Исследовательская работа на тему "А прочно ли куриное яйцо?"

Автор:
Шавалиева Ралина,
4 класс

Руководитель:
Шавалиева Лидия Халиловна,
учитель начальных классов

Введение

«Жили-были дед и баба, и была у них Курочка Ряба…». Много раз мама читала мне эту сказку, но ни разу не смогла ответить на вопрос: «Почему дед и баба не смогли разбить яйцо?». Куриное яйцо у многих людей ассоциируется с хрупкостью. По дороге домой с магазина, неся пакет, в котором лежит десяток-другой куриных яиц, достаточно легонько задеть его коленом и все. Одно - два яйца уже минус. Однако довольно давно существует легенда о небывалой прочности куриного яйца. Оказывается, раздавить куриное яйцо плотно взяв его одной рукой, практически невозможно.

Почему птица сидит на яйце и не давит его, а птенец легко его разбивает. Так не понятно - хрупкое яйцо или прочное? Ответ на этот вопрос я и решила найти.

Я выдвинула гипотезу: прочность куриного яйца это не миф, а реальность.

Цель исследования: Доказать, что куриное яйцо достаточно прочное.

Задачи исследования:

• Выяснить, из чего состоит куриное яйцо;
• Проанализировать теоретический материал о прочности куриного яйца;
• Определить опытным путем прочность яичной скорлупы в зависимости от ее положения и состояния.
• Вычислить среднюю массу, которую может выдержать яйцо
• Привести примеры применения в архитектуре формы яйца

Объект исследования: куриное яйцо.

Предмет исследования: исследования прочности яйца.

Мною были использованы следующие методы:

• изучение литературы и обобщение полученной информации;
• эксперимент;
• наблюдение.
• обработка результатов эксперимента

Глава I. Теоретические сведения о яйце

2.1. Строение куриного яйца и его свойства

Куриные яйца имеют форму овала и бывают разными по цвету, размеру. Обычно курица откладывает по одному яйцу в день. Цвет скорлупы яйца зависит от цвета курицы: белые породы кур несут яйца белого цвета, коричневые породы и бройлеры - коричневого. Поверхность яйца гладкая, но может быть и слегка шершавой. Чем старше курица, тем больше снесенное яйцо. (Приложение №1)

Белок занимает большую часть яйца и окружает желток. Белок жидкий, прозрачный, но если яйцо отварить - он станет белым. Желток занимает среднюю часть яйца. Он гуще, чем белок. В сыром и вареном виде цвет желтка желтый. Желток богат витаминами А, Д, Е, которые полезны для человека. Витамин А - для костей, зрения, иммунитета. Витамин Д - помогает организму усваивать кальций, чтобы наши кости и зубы формировались правильно и были здоровыми. Прочность нашего скелета и правильная форма костей зависят от содержания витамина Д. Витамин Е - восстановления кожи и волос, укрепления иммунной системы.

А еще у яйца есть воздушная камера - это специальный мешочек заполненный воздухом. У свежего яйца этот мешочек маленький, а у «старого» - большой. Скорлупа куриного яйца хрупкая, тонкая. Скорлупа состоит из кальция. Она пористая, через нее проходит воздух внутрь яйца, это необходимо для развития цыпленка. Также скорлупа покрыта защитным слоем, который не дает бактериям проникать внутрь яйца. Прочность скорлупы зависит от возраста курицы и ее питания. Молодая курица может снести яйцо с очень тонкой скорлупой, либо вообще без нее, оно будет покрыто пленкой. Также мягкая скорлупа будет, если в питании курицы нет продуктов содержащих кальций: зерна, травы, мучной смеси, ракушек.

Многие начинают свой день с омлета или яичницы, а вареные яйца берут с собой на работу, в школу в качестве удобного и сытного перекуса. Кроме этого яйца входят в состав многих блюд - в особенности выпечки и салатов, и являются простым вкусным и полезным продуктом.

Яйца - полезны для питания человека. В них содержится много витаминов, которые укрепляют мозг, зрение и сердце, улучшают память. У людей, которые постоянно едят яйца, крепкие зубы и здоровые кости.

2.2. Прочность куриного яйца

Строение куриного яйца - залог его прочности. В энциклопедии о животных я прочитала, что куриное яйцо - это живой объект. Главное качество скорлупы яиц - прочность. Скорлупа - известковая оболочка. Ее толщина составляет 0,2-0,4 мм с уменьшением на тупом конце. Скорлупа защищает содержимое яйца от механических повреждений, микробного заражения и испарения влаги. Согласно исследованиям венгерских медиков, было доказано, что скорлупа яиц на 90% состоит из карбоната кальция (углекислого кальция). Кроме того, скорлупа еще содержит магний (0,55%), фосфор (0,25%), кремний (0,12%), калий (0,08%), натрий (0,03%), медь, железо, серу, фтор, алюминий, марганец, цинк и многие другие элементы (всего 27). Возьмем скорлупу обыкновенного куриного яйца. Несмотря на очень малую толщину (примерно 0,3 мм) скорлупа очень прочна. Я на своем примере убедилась, что не так-то легко раздавить яйцо между ладонями, напирая на его концы.

Из энциклопедии о животных я узнала, что основная причина прочности скорлупы - ее геометрическая форма, при которой усилие, приложенное снаружи в какой-либо точке, передается на всю поверхность. Кроме этого, прочность скорлупы зависит от возраста курицы и ее питания.

Глава II. Домашняя лаборатория (мои исследования)

Яичная скорлупа довольно хрупка и легко раскалывается, например, чайной ложечкой за завтраком. В то же время скорлупа должна быть достаточно твердой, чтобы выдерживать вес курицы. В своей работе я проведу несколько опытов, тем самым, постараюсь выяснить прочность куриного яйца.

Опыт №1 Исследование яйца под микроскопом

Для исследования я взяла столовое яйцо средних размеров и массы. Вместе с учителем рассмотрели его под микроскопом. В скорлупе очень хорошо видны поры. Я прочитала, что таких пор в скорлупе около 10000. Они необходимы, чтобы развивающийся в яйце зародыш мог дышать. Через поры происходит обмен газами с окружающим воздухом - кислород через поры входит в яйцо, а углекислый газ выходит.

Опыт №2. Исследование прочности яйца

Если учесть тот факт, что курица высиживает яйца около трех недель, при этом все время сидит на них, а вес курицы около 2-3 килограмм! Так вот становится интересным, какой же вес сможет выдержать обычное яйцо, а также интересно в каком именно месте яйцо самое прочное? Чтобы ответить на этот вопрос, я решила провести следующий эксперимент.

Для данного эксперимента понадобилось: 6 сырых куриных яиц, 2 плоских площадки, мешки с солью весом по 1 кг.

Я поместила сырое яйцо по центру между двумя площадками. Сверху укладывала груз, увеличивая по 1 кг, до того момента, как скорлупа треснет. Тем самым устанавливаем массу, которую выдерживает сырое яйцо.

Сначала яйцо ставили в горизонтальное положение, затем в вертикальное.

Полученные данные, заносила в таблицу.

Таблица 1.
Прочность скорлупы сырого яйца в зависимости от положения

Положение опыт	1	2	3	Среднее значение
Горизонтально	3900 г	3200 г	3 600 г 3566 г
Вертикально	4700 г	5600	5750 г	5 350 г

Таким образом, экспериментально было выявлено: средняя масса, которую может выдержать сырое яйцо в горизонтальном положении, равна 3 кг 566 г.; средняя масса, которую может выдержать сырое яйцо в вертикальном положении, равна 5 кг 350 г.

Таким же способом я поместила вареные яйца по центру между двумя площадками. Сверху укладывали груз, до того момента, пока скорлупа не треснула. Установили массу, которую выдерживает вареное яйцо в горизонтальном и вертикальном положении.

Полученные данные заносил в таблицу 2.

Таблица 2.
Прочность скорлупы вареного яйца в зависимости от положения

Положение опыт	1	2	3	Среднее значение
Горизонтально	2500г	1 900 г	3 000 г	2 466 г
Вертикально	3 600 г	3 900 г	3 200 г	3 566 г

Таким образом, экспериментально было выявлено: Средняя масса, которую может выдержать вареное яйцо в горизонтальном положении, равна 2 466 г.; средняя масса, которую может выдержать вареное яйцо в вертикальном положении, равна 3 566 г.

Таким образом, многократные исследования с сырым и вареным яйцом помогли мне получить достоверные данные о прочности куриного яйца и сделать следующие выводы:

• Когда давление действует на скорлупу яйца при естественных условиях, она оказывается очень прочной и способна выдержать силу от 2 кг до 6 кг

Теперь я знаю ответ на вопрос, почему яйца не ломаются под тяжестью тела наседки.

• Прочность яйца зависит от его положения. Раздавить яйцо, сжимая его сверху и снизу труднее, чем, сжимая его с боков. Стало понятно, почему все яйца в гнезде птицы и даже в контейнерах в магазине лежат вертикально.

Сравнив данные прочности сырого яйца и вареного, я сделала вывод, что при варке, скорлупа становится менее прочной, можно предположить, что это происходит, потому что при варке скорлупа теряет кальций.

(Приложение №2)

Опыт №3. Из чего состоит скорлупа яйца

Следующим опытом я доказала, что верхняя скорлупа птиц состоит из карбоната кальция, который и придает яйцу прочность.

Для этого я взяла вареное и сырое куриные яйца, опустила их уксусную кислоту. Оставила на три дня и вела дневник наблюдения.

Через 3 дня и у сырого, и у вареного яйца скорлупа растворилась полностью. Но у сырого яйца осталась видимой только пленка между скорлупой и яйцом, а внутри яйца уксус с жидким желтком. А у вареного внешний вид без скорлупы почти не изменился. Сырое яйцо стало незначительно больше по размеру, так как впитало в себя не большую часть уксуса, а размер варёного остался неизменным. Этим экспериментом я доказала, что прочность яйцу придает верхняя скорлупа. (Приложение 3)

Опыт 4. Прогулка по яйцам

Меня заинтересовал вопрос: А выдержат ли сырые яйца вес человека? Это я узнала после проведения следующего эксперимента. Мне понадобились: два десятка сырых яиц в ячейках, а так же клеёнка (чтобы постелить на пол, на всякий случай). Первым делом я проверила яйца в коробках - и заменила надтреснутые яйца. Также я проверила, чтобы все яйца были ориентированы в одну сторону - или острыми концами вверх, или тупыми. В литературе я прочитала если правильно поставить ногу, равномерно распределив вес, то можно постоять или походить по яйцам босиком.

Я смогла провести такой опыт, надо отметить, что два десятка яиц выдержали меня весом 30 кг. Это говорит о том, что куриное яйцо довольно прочное. (Приложение 4)

4. Яйцо в культуре, искусстве и в архитектуре.

Много интересных фактов связано с яйцом. Например, всем знакома сказка «Курочка Ряба». Смерть «Кощея Бессмертного» была спрятана в яйце. В книжке «Путешествие Гулливера» яйцо стало причиной ссоры между Лилипутией и империей Блефуску. Шалтай - Болтай персонаж известного многим стихотворения. Ну и, конечно же, яйцо является символом светлого праздника Пасхи. Яйца Фаберже - серия ювелирных изделий фирмы Карла Фаберже. Всего известно о создании 71 экземпляра, 52 из которых являются императорскими.

По форме яиц было создано множество архитектурных памятников во всем мире:

В Пекине в форме яйца создан Национальный большой театр, здание окружено плотным кольцом искусственного круглого озера, а вход в него осуществляется по подземному тоннелю под водой.

В Лондоне - современное здание мэрии, которое похоже на «хрустальное яйцо», расположенном на южном берегу реки Темзы рядом со знаменитым Тауэрским мостом. А в Москве на улице Машкова красуется Дом-яйцо. Этот уникальный особняк, напоминающий яйцо Фаберже, находится в центре Москвы. По форме яйца созданы купол Храма Христа Спасителя, небоскрёб в Бомбее, Украинский музей «Писанка» и многие другие. Интересные факты о яйце

Изучая литературу о яйцах птиц, я нашел много интересных фактов, на некоторых я бы хотел остановиться:

• Вторая пятница октября - необычный день. Это Всемирный день яйца.
• В самом большом курином яйце было пять желтков, а охват по вертикали был 31 сантиметр.
• Самое тяжелое яйцо в мире весило 454 грамма - примерно в шесть раз тяжелее среднего куриного яйца.
• Ежегодно в мире потребляется почти 600 миллиардов яиц. Рекордсмен по производству яиц - Китай (около 160 миллиардов штук).

Заключение

Человек постоянно решает проблему прочности материалов и объектов, пытается построить на века. Но пока это у него получается плохо: машины ломаются, здания рушатся, разрушаются дороги. Природа же дает нам образцы прочности, одним из таких образцов является куриное яйцо. Яйцо - чудо природы, с которого начинается жизнь. Яйцо - объект постоянных изучений человека. Мы пытаемся ответить на вопросы: что появилось раньше яйцо или птица; почему птица сидит на яйце и не давит его, а птенец легко разбивает его; почему яйца не выпадают из гнезда и т.д. Яйцо - источник многих вопросов.

Проведя свои эксперименты, я познакомилась со строением яйца. Я провела опыты и выяснила: если при ударе яйцо соприкасается с поверхностью только в одном месте, то давление на поверхность яйца максимальное. Яйцо бьется. Я смогла вычислить среднюю массу, которое может выдержать яйцо и узнала, что в вертикальном положении яйцо крепче, прочнее, чем яйцо, лежащее в горизонтальном положении. Не зря все яйца в гнезде птиц, и даже в контейнерах в магазине лежат вертикально.

Проведенные опыты показали, что скорлупа яйца благодаря своей форме достаточно крепкая и способна выдержать силу от 2 кг до 6 кг, поэтому выдерживают вес наседки.

Неслучайно в архитектуре используют аналогичные формы: арки, своды, купола.

Я надеюсь, что познакомившись с результатами моей работы, мои одноклассники заинтересуются чудом яйца и захотят продолжить его изучение, ведь оно хранит еще много тайн.

Список литературы

1. А.И.Шапиро «Секреты знакомых предметов. Яйцо» Санкт-Петербург, 2009.
2. Выпуск телепередачи «Галлилео». Опыт с яйцом.
3. Елькин В.И., «Физические фокусы», 2001, Москва, «Школа-Пресс».
4. Секреты знакомых предметов. Яйцо. / А.И.Шапиро. - Санкт-Петербург, 2009.
5. Журнал «Физика в школе», 1998г.
6. Толковый словарь русского языка С.И.Ожегова и Н.Ю.Шведова Москва, 2009.
7. Учебник «Биология», Москва. Просвещение. 2001.
8. Энциклопедия « 365 научных экспериментов» Москва, 2010.
9. Википедия - свободная энциклопедия //www.wikipedia.ru
10. Все знайка // http://znajko.ru