Szörényi Fruzsina, Tóth Miklós: A Mikola-cső – Mérések és megfigyelések a Mikola-csővel

A szerző neve: Szörényi Fruzsina, Tóth Miklós
Intézmény: Vajda János Gimnázium, Keszthely; Általános és Alapfokú Művészeti Iskola, Gyenesdiás
Felkészítő tanár: Szörényi Zoltán

A jelenség bemutatása

A Mikola-cső egy hosszú, színezett vízzel töltött, a vízszintestől a függőlegesig változtatható helyzetű zárt üvegcső, amelyben egy buborék mozoghat. Feltalálója, Mikola Sándor magyar fizika tanár nevét viseli.

Megfelelő csővastagság és buborékméret esetén a buborék elég lassan mozog, és nagyon hamar felvesz egy, a cső helyzetétől függő egyenletes sebességet. A Mikola-cső az egyenes vonalú egyenletes mozgás szemléltetésére való kísérleti eszköz.

A pályamunka készítésének indítéka

Olyan egyszerű, a fizika egyik alapjelenségét bemutató kísérleti eszközhöz nyúltunk, amely a tanulmányainkban elsőként jött elő, és magának az eszköznek a kezelése sem okoz nehézséget.

Másrészt ezt az eszközt a fizikatanítás megreformálását célul tűző, magyar oktatást meghatározó tanár alkotta.

Harmadrészt ezzel az eszközzel olyan kísérleteket is végeztünk, amit még semmilyen szakirodalomban nem olvashattunk, tehát elsőként mi találtuk ki, és valósítottuk meg.

Negyedrészt érdekelt bennünket, hogy a csőben a buborék sebessége valóban állandó-e, illetve milyen más fizikai paraméterektől függ.

Milyen lényeges kérdésre kerestük a választ?

A Mikola-csővel végzett kísérletek eddig arra terjedtek ki, hogy két paraméter megváltozásától (a cső dőlésszöge, valamint adott dőlésszögnél a buborék sebességének állandósága) hogyan függ a csőben mozgó buborék sebessége.

Mi további két változó hatását is megvizsgáltuk a buborék sebességére (a buborék mérete, illetve a cső átmérője). Ezeket a méréseket mi végeztünk el elsőként, és publikáljuk.

Alkalmazott módszerek

A fenti négy kérdés megválaszolására méréssorozatokat végeztünk; mérési hibák elkerülése érdekében az eredmények mindegyike legalább három mérés átlaga volt.

Ezután a méréseinket rendszereztük, táblázatba foglaltuk, majd számítógépen kiértékeltük, az adatokból diagramokat készítettük, melyek alapján következtetéseket vontunk le.

A munka eredményei

A négy hipotézisünkből az elsőt (a buborék sebessége állandó) megcáfoltuk; erre vonatkozó szakirodalmi adatok csak részben igazak. A másik három hipotézisünk – mely szerint a cső dőlésszögétől, a buborék méretétől, illetve a cső átmérőjétől függ a buborék sebessége - azonban igaznak bizonyultak.

Kiderült, hogy a buborék sebessége arányos a cső keresztmetszetével, illetve a buborék hosszával.

Önreflexió

Kutatási munkánk nem ért véget, közben számos ötletünk támadt, milyen értékeken lehetne még változtatni. Ezek között van a csövet kitöltő folyadék anyagi minősége. Érdekes lenne megvizsgálni a buborék sebességét víz helyet pl. olajjal vagy esetleg kólával!

Munkánkat sikeresnek értékeljük, mert az elért újszerű tudományos eredményeken túl fejleszthettük fizikatudásunkat, problémamegoldó képességünket, technikai kompetenciánkat.