Меню

Измерение роста человека с помощью маятника



Исследовательская работа по физике Маятники. Определение своего роста с помощью математического маятника

Исследовательская работа по определению роста человека с помощью математического маятника

Скачать:

Вложение Размер
mat_mayatnik.docx 48.21 КБ

Предварительный просмотр:

III школьная научно-практическая конференция

Математический маятник и его виды. Измерение своего роста с помощью математического маятника

Автор работы: Романчук Екатерина, ученица 9 а класса МАОУ ООШ № 10

Руководитель проекта: учитель физики и математики Елизарова Валентина Борисовна

В этом году, изучая тему «Механические колебания», мы рассматривали колебательные движения на примере двух маятников – нитяного и пружинного. Узнали, какими основными физическими величинами характеризуется колебательное движение: периодом, частотой и амплитудой. Формулы периодов были даны без выводов, без объяснений, почему такая зависимость от длины и ускорения свободного падения, например, для нитяного маятника. В связи с этим возникла проблема исследования: экспериментально провести опыты, позволяющие убедиться в справедливости формулы периода нитяного или математического маятника. Отсюда вытекает тема исследования : «Математический маятник и его виды. Измерение своего роста с помощью математического маятника».

Цель исследования . Изучить теоретические основы колебательного движения, провести серию опытов и измерений, выявляющих, от чего и как зависит, период нитяного маятника.

Объект исследования:
Математический маятник

  • Изучить учебную литературу о колебаниях.
  • Проследить историю маятников.
  • Изучить методику проведения экспериментов.
  • Провести эксперименты и сделать выводы.
  1. Изучение и анализ литературы по этой теме.
  2. Проведение экспериментов.
  3. Систематизация работы
  4. Подбор наглядного материала. Написание работы.

Галилео Галилей (1564-1642)

Великий итальянский ученый – один из создателей точного естествознания.

Родился в городе Пизе. Учился сначала в монастырской школе, а затем в университете. Уже в студенческие годы Галилей увлекся изучением колебаний. Он обнаружил, что колебания маятника не зависят от его массы, а определяются длиной подвеса.

Сохранилось предание о том, как молодой студент медицинского факультета Галилео Галилей в одно из воскресений 1583 года с интересом следил за качаниями зажженных лампад в церкви. По ударам пульса он определил время, необходимое для полного размаха лампад. С этого времени медицину пришлось ему оставить и сосредоточиться на физике.

Гюйгенс Христиан (1629 – 1695)

Формула периода колебаний математического маятника впервые была получена на опыте голландским ученым Х. Гюйгенсом, современником И. Ньютона.

В 1656 году в возрасте 27 лет Гюйгенсом были сконструированы первые маятниковые часы со спусковым механизмом. Создание часов, измеряющих время с невиданной точностью, имело далеко идущие последствия для развития физического эксперимента и практической деятельности человека. До этого, время измеряли по истечению воды, горению факела или свечи.

Колебательную систему образуют: нить с прикрепленным телом и Земля

Маятник Фуко находится в Исаакиевском соборе и он служит для демонстрации вращения Земли вокруг своей оси. Вначале опыт был выполнен в узком кругу, но так заинтересовал НаполеонаIII, французского императора, что он предложил Фуко повторить его публично в грандиозном масштабе под куполом Пантеона в Париже. Эту публичную демонстрацию, устроенную в 1851 году, и принято называть опытом Фуко.

В работе мы также решили проверить, как влияет среда на колебания. Измерили время, за которое колебания затухают в воздухе, а затем опустили маятник в воду и снова измерили период его колебаний и время затухания.

Так как маятник качается в малосопротивляющейся среде, то, казалось бы, нет причины, которая могла бы заметно изменить скорость его качания. Между тем опыт показывает, что маятник в таких условиях качается медленнее (практически не качается), чем это может быть объяснено сопротивлением среды.

Это загадочное на первый взгляд явление объясняется выталкивающим действием воды на погруженные в нее тела. Оно как бы уменьшает вес маятника, не изменяя его массы. Значит, маятник в воде находится совершенно в таких же условиях, как бы он был перенесен на другую планету, где ускорение силы тяжести слабее. Отсюда следует, что с уменьшением ускорения силы тяжести время колебания должноуменьшится: маятник будет колебаться медленнее.

Нахождение роста с помощью математического маятника по формуле:

Сначала я отложила свой рост.

Я подошла к двери, приложила карандаш к ней и сделала отметку.

Затем я отрезала ленту такой же длины, что и мой рост, прикрепила к ней грузик и повесила с помощью скотча в дверной проём.

Я отсчитала время за 10 и 15 колебаний.

По формуле я начала производить расчёты, но с первого раза у меня не вышло так, как я взяла слишком большую амплитуду, а нужно взять примерно 2-3 см от положения равновесия шарика

Но со второго раза у меня получилось 1,6 м.

Расчеты верны так, как мой рост 160 см.

Период колебания математического маятника прямо пропорционален длине маятника и обратно пропорционален ускорению свободного падения .

Практическое использование колебаний маятника

Маятники используют для регулировки хода часов, поскольку любой маятник имеет вполне определённый период колебаний.

Ускорение свободного падения меняется с географической широтой, так как плотность земной коры различна. В районах, где залегают плотные породы, ускорение несколько больше. Прибор с маятником применили для разведки полезных ископаемых. Подсчитав число качаний, можно обнаружить в земных недрах руды или уголь. С помощью математического маятника я измерила свой рост (так как период колебаний зависит от длины маятника).

О маятнике, его роли и влиянии на жизнь и судьбу человека, писали многие философы и великие ученые: Аристотель, Плутарх, Платон, Сократ, Архимед.

С помощью маятника однажды удалось отыскать пропавшего ребенка. Это произошло в 1934 году. Малыша на глазах у многих свидетелей унес орел.

После того как полицией были предприняты безуспешные попытки отыскать его, было решено прибегнуть к помощи маятника, который стали раскачивать над картой, и в том месте, где амплитуда его колебаний достигла максимальной силы, было решено искать ребенка. К удивлению многих, именно там и оказался пропавший мальчик. Эти сенсационные факты были опубликованы в швейцарской газете «Трибюн де Женев».

Блудов М.И., Беседы по физике. М.: Просвещение, 2001 г.

Кабардин О.Ф., Факультативный курс физики 8 класс. М.: Просвещение, 2009.

Перельман Я. И., Знаете ли вы физику? Домодедово «ВАП», 2000г.

Пинский А.А., Физика и астрономия. М.: Просвещение, 2010 г.

Рабиза Ф., Простые опыты. М.: Детская литература 2009 г..

Перышкин А.В., Физика 9 класс. М.:Дрофа 2011

Источник

Маятники.Определение своего роста с помощью математического маятника

Исследовательская работа по определению роста человека с помощью математического маятника

Просмотр содержимого документа
«Маятники.Определение своего роста с помощью математического маятника»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ НА ТЕМУ: «МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК И ЕГО ВИДЫ. ИЗМЕРЕНИЕ СВОЕГО РОСТА С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА»

ВЫПОЛНИЛА: УЧЕНИЦА 9А КЛАССА МАОУ ООШ№10 РОМАНЧУК ЕКАТЕРИНА РУКОВОДИТЕЛЬ: ЕЛИЗАРОВА ВАЛЕНТИНА БОРИСОВНА

В этом году, изучая тему «Механические колебания», мы рассматривали колебательные движения на примере двух маятников – нитяного и пружинного. Узнали, какими основными физическими величинами характеризуется колебательное движение: периодом, частотой и амплитудой. Формулы периодов были даны без выводов, без объяснений, почему такая зависимость от длины и ускорения свободного падения, например, для нитяного маятника. В связи с этим возникла проблема исследования: экспериментально провести опыты, позволяющие убедиться в справедливости формулы периода нитяного или математического маятника. Отсюда вытекает тема исследования : «Математический маятник и его виды. Измерение своего роста с помощью математического маятника».

Изучить теоретические основы колебательного движения, провести серию опытов и измерений, выявляющих, от чего и как зависит, период нитяного маятника.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК

  • Изучить учебную литературу о колебаниях.
  • Проследить историю маятников.
  • Изучить методику проведения экспериментов.
  • Провести эксперименты и сделать выводы.

  • Изучение и анализ литературы по этой теме.
  • Проведение экспериментов.
  • Систематизация работы
  • Подбор наглядного материала. Написание работы.

ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ (1564-1642)

Великий итальянский ученый – один из создателей точного естествознания.

Родился в городе Пизе. Учился сначала в монастырской школе, а затем в университете. Уже в студенческие годы Галилей увлекся изучением колебаний. Он обнаружил, что колебания маятника не зависят от его массы, а определяются длиной подвеса.

Сохранилось предание о том, как молодой студент медицинского факультета Галилео Галилей в одно из воскресений 1583 года с интересом следил за качаниями зажженных лампад в церкви. По ударам пульса он определил время, необходимое для полного размаха лампад. С этого времени медицину пришлось ему оставить и сосредоточиться на физике.

Здание Пизанского университета

ГЮЙГЕНС ХРИСТИАН (1629 – 1695)

Ф ормула периода колебаний математического маятника впервые была получена на опыте голландским ученым Х. Гюйгенсом, современником И. Ньютона.

В 1656 году в возрасте 27 лет Гюйгенсом были сконструированы первые маятниковые часы со спусковым механизмом. Создание часов, измеряющих время с невиданной точностью, имело далеко идущие последствия для развития физического эксперимента и практической деятельности человека. До этого, время измеряли по истечению воды, горению факела или свечи.

Колебательную систему образуют: нить с прикрепленным телом и Земля

Причины колебаний математического маятника:

1. Действие на маятник силы тяжести и

силы натяжения нити

2. Инертность маятника, благодаря которой он, сохраняя свою скорость, не останавливается в положении равновесия, а смещается дальше.

ИЛЛЮСТРАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ НА ПРИМЕРЕ МАЯТНИКА ФУКО

Маятник Фуко находится в Исаакиевском соборе и о служит для демонстрации вращения Земли вокруг своей оси. Вначале опыт был выполнен в узком кругу, но так заинтересовал Наполеона III, французского императора, что он предложил Фуко повторить его публично в грандиозном масштабе под куполом Пантеона в Париже. Эту публичную демонстрацию, устроенную в 1851 году, и принято называть опытом Фуко.

В работе мы также решили проверить, как влияет среда на колебания. Измерили время, за которое колебания затухают в воздухе, а затем опустили маятник в воду и снова измерили период его колебаний и время затухания.

Так как маятник качается в малосопротивляющейся среде, то, казалось бы, нет причины, которая могла бы заметно изменить скорость его качания. Между тем опыт показывает, что маятник в таких условиях качается медленнее (практически не качается), чем это может быть объяснено сопротивлением среды.

Это загадочное на первый взгляд явление объясняется выталкивающим действием воды на погруженные в нее тела. Оно как бы уменьшает вес маятника, не изменяя его массы. Значит, маятник в воде находится совершенно в таких же условиях, как бы он был перенесен на другую планету, где ускорение силы тяжести слабее. Отсюда следует, что с уменьшением ускорения силы тяжести время колебания должно возрасти: маятник будет колебаться медленнее.

Нахождение роста с помощью математического маятника по формуле:

Сначала я отложила свой рост.

Я подошла к двери, приложила карандаш к ней и сделала отметку.

Затем я отрезала ленту такой же длины, что и мой рост, прикрепила к ней грузик и повесила с помощью скотча в дверной проём.

Я отсчитала время за 10 и 15 колебаний.

По формуле я начала производить расчёты, но с первого раза у меня не вышло так, как я взяла слишком большую амплитуду.

Но со второго раза у меня получилось 1,60 м.

Расчеты верны так, как мой рост 160 см

Длина математического маятника зависит от периода свободных колебаний, т.е. прямо пропорциональна квадрату периода свободных колебаний.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ МАЯТНИКА

Маятники используют для регулировки хода часов, поскольку любой маятник имеет вполне определённый период колебаний.

Ускорение свободного падения меняется с географической широтой, так как плотность земной коры различна. В районах, где залегают плотные породы, ускорение несколько больше. Прибор с маятником применили для разведки полезных ископаемых. Подсчитав число качаний, можно обнаружить в земных недрах руды или уголь. С помощью математического маятника измерила свой рост (так как период колебаний зависит от длины маятника).

  • О маятнике, его роли и влиянии на жизнь и судьбу человека, писали многие философы и великие ученые: Аристотель, Плутарх, Платон, Сократ, Архимед.
  • С помощью маятника однажды удалось отыскать пропавшего ребенка. Это произошло в 1934 году. Малыша на глазах у многих свидетелей унес орел. После того как полицией были предприняты безуспешные попытки отыскать его, было решено прибегнуть к помощи маятника, который стали раскачивать над картой, и в том месте, где амплитуда его колебаний достигла максимальной силы, было решено искать ребенка. К удивлению многих, именно там и оказался пропавший мальчик. Эти сенсационные факты были опубликованы в швейцарской газете «Трибюн де Женев».

Источник

Тема: Нахождение своего роста с помощью математического маятника

Работа подготовлена ученицей 9 б класса Гавриловой Марией.

ТЕМА: Нахождение своего роста с помощью математического маятника

Результаты измерений:
10 колебаний — 25 секунд
15 колебаний — 38 секунд
20 колебаний — 50 секунд

ФОРМУЛА ПЕРИОДА:

РЕШЕНИЕ: 1. Сначала я отложила свой рост. Я подошла к двери комнаты, приложила карандаш к

двери и сделала отметину.

Затем я отрезала нитку такой же длины, что и мой рост.

После этого я прикрепила к концу нитки грузик и подвесила в дверной проём. Дальше я начала отсчитывать время за 10, 15 и 20 колебаний. У меня получилось:

10 колебаний — 25 секунд
15 колебаний — 38 секунд
20 колебаний — 50 секунд

Ну а после этого я начала считать. По формуле данной мне в школе я начала производить расчёты, но довольно продолжительное время у меня ничего не получалось. Я вся была завалена маленьким бумажками с расчётами.

Но после довольно продолжительного времени у меня всё получилось. Вот моё решение:

Из этого всего выясняется, что мой рост составляет 154 см, что и является правдой.

Источник

Презентация на тему Маятники.Определение своего роста с помощью математического маятника

Презентация на тему Маятники.Определение своего роста с помощью математического маятника из раздела Физика. Доклад-презентацию можно скачать по ссылке внизу страницы. Эта презентация для класса содержит 21 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь удобным проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций TheSlide.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ НА ТЕМУ: «МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК И ЕГО ВИДЫ. ИЗМЕРЕНИЕ СВОЕГО РОСТА С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА»

ВЫПОЛНИЛА: УЧЕНИЦА 9А КЛАССА МАОУ ООШ№10 РОМАНЧУК ЕКАТЕРИНА РУКОВОДИТЕЛЬ: ЕЛИЗАРОВА ВАЛЕНТИНА БОРИСОВНА

В этом году, изучая тему «Механические колебания», мы рассматривали колебательные движения на примере двух маятников – нитяного и пружинного. Узнали, какими основными физическими величинами характеризуется колебательное движение: периодом, частотой и амплитудой. Формулы периодов были даны без выводов, без объяснений, почему такая зависимость от длины и ускорения свободного падения, например, для нитяного маятника. В связи с этим возникла проблема исследования: экспериментально провести опыты, позволяющие убедиться в справедливости формулы периода нитяного или математического маятника. Отсюда вытекает тема исследования: «Математический маятник и его виды. Измерение своего роста с помощью математического маятника».

Изучить теоретические основы колебательного движения, провести серию опытов и измерений, выявляющих, от чего и как зависит, период нитяного маятника.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК

Изучить учебную литературу о колебаниях.
Проследить историю маятников.
Изучить методику проведения экспериментов.
Провести эксперименты и сделать выводы.

Изучение и анализ литературы по этой теме.
Проведение экспериментов.
Систематизация работы
Подбор наглядного материала. Написание работы.

ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ (1564-1642)

Великий итальянский ученый – один из создателей точного естествознания.
Родился в городе Пизе. Учился сначала в монастырской школе, а затем в университете. Уже в студенческие годы Галилей увлекся изучением колебаний. Он обнаружил, что колебания маятника не зависят от его массы, а определяются длиной подвеса.

Сохранилось предание о том, как молодой студент медицинского факультета Галилео Галилей в одно из воскресений 1583 года с интересом следил за качаниями зажженных лампад в церкви. По ударам пульса он определил время, необходимое для полного размаха лампад. С этого времени медицину пришлось ему оставить и сосредоточиться на физике.

Здание Пизанского университета

ГЮЙГЕНС ХРИСТИАН (1629 – 1695)

Формула периода колебаний математического маятника впервые была получена на опыте голландским ученым Х. Гюйгенсом, современником И. Ньютона.

В 1656 году в возрасте 27 лет Гюйгенсом были сконструированы первые маятниковые часы со спусковым механизмом. Создание часов, измеряющих время с невиданной точностью, имело далеко идущие последствия для развития физического эксперимента и практической деятельности человека. До этого, время измеряли по истечению воды, горению факела или свечи.

Колебательную систему образуют: нить с прикрепленным телом и Земля

Причины колебаний математического маятника:
1. Действие на маятник силы тяжести и
силы натяжения нити
2. Инертность маятника, благодаря которой он, сохраняя свою скорость, не останавливается в положении равновесия, а смещается дальше.

ИЛЛЮСТРАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ НА ПРИМЕРЕ МАЯТНИКА ФУКО

Маятник Фуко находится в Исаакиевском соборе и о служит для демонстрации вращения Земли вокруг своей оси. Вначале опыт был выполнен в узком кругу, но так заинтересовал Наполеона III, французского императора, что он предложил Фуко повторить его публично в грандиозном масштабе под куполом Пантеона в Париже. Эту публичную демонстрацию, устроенную в 1851 году, и принято называть опытом Фуко.

В работе мы также решили проверить, как влияет среда на колебания. Измерили время, за которое колебания затухают в воздухе, а затем опустили маятник в воду и снова измерили период его колебаний и время затухания.
Так как маятник качается в малосопротивляющейся среде, то, казалось бы, нет причины, которая могла бы заметно изменить скорость его качания. Между тем опыт показывает, что маятник в таких условиях качается медленнее (практически не качается), чем это может быть объяснено сопротивлением среды.
Это загадочное на первый взгляд явление объясняется выталкивающим действием воды на погруженные в нее тела. Оно как бы уменьшает вес маятника, не изменяя его массы. Значит, маятник в воде находится совершенно в таких же условиях, как бы он был перенесен на другую планету, где ускорение силы тяжести слабее. Отсюда следует, что с уменьшением ускорения силы тяжести время колебания должно возрасти: маятник будет колебаться медленнее.

Нахождение роста с помощью математического маятника по формуле:

Сначала я отложила свой рост.
Я подошла к двери, приложила карандаш к ней и сделала отметку.
Затем я отрезала ленту такой же длины, что и мой рост, прикрепила к ней грузик и повесила с помощью скотча в дверной проём.

Я отсчитала время за 10 и 15 колебаний.

По формуле я начала производить расчёты, но с первого раза у меня не вышло так, как я взяла слишком большую амплитуду.
Но со второго раза у меня получилось 1,60 м.
Расчеты верны так, как мой рост 160 см

Длина математического маятника зависит от периода свободных колебаний, т.е. прямо пропорциональна квадрату периода свободных колебаний.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ МАЯТНИКА

Маятники используют для регулировки хода часов, поскольку любой маятник имеет вполне определённый период колебаний.
Ускорение свободного падения меняется с географической широтой, так как плотность земной коры различна. В районах, где залегают плотные породы, ускорение несколько больше. Прибор с маятником применили для разведки полезных ископаемых. Подсчитав число качаний, можно обнаружить в земных недрах руды или уголь. С помощью математического маятника измерила свой рост (так как период колебаний зависит от длины маятника).

О маятнике, его роли и влиянии на жизнь и судьбу человека, писали многие философы и великие ученые: Аристотель, Плутарх, Платон, Сократ, Архимед.
С помощью маятника однажды удалось отыскать пропавшего ребенка. Это произошло в 1934 году. Малыша на глазах у многих свидетелей унес орел. После того как полицией были предприняты безуспешные попытки отыскать его, было решено прибегнуть к помощи маятника, который стали раскачивать над картой, и в том месте, где амплитуда его колебаний достигла максимальной силы, было решено искать ребенка. К удивлению многих, именно там и оказался пропавший мальчик. Эти сенсационные факты были опубликованы в швейцарской газете «Трибюн де Женев».

Источник

Читайте также:  Измерение толщины кожной складки алгоритм