Задачи, которые решали наши предки. 12 Использование нитяных моделей для изучения объемных тел. 12 Треугольники в природе и жизни человека 13
| Вид материала | Литература |
- Тема урока: «Класс Головоногие. Значение моллюсков в природе и жизни человека» Цель, 116.25kb.
- Методические рекомендации по изучению дисциплины «Ботаника» для гр. Агр-102 Тема: Содержание,, 249.36kb.
- Роль зеленых растений в природе и жизни человека, 67.1kb.
- Роль млекопитающих в природе и жизни человека, 77.97kb.
- Программа элективного курса для учащихся 10-11 классов. Мы и наши гены, 90.59kb.
- Урок 7 класс «Тип Губки», 87.01kb.
- Доклад по культурологии на тему «Античность в современности», 120.53kb.
- Рекомендации к выступлениям спикеров, 1143.66kb.
- Урок природоведения в 5 классе на тему «Гидросфера», 25.32kb.
- 4 июля 1054 года, день, когда взорвалась одна из звезд в крабовидной туманности! Наши, 8556.02kb.
Секция «Физика»
Источники тока (Где прячется электричество?)
Овсянников Никита, учащийся 8-В класса
Научный руководитель Першина Татьяна Ивановна, учитель физики
^ МОУ лицей «Технический»
Цель работы:
- исследование зависимости ЭДС гальванического элемента от вещества электролита;
- способ решения энергетической проблемы.
Задачи:
- расширить знания по темам «Электричество» и «Электрический ток»;
- провести опыты с различными гальваническими элементами и сравнить их ЭДС по величине.
Представлены история создания гальванического элемента, его устройство и принцип действия. Рассмотрена одна из проблем: зарядка сотового телефона, питание навигатора, плеера в условиях отсутствия электрической сети. Проведены экспериментальные исследования с гальваническими элементами, в которых в качестве электролита использовались сок лимона, яблока, лука, соленого огурца, сырой и вареный картофель, раствор сахара, пепси-колла и земляной грунт. Электродами были медные и цинковые пластины. Опыты показали, что наибольшую ЭДС имеют сахарный элемент и элемент из вареного картофеля.
Приведены интересные факты:
- Исследователи в Израиле (компания Yissim) создали батареи на картошке, которые генерируют энергию в 5, а то и в 50 раз более дешевую, чем обычные. Установлено, что при использовании в качестве электролита вареного картофеля мощность получаемой энергии увеличивается в 10 раз по сравнению с использованием сырого картофеля.
- В Японии (корпорация Sony Japan) созданы батареи, в которых «топливом» является обыкновенный сахарный раствор.
Работа относится к физике гальванического элемента, носит исследовательский характер в выборе вещества электролита, направлена на поиск новых веществ в качестве электролита.
^
Радиационное излучение
Золотухина Анастасия, 9 А класс
Научный руководитель Темченко Мария Ивановна
МОУ лицей «Технический»
Как только были открыты ионизирующие излучения и их вредное воздействие на живые организмы, появилась необходимость контролировать облучение этими излучениями человека. Каждый человек должен знать об опасности радиации и уметь защищаться от нее!
И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в Космосе до возникновения самой Земли. Ионизирующее излучение сопровождало Большой взрыв, с которого, как полагают, началось существование нашей Вселенной около 20 миллиардов лет назад. С того времени радиация постоянно наполняет космическое пространство. Радиоактивные элементы вошли в состав Земли с самого ее рождения. Человеческий организм тоже слегка радиоактивен, так как во всякой живой ткани присутствуют в следовых количествах радиоактивные вещества.
Термин "радиация" происходит от латинского слова radius и означает луч. В самом широком смысле слова радиация охватывает все существующие в природе виды излучений - радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолет и, наконец, ионизирующее излучение. Все эти виды излучения, имея электромагнитную природу, различаются длиной волны, частотой и энергией.
В обыденной жизни крайне мала вероятность столкнуться с источником радиации, представляющим непосредственную угрозу для здоровья.
В настоящее время существуют лаборатории, проводящие плановый радиационный контроль в местах наиболее вероятного обнаружения источников радиации и локальных радиоактивных загрязнений (свалки, котлованы, склады металлолома).
Тем не менее именно в обыденной жизни рекомендуется провести радиационные обследования при покупке квартиры, дома, земельного участка, при планировании строительных и отделочных работ, при выборе и приобретении строительных и отделочных материалов для квартиры или дома, а также материалов для благоустройства территории вокруг дома (грунт насыпных газонов, насыпные покрытия для теннисных кортов, тротуарная плитка и брусчатка и т.д.).
^
Бифуркации и катастрофы
Кривихин Иван, 11 А класс
Научный руководитель Дворянинов Сергей Владимирович, к.ф-м. н.
МОУ лицей «Технический»
Работа относится к актуальному направлению современной науки и техники – теории бифуркации и катастроф.
Понятия устойчивость и катастрофа в настоящее время широко используются не только в естественных науках, но и в социально-гуманитарных, эти термины звучат на радио и телевидении.
Слово «бифуркация» означает раздвоение и употребляется в широком смысле для обозначения всевозможных качественных перестроек, изменений или метаморфоз различных объектов и систем при изменении параметров, от которых они зависят. В частности, это приобретение нового качества в положении статических систем и в движениях динамических систем при малом изменении их параметров.
Катастрофами называются скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий.
В работе рассмотрены две простейшие механические системы и изучена бифуркация их положений равновесия. В работе представлена одномерная машина катастроф, которая не описана в известной научно-популярной литературе. Используемый аппарат соответствует школьному курсу элементарной физики и математики.
Описанные модели могут быть использованы на уроках физики, на занятиях кружков и факультативов.
^
Квантовомеханическая теория возмущений при расчете двумерных наноструктур
Корнеев Александр, 11 А класс
Научный руководитель Крутов Александр Федорович, д.ф-м.н., СамГУ
^ МОУ лицей «Технический»
В работе изучается движение микроскопической частицы внутри двухмерной потенциальной ямы с бесконечно высокими стенками. Линейные размеры ямы принадлежат нано-шкале. Поперечным сечением ямы является эллипс с малым эксцентриситетом. Таким образом, вычисление уровней энергии микроскопической частицы представляет собой «возмущенную» задачу, малый параметр которой содержится в граничном условии. В работе развит вариант метода теории возмущений, позволяющий вычислять поправки к уровням энергии частицы в потенциальной яме с круглым сечением. Получены явные формулы для поправок к уровням энергии в первом порядке теории возмущений.
Результаты работы могут быть использованы при расчете спектров излучения реальных искусственных атомов.
^
Явление флаттера. Роль вихрей в возникновении флаттера
Милокумов Игорьч, Лукьянов Андрей, 8 В класс
Научный руководитель Скрябина Тамара Германовна
^ МОУ лицей «Технический»
Флаттер - это жесткая вибрация конструкций, приводящая к их полному разрушению. Вибрация включает в себя изгибные и крутильные колебания. Флаттер – это самовозбуждающиеся колебания, происходящие на резонансной частоте колеблющегося тела. Колебания тела, находящегося в воздушном потоке, возникают в результате срыва вихрей с поверхности тела.
Нами были проведены следующие эксперименты: наблюдение ламинарного и турбулентного движений; опыт, подтверждающий закон Бернулли; с помощью опытов по обдуву тел разной геометрической формы (цилиндра и плоской пластинки), мы увидели, что направление образования вихрей зависит от формы тела. Мы провели опыты по получению вихрей и их наблюдению в воде и воздухе.
Следующей серией опытов явилось исследование частоты срыва вихрей на тонкой пластинке и установление зависимости частоты срыва вихрей от размера пластинки и от скорости потока воздуха. Для преобразования механических колебаний пластинки в электрический сигнал, который можно наблюдать на осциллографе, она была прикреплена к пьезопреобразователю. В качестве пьезопреобразователя использовали головку звукоснимателя от проигрывателя граммафонных пластинок. Пьезопреобразователь соединили со входом осциллографа. На осциллографе мы наблюдали сигналы, частота которых равнялась частоте срыва вихрей.
В результате проведённых экспериментов мы выяснили, что чем меньше размеры тела, тем больше частота срыва вихрей. И чем больше скорость обдува, тем тоже больше частота срыва.
Сделаны выводы о причинах колебаний моста в Волгограде в мае 2010г и о причинах разрушения моста в Такоме (США). Также рассматривается и полезное применение срыва вихрей с поверхности твёрдого тела.
^
О положениях равновесия некоторых механических систем и их практическом применении
Никитина Астра, Пичкасова Анастасия, 8 Б класс
Научный руководитель Дворянинов Сергей Владимирович, к.ф-м.н
^ МОУ лицей «Технический»
Физика – очень интересная и увлекательная наука. Ее очень интересно изучать, ведь многие физические явления и механизмы мы можем увидеть в реальной жизни. Часто мы просто не обращаем на них внимания. Но иногда совершенно случайно заинтересуешься каким-либо механизмом, к которому привык с детства, и не обращаешь на него внимания, и тут выясняется, что его устройство не такое простое, как кажется. И тогда находишь много нового в этом механизме и замечаешь, как много механизмов устроены так же.
Например, дверь, укрепленная на обычных петлях, имеет бесконечно много положений равновесия. Порыв ветра и другие внешние воздействия могут открыть закрытую дверь или наоборот, закрыть открытую. Новые крепления обеспечивают устойчивость двух положений двери.
Хорошо известно, что треугольник – это жесткая фигура. Это следует из третьего признака равенства треугольников. Угол - нежесткая фигура. Нежесткость угла широко используется в технике. Угол лежит в основе рассмотренных в работе конструкций.
В своей работе мы рассматривали доказательство принципа действия данного механизма с использованием функции косинус, которую мы еще не изучали. Поэтому мы рассмотрели другое доказательство леммы, опирающееся на уже пройденный материал 8 класса.
Положение равновесия называют неустойчивым, если всякое малое отклонения системы от этого положения приводит к появлению силы, которая это отклонение увеличивает. Например, шарик, который находится на вершине холма и неподвижен. Всякое малое смещение шара или же придание ему сколь угодно малой скорости приведет к появлению скатывающей силы, удаляющей шарик от исходного положения равновесия. Значит, и равновесие, и покой неустойчивы.
Если же при отклонении системы от положения равновесия появляется сила, возвращающая систему в исходное состояние, это положение равновесия называют устойчивым. Примером служит шарик, находящийся в яме, электрический выключатель.
В работе с позиций математики и механики дан подробный анализ действия некоторых популярных и широко распространенных механических систем, лежащих в основе конструкций некоторых замков. Возможны различные обобщения описанных конструкций, создание новых подобных механизмов, которые найдут применение в технике и бытовых устройствах.
^
Исследования основных закономерностей вихретоковых взаимодействий электромагнитной катушки и электропроводящего тела
Похвалин Эдуард Вячеславович, 11 В класс
Научный руководитель Скрябина Тамара Германовна
^ МОУ лицей «Технический»
Вихревые токи применяются для обнаружения металлических объектов, а также для бесконтактного определения их параметров, например, толщины материала и расстояния до них. Для этого применяют катушку индуктивности, подключенную к генератору переменного тока и измерителю индуктивности.
В предлагаемой работе приведены результаты экспериментов по влиянию на индуктивность катушки толщины металла, его размера, электропроводимости разных металлических образцов и зазора между катушкой и металлом. В экспериментах использовался измеритель индуктивности типа VC6243. Сделаны заключения о возможном использовании обнаруженных закономерностей в технических средствах контроля и измерения.
Для демонстрации принципа действия вихретокового металлообнаружителя были сконструированы два устройства, с использованием элементов, входящих в электронный конструктор «Знаток». Этим было показано, что при творческом подходе возможно расширение перечня реализуемых устройств конструктора «Знаток».
Термоэлектричество
^ Денисов Арсений, 8 В класс
Научный руководитель Першина Татьяна Ивановна
МОУ лицея «Технический»
Цель работы:
- Исследование некоторых задач термоэлектричества как решение энергетической проблемы.
- Изготовление действующей модели термогенератора
Задачи:
1) Расширить знания по теме “Термоэлектричество”.
2) Провести опыты, подтверждающие термоэлектрические явления.
3) Рассмотреть примеры применения термоэлектрических явлений.
^ Термоэлектрические явления – совокупность физических явлений, обусловленных взаимосвязью между тепловыми и электрическими процессами в металлах и полупроводниках
Таковыми являются
- Эффект Зеебека
- Эффект Пельтье
- Эффект Томсона.
В данной работе рассмотрены история открытия данных эффектов и физические процессы, связанные с этими эффектами. Проведены опыты, подтверждающие эти эффекты, с термопарой и элементом Пельтье. Получена зависимость силы тока термопары от времени нагревания скрутки двух разнородных металлов: меди и константана. Измерена максимальная величина термо ЭДС (1.6 В), даваемая элементом Пельтье и установлено время его нагревания. Определено внутреннее сопротивление элемента Пельтье (5 Ом), когда он использовался как термогенератор для питания электродвигателя.
При пропускании постоянного электрического тока через элемент Пельтье была определена зависимость температуры его холодной стороны от времени и при температуре -1оС была заморожена вода.
Действующая модель термогенератора: на электроплитку установлен металлический сосуд, на дне которого находится элемент Пельтье. На элемент Пельтье установлен стакан с холодной водой. Два провода, отходящие от элемента, соединяют его с электродвигателем. После включения электроплитки через некоторое время двигатель начинает работать. Таким образом, тепловая энергия переходит в электрическую энергию, а электрическая – в механическую
Рассмотрены примеры практического применения термоэлектрических явлений.
Работа относится к физике термоэлектрических явлений и направлена на дальнейшее изучение их применения в технике.
^
Влияние локального воздействия низких температур на лёд.
Шипулин Никита, 8 В класс
Научный руководитель Скрябина Тамара Германовна
МОУ лицей «Технический
Предлагается необычный метод удаления льда с поверхности, а именно: чтобы лед потерял свою монолитность, т.е. чтобы в нем появились трещины, создаётся перепад температур, но не нагревом, а сильным охлаждением, применяя, например, жидкий азот.
Целью работы явилось:
- экспериментально проверить возможность расколоть лёд при воздействии на него жидкого азота;
- экспериментально проверить, как влияет на этот процесс примесь (соль), содержащаяся в воде, из которой изготовлен лёд;
- провести видеосъёмку процесса.
Эксперименты с жидким азотом проводились в лаборатории ФИАНа.
Во всех опытах при воздействии жидким азотом на лёд, лёд терял свою монолитность, на его поверхности появлялись трещины. Стоило немного надавить на кусок такого льда, как он раскалывался на кусочки.
Таким образом, эксперименты показали возможность локального применения жидкого азота для нарушения целостности льда. После нарушения целостности ледяного покрова (появление трещин) удаление льда существенно облегчается.
^
Последствия атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Ликвидация радиоактивного заражения при атомном взрыве.
Агаркова Александра, 11 В класс
Научный руководитель Скрябина Тамара Германовна
^ МОУ лицей «Технический»
Рассматриваются вопросы истории использования энергии, высвобождающейся в результате ядерной реакции в военных целях. Освещены вопросы поражающих факторов атомного взрыва. Использованная литература, дала возможность провести анализ устрашающих последствий атомной бомбардировки японских городов Хиросимы и Нагасаки. Фактический материал показывает, какие меры были использованы при ликвидации последствий радиоактивного заражения в этих городах. Также рассмотрена авария на Чернобыльской АЭС и приведены факты о том, какие мероприятия проводились для ликвидации последствий этой крупнейшей за последнее время катастрофы.