Znanost

Raziskujemo skupaj!

Raziskovanje v znanosti se nikoli ne konča

vodi nas radovednost

Za ljubitelje narave

Naša odkritja

Na Majdi vsako leto raziskujemo. Tudi letos! Vabljeni, da si spodaj preberete povzetke letošnjih raziskovalnih nalog.

Pred začetkom eksperimentalnega dela sem razmislil, kako bi energijski zakon uporabil pri streljanju s fračo in katere energijske pretvorbe so prisotne, če s fračo izstrelimo kroglico navpično navzgor. Teoretske osnove sem predstavil v prvem delu raziskovalne naloge.

Nato sem izdelal preprosto fračo. Preveril sem, do katere raztezne sile za elastike, uporabljene v frači, velja Hookov zakon. S fračo sem pri različnih razteznih silah izstrelil frnikolo navpično navzgor. Višine leta frnikole sem izmeril s pomočjo počasnega posnetka na telefonu. Po opravljenih meritvah sem izračunal, do katere višine bi morala poleteti frnikola, če bi se delo, ki ga je elastika v frači prejela ob raztegu, ob izstrelitvi frnikole v celoti preneslo v kinetično energijo frnikole in nato pretvorilo v njeno potencialno energijo.

V zadnjem delu naloge sem primerjal izmerjene in izračunane rezultate. Ugotovil sem, da se med seboj mnogo bolj razlikujejo, kot sem predvideval. Z večanjem raztezne sile se je večala tudi razlika med izmerjenimi in izračunanimi višinami leta frnikole.

Spoznal sem, da je težko zasnovati eksperiment in sestaviti napravo, pri kateri bi bili izmerjeni rezultati enaki izračunanim in bi bil izkoristek naprave 100 %. Izkoristek pri mojem eksperimentu je bil ob večjih raztezkih samo okoli 10 %.

RAZISKOVALEC: Arne Zalar, 9. razred

MENTORICA: Milena Valentan

V uvodu sem nanizal nekaj dejstev o razvoju in zgodovini 3D-tiska. Nato sem v nadaljevanju opisal načine oblikovanja 3D-modelov in postopek 3D-tiska. Predstavil sem uporabljene materiale.

V eksperimentalnem delu sem sam oblikoval standardiziran predmet v računalniškem programu. Pri tisku sem uporabil materiale PETG, PLA, ABS in ASA. Temperaturo 3D-tiskanja sem stopnjeval po korakih 5 °C v in izven temperaturnega območja, ki ga priporoča proizvajalec materiala. Največjo trdnost sem izmeril s silomerom, ki zabeleži največjo silo pred pretrganjem ali prelomom. Največjo silo pred prelomom predmeta sem izmeril z analizo upočasnjenega videoposnetka, ki sem ga naredil s kamero mobilnega telefona. Primerjal sem mediane vrednosti sile pred prelomom med vsemi temperaturnimi kategorijami posameznega materiala s testom Kruskal-Wallis. Na koncu sem s tem testom primerjal še najvišjo silo preloma med materiali. Zapisal sem dobljene rezultate, izdelal razpredelnice in grafe odvisnosti sile preloma od temperature posameznega materiala.

Ugotovil sem, da pri predmetih, natisnjenih iz materialov PETG, ASA in ABS, temperatura statistično pomembno vpliva na trdnost predmeta, ki jo izmerimo kot silo preloma. Pri materialu PLA pa te povezave nisem dokazal, tako da sem prvo delovno hipotezo materiala delno potrdil. S primerjavo trdnosti predmetov, natisnjenih iz različnih materialov pri različnih temperaturah, sem drugo delovno hipotezo potrdil. Največjo trdnost ima material PLA, najmanjšo pa ABS, kar ustreza tudi podatkom iz literature.

RAZISKOVALEC: David Smrkolj, 9. razred

MENTORICA: Milena Valentan

 

V teoretičnem delu sem nanizal nekaj fizikalnih dejstev o energijskih pretvorbah, ki se dogajajo med padanjem in med odbojem žoge, o gravitacijski sili, pospešku ter o zračnem uporu, ki med gibanjem deluje na žogo.

V eksperimentalnem delu sem meril višine, do katerih se je odbila nogometna žoga po prvem odboju od tal. Meritve sem opravil na treh različnih podlagah (kamnitih tlakovcih, suhi leseni ter poledeneli leseni podlagi), s treh začetnih višin (3 m, 2 m in 1 m) ter pri 6 ali 7 različnih tlakih v žogah (od približno 20 kPa do 70 kPa). Meritve odboja žoge na kamnitih tlakovcih sem opravil tudi s košarkarsko žogo.

Ugotovil sem, da obstaja pri kamnitih tlakovcih ne glede na vrsto žoge izrazita meja odboja žoge, do katere se odstotek začetne višine viša, po tej meji pa se ta odstotek začne nižati. Ta meja je približno 55 kPa. Spoznal sem, da se pri večjih začetnih višinah nogometna žoga bolje odbija od košarkarske, pri manjših pa je ravno obratno. Nogometna žoga se na poledeneli leseni podlagi v povprečju bolje odbija kot na suhi leseni podlagi. Ta razlika se z večanjem tlaka veča, saj odstotek začetne višine, do katere se žoga odbije, na poledeneli leseni podlagi povprečno intenzivneje raste kot na suhi leseni podlagi. Pri primerjavi odboja nogometne žoge na suhi leseni podlagi z odbojem na kamnitih tlakovcih sem razbral, da se žoga pri večjih začetnih višinah bolje odbija na kamnitih tlakovcih, z manjšanjem začetne višine pa se razlika manjša. Spoznal sem tudi, da se obe žogi na vseh podlagah najbolje odbijata pri majhnih začetnih višinah.

RAZISKOVALEC: Nejc Medvešček, 9. razred

MENTORICA: Milena Valentan