Тематическое планирование 4 Текст пособия 5 Системы отсчета 5 > Закон сохранения импульса 12 Лукина Галина Степановна, методист, хкцтт 20 Физика на берегу моря 20
|
|
Скачать 0.65 Mb.
|
|
Лукина Галина Степановна, методист, ХКЦТТ Физика на берегу моря Тематическое планирование Текст пособия Плотность различных тканей человека |
^
Пояснительная запискаПредлагаемый курс предназначен для учащихся, окончивших 7 - 8 класс общеобразовательной школы. Изучая в школе основы физики, учащиеся не всегда связывают полученные знания с окружающим их миром. Физические законы открывают перед нами правила, по которым живет природа, тайны устройств и механизмов вокруг нас. Знание законов и умение решать задачи дает нам возможность исследовать окружающий мир и объяснять то, что раньше казалось необъяснимым. Но даже хорошие теоретические знания законов не всегда позволяют чувствовать физику явлений. Обучаться физике, как и всему другому, можно не только по учебникам, но и исследуя окружающий нас мир. Очень важно человеку знать себя как объект природы, свои возможности. Этим вопросам и посвящается предлагаемая программа. Своей целью данная программа ставит возможность продемонстрировать учащимся на природных явлениях суть изучаемых в школе законов, по-новому открыть для себя законы природы наблюдением за окружающим миром в будничных фактах и явлениях. Экспериментальные задачи, задачи-оценки, предлагаемые учащимся в рамках данного программы, содержат ответы на многие простые и сложные вопросы. Цель курса: обобщить и углубить полученные в основной школе знания основных законов физики Задачи курса:
Основные знания, необходимые для усвоения данного курса:
Основные навыки и умения:
Объем курса: предлагаемый курс рассчитан на 20 часов. ^
Находиться летом на берегу моря и не окунуться в прохладную морскую воду просто невозможно. Во-первых, заметно снижается температура тела, а во-вторых, поплавать в морской воде – несказанное удовольствие. Но если спросить у любого, как он плавает, вряд ли кто-либо станет объяснять физические основы нашей способности держаться на воде. Обычный ответ уточняет стиль плавания или вообще отсутствие такового. Почему же, заходя в воду, тем более, в морскую, мы не только не погружаемся немедленно на дно, а наоборот, чувствуем заметное облегчение своего веса? Объяснение тому простое – все мы и каждый из нас примерно на 70% состоят из обычной воды. Поэтому бытующее в народе мнение, что если человека сильно ударить, то от него «одно мокрое место» останется, имеет под собой вполне научную основу. Таблица показывает, из чего мы состоим на самом деле и какова плотность различных составляющих (тканей) нашего организма. ^
Б  ольшую часть нашего тела составляют мышцы. Так как их плотность больше, чем у воды, то при плавании они должны тянуть нас на дно. Еще больше, как следует из таблицы, тянут на дно наши кости. Кажется, что только жировая прослойка может спасти нас от быстрой гибели. Однако это не совсем верно.Внутри каждого человека есть воздушный мешок – легкие. Объем воздуха в легких человека может изменяться от 1 литра (при глубоком выдохе) до 6 литров (при глубоком вдохе). Так как плотность воздуха приблизительно в 800 раз меньше, чем у воды, то каждый литр воздуха в наших легких по закону Архимеда создает подъемную силу около 9,8 Н. Соответственно, плотность тела человека изменяется от 940 – 990 кг/м3 при полном вдохе до 1010-1070 кг/м3 при полном выдохе, что очень близко к плотности воды. Оценивая плавучесть человека, необходимо учитывать, что голова человека, объем которой составляет около 7% объема его тела, всегда должна находиться над поверхностью воды. Пусть человек в воде занимает вертикальное положение. Легко показать, что в таком случае будет справедлива следующая формула для отношения абсолютных величин архимедовой силы FA и силы тяжести mg, действующих на человека в воде:  , где ρB и ρч - плотности воды и человека соответственно. Отсюда следует, что даже при самом глубоком вдохе архимедовой силы не хватит для полной компенсации силы тяжести плывущего человека. Но даже если бы архимедова сила и была равна силе тяжести человека, он не смог бы неподвижно лежать в воде, находясь в горизонтальном положении. Это вызвано тем, что архимедова сила и сила тяжести приложены к разным точкам тела: FA приложена в центре масс вытесненной телом жидкости (точка А на рисунке), a mg – в центре масс тела. Вторая точка из-за наличия воздуха в легких всегда находится дальше от головы, чем первая. В результате FA и mg образуют пару сил, которая вращает тело в вертикальной плоскости, пока оно не примет вертикальное положение.Н  о всем известно, что плыть вперед, находясь в вертикальном положении, очень трудно – мешает огромное сопротивление жидкости, которое пропорционально площади поперечного сечения двигающегося тела. Интересно, что одним из требований, предъявляемых к пловцам первого разряда на флоте царской России, было умение проплыть стоя без помощи рук 20 сажень (1 сажень = 2,13 м). Оценка показывает, что площадь поперечного сечения тела человека на уровне пояса почти в 10 раз меньше, чем площадь сечения вдоль его позвоночника. Поэтому перед тем как плыть, лучше все-таки принять горизонтальное положение. Обычно это делают, просто болтая ногами.А болтать ногами мешает сила сопротивления жидкости, которая зависит от скорости передвижения. При малых значениях скорости почти все частицы жидкости перед движущимся на них телом имеют достаточно времени, чтобы отойти в сторону, не приобретая при этом импульса в направлении скорости тела, за исключением тех частиц, которые коснулись тела, - они приобретают его скорость. Эти частицы, двигаясь вместе с телом, будут в свою очередь увлекать очень тонкий слой жидкости, с которым они соседствуют. Чем крепче связаны между собой частицы жидкости, или, что одно и то же, чем больше вязкость жидкости, тем больше сила сопротивления, действующая на тело. В этом случае сила сопротивления прямо пропорциональна величине v, среднему размеру тела в плоскости, перпендикулярной движению, и вязкости жидкости. Точную формулу для силы сопротивления при малых значениях скорости v можно получить, например, для тела, имеющего форму шара. Эта формула, называемая формулой Стокса, имеет такой вид: Fсопр = 3πηDv, где D – диаметр шара, а η – коэффициент вязкости, равный для воды 0,001 Па·с. Таким образом, если скорость движения тела невелика, то на него будет действовать сила, по величине прямо пропорциональная скорости и противоположная ей по направлению. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям