Вага і невагомість, соціальна мережа працівників освіти

У даній роботі гіпотезою дослідження стало припущення про те, чи легко отримати невагомість на Землі. Велике місце в роботі займає розгляд умов виникнення невагомості, перевантажень. Дослідження ведеться через розгляд таких проблем, як зміна ваги тіла при вільному падінні, при русі тіла, що рухається вертикально вниз з прискоренням і вертикально вгору з прискоренням.

Найважливішим елементом дослідницької роботи є уявлення експериментальних результатів роботи і їх фізичне пояснення.

Значні результати були отримані в результаті проведення 4 експериментів. Різними дослідженнями було отримано стан невагомості і дано їм пояснення.

Математичний висновок формул дозволив підтвердити результати експериментальних досліджень.

Тема: «Вага і невагомість»

Актуальність теми. «Невагомість» викликала у мене інтерес при вивченні теми «Вага» на уроці фізики. До початку дослідження мені було відомо лише те, що невагомість - стан, який спостерігається в космосі, на космічному кораблі, при якому всі предмети літають, а космонавти не можуть стояти на ногах, як на Землі.

А ще мені хотілося дізнатися: чи зустрічається невагомість на Землі, де всі предмети падають і де застосовує людина явище невагомості? Чи може змінюватися вага тіла? Так з'явилася тема дослідження «Вага і невагомість».

Невагомість. Це слово зараз знайоме кожному. Невагомість - головна відмінність космічного життя від земної. Але на початку 20 століття це слово Ціолковського К.Е. довелося «придумати» для позначення абсолютно незвичайного стану, яке настає в ракеті, коли вона, відключивши двигуни, обертається навколо Землі або рухається до інших планет.

Що таке невагомість? Коли настає невагомість? У чому вона проявляється? Чи буває людина в стані невагомості в повсякденному житті? А чи можна отримати невагомість на Землі? Щоб знайти відповіді на ці питання, я вирішив провести експериментальне дослідження.

Мета роботи: дослідження умов зміни ваги тіла і виникнення невагомості на Землі.

Поставлена мета передбачає вирішення таких завдань:

Підібрати, вивчити і опрацювати різні джерела інформації з даної теми;

Придумати експерименти, що демонструють стан невагомості і зміни ваги;

Узагальнити результати досліджень, зробити висновки.

Методи дослідження: робота з різними джерелами інформації (Інтернет - ресурси, література), експеримент, робота з комп'ютером.

ВЕС ТІЛА І НЕВАГОМІСТЬ

У техніці і в побуті широко використовується поняття ваги тіла.

Вагою тіла називають силу, з якою тіло внаслідок його тяжіння до Землі діє на опору або підвіс. При цьому передбачається, що тіло нерухомо щодо опори або підвісу. Нехай тіло лежить на нерухомому відносно Землі горизонтальному столі.

Вага тіла і сила тяжіння, mg- сила тяжіння, N- сила реакції опори, P- сила тиску тіла на опору (вага тіла).

На тіло діють сила тяжіння Fт = mgнаправленная вертикально вниз, і сила пружності Fy = Nс якої опора діє на тіло. Силу Nназивают силою реакції опори. Сили, що діють на тіло, врівноважують один одного:

Відповідно до третього закону Ньютона тіло діє на опору з деякою силою Pравной по модулю силі реакції опори і спрямованої в протилежну сторону: P = -N. За визначенням, сила Pи називаетсявесом тіла. З наведених вище співвідношень видно, що т. Е. Вага тіла Pравен силі тяжіння mg

Але ці сили прикладені до різних тіл!

Розглянемо тепер випадок, коли тіло лежить на опорі (або підвішене на пружині) в кабіні ліфта, що рухається з деяким прискоренням aотносітельно Землі. На тіло, як і раніше діють сила тяжіння mgі сила реакції опори Nно тепер ці сили не врівноважують один одного і вага тіла залежить тільки від його прискорення. У цьому випадку вага Р = m (g-a)

Якщо прискорення тіла направлено вниз, то вага тіла менше сили тяжіння

Вага тіла в прискорено рухається ліфті. Вектор ускореніяа спрямований вертикально вниз. 1) a

ДОСВІДИ З невагомості і ЗМІНОЮ ВАГИ

Можна навести чимало прикладів з власної практики. При стрибках з вишки в воду або при стрибках на батуті, коли гімнаст ширяє в повітрі, настає стан повної втрати ваги, повної невагомості. Навіть просто підстрибнувши, ви на пару секунд опиняєтеся в невагомості. Кожен стрибок - це кілька секунд невагомості. А на гойдалках? При русі вгору або вниз відбувається зміна ваги.

Я провів кілька дослідів, які доводять стан невагомості і зміна ваги на Землі.

Досвід №1. Вертикальне падіння тіла

Що станеться з динамометром, якщо він падає разом з підвішеним до них вантажем? Він буде показувати відсутність ваги, його стрілка буде стояти на нулі.

Досвід №2. невагома вода

Візьми порожню пластикову пляшку і зроби в ній отвір: Налий в пляшку воду і підніми її. Поки ніяких чудес не відбувається: вода справно ллється цівкою з дірочки в дні. Адже вона має вагу і прагне впасти вниз, і дірочка дає їй цю можливість.

А тепер підніми пляшку вище і, уважно дивлячись на цівку, випусти її з рук. Пляшка впала на підлогу. Але можна помітити: поки вона падала, цівка НЕ текла.Вода в падаючої банку була невагомою!

Досвід №3. невагомий брусок

Візьми лінійку і поклади на неї брусок. Під дією ваги бруска лінійка зігнеться. Якщо лінійку відпустити з бруском, то при вільному падінні брусок не буде тиснути на лінійку і вона випрямиться.

Досвід №4. Як зменшити свою вагу

Швидко зменшити свою вагу можна без сауни і дієти, одним тільки нескладним вправою.

Встань на пружинні підлогові ваги, і зроби присідання. У момент присідання ваги показують меншу вагу! Ну да, адже падаюче тіло втрачає вагу. Втрачає повністю, якщо воно обірвалося і падає вільно. А ти ж не зовсім падаєш, а тільки швидко опускається. Ось і вага твій втрачається не зовсім, в повному обсязі, а лише зменшується.

Можна так само і «поправитися». Стоячи на вагах, швидко підніми руки. У момент руху ваги покажуть більшу вагу.

Такий «досвід» ти можеш спостерігати і в продовольчому магазині. Коли продавець кладе товар на ваги, стрілка спочатку відхиляється сильніше, показує більшу вагу.

Операція в невагомості.

Група французьких хірургів з Бордо вперше здійснила ряд успішних мікрохірургічних операцій на щурах в літаку, що відтворює умови невагомості. Це відкриває можливість проведення подібних операцій під час тривалих космічних польотів. Пацієнтами були чотири щури. Аеробус був спеціально обладнаний для імітації невагомості. Дослідникам вдалося накласти «шов на артерію, розміром 1,5 мм мінімальну, що виявляється в нормальних умовах». Цей досвід відкриває можливість складних хірургічних втручань під час довгострокових космічних польотів, при цьому можливо навіть, що операція над хворим астронавтом в космосі буде проводитися за допомогою робота, керованого на відстані з Землі хірургом.

Полум'я в невагомості. На Землі завдяки гравітації виникають конвекційні потоки, які і визначають форму полум'я. Вони піднімають розпечені частинки сажі, які випромінюють видиме світло. Завдяки цьому ми бачимо полум'я. В невагомості конвекційні потоки відсутні, частинки сажі не піднімаються, а полум'я свічки приймає сферичну форму.

За допомогою проведених експериментів, я зміг вирішити поставлені завдання і переконатися в тому, що невагомість - дивовижне явище і зовсім не рідкісне для людей стан.

Провівши, дослідження і досліди, які описані в даній роботі, не є складними, але досить серйозними. Завдяки їм, я дізнався для себе багато нового і цікавого про невагомості і вазі тіла.

Дана робота дозволила мені розширити і поглибити свої знання про невагомості і вазі тіла, посилити свій інтерес до фізики. В результаті проведених досліджень і експериментів можна зробити такі висновки:

Математичний висновок формул дозволив підтвердити результати експериментальних досліджень.

На Землі невагомих тел немає. Створити невагомість можна тільки на лічені секунди під час вільного падіння.

Невагомість можна отримати не тільки в космосі, але і на Землі. Але на Землі може бути отримана тільки короткочасна невагомість, невагомість з частковою втратою ваги тіла. У даній роботі представлені результати експериментальних досліджень і наочний матеріал (фото), який підтверджує достовірність наукових досліджень.