Исследование прочности бумаги на разрыв

II класс

Интересно и с большой пользой для расширения представлений второклассников о свойствах бумаги проводятся демонстрации, опыты и простейшие лабораторные работы, наглядно подтверждающие, что прочность бумаги на разрыв в долевом направлении больше, чем в поперечном. Знание этой особенности бумаги помогает учащимся грамотно решать некоторые практические вопросы, а значит, и получать изделия более высокого качества.

Из одного листа бумаги, например писчей или цветной, вырезают две одинаковые по форме и размерам полоски под прямым углом друг к другу, т. е. по взаимно перпендикулярным кромкам листа. Любым известным способом дети определяют, в какой из этих полосок волокна имеют преимущественно долевое направление, в какой - поперечное (удобнее всего воспользоваться способом, описанным на с. 25 - 26). Эти направления помечают на концах полосок буквами Д и П (долевое и поперечное) или стрелками, как показано на рисунке 7. Полоски склеивают концами по длине так, чтобы они расположились точно по прямой линии. После того как клей высохнет (лучше на следующий день или на следующем уроке труда), полученную полоску берут за концы руками и растягивают ее, постепенно увеличивая усилие. Полоска разрывается на той половине, где ось полоски перпендикулярна долевому направлению листа бумаги. Для того чтобы разорвать вторую половину полоски, нужно приложить большее усилие.

Рис. 7. Прочность бумаги на разрыв в долевом направлении выше, чем в поперечном: 1 - две полоски, вырезанные из листа бумаги по двум взаимно перпендикулярным кромкам (стрелками на полосках показано долевое направление волокон); 2 - полоски, склеенные по длине; 3 - при растягивании полоски разрыв происходит в самом слабом звене - на участке АБ

Почему так происходит? Учащиеся коллективно находят ответ: полоска бумаги, вырезанная в продольном направлении, оказывается более прочной на разрыв потому, что в ней при ее растягивании приходится рвать большее количество волокон, чем в полоске, которая вырезана в поперечном направлении.

Полезно задать учащимся несколько контрольных вопросов, ответы на которые связаны с необходимостью выполнения новых наблюдений и опытов. Поиски этих ответов представляют большой познавательный и, что особенно важно, немалый практический интерес.

- Возьмите, - говорит учитель, - отрезок обыкновенного бумажного шпагата. Раскрутите, развейте его с одного конца на 5 - 6 см. Что вы можете сказать о таком шпагате? (Бумажный шпагат состоит из одной, двух или трех полосок бумаги, скрученных сначала в отдельности, а затем свитых в одну общую нитку - шпагат.)

- Правильно, - продолжает учитель. - К этому можно только добавить, что для изготовления бумажного шпагата используют очень прочную бумагу - крафтбумагу. А как вы думаете, полоски, из которых сделан бумажный шпагат, нарезаны вдоль или поперек долевого направления бумаги? (Вдоль, потому что прочность полосок, а значит, и шпагата в этом случае больше.)

- А еще почему? (При нарезании бумажных полосок в долевом направлении можно получить очень длинные куски шпагата: ведь отливка бумаги в бумагоделательной машине ведется непрерывно и в результате получаются рулоны бумаги длиной в несколько километров. Если же резать полоски в поперечном направлении, то их длина, а следовательно, и длина отдельных кусков шпагата будет небольшой, всего несколько метров, не больше ширины полосы бумаги, выпускаемой машиной.)

Расплетая бумажный шпагат, учащиеся пробуют разорвать полоски бумаги, из которых он свит, сначала вдоль, потом поперек. После выполнения этих опытов учащиеся делают вывод: для разрывания полосок в долевом направлении необходимо приложить значительно большее усилие.

Чтобы выяснить, какое значение имеет скручивание полосок бумаги при изготовлении шпагата, учащиеся получают новое задание: сравнить усилия, необходимые для разрывания шпагата или отдельной его пряди и полоски бумаги, из которой эта прядь скручена. Учащиеся приходят к выводу, что разорвать полоску бумаги значительно легче, чем ту же полоску, скрученную в тугую прядь.

Все выводы, к которым приходят учащиеся, используются ими в дальнейшем при изучении волокнистых материалов, применяемых в текстильном производстве, при знакомстве с процессами изготовления пряжи, ниток и тканей.