Проектная работа "Физика в повседневной жизни человека"

 

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №11

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Ученица 10 «А» класса МБОУСОШ №11

Рябоконь Юлия Вадимовна
Возрастная группа : Средняя

Руководитель: Учитель физики МБОУСОШ №11
Глушкова Татьяна Александровна

 

 

 

г. Новочеркасск

2014 г.

 

Содержание

Введение.……………………………………………….........................................3

Основная часть………………….........................................................................4

        Образование росы……………………………………………………………5

        Что такое радуга?...........................................................................................6

        Полярное сияние……………………………………………………………..7

        Лентикулярные облака………………………………………………….......9
        
        Выводы основной части…………………………………………………....10

Практическая часть.………………...................................................................11

Заключение……………………………………………………………………….12

Список литературы ..…………………………………………………………….13

Приложение…………………………………………………………………........14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Человека, как высшую ценность нашей цивилизации, изучает ряд научных дисциплин: биология, антропология, психология и другие. Однако создание целостного представления о феномене человека невозможно без физики.

Физика является лидером современного естествознания и фундаментом научно-технического прогресса, а оснований для этого достаточно. Физика в большей мере, чем любая из естественных наук, расширила границы человеческого познания. Физика дала в руки человека наиболее мощные источники энергии, чем резко увеличила власть человека над природой. Физика является сейчас теоретическим фундаментом большинства основных направлений технического прогресса и областей практического использования технических знаний. Физика, ее явления и законы действуют в мире живой и неживой природы, что имеет весьма важное значение для жизни и деятельности человеческого организма и создания естественных оптимальных условий существования человека на Земле. Человек - элемент физического мира природы. На него, как и на все объекты природы, распространяются законы физики, например, законы Ньютона, закон сохранения и превращения энергии и другие. Поэтому, на мой взгляд, затронутая тема является чрезвычайно актуальной для современного человека.

Цели и задачи моего проекта:

    1)Выяснить, как физика влияет на жизнь человека и сможет ли

       современный человек прожить без её применения.
    2) Показать необходимость физических знаний для повседневной жизни и

       познания самого себя
    3) Проанализировать, насколько человек интересуется физикой в 21 веке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основная часть

Как же физика влияет на жизнь человека и сможет ли современный человек прожить без её применения?

Что же такое  физика?
Фи́зика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания. Наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности, определяющие структуру и эволюцию материального мира. Законы физики  лежат в основе всего естествознания.

        В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Нельзя точно сказать какая именно часть её влияет на жизнь человека больше, а
какая меньше.

·         Исследования в области электромагнетизма привели к появлению телефонов и позже мобильных  телефонов.

·         Открытия в термодинамике позволили создать автомобиль.

·         Развитие электроники привело к появлению компьютеров.

·         Законы электродинамики применяются практически везде.. Например: электрический свет, транспорт, само электричество и многое другое.

·         Так же как и электричество, магнетизм является повседневным явлением в нашей жизни. Чаще всего из магнетизма мы встречаемся с магнитным полем, которое окружает нас повсюду. Магниты применяются в разных радио- электроприборах.

·         Музыкальные инструменты, акустические динамики, ультразвуковые диагностические аппараты – всего этого не было бы если бы в физике не открыли такое явление, как колебания и волны.

 

Даже обычный велосипед является не только средством передвижения, но и сложной механической системой, которая работает по фундаментальным законам физики. Все велосипеды, вне зависимости от типа, марки, модели и стоимости, заставляют своих наездников преодолевать различные силы. Во время езды велосипедист сталкивается с двумя основными силами – это гравитация и аэродинамика. Сила земного притяжения прижимает велосипедиста с его транспортным средством к земле. При этом вектор действия силы направлен строго перпендикулярно поверхности земли. Сила гравитации тем больше, чем тяжелее весит велосипед вместе со своим наездником. Она оказывает большое влияние на те усилия, которые приходится прикладывать велосипедисту при езде на своём двухколёсном транспортном средстве. Если масса тела и вес велосипеда меньше, то и ездить будет гораздо проще.

Второй фундаментальной физической силой, которую приходится преодолевать велосипедисту во время движения, является аэродинамика. Чем быстрее движется велосипедист, тем больше сила сопротивления воздуха. Помимо встречных воздушных потоков на велосипед могут действовать и боковые ветра, что ещё больше усложняет движение и заставляет прикладывать дополнительные силы.

Сейчас человек привязан к изобретениям на основе физики, в каждом автомобиле есть двигатель – механизм, который преобразует какой-нибудь определенный вид энергии – электрическую, гидравлическую, химическую и т. п. – в механическую. Каждый телефон использует приёмопередатчик радиодиапазона и традиционную телефонную коммутацию для осуществления телефонной связи на территории зоны покрытия сотовой сети.

Можно бесконечно перечислять приборы и устройства которые благодаря физике делают нашу жизнь лучше, но физику можно так же наблюдать и в таких простых явлениях как: образование росы, образование радуги , северного сияния, линзовидных облаков.

Образование росы

Вы, возможно, видели маленькие капли воды на траве, растениях и деревьев сияющими в ранние часы утра. Эти капли воды называются росой. Довольно часто люди думают, что капли росы, подобно каплям дождя, падают на землю с неба в течение ночи, но это не так.

 

Капли росы образуются в результате конденсации водяных паров. Воздух вокруг нас содержит водяные пары. Горячий воздух содержит больше влаги, чем холодный воздух. На протяжении ночи, когда горячий воздух входит в контакт с небольшой холодной поверхностью, водяной пар, присутствующий в нем, конденсируется на холодной поверхности в виде капель. Эти крошечные капли воды называются каплями росы.

Процесс формирования росы можно увидеть на примере простого эксперимента. Возьмите стакан и поместите его на стол. Теперь положите лед или налейте  ледяную воду внутрь стакана. Вы заметите, что через некоторое время на внешней поверхности стакана появились мелкие капли воды. Эти капли воды образуются в результате конденсации водяных паров, присутствующих в воздухе. Точно так же, когда деревья, растения и травы становятся холодными ночью, пары воды из воздуха конденсируется на них в виде росы.

 

Роса образуется больше, когда небо чистое и меньше при облачной погоде. Во время облачности деревья и растения недостаточно охлаждаются и, следовательно, меньше образуется конденсата.

 

Что же такое радуга?

Каждый из нас видел такое прекрасное явление природы как радуга. Первые упоминания о ней были зафиксированы в древнегреческой, древнеиндийской и скандинавской мифологии. Древние ученые пытались объяснить природу происхождения радуги. Данной тематике посветили свои научные работы такие ученые как Кутб ад-Дин аш-Ширази (1236—1311), Камал ал-Дин ал-Фариси (1260—1320), Дитер Фрейбургский и другие. Иногда данные объяснения заканчивались гибелью ученого. Так архиепископ Марк Антонио де Доминис, изложив теорию о возникновении радуги, в 1611 году был приговорен инквизицией к смертной казни. Причиной послужило то, что его теория противоречила библейскому толкованию происхождения радуги. С точки зрения библии радуга появилась после всемирного потопа, как символ союза между богом и человечеством, как символ прощения человечества. Однако развитие науки не стояло на месте и в 1927 году Исаак Ньютон, проведя эксперимент разложения солнечного света на цветовой спектр с использованием стеклянной призмы, смог дополнить теорию Декарта и де Доминиса и окончательно обосновать природу возникновения радуги.

Радуга – это атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при взаимодействии солнечного света и водяных капель. Она представляет собой дугу, состоящую из семи цветов (в некоторых культурах упоминаются 6 цветов). Интересным фактом является то, что радуга может возникнуть не только при прямом воздействии Солнца, но в ясную ночь может быть вызвана светом, отраженным от Луны. В качестве «водяных капель» может быть как дождь или туман, так и, к примеру, разбрызгиваемая поливочным агрегатом вода.

 

Солнечный луч или обычный луч белого света в действительности является сочетанием цветов, каждый из которых имеет свой угол преломления при прохождении через водяную каплю. Данный параметр зависит от длины волны цвета(см.в приложении 1)В результате белый свет, при прохождении через водяную каплю, разлагается в спектр (происходит дисперсия света).

 

Радуга, образовавшаяся при одном внутреннем отражении света, называется первичной. При этом красный цвет находится снаружи радуги. Иногда возле первичной радуги может присутствовать вторичная, образованная светом, отраженным в каплях два раза. У такой радуги порядок расположения цветов будет противоположным (фиолетовый цвет снаружи радуги). Появление радуги более высоких порядков в естественных условиях случается чрезвычайно редко, однако вполне может быть достигнуто в лабораторных условиях.

 

Несмотря на то, что природа возникновения радуги давно изучена, данное явление продолжает восхищать и радовать нас, внося долю волшебства в этот век «высоких технологий».

 

 

Полярное сияние

Полярные сияния, также известные как северные и южные полярные сияния, являются естественным светом в небе, и обычно наблюдаются в ночное время. Обычно они возникают в ионосфере. Как правило, видны от 65 до 72 градусов северной и южной широт, образующих кольцо в пределах Арктики и Антарктики.

 

Полярное сияние образуется, когда заряженные частицы (электроны и протоны) попадают в атмосферу вблизи полюсов. Когда эти частицы сталкиваются с атомами и молекулами верхних слоев атмосферы, в первую очередь кислорода и азота, часть энергии в этих столкновений преобразуется в видимый свет, который характеризует сияние. Высокоскоростные частицы сталкиваются с атомами в атмосфере Земли на высоте где-то от 50 до нескольких сотен километров над поверхностью Земли. Частицы происходят из космоса, в частности, из солнечного ветра дующего в направлении от Солнца.Когда электроны из космоса сталкиваются с атомами или молекулами в атмосфере Земли, электрон переходит на более высокий энергетический уровень и атом находится в возбужденном состоянии. Через некоторое время, электрон в возбужденном атоме переходит на исходный низкий энергетический уровень. Он освобождает энергию как свет, вызывая свечение полярных сияний. 

 

Цвет сияния зависит от химического состава, и каждый тип атомов производит свой ​​собственный уникальный образец цвета. Таким образом, различные цвета в полярных сияниях происходят из различных элементов в атмосфере Земли.

Два основных атмосферных газа, участвующих в полярном сиянии -  кислород и азот:

 

· Кислород отвечает за появление двух основных цветов : желто-зеленый длина волны 557,7 нанометров (нм) является наиболее распространенным, в то время как темно-красный 630,0 нм свет встречается реже. Атомарный кислород образуется на больших высотах, поэтому красный цвет в полярном сиянии обычно располагается над зеленым.

 

· Азот в ионизированном состоянии будет производить синий свет, в то время как нейтральные молекулы азота - багрово-красные цвета. Азот часто является ответственным за пурпурно-красные нижние границы и рифленые края сияния.

Смеси этих цветов образуют другие цвета.

Полярные сияния, как правило, не происходят выше 500-1000 км , так как на этой высоте атмосфера слишком тонкая, чтобы обеспечить достаточное число столкновений с входящими частицами/

Наиболее заметны ближе к полюсам из-за длительных периодов темноты и магнитного поля.

 

Лентикулярные (линзовидные) облака

Лентикулярные (также линзовидные) облака  - уникальное природное явление. Эти облака обычно образуются вокруг холмов и гор. Выглядят они весьма своеобразно, похожи на гигантские летающие тарелки или на стопку блинов. Многие известные горы во всем мире часто фотографировали с шапкой из этих облаков, в том числе горы Шаста и Фудзи.

 

Лентикулярные облака образуются, когда поток влажного воздуха устремляется  вверх, обтекая гору, приводя к конденсации влаги и образованию облака. 

Линзовидные облака выглядят совершенно неподвижно, как будто замороженны во времени. На самом деле это не так. Облака кажутся неподвижными, так как поток влажного воздуха постоянно пополняет запасы облака с наветренной стороны, в то время как влага испаряется и исчезает с подветренной стороны, оставляя облака характерной линзовидной формы. В зависимости от силы воздушного потока и доступной влаги, ветровая волна может создать несколько лентикулярных облаков, сложенных друг на друга, как тарелки. Можно наблюдать как эти облака парят в течение нескольких часов или дней, пока не придут ветра или изменения погоды и не рассеют их.

Линзовидные облака образуются на большой высоте между 2000 и 7000 метров. Они требуют климата со постоянными, влажными быстродвижущимися ветрами для создания необходимой ветровой волны в атмосфере.

  

 

Итак, Физика нужна для объяснения природных явлений, она устанавливает законы которые помогают объяснить эти явления. Она утверждает, что человек не может познать законы природы и, следовательно, управлять ею. С развитием человеческого общества наука все глубже проникает в тайны природы, устанавливает связи между явлениями, причины их возникновения, познает окружающую природу и управляет ею. Физика составляет основу техники, которая использует физические законы для разрешения практических задач, а совершенствующаяся техника способствует и помогает развитию физики. Физику также используют на службе, например на радиоктивных станциях, в механических целях и др.

Поэтому человек в наше время вряд ли протянул бы без физики, ведь именно она объясняет большинство явлений происходящих в нашей жизни, а так же благодаря ей в нашей жизни есть столько прекрасных изобретений которые помогают нам жить лучше.
Может возникнуть вопрос, - зачем физика нужна нам?  Позволим себе ответить на него опять же таки  вопросом, - а зачем сороконожке ноги, птицам крылья, а растениям солнце?
Правильно, - да потому, что без всего этого им не обойтись!!!  Физика сегодня необходима нам как никогда раньше. Ведь вы используете законы физики каждый день, в своей повседневной жизни- когда готовите еду, смотрите телевизор или же просто нежитесь в ванной. Законы Архимеда, законы, применяемые в оптике, или физические законы из раздела гидро-газо-динамики стали для нас чем-то на столько обыденным, что мы уже просто не обращаем на них своего внимания, а зря…
Физика – это в первую очередь, возможность  человека как можно более глубже познать окружающий его мир, упорядочить систему его мировосприятия и осознать себя неотъемлемой его частью!

 

Физическая наука всеобъемлюща в своем стремлении охватить как можно больше и как можно более детально описать то, что попадает в поле зрения ее апологетов, и поэтому с полным правом может претендовать на почетное звание королевы наук.

 

 

 

Практическая часть

Анкетирование среди учащихся: ‹‹Какие физические явления вы наблюдаете в быту?»

    Физика окружает нас везде, особенно дома. Мы привыкли её не замечать. Знание физических явлений и законов помогает нам в домашних делах, защищает от ошибок. Посмотрите на то, что происходит у вас дома глазами Физика, и Вы увидите много интересного и полезного! 

    Для того чтобы выяснить, насколько велика необходимость физических знаний для повседневной жизни и познания самого себя, я провела небольшое анкетирование среди учащихся 9-11 классов. В анкетировании принимало участие 132 человека.

  
    Результаты анкетирования получились следующие :

1. Какие физические явления Вы замечали в быту?

95% замечали кипение, испарение и конденсацию.

2. Приходилось ли Вам использовать в быту знания по физике?

76% дали утвердительный ответ

3. Попадали ли Вы в неприятные бытовые ситуации:

Ожог паром или о горячие части посуды

98 %

Удар током

21%

Короткое замыкание

30%

Включили прибор в розетку, и он сгорел

23%

4. Могло ли вам помочь знание физики избежать неприятных ситуаций

88% дали утвердительный ответ

5. Интересуетесь ли Вы при покупке бытовых приборов их:
техническими характеристиками

70%

техникой безопасности

56%

правилами эксплуатации

47%

возможным негативным действием на здоровье

23%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Анализ результатов тестирования

При изучении физики в школе надо больше внимания уделять вопросам практического применения физических знаний в быту(см. приложение 2). В школе следует знакомить учащихся с физическими явлениями, лежащими в основе работы бытовых приборов. Особое внимание надо уделять вопросам возможного негативного воздействия бытовых приборов на организм человека. На уроках физики учащихся надо учить пользоваться инструкциями к электроприборам. Перед тем, как позволить ребёнку пользоваться бытовым электроприбором, взрослые должны убедиться в том, что ребёнок твёрдо усвоил правила безопасности при обращении с ним. Для того чтобы избежать большинство неприятных бытовых ситуаций нам необходимы физические знания!

Насколько человек интересуется физикой в 21 веке?

Физика наука точная и сложная. Поэтому возникает вопрос, есть ли кому в 21 веке продвигаться в этой науке дальше, изучать её более глубже и уделять особое внимание?
Думаю что скамья запасных еще не опустела, есть множество ВУЗов с факультетами изучающими этот предмет, а значит и людей которые занимаются данной наукой, конечно не каждому хочется связать свою жизнь именно с физикой, но при получении образования или уже выбора профессии физика может являться весомым фактором, которая определит кем тебе быть в дальнейшем. Ведь физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке.

 

 

 

 

 

Список Литературы

 

1) http://nsportal.ru/shkola/fizika

2)http://ru.wikipedia.org/wiki

 

3) http://www.all-fizika.com/

 

4) http://images.yandex.ru/

5) http://www.femto.com.ua/articles/part_2/4314.html

 

6)Иванов Б. Н. Законы физики. Изд.3, М.:URSS, 2010 г., 368 с

7) А.В. Перышкин. Физика 7класс. М.: «Дрофа», 2010.- 192с.:ил.

 

8) А.В. Перышкин. Физика 8класс. М.: «Дрофа», 2010г.191с

9) А.В. Перышкин, Е.М. Гутник  Физика 9класс. М.: «Дрофа», 2006г.

10) Я. Перельман  Занимательная механика РИМИС, 2010
фамилия,инициалы,название, выход.данные,год издания кол-во стр.

 

 

 

 

Приложение 1

   У красного цвета угол преломления составляет 137°30’, а у фиолетового - 139°20’. Остальные цвета (оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий) имеют некоторое промежуточное значение.

 

Приложение 2

    Чтобы стеклянный стакан не лопнул, когда в него наливают кипяток, в него кладут металлическую ложку.

Ежедневно мы кипятим воду

Из двух чашек от кипятка не лопнет та, у которой стенка тоньше, так как она быстрее равномерно прогреется.

Когда мы моемся в ванной, запотевание зеркала и стен происходит в результате конденсации водяного пара.

Если в чашку налить горячую воду и накрыть крышкой, то водяной пар конденсируется на крышке.

Кран с холодной водой всегда можно отличить по капелькам воды, которые образовались на нём при конденсации водяного пара.

Заваривание чая

Засолка огурцов, грибов, рыбы и т.д.

Распространение запахов

Чай всегда заваривают кипятком, так как при этом диффузия происходит быстрее

Нельзя стирать вместе цветные и белые вещи!

Ручки у кастрюль делают из материалов, плохо проводящих тепло, чтобы не обжечься

Если у крышки кастрюли ручка металлическая, а прихватки под рукой нет, то можно воспользоваться прищепкой или вставить в отверстие пробку.

Нельзя открывать крышку кастрюли заглядывать в неё, когда в ней кипит вода.

Ожог паром очень опасен!

Внутренняя стеклянная колба термоса имеет двойные стенки, между которыми вакуум. Это позволяет предотвратить потерю тепла в результате теплопроводности. Колба имеет серебристый цвет, чтобы предотвратить потерю тепла излучением.

Пробка препятствует потере тепла путём конвекции. Кроме того, она имеет плохую теплопроводность .Корпус защищает колбу от повреждений.

Если нет термоса, то банку с супом можно завернуть в фольгу и газету или шерстяной платок, а кастрюлю с супом можно накрыть пуховым или ватным одеялом.

Дерево имеет плохую теплопроводность, поэтому деревянный паркет теплее, чем другие покрытия.

Ковер имеет плохую теплопроводность, поэтому ногам на нём теплее.

В стеклопакетах между стёклами находится воздух (иногда его даже откачивают).Его плохая теплопроводность препятствует теплообмену между холодным воздухом на улице и тёплым воздухом в комнате. Кроме того, стеклопакеты снижают уровень шума.

Батареи в квартирах располагают внизу, так как горячий воздух от них в результате конвекции поднимается вверх и обогревает комнату.

Вытяжку располагают над плитой, так как горячие пары и испарения от еды поднимаются вверх.

При традиционном обогреве комнаты самым холодным местом в комнате является пол, а теплее всего у потолка.

В отличии от конвекции, прогрев комнаты излучением от пола происходит снизу вверх, и ноги не мёрзнут!

Магнитные застежки на сумках и куртках.

Декоративные магниты.

Магнитные замки на мебели.

Для увеличения давления мы затачиваем ножницы и ножи, используем тонкие иголки.

рычаг, винт, ворот, клин

В быту мы часто используем простые механизмы:

Чтобы увеличить трение, мы носим обувь на рельефной подошве.

Коврик в прихожей делают на резиновой основе.

На зубных щетках и ручках используют специальные резиновые накладки.

Чистые и сухие волосы при расчесывании пластмассовой расческой притягиваются к ней, так как в результате трения расчёска и волосы приобретают заряды, равные по величине и противоположные по знаку. Металлическая расчёска такого эффекта не даёт, так как является хорошим проводником

При включении и работе телевизора у экрана создается сильное электрическое поле. Мы его обнаружили с помощью гильзы, изготовленной из фольги. Из-за электростатического поля к экрану телевизора прилипает пыль, поэтому его надо регулярно протирать! Нельзя во время работы телевизора находиться на расстоянии менее 0,5 мот его задней и боковых панелей. Сильное магнитное поле катушек, управляющих электронным лучом, плохо влияет на организм человека!

В представленных электроприборах используется тепловое действие тока.

Чтобы не было перегрузок и короткого замыкания, не включайте несколько мощных приборов в одну розетку!

Выключая прибор из розетки, не тяните за провод! Не берите электроприборы мокрыми руками!

Не включайте в сеть неисправные электроприборы! Следите за исправностью изоляции электропроводки! Уходя из дома, выключайте все электроприборы!

Для защиты приборов от короткого замыкания и скачков напряжения используйте стабилизаторы напряжения!

Для подключения приборов большой мощности (электроплиты, стиральные машины),должны быть установлены специальные розетки!

Система электроснабжения квартиры

Приборы, которые излучают

По мобильному телефону можно разговаривать не более 20 мин. в день!

Приборы, требующие особой осторожности при использовании

Диапазоны электромагнитного излучения разных бытовых электроприборов

Старайтесь не подвергаться длительному воздействию сильных ЭМП. При необходимости установите полы с электро подогревом, выбирайте системы с пониженным уровнем магнитного поля.

План правильного расположения электротехники в квартире