Физика о свойствах куриного яйца

В числе философских вопросов, над которыми ломал свою мудрую голову глубокомысленный Кифа Моикеевич из «Мертвых душ», была такая проблема: «Ну, а если бы слон родился в яйце, ведь скорлупа, чай сильно бы толста была, - пушкой не прошибешь; нужно какое-нибудь новое огнестрельное орудие выдумать».
Гоголевский философ о яйце

Предположения:
Яичная скорлупа достаточно прочна, хотя бы потому, что должна выдерживать вес курицы, высиживающей яйца.
Яичная скорлупа довольно хрупка и легко раскалывается, например, чайной ложечкой за завтраком.
Попробуем определить насколько прочной является скорлупа обычного куриного яйца и легко ли сломать яичную скорлупу.

План проведения исследования
Опытным путем установить, силу какой величины надо приложить к яйцу, чтобы сломать его.
Выяснить, влияет ли форма яйца на его прочность.
Сделать выводы.

Ход исследования:
Определим, какую силу надо приложить к яйцу, чтобы его расколоть. Для этого:
Разместим яйцо между двух плоских площадок.
Будем ставить гири на одну из площадок до тех пор, пока яйцо не расколется.
Определим величину силы расколовшей яйцо.
⮚
⮚
⮚

Ход исследования
Изменим положение яйца под плоскими площадками и повторим опыт:
Разместим яйцо между двух плоских площадок.
Будем ставить гири на одну из площадок до тех пор, пока яйцо не расколется.
Определим величину силы расколовшей яйцо.
⮚
⮚
⮚

Полученные результаты
Таким образом, в среднем скорлупа выдерживает:
1) При давлении на боковую поверхность
m = (2 + 3,1 + 2,1 + 2,8 + 2,2)/5 = 2,44(кг) F= mg=2,44 * 9,8 = 23,912 ≈ 24(Н)
2) При давлении на концы
m = (4,9+ 5,9 + 5,1 + 5,5 + 4,6)/5 = 5,2 (кг) F= mg= 5,2 * 9,8 = 50,96 ≈ 51(Н)

Ход исследования
Рассмотрим конструкцию свода напоминающую по форме яйцо
Вес вышележащей кладки давит на клинообразный средний камень свода с силой F
Но сдвинуться с места камень не может вследствие своей клинообразной формы
Cила F (по правилу параллелограмма) раскладывается на две силы F1 и F2, которые уравновешиваются сопротивлением прилегающих камней
Таким образом, сила, давящая на свод снаружи, не может его разрушить
Зато клинообразная форма камней нисколько не препятствует движению камней наружу, т. е. свод сравнительно легко можно разрушить изнутри

Ход исследования
Если рассматривать скорлупу яйца как тот же свод, только сплошной можно сделать вывод: при давлении снаружи он разрушается не так легко, как можно было бы ожидать от такого хрупкого материала.
И в то же время слабый птенчик, желая выйти наружу из природной темницы, без труда пробивает клювиком скорлупу изнутри.

Выводы:
Когда давление действует на скорлупу яйца при естественных условиях, она оказывается очень прочной и способна выдержать силу от 20 до 50 Н. Поэтому яйца не ломаются под тяжестью тела наседки.
Одним из факторов прочности скорлупы яйца является его форма. Неслучайно в архитектуре используют аналогичные формы: арки, своды, купола.
Вместе с тем скорлупа яйца достаточно хрупка и без особого труда раскалывается от резкого удара.
✍
✍
✍

Информационные источники:
Мякишев Г. Я. Физика: Учеб. Для 10 кл. – 11-е изд. – М: Прсвещение, 2003. – 336 с.
Суорц Кл. Э. Необыкновенная физика обыкновенных явоений: Пер. с англ. В 2-х т. Т. 1. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 400 с.
Пререльман Я. И. Занимательная физика. – М.: Наука, 1979. – 272 с.
http://www.1september.ru/ru/fiz/2002/06/no06_2.htm
http://www.harunyahya.ru/designinnature_ru02.php
http://eggs.by.ru/konkurent.shtml