Исследовательский проект «Давление твёрдых тел на поверхности»

Исследовательский проект на тему: «Давление твёрдых тел на поверхности»

Исполнитель: Манец Ярослава, ученица 2 «А» класса

Руководитель: Переводчикова Жанна Геннадьевна, учитель начальных классов, МАОУ «СОШ №5 г. Улан-Удэ»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3 - 4

1. Давление твёрдых тел на поверхности. 5

   1. Перина и глина. 5

   2. Тонкий лёд. 5

2.Время экспериментов. 6

2.1 Зимние забавы. 6

2.2 Эксперимент. 6 - 7

Заключение 8

Список литературы 9

ВВЕДЕНИЕ

В жизни мы постоянно имеем дело с различными предметами и явлениями. Наблюдая и изучая их, мы приобретаем опыт, а через опыт постепенно познаем мир. Мы наблюдаем происходящие вокруг нас различные явления, осязаем предметы, ощущаем тепло и холод, и в нашем сознании постепенно складываются определенные представления. Так, подумав о снеге, мы представляем его себе белым, холодным, рыхлым.

Всё в мире находится во взаимной связи. Снег, принесенный в теплую комнату, тает, из него образуется вода. На горячей плите воду можно довести до кипения и превратить в пар. Познавая и изучая последовательность и взаимосвязь явлений, исследователи открывают законы природы.

Однажды, побывав в Санкт-Петербургском Планетарии и посетив экспериментальный курс, мне посчастливилось стать участником эксперимента, где обычная лампочка выдержала мой вес, мне стало очень интересно, как же так получилось? Было страшно вставать на такую хрупкую и тонкую стеклянную лампочку! Это заинтересовало меня, как же она может выдержать вес ребенка? Что же скрывается за таким экспериментом?

В этом проекте я попробую приоткрыть для себя дверь в такую интересную науку, как физика.

Мы живём на прекрасной планете Земля, где нас везде окружают физические явления и процессы. Мы с восхищением смотрим на радугу, на северное сияние, но это совсем не чудо, а физические явления, которым есть четкое объяснение, поэтому исследования физических законов или процессов будет всегда актуальным.

Гипотеза состоит в том, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору.

Объектом исследования является сила, с которой объекты разной площади воздействуют на снежный покров.

Предмет исследования: давление предметов на снежный покров.

Цель работы: провести эксперимент, убедиться в том, что при одинаковой силе, но разной площади, углубления в рыхлом снежном покрове будут разными.

Задачи исследования:

• Подобрать и проанализировать подходящую литературу.

• Собрать инструментарий для проведения практического этапа.

• Провести эксперимент.

• Проанализировать результаты.

• Подвести итог.

Методы исследования:

- изучение и анализ литературы;

- наблюдение;

- эксперимент;

- фотографирование;

- анализ полученных результатов.

1. Давление твёрдых тел на поверхности.

1. 1. Перина и глина.

Почему удобно лежать на перине или на надувном матрасе, а лежать на досках или на твердой земле лежать неудобно?

Если сказать, что пух или воздух мягкие, а доски и земля твердые, то мы будем не совсем правы. Дело вовсе не в свойствах материала – и доски, и твердая глина могут быть «мягкими». И из твердого материала можно сделать удобное место, если придать ему форму человеческого тела.

Давайте представим, что мы легли на мягкую глину и оставили в ней углубление, соответствующее форме нашего тела. Высохнув, глина станет твердой как камень. Если теперь мы ляжем в получившееся углубление, нам будет очень удобно, несмотря на то, что наше «ложе» никак не назвать мягким.

Так в чем же дело? Оказывается, впечатление мягкости или твердости зависит не от свойства материала, а от величины давления на поверхность тела.

Если человек лежит в постели, которая прогибается и как бы «охватывает» тело, с ней соприкасается примерно четверть всей поверхности его тела. А если человек ляжет на твердую, неупругую поверхность, то площадь соприкосновения уменьшится, и давление сильно возрастет.

1. 1. Тонкий лед.

Давайте вспомним, как в сказке «Серая шейка» лиса подплывала к полынье, в которой плавала Серая шейка? Понимая опасность передвижения по тонкому льду, лиса распластывалась по нему, как только могла. Но сила, с которой она давит на лед, не зависит от ее положения – лиса ведь не становится легче от того, что она стоит, а не лежит.

Оказывается, все дело в том, на какую площадь поверхности приходится эта сила давления. Чем больше поверхность соприкосновения лисы и льда, тем меньше сила, прогибающая лед в различных его участках, тем безопаснее по нему передвигаться. Точно так же и для описания многих других явлений мало знать общую силу давления – силу, с которой давят друг на друга соприкасающиеся тела, а важно знать, какая сила приходится на единицу площади их соприкосновения. Но сила, приходящаяся на единицу площади поверхности, - это и есть давление.

Такая информация может даже спасти жизнь! Как лиса передвигалась по тонкому льду, так и человек применив эти знания сможет или помочь другому человеку, попавшему в беду, либо спасёт себя сам, оказавшись в критической ситуации.

1. Время экспериментов.

2.1 Зимние забавы.

Каждый опытный охотник или лыжник знает, что по рыхлому снегу приходится идти с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но, надев лыжи, можно идти, почти не проваливаясь в него. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Однако действие этой силы в обеих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек, с лыжами и без лыж. Площадь поверхности лыж почти в 20 раз больше площади подошвы. Поэтому, стоя на лыжах, человек действует на каждый квадратный сантиметр площади поверхности снега с силой, в 20 раз меньшей, чем стоя на снегу без лыж.

Этот общеизвестный факт доступен для самостоятельной проверки. Это мы и сделаем.

Нам понадобится:

• снежная поляна;

• доска;

• обувь;

• линейка;

• блокнот для записей, карандаш.

2.2 Эксперимент

Для начала мы используем доску. Установим ее на снег и встанем на нее, далее аккуратно уберем ее и измерим полученное углубление. Глубина составила 3,5 см.

Далее без какой либо опоры встанем на снег. Измерим полученные результаты. Глубина следа составила 8,5 см

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, целью моей работы было провести эксперимент, убедиться в том, что при одинаковой силе, но разной площади, углубления в рыхлом снежном покрове будут разными.

Как мы видим из полученных результатов, где при небольшом размере моей обуви, и соответственно площади, углубление в снегу было достаточно глубоким, а когда мы взяли доску большего размера и встали на нее, то при той же силе действующей на поверхность, углубление в снегу стало намного меньше. На представленной фотографии это заметно невооруженным глазом, что так же подтверждается измерениями.

Считаю, что мой эксперимент подтвердил гипотезу данной работы.

Обращая внимание на привычные вещи, можно с удивлением обнаружить много интересного. Изучая окружающие нас явления и процессы, мы погружаемся в мир науки, учимся проводить эксперименты, анализировать полученные результаты и делать выводы.

Это позволяет более глубоко понимать окружающий нас мир и стать образованным человеком. Самостоятельное проведение экспериментов способствует развитию мышления, воображения. Тренирует и развивает мозг. И это прекрасный способ с пользой проводить время. Также, открытие нового, часто, опирается на ранее описанное и подробно изученное. Невозможно сделать открытие в науке, не изучив основополагающие законы природы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• 1. Блудов М.И. Беседы по физике. Ч. II. Учеб. пособие для учащихся/ Под ред. Л.В. Тарасова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 1985. – 208 с., ил.

• 1. Занимательно о физике и математике /Сост. С.С. Кротов, А.П. Савин. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.,1987. – 144с. – (Б-чка «Квант». Вып. 50.)

• 1. https://ru.wikiversity.org/wiki

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/623653-issledovatelskij-proekt-davlenie-tvjordyh-tel