ДОСЛІДЖЕННЯ МІЦНОСТІ ПАВУТИНИ

В.О. Мудрий, 11 клас,  Природничо-науковий ліцей №145, м. Київ

Науковий керівник: В.М. Зінчук 

Педагогічний керівник: Л.М. Хольвінська, В.М. Зінчук 

Існує припущення, що павутинка – найміцніший природний об’єкт. Експериментальних  досліджень у цій галузі немає, а припущення були висунуті лише на основі  досліджень хімічної будови павутини.

Мета роботи:

1. Дослідити міцності павутини павука;
2. Порівняти її з міцністю інших природних об'єктів (нитка, мідна дротина та волосінь) ;
3. Дослідження галузей в яких можливе використання павутини;

Актуальність:  Якщо мої підтвердження з приводу міцності павутини підтвердяться, то її можна буде використовувати у різноманітних галузях господарства. Наприклад у легкій промисловості. Продукти виготовлені з павутини матимуть невисоку собі вартість, і зможуть конкурувати з такими ж самими продуктами виготовлені з інших матеріалів. Оскільки павуки в наш час є однією з найбільш процвітаючих груп тварин і вони освоїли всі природні зони Землі – від пустель і тропічних лісів до помірних областей, то не буде проблеми спричинених нестачею павутини для її використання в господарстві.

Опис методів розв’язання:   Для експерименту було задіяно павука, якого ми помістили у коробку, в якій він  мав можливість плести своє павутиння. Отримане павутиння ми помістили в іншу коробку, для того, щоб використовувати саме цей зразок, не змішуючи його зі щойно сплетеними. Це необхідно було зробити для точності експерименту.

 Кожного дня проводилося по два експерименти з павутинням: один зі звичайною павутиною, а інший – з павутиною після термічної обробки. Кожний зразок було вивчено під мікроскопом. Для знаходження сили, з якої павутинка рветься, використовувався динамометр. Він був підключений до комп’ютера, на якому за допомогою програми будувалися графіки. На динамометр ми намотували павутину і просто тягнули її донизу. Таким чином було побудовано по 5 графіків для кожного з двох експериментів з павутиною.

Наступним кроком було порівняння павутини з іншим природним об’єктом (нитка, мідна дротина та волосінь) для того, щоб визначити, на скільки міцним матеріалом є павутина насправді. Як і з павутиною, використовувався динамометр та будувалися графіки. Ці зразки порівнювалися з кожною павутиною. На основі отриманих даних я зробив висновки, що до міцності павутини.

Отримані результати:

1. Було показано, що за певних умов (достатньо великої товщини і довжини) павутина може дорівнюватися за міцністю до нитки, мідного дроту та волосіні.
2. Була доведена можливість, що за умови досягнення необхідної товщини та довжини павутини, її можна використовувати у побутових цілях. А саме: для з’єднання об’єктів між собою, виробництва тканини, використання в якості мотузки.
3. Було встановлено фактори, які призводять до порушення міцності павутини.

Висновки:  В ході роботи було визначено, що за певних умов (достатньо великої товщини і довжини) павутина може дорівнюватися за міцністю до нитки, мідного дроту та волосіні.

За умови досягнення необхідної товщини та міцності павутини, її можна використовувати у побутових цілях. А саме: для з’єднання об’єктів між собою, виробництва тканини, використання в якості мотузки.

Але у павутини є недолік. Оскільки павутина складається з білка, який з часом втрачає свою первинну будову, то і павутина буде втрачати свою міцність. Отже, павутину не можна використовувати тривалий час. Або потрібно покривати предмет, який виготовлено з павутини, спеціальним анти денудаційним розчином, який не дасть білку втратити свою первинну структуру.

Перелік посилань:

1. Опір матеріалів. Підручник /Г. С. Писаренко, О. Л. Квітка, Е. С. Уманський. За ред. Г. С. Писаренка — К.: Вища школа,1993. — 655 с.
2. Опір матеріалів: Навч. посіб. для студентів ВНЗ. Рекомендовано МОН / Шваб'юк В. І. — К.: Знання, 2009. — 380 с.
3. Божидарник В. В., Сулим Г. Т. Елементи теорії пружності. — Львів: Світ, 1994. — 560с.