазки (жидкости) тяжёлый шар, фактически проскальзывает, и не набирает таких оборотов, как оболочка. То есть во вращательное движение будет приводиться только лёгкая оболочка, и полученный момент импульса аккумулируется в основном только в лёгкой оболочке. У жидкостного трения (в нашем случае, трение шара о смазанную внутреннюю поверхность оболочки) нет трения покоя, и сила жидкостного трения слабо зависит от давления, для того смазка и существует. Потому-то и человек, упираясь шестом в стоящую у причала баржу, через некоторое время сдвигает её с места, а дружная толпа цыган сдвинуть паровоз с места так и не смогла – не смогла преодолеть даже трение качения.
Исследовательская работа ученицы 2 класса Смирновой Алины (научный руководитель Андрюкова Светлана Алексеевна) «Почему вареное яйцо вращается быстрее сырого»
КОМИТЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДСКОГО ОКРУГА «ГОРОД КАЛИНИНГРАД»
Конкурс проектов и учебно-исследовательских работ
«Мир моих увлечений»
«ПОЧЕМУ ВАРЕНОЕ ЯЙЦО ВРАЩАЕТСЯ БЫСТРЕЕ СЫРОГО?»
2 класса «Г» средней школы №56
Смирновой Алины Андреевны
Андрюкова Светлана Алексеевна,
Смирнов Андрей Юрьевич, отец
Существует очень любопытный факт, который, помогает понять, какое перед тобой лежит яйцо: варёное или сырое? На первый взгляд всё очень просто – если попытаться покрутить яйцо, то вареное вращается гораздо быстрее, чем сырое. Но мало кто задумывается, «почему это происходит?». Люди просто пользуются этим способом в быту.
Предположим, что вареное яйцо в процессе варки меняет вес и это сказывается на скорости его вращения.
А что если это связано с изменением внутреннего содержания яйца в процессе варки? Ведь сырое яйцо внутри жидкое, а вареное – выглядят, как сплошное не жидкое тело.
Целью нашего исследования будет определение опытным путём изменения массы яйца в процессе его варки, а также изучение влияния содержания яйца на скорость его вращения.
выбрать яйцо для исследования;
взвесить яйцо в сыром виде;
отварить исследуемое яйцо;
взвесить отваренное яйцо;
изучить содержание сырого яйца;
сравнить содержание сырого яйца с вареным;
изучение поведения жидкости в стакане при его вращении;
сравнительный анализ исследований.
Глава I . Теоретическая часть исследования
Влияниевесапредмета на скорость его вращения
Чем больше вес предмета, тем больше усилий нужно приложить, чтобы остановить движущийся предмет. Например, чтобы остановить небольшую вращающуюся карусель без детей, достаточно крепко её схватить. Но если на карусели будет сидеть хотя бы один ребенок, то общий вес карусели станет больше и остановить карусель будет гораздо сложнее. Но это не доказывает нашу гипотезу, что вес яйца влияет на скорость его вращения.
Влияниесодержания яйца на скорость его вращения
Содержание сырого яйца представляет собой жидкость, в отличии от вареного, в котором жидкость после варки превращается в сплошное твердое вещество.
Жидкость очень легко разделить, например, из одного стакана можно перелить любое количество жидкости в другой безо всякого труда. Таким образом, жидкость имеет очень слабую связь в своей структуре в отличие от твердого вещества, которое невозможно разделить методом переливания из одного стакана в другой.
Получается, что жидкость, находящуюся в предмете или оболочке (например в стакане или скорлупе) очень сложно раскрутить. Оболочка вращается, а жидкость неподвижна.
Это свойство жидкости в значительной степени может повлиять на скорость вращения яйца, ведь у сырого яйца вращаться будет только оболочка, а жидкое содержимое будет неподвижно.
Глава II . Практическая часть исследования
Для нашего исследования мы выбрали обыкновенное куриное яйцо (см. фото 1).
Для проверки гипотезы об изменении веса яйца после его варки мы взвешиваем сырое яйцо. Вес сырого яйца составил 60 г (см. фото 2).
Набираем кастрюльку с водой, ставим на газ и варим наше яйцо (см. фото 3).
Пока варится яйцо, приступаем к исследованию свойств жидкости. В качестве исследуемой жидкости принимаем воду. Набираем стакан воды, берём кусочек цветной бумаги и бросаем его в воду (см.фото 4).
Начинаем вращать стакан с водой (см.фото 5).
Наблюдаем за тем, что, вращая стакан, кусочек бумаги остается на прежнем месте. Это доказывает то, что вода в стакане неподвижна.
Вынимаем кусочек бумаги и перемешиваем воду в стакане чайной ложкой, вода вращается, но стакан остается неподвижным (см. фото 6).
Для сравнения, берём стакан с очень густой жидкостью – сметаной (см. фото 7).
Начинаем перемешивать сметану, не удерживая стакан, стакан вращается вместе со сметаной (фото 8).
Это происходит, потому что сметана густая.
Тем временем наше исследуемое яйцо сварилось. Мы снимаем кастрюлю с плиты, сливаем воду, остужаем отваренное яйцо в холодной воде, вытираем насухо и приступаем к его взвешиванию (см. фото 9).
Отваренное яйцо весит 59 г. Это на 1 грамм меньше, чем весило сырое. Разница очень маленькая, она равна возможной ошибке весов (погрешности). Таким образом, считаем, что вес яйца до и после варки не меняется.
Очищаем вареное яйцо и разбиваем сырое, разница содержания яйца очевидна. Белок сырого яйца очень жидкий, почти как вода (см. фото 10).
В результате исследования подводим итоги.
Гипотеза о влиянии веса яйца на его скорость не подтвердилась, так как вес яйца вареного и сырого – одинаковый.
Однако гипотеза о влиянии на скорость вращения яйца изменение его внутреннего содержания в процессе варки – полностью подтверждена. В процессе варки яйца жидкий белок и желток становится более твердым и вращается вместе со скорлупой как единое целое, в отличие от сырого яйца, где вращается только оболочка (скорлупа), а внутреннее содержание остается неподвижным. Отсюда и разница в скорости вращения, белок и желток в сыром виде, как будто затормаживают яйцо.
Для того, чтобы жидкость, находящаяся во вращающемся стакане начала вращаться с такой же скоростью как и стакан, необходимо вращать стакан с постоянной скоростью длительный промежуток времени
В работе представлены исследования изменения массы яйца в процессе его варки, влияние массыи состояния содержимого яйца на скорость его вращения.