Проектная работа Физика и животные

Муниципальное образовательное учреждение

Шатковская средняя общеобразовательная школа №1

Проект по физике по теме:

« Измерение физических характеристик домашнего животного»

Выполнил: ученик 7б класса

Андронов Кирилл,

Руководитель проекта:

учитель физики

Петрова Е.В.

р.п.Шатки

2014 год

Аннотация

Изучая физику, мы знакомимся со многими физическими величинами (массой, плотностью, скоростью и др.), 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? Объектом моего исследования стал домашний питомец: кот «Рыжик».

В ходе работы над проектом мне удалось измерить многие характеристики моего питомца: скорость, массу, объем, среднюю плотность, давление на опору, оценить степень электризации их меха, установить температурные зависимости. Конечно же, я смог добиться результата далеко не во всех задумках. В основном проблемы были связаны с тем, что живые объект исследования в отличии от нас не понимал цели деятельности и зачастую сопротивлялся, не желая делать то, что от него требовалось. Приходилось учитывать привычки и характер, подстраиваться под настроение и ритм жизни. Так кошки большую часть дня проводят во сне. Таким образом, я на практике убедился, насколько сложнее измерять физические характеристики живых существ. Интересно, что практически каждая серия измерений вела за собой множество вопросов и могла быть началом отдельного исследования.

Оглавление

Введение………………………………………………………………………1

1. Механические характеристики………………………………………….2

1. 1. Измерение скорости………………………………………………….2

   2. Измерение массы……………………………………………………..2

   3. Измерение плотности………………………………………………..3

   4. Измерение давления на опору……………………………………..4

   5. Сила тяги………………………………………………………………5

   6. Архимедова сила……………………………………………………..5

2. Электрические и тепловые характеристики……………………….7

   1. Оценка степени электризации……………………………………...7

   2. Температурные зависимости……………………………………….7

3. Энергетические характеристики…………………………………….8

3.1 Кинетическая энергия…………………………………………………8

3.2 Потенциальная энергия………………………………………………8

4. Выводы…………………………………………………………………10

5. Приложение……………………………………………………………11

6. Литература……………………………………………………………12

Введение

Изучая физику, мы знакомимся со многими физическими величинами (массой, плотностью, скоростью и др.), 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? Объектом моего исследования стал домашний питомец: кот «Рыжик».

Целью моей работы являлось измерение известных нам физических характеристик у этого домашнего животного, для чего была разработана методика экспериментов с учетом инстинктов, повадок и характера, а также проведены опыты, причинившие минимум неудобств животному.

1. Механические характеристики

1.1 Измерение скорости

Средняя скорость кота измерялась следующим способом:

• При помощи рулетки отмечалось расстояние 10 м;

• У линии старта кота придерживал ассистент;

• С линии финиша ассистенту давалась команда отпустить кота;

• Секундомером засекалось время движения;

• Кота угощали и проводили расчет скорости по формуле:

Vср=s/t,

где s-путь, t-время движения.

Сравнивая полученные со скоростями движения других животных, можно сделать вывод, что скорость кота Рыжика близка к скорости человека (Vср=1,3м/с). С разочарованием можно констатировать, что кот Рыжик из всего предложенного в справочнике списка смог бы догнать только черепаху (Vср=0,8км/ч), а волк (Vср=55 км/ч), заяц (Vср=60 км/ч), даже муха (Vср=18км/ч) легко ушли бы от преследования.

1.2 Измерение массы

Для измерения массы понадобились пружинные весы и рюкзак. Кота помещал в рюкзак и фиксировал показания пружинных весов, затем отдельно измерял массу рюкзака и проводил расчет по формуле:

m=m_общ-m_рюк,

где m-масса кота,m_общ-общая масса, m_рюк-масса рюкзака.

Через две недели измерения повторил, причем в то же время суток, через два часа после еды. Результаты представлены в таблице два.

Видно, что масса Рыжика за две недели увеличилась приблизительно на 100г. Скорее всего, это связано с тем, что с приходом холодного времени года кот проводил большую часть дня во сне.

1.3 Измерение плотности

Плотность по определению, - физическая величина, численно равная отношению массы тела к его объему. Следственно для ее вычисления требовалось измерить массу и объем тела животного. Объем я вычислял по объему вытесненной жидкости. Из гуманных соображений погружал животное в воду только до половины, а затем замечал на сколько поднялся уровень воды в ванне, и проводил расчет по формуле V=abx, где a-ширина ванны, b-ее длинна, x-повышение уровня воды. Массу взял из выше проделанных опытов. Расчет средней плотности проводился по формуле:

p

Результаты представлены в таблице:

Хотя объем оценивался весьма приблизительно, можно сделать вывод, что средняя плотность подопытного животного близка к плотности воды.

1.4 Измерение давления на опору

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

p=mg/S,

где m=4,6кг-масса, полученная в предыдущих опытах, g=10 H/кг, S-площадь опоры кота, которую вычислял по площади фигур, получаемых очерчиванием соответствующих контуров на ватмане. Результаты представлены в таблице:

Таким образом, в разных положениях кот оказывает давление от 0,75 до 8,181 кПа (последнее значение - в положении стоя).

2. Электрические и тепловые

Характеристики

2.1 Оценка степени электризации

При трении многих тел о мех наблюдается электризация. Мы задались целью выяснить чей мех электризует больше. Электризация значительно ослабляется при большой влажности. Поэтому мы предварительно высушили шерсть кота Рыжика и пса Найды (опыт над которым проведен для сравнения). Затем натирал эбонитовую палочку по очереди о шерсть каждого животного одинаковое количество раз, подносил ее к гильзе из фольги, подвешенной на нити, и измерял угол отклонения от вертикали.

На основании результатов эксперимента можно высказать следующую гипотезу: чем жестче шерсть, тем хуже способность электризовать другие тела. Возможно, кошачья шерсть обладает лучшими свойствами электризовать, нежели собачья.

2.2 Температурные зависимости

В данной таблице представлена зависимость температуры кота от времени суток. Измерения проводились четыре раза в сутки. Оказалось, что самая высокая температура соответствует дневному времени суток (15ч.), когда активность животных наибольшая.

В этой таблице представлена диаграмма, отражающая зависимость температуры тела кота от степени активности, - кот двигался в течении 10 мин. одним из аллюров (шагом, рысью, галопом) и сразу после остановки проводилось измерение температуры. Наибольшей активности кота (галопу) соответствует наибольшая температура, а при движении шагом наименьшая. При движении рысью температура примерно на 0,3 °C выше, чем движении шагом, и на 0,2 ниже, чем при движении галопом. На основании представленных данных можно сделать вывод, что температура подопытного животного зависит от активности (чем выше активность, тем выше температура).

4. Выводы

В ходе работы над проектом мне удалось измерить многие характеристики моего питомца: скорость, массу, объем, среднюю плотность, давление на опору, оценить степень электризации их меха, установить температурные зависимости. Конечно же, я смог добиться результата далеко не во всех задумках. В основном наши проблемы были связаны с тем, что живые объект исследования в отличии от нас не понимал цели деятельности и зачастую сопротивлялся, не желая делать то, что от него требовалось. Приходилось учитывать привычки и характер, подстраиваться под настроение и ритм жизни. Так кошки большую часть дня проводят во сне. Таким образом, я на практике убедился, насколько сложнее измерять физические характеристики живых существ. Интересно, что практически каждая серия измерений вела за собой множество вопросов и могла быть началом отдельного исследования.

Вряд ли полученные результаты имеют большое научное значение. Но на мой взгляд, они представляют интерес для многих школьников, которые интересуются физикой, любят своих домашних животных и хотят знать о них больше.

Литература

1. А.В.Перышкин Физика 7 кл-М. Просвещение 2011 г.

2. А.В.Перышкин Физика 8 кл-М. Просвещение 2011 г

3. О.Ф. Кабардин Физика, справочные материалы М.Просвещение 2008 г.