Исследовательская работа по физике "Физики идут в поход"

Проектно-исследовательская работа

Физики идут в поход

  Полное название темы работы

Дистанционный этап краевого форума «Молодежь и наука»

Физики идут в поход

  Название секции форума

Физика и познание мира

  Тип работы

  Фамилия имя отчество (полностью) автора, дата рождения (ДД.ММ.ГГГГ)

Проектно-исследовательская работа

  Место учебы :

  Класс

.Жарнова Софья Оганесовна

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение "Тюхтетская СШ №2"

  Место выполнения работы

  Руководитель

7 класс

МБОУ "Тюхтетская СШ №2"

Научный руководитель

Бадранова Валентина Анатольевна, учитель физики

Ответственный за корректуру текста работы

  e-mail (обязательно) Контактный телефон

Федоров Евгений Сергеевич, лаборант ИКТ

[email protected]

Аннотация

Жарнова Софья Оганесовна с. Тюхтет, МБОУ «Тюхтетская средняя школа №2» «Физики идут в поход» Руководитель: Бадранова Валентина Анатольевна, учитель физики

Цель научной работы : Исследовать, как знания физики помогают преодолеть трудности в особых условиях (походе)

Задачи:  

- изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение;

- дать научное обоснование физическим явлениям, которые использовались при проведении при исследовании

Предмет исследования: физические  явления, применимые в походных условиях

Объект исследования:  походные принадлежности, созданные экспериментально для походных условий

Введение.

Актуальность работы заключается в том, чтобы уметь замечать, применять полученные знания на практике, в жизни.

Новизна работы состоит в том, что создана работа, в которой зафиксированы физические явления, применимые в походных условиях

Значимость исследования : успешно изучая физику можно более эффективно применять знания в конкретных ситуациях.

Методы исследования : эксперимент, наблюдение

Физика окружает нас везде. Мы привыкли её не замечать. Посмотрите на то, что происходит у вас дома и вне его глазами физика, и вы увидите много интересного и полезного! Знание физики помогает нам  делать жизнь комфортнее, правильно использовать физические явления и процессы. Моя проектно-исследовательская работа посвящена  вопросам практического применения физических знаний, находясь в специфическом окружении или в особых условиях.

Удобство и комфорт в походных условиях - неотъемлемое условие для человека. Представляю некоторые из практических исследований, по моему мнению, самые интересные и в то же время простые в выполнении.

Основное содержание.

Полив комнатных растений. 

Отправляясь в поход, необходимо позаботиться о поливе комнатных растений. Предлагаю способ пассивного полива комнатных растений  – "подключить" растения к емкости с водой посредством импровизированных фитилей. Это могут быть веревочки, шнурки, шерстяные нити разного диаметра, скрученные бинты и так далее. Один конец фитиля надо опустить в емкость с водой (например, бутылку), а другой – пристроить в горшок (для надежности его надо будет закрепить, например, колышком). Вода будет поступать к цветам за счет разности капиллярных давлений.

Объяснение .

Между тончайшими волокнами ткани существует множество очень узких каналов — капилляров. Если молекулы волокон крепко сцеплены с молекулами жидкости, поверхностное натяжение образует в капиллярах вогнутые мениски. Давление на искривленную внутрь поверхность жидкости оказывается меньшим, чем на плоскую. И жидкость в капиллярах поднимается вверх, пока разность давлений не уравновесится. А отсюда следует, что фитиль работает как капиллярный насос

Как получить огонь .

Спички отсырели и не загораются (при трении вся выделившаяся энергия идет на испарение влаги). Чтобы добыть огонь, надо взять небольшую полоску пищевой фольги и, сложив пополам, на месте сгиба отрезать небольшой кусочек таким образом, чтобы образовалась тонкая полоска толщиной 2-3 мм. Цепляем в этом месте кусочек ваты, прижимаем концы полоски к контактам гальванического элемента и наблюдаем, как ватка воспламеняется.

Объяснение.

Дело в том, что фольга раскаляется в самом тонком месте. Проводник нагревается при прохождении через него электрического тока.

По этому принципу работают лампы накаливания. В тонком месте фольги высокое сопротивление , так как площадь сечения маленькая, выделение тепла (переход электрической энергии в тепловую) происходит именно в этом месте.

Умывальник.

Предлагаем вам изготовить конструкцию простейшего рукомойника из пластиковой бутылки. Такой рукомойник можно использовать в походных условиях.

Проколите раскаленным шилом внизу бутылки тонкое отверстие, зажмите его пальцем, налейте в бутылку воду (до самого верха бутылки), плотно завинтите крышку, и умывальник готов.

Теперь его достаточно лишь подвесить в удобном месте отверстием вниз (при закрытой крышке вода выливаться не будет). Для пуска воды достаточно просто чуть приоткрыть крышку.

Объяснение.

Пластиковая бутылка (до того как ее наполнили водой) только кажется пустой. На самом деле, она заполнена воздухом. Когда мы наливаем воду в бутылку, молекулы воздуха выходят наружу через горлышко бутылки.

Вода через отверстие в дне бутылки при закрытой крышке не вытекает, так как воздуха внутри бутылки немного и он давит на воду слабо. Воздух снаружи бутылки давит сильнее и не позволяет воде вытекать. Откручивая пробку, я запустила внутрь бутылки воздух, его количество увеличилось. При этом давление воздуха внутри и снаружи бутылки уравновесилось, и сила тяжести воды заставила воду вытечь.

Как получить сливки.

Чтобы получить сливки из молока, надо взять крепкую палку длиной 15-20 см и у ее концов прорезать неглубокие кольцевые канавки. В этих местах прочно привязать шнурки длиной 40 см каждый. Целый непромокаемый пакет из полиэтилена наполнить молоком, закрутить шнурки и сильно потянуть их концы в разные стороны. Палка и привязанный к ней пакет начнут вращаться все быстрее и быстрее. В молоке есть жир, он не смешивается с водянистой частью молока, он плавает в ней в виде крошечных капелек, которые можно увидеть только в микроскоп. При вращении под действием инерции молоко распределилось по окружности, а сливки соберутся в середине.

Объяснение.

Инерция зависит от массы, каждая капля молока имеет большую массу, чем такая же капля жира, поэтому на молоко инерция действует сильнее. Вот оно и отбрасывается к окружности пакета, вытесняя более легкий жир в середину.

Свежее яйцо.

Самое простое – опустить сырое яйцо в воду. Если оно тонет – то свежее. Если всплывает – испорченное.

Объяснение.

Дело в том, что при долгом хранении в теплом месте в яйце происходят процессы разложения белка и желтка. Они сопровождаются выделением газа, который частично выветривается через мелкие поры в скорлупе. Яйцо становится менее плотным и в воде всплывает. По закону Архимеда на тело, находящееся в воде, действует сила выталкивания. Она зависит от плотности жидкости.

Вареное яйцо или нет.

Я решила проверить вареное яйцо или нет и с лёгкостью определила: дело в том, что яйца вареные и сырые вращаются не одинаковым образом. Сваренное (особенно вкрутую) яйцо вращается заметно быстрее и дольше сырого. Последнее трудно даже заставить вращаться; между тем круто сваренное яйцо вертится очень быстро.

Объяснение.

Причина этих явлений кроется в том, что круто сваренное яйцо вращается как сплошное целое; в сыром же яйце жидкое его содержимое, не сразу получая вращательное движение, задерживает вследствие своей инерции движение твердой оболочки; оно играет роль тормоза.  Вареные и сырые яйца различно относятся также и к остановке вращения. Если к вращающемуся вареному яйцу прикоснуться пальцем, оно останавливается сразу.  Сырое же яйцо, остановившись на мгновение, будет после отнятия руки еще немного вращаться. Это происходит вследствие инерции: внутренняя жидкая масса в сыром яйце еще продолжает двигаться после того, как твердая оболочка пришла в покой; содержимое же вареного яйца останавливается одновременно с остановкой наружной скорлупы. И ещё, давление внутри жидкости во все стороны одинаковое. (По закону Паскаля) а варёном яйце давление распространяется только в одном направлении. 

Купание.

Неопытные купальщики нередко подвергаются большой опасности только потому, что забывают об одном любопытном следствии закона преломления света: они не знают, что преломление словно поднимает все погруженные в воду предметы выше истинного их положения. Дно пруда, речки, каждого водоема представляется глазу приподнятым почти на третью часть глубины; полагаясь на эту обманчивую мелкость, люди нередко попадают в опасное положение. Особенно важнo знать это детям и вообще людям невысокого роста, для которых ошибка в определении глубины может оказаться роковой.

Объяснение.

Рисунок объясняет, как это происходит.

Участок дна m кажется наблюдателю (глаз которого – над водой, в точке А) в приподнятом положении: лучи преломляются и, переходя из воды в воздух, вступают в глаз, как показано на рисунке, а глаз видит участок на продолжении этих линий, т. е. над m. Чем наклоннее идут лучи, тем выше поднимается m. Вот почему при рассматривании, например, с лодки ровного дна пруда нам всегда кажется, что оно наиболее глубоко прямо под нами, а кругом – всё мельче и мельче.

Рефлектор.

Если вы захотите перед сном почитать книгу, а света недостаточно, изготовьте рефлектор из жестяной банки из-под Coca-Cola. На банке делаем вертикальную разметку и отступив от верхнего и нижнего краев банки – горизонтальные разметки до середины. Осторожно разрезаем банку по разметкам и открываем «окошки». Получается отличный рефлектор для свечи, который будет отражать свет и тепло.

Объяснение.

Рефлектор – устройство, состоящее из отражающий поверхностей и обеспечивающее отражение падающих на него световых волн. Для концентрации света отражающая поверхность – вогнутая. Отражённые от вогнутой поверхности световые лучи фокусируются в одной точке.

Компас.

Если заблудились, потребуется обычная иголка, лист от дерева и емкость с водой. Надо опустить лист в воду, потереть иглу о шерстяную одежду и положить иголку на лист. После того, как лист перестанет вращаться, игла будет показывать на север и юг.

Объяснение.

При трении иголка намагничивается (получаем полосовой магнит. При опускании в воду иголка поворачивается. На концах иголки обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия (полюса магнита – северный и южный). Земля – тот же магнит, только шарообразный. Магнит обладает в различных частях различной степенью намагниченности, на полюсах эта сила наиболее заметна. Разноименные полюсы иголки и Земли притягиваются

Заключение.

Спектр моих исследований очень разнообразный. Он охватывает различные темы по физике: «Состав вещества», «Тепловые явления», «Давление», «Плотность», «Электрические явления», «Оптические явления» и многие другие.  

Результатом моего исследования явилось доказательство того, что знание законов физики действительно необходимы в повседневной жизни, в специфическом окружении или в особых условиях. В ходе исследования мы пришли к следующим выводам:

• зная о разности капиллярных давлений, можно поливать цветы способом пассивного полива;
• зная о разности капиллярных давлений, можно поливать цветы способом пассивного полива;

• зная о тепловом действии тока, можно получить огонь с помощью гальванического элемента и пищевой фольги; зная о атмосферном давлении и законе Паскаля можно из пластиковой бутылки изготовить сепаратор; зная о инерции и плотностях тел, можно быстро получить сливки из молока; зная закон Архимеда, можно с помощью воды определить свежесть куриного яйца; зная закон Паскаля и инерцию, можно определить вареное яйцо или нет; с помощью жестяной банки можно изготовить рефлектор, зная закон отражения света;
• зная о тепловом действии тока, можно получить огонь с помощью гальванического элемента и пищевой фольги;
• зная о атмосферном давлении и законе Паскаля можно из пластиковой бутылки изготовить сепаратор;
• зная о инерции и плотностях тел, можно быстро получить сливки из молока;
• зная закон Архимеда, можно с помощью воды определить свежесть куриного яйца;
• зная закон Паскаля и инерцию, можно определить вареное яйцо или нет;
• с помощью жестяной банки можно изготовить рефлектор, зная закон отражения света;

с помощью швейной иглы можно получить компас, зная законы электродинамики; зная закон преломления света, можно определить, истинную ли глубину водоема мы видим.

Все эксперименты безопасны при проведении, просты по выполнению, минимально материально затратны, ценны в изучении и понимании физики. 

Список литературы:

• Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика. Москва. Добросвет. Издательство МЦНМО, 2005.
• Елькин В.И. Необычные учебные материалы по физике. Москва. Школа-Пресс, 2000.
• Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чём не узнаешь уроке. Ярославль. Академия развития, 1999
• М.Г. Ковтунович «Домашний эксперимент по физике 7-11 классы». Москва. Владос. 2007г.
• Леенсон И. Загадки магнитной стрелки //Квант. — 2009. — № 3. — С. 39-40.
• Перельман Я. И. «Занимательная физика». Издательство «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. Москва 1976
• Перышкин А. В. Физика 7 кл. Издательский дом «Дрофа» 1999
• Перышкин А. В. Физика 9 кл. Издательский дом «Дрофа» 2004
• http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._Магнитная_стрелка
• http://lmagic.info/rabota_pod_davleniem.html