Физика и кошка как объект исследования

Физика и кошка

как объект исследования

Автор: Олейник Ксения, ученица 11 класса

Руководитель: Александрова З.В., учитель физики

МБОУ СОШ №5 пгт Печенга

Актуальность исследования:

Физика – наука о природе. Мы, так же как и наши питомцы – часть этой природы. У многих из нас есть домашние животные.

Самыми загадочными из них считаются кошки. Но что, если рассмотреть кошку с точки зрения физики?

Изучая физику, мы знакомимся со многими физическими величинами, учимся их измерять. Но все опыты на уроках проводятся с неживыми объектами. Есть ли особенности в измерении этих же характеристик у живых существ? Какие они?

Цель исследования:

Выявление возможности использования кошки как объекта физических исследований и создание «Биомеханического паспорта кошки».

Задачи исследования:

• познакомиться со специальной литературой о физических свойствах домашней кошки;
• рассмотреть физические процессы в жизни кошки;
• исследовать физические характеристики кошки;
• обобщить и систематизировать результаты исследования в виде буклета «Биомеханический паспорт кошки».

Что такое кошка?

Домашняя кошка — млекопитающее семейства кoшачьих отряда хищных. Нередко домашнюю кошку рассматривают как подвид кошки, однако, с точки зрения современной биологической систематики, дoмашняя кошка является отдельным биологическим видом.

В настоящее время в мире насчитывается около 600 млн домашних кошек, выведено около 200 пород, от длинношерстных до лишённых шерсти. На протяжении 10 000 лет кошки ценятся человеком, в том числе за способность охотиться на грызунов и других домашних вредителей .

Механические явления в жизни кошки

Кошка движется, отталкиваясь от опоры. При этом внешние силы – сила тяжести, сила трения, сопротивление среды, вступают во «взаимодействие» с внутренними силами организма (напряжением мышц).

Движение происходит благодаря совместной деятельности всех мышц и силе трения покоя. При беге кошки возникает особый ритм: каждый очередной мах конечностей состоит из чередующихся ускорений и замедлений.

Механические явления в жизни кошки

Падая, кошка всегда приземляется на все четыре лапы – за счет хвоста. Хвост во время падения совершает вращение, заставляющее всё тело животного поворачиваться в обратном направлении; так продолжается до тех пор, пока органы равновесия кошки не отметят, что её голова заняла правильное положение. Затем происходит выравнивание тела животного относительно его продольной оси. Концом вращения кошки является сведение лап вместе.

Механические явления в жизни кошки

Когда кошка прыгает, ей важно преодолеть как можно большее расстояние в воздухе.

Для этого в момент прыжка спина животного как бы расширяется за счёт подъёма шерсти, что помогает ему слегка спланировать перед приземлением. Само приземление – процесс ещё более интересный. В это время мышцы включаются не все вместе, а одна за другой, постепенно поглощая энергию прыжка.

Теплообмен кошки

Кошка может свёртываться в клубок, для того чтобы сохранить тепло или вытягиваться во всю длину чтобы отдать тепло.

Интересен тот факт, что кошка в сильный мороз может ходить по снегу, не обмораживая лап: ведь на подушечках нет шерсти? Оказывается, что на подушечках лап есть тонкий слой, обладающий плохой теплопроводностью, он то и «держит» большой перепад температур.

Мурлыкание кошки

Так называемый «аппарат мурлыканья» располагается у кошек между основанием черепа и основанием языка и представляет собой тонко связанные подъязычные косточки. А сокращение мышц возле голосовых связок вызывает их вибрацию. Мурлыкающий звук кошка издаёт ртом и носом, а вибрация распространяется по всему телу. Мурлыкание кошки вызвано удовлетворённость жизнью: сытость, счастье и многие другие положительные эмоции.

Лечебные свойства кошки

Когда в нашем организме или вокруг нас происходят какие-либо нарушения, кошка, улавливая, стремится на это место. Найдя больное место, одни ложатся на него, пытаясь согреть. Другие, выпустив свои коготки, как иголки иглотерапевта,

начинают своеобразный массаж. Лечебные эффекты наступают при первых мурлыкающих звуках, которые успокаивают и расслабляют.   

Лечебные свойства кошки

Длинношерстные породы  (персидская, сибирская, и др.) – невропатологи, помогают при бессоннице, раздражении и депрессии. 

Короткошерстные и бесшерстные породы  (сиамские, сфинксы и др.) врачуют болезни печени, почек, гастрит, колит. 

Короткошерстные с плюшевой шерстью  (британские, шотландские, русские голубые и др.) - "специализируются" по сердечно-сосудистым заболеваниям. 

Зрение кошки

Лучи света, попадая в глаз, преобразуются клетками сетчатки в нервные импульсы. Потом эти импульсы поступают в мозг — и именно там формируется зрительный образ, реальное изображение всего того, что нас окружает.

Так же если посмотреть в глаза кошки в темноте, можно заметить, что они будто светятся. Дело в том, что у кошек в строении глаза есть тапетум. Он находится за сетчаткой глаза, в дальней части глазного яблока. Тапетум представляет собой оболочку, покрывающую всё глазное дно или его часть. Эта оболочка состоит из тонкого слоя клеток, отражающих свет. Но тапетум нужен для того, чтобы животное могло хорошо видеть в темноте.

Социальный опрос

В анкетировании участвовало 45 учеников из 10-го, 9 -го и 11-го классов.

1.Живёт или жил/а у Вас дома кот/кошка?

75% людей ответили «Да»

2. Какие физические свойства кошки Вам известны?

14 % людей ответили «Теплообмен»

26 % людей ответили «Зрение»

9 % людей ответили «Мурлыкание»

56 % людей ответили «Не знаю»

3. Знаете ли Вы, что кошки обладают лечебными свойствами?

44% людей ответили «Да»

Объект исследования

Кошка Мурка – возраст 10 лет.

Пол – женский.

Дата рождения – 06.08.2010.

Окрас – серый.

Масса

Для более точного определения массы я повторяла измерения в течение трёх дней в одно и то же время.

дни

1день

Масса кошки, кг

2день

3,7

3день

4,1

3,9

m ср = (m 1 +m 2 +m 3 ):3= 3,9кг

Температура

Для более точного определения температуры я повторяла измерения в течении двух дней утром, днём и вечером.

Дни\время суток

утро

1 день

2 день

день

38,6°

вечер

38,8°

38,4°

38,2°

38,5°

38,1°

Наибольшая температура – утром.

Наименьшая температура – вечером.

Скорость

При помощи рулетки отметили расстояние 10 м.

Секундомером засекла время движения.

Провела расчёт скорости по формуле:

V = S/t

Объект

S(м)

Пушина

t(с)

10

V

4,7

м/с

2,1

Км/ч

7,6

Плотность

Объем я определяла по количеству вытесненной воды. Из гуманных соображений я погружала кошку в воду только до основания шеи, а затем, измерив количество вылитой воды мерным стаканом, проводила расчёты по формуле

ρ = m / v, где

m - масса кошки;

v –объем вытесненной воды.

v = 3,35 л, m = 3,9 кг.

3,35 л = (3,35 : 1000) = 0,00335 м³

ρ = m / v = 3,9 кг : 0,00335 м³ = 1164,2 кг/ м³

Давление на опору

Давление кошки на опору рассчитывалось для трех положений ( стоя , лежа и сидя ) по формуле :

P = mg/s, где

m – масса кошки;

g = 9,8 н/кг;

s – площадь опоры кошки .

Положение

Масса (кг)

Стоя

Площадь (м 2 )

Сидя

3,9

Давление (Па)

Лёжа

0,0038215

3,9

0,019942

3,9

10001

1917

0,0457165

836

Вывод :

Во время работы над этим проектом мной был составлен документ, отображающий физические качества моей кошки Мурки.

Часть из них приходилось находить самостоятельно с помощью приборов и инструментов, используя разные физические законы, также некоторые моменты выяснялись с помощью информационных ресурсов. Но большую часть этих характеристик нужно было искать по физическим формулам.

В ходе исследования я повторила частично физику за 7-й и 8-й классы. Но пришлось столкнуться с некоторыми проблемами.

Живой объект исследования не понимал, что от него хотят, и сильно сопротивлялся, поэтому некоторые измерения приходилось повторять по нескольку раз.

Но эти и другие проблемы решены, и могу с уверенностью сказать, что работа над этим проектом принесла мне огромнейшее удовольствие.

Спасибо за внимание!