Прибавить или убавить в весе - легко!

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шарипов А.А. 1

---

1МАОУ Лицей № 4 г. Перми

Хабибуллина Л.Ф. 1

---

1МАОУ Лицей № 4 г. Перми

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность. В повседневной жизни мы сталкиваемся с такими словами как «вес» и «масса», например, когда идем в магазин или на прием к врачу. Признаюсь, что до этого времени, я думал, что вес и масса это одно и то же. Пока однажды по телевизору я не увидел передачу, в которой показывали как космонавты «плавают» в пространстве. Я подумал, что у них на скафандрах имеется невидимый пропеллер, благодаря которому они могут летать. Но папа сказал, что на некоторых планетах человек может находиться в состоянии невесомости.

Я и раньше слышал слово «невесомость», но не знал, что оно значит. Тут я задумался… И заметил, что слово «неВЕСомость» получается от слова «ВЕС». Если мое предположение верно, выходит что космонавты на некоторых планетах худеют до такой степени, что даже могут «взлететь». Но по телевизору показывают, что космонавты возвращаются с космоса обычных размеров – не сильно худые. Папа мне объяснил: на других планетах масса человека остается прежней, меняется только его вес. Именно изменение веса в меньшую сторону позволяет человеку находиться в невесомости. Получается что «вес» и «масса» очень связаны друг с другом, но отличие в них все же есть. 

Я поставил перед собой цель: наблюдениеза весом человека на разных планетах.

Для достижения цели определил задачи:

вспомнить и описать планеты солнечной системы;

ответить на вопрос «чем отличается вес от массы?»;

сравнить вес человека на разных планетах;

поделиться с одноклассниками результатом своих наблюдений

Планеты солнечной системы

Мы все знаем, как выглядит Солнце: большой светящийся и горячий шар. Действительно, солнце, как и другие звезды, представляет собой огромный шар из газа, который горит и согревает все вокруг.

В центре Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого двигаются восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Раньше Плутон тоже входил в число планет Солнечной системы, но из-за его отдаленности от Солнца и небольших размеров, он был исключен из этого списка и назван планетой-карликом.

Все указанные выше планеты принято делить на две большие группы:

земная группа; 

газовые гиганты.

См. приложение 1. Классификация планет Солнечной системы.

В земную группу относят такие планеты, как: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Они отличаются небольшими размерами и каменистой поверхностью, а кроме того, расположены ближе остальных к Солнцу.

К газовым гигантам относят: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Для них характерны большие размеры и наличие колец, представляющих собой ледяную пыль и скалистые куски. Состоят эти планеты в основном из газа. [5]

Рассмотрим каждую планету.

Солнце

Солнце является звездой, вокруг которой вращаются все планеты и спутники в солнечной системе. Оно состоит из водорода и гелия. Возраст Солнца составляет 4,5 миллиарда лет. Солнце является источником тепла и света для нашей планеты. Из-за чрезвычайно высоких температур на его поверхности подробное изучение Солнца крайне затруднено, по попытки запустить специальный аппарат как можно ближе к звезде продолжаются.

Меркурий

Эта планета является одной из самых маленьких в Солнечной системе, кроме того, она ближе всех расположена к Солнцу. Такое соседство предопределило существенную разницу температур. Средняя температура на Меркурии в дневное время составляет +350 градусов Цельсия, а в ночное время -170 градусов.

На этой планете были обнаружены натрий, гелий, аргон, водород, кислород.

Подробное изучение Меркурия представляет большие сложности в связи с его близким соседством с Солнцем. Иногда Меркурий можно увидеть с Земли невооруженным глазом.

По одной из теорий считается, что Меркурий ранее был спутником Венеры, однако, доказать это предположение пока не удалось.

Венера

Эта планета вторая от Солнца. По своим размерам она близка к диаметру Земли, диаметр составляет 12 104 км. По всем остальным показателям Венера существенно отличается от нашей планеты. Сутки здесь длятся 243 земных дня, а год — 255 дней. В отличие от Земли, большая часть поверхности которой покрыта водой, на Венере жидкости нет, а практически вся поверхность занята застывшей базальтовой лавой. По одной из теорий, раньше на этой планете были океаны, однако, в результате внутреннего нагревания они испарились, а пары были унесены солнечным ветром в космическое пространство.

Отличительной особенностью Венеры является то, что в отличие от остальных планет ее движение происходит не с запада на восток, а с востока на запад. Ее можно увидеть с Земли даже без помощи телескопа после заката или перед восходом Солнца. Это происходит благодаря способности ее атмосферы хорошо отражать свет.

Земля

Наша планета находится на расстоянии 150 млн км от Солнца и это позволяет создавать на ее поверхности температуру, пригодную для существования воды в жидком виде, а, значит, для появления жизни.

Ее поверхность на 70% покрыта водой, и она является единственной из планет, на которой есть такое количество жидкости. Особенностью нашей планеты является то, что под земной корой находятся огромные тектонические плиты, которые перемещаясь, сталкиваются друг с другом и приводят к изменению ландшафта.

Диаметр Земли составляет 12 742 км. Земные сутки длятся 23 ч 56 мин 4 сек, а год — 365 дней 6 ч 9 мин 10 сек. Ее атмосфера на 77% состоит из азота, 21% кислорода и небольшого процента остальных газов. Ни одна из атмосфер других планет Солнечной системы не имеет такого количества кислорода.

Согласно исследованиям ученых, возраст Земли составляет 4,5 миллиарда лет, приблизительно столько же существует ее единственный спутник Луна. Она всегда повернута к нашей планете только одной стороной. На поверхности Луны много кратеров, гор и равнин. Она очень слабо отражает солнечный свет, поэтому ее видно с Земли в бледно-лунном сиянии. [3]

Марс

Эта планета является четвертой по счету от Солнца и удалена от него на расстояние в 1,5 раза большего, чем Земля. Диаметр Марса меньше земного почти в два раза. Средняя температура воздуха на планете колеблется от -155 градусов, до +20 градусов в области экватора.

При обследовании с помощью марсоходов было установлено, что на Марсе много гор, а также высохшие русла рек и ледники. Поверхность планеты покрыта песком красного цвета. Одним из наиболее частых событий на планете являются пылевые бури, которые носят объемный и разрушительный характер.

Сутки на Марсе схожи по продолжительности с земными и составляют 24 ч 37 мин 23 с. Год на планете длится вдвое дольше земного - 687 суток.

Иногда Марс тоже видно с Земли невооруженным взглядом.

Юпитер

Эта планета является самой большой в Солнечной системе и имеет диаметр в 19 раз больше земного. Сутки на Юпитере длятся 10 часов, а год равен приблизительно 12 земным годам.

Средняя температура на планете составляет -150 градусов Цельсия. Атмосфера состоит из водорода и гелия. Кислорода и воды на его поверхности нет. Есть предположение, что в атмосфере Юпитера есть лед.  Юпитер имеет огромное количество спутников.

Сатурн

Эта планета вторая по размерам в Солнечной системе. Ее диаметр составляет 116 464 км. Она наиболее схожа по своему составу с Солнцем. Год на этой планете длится довольно долго, почти 30 земных лет, а сутки — 10,5 часов. Средняя температура на поверхности составляет -180 градусов.

Его атмосфера состоит в основном из водорода и небольшого количества гелия. В ее верхних слоях часто возникают грозы и полярные сияния.

Сатурн уникален тем, что имеет 65 спутников и несколько колец. Кольца состоят из маленьких частиц льда и каменистых образований. Ледяная пыль прекрасно отражает свет, поэтому кольца Сатурна очень хорошо видно в телескоп. Однако, он не единственная планета, имеющая диадему, просто у других планет она менее заметна.

Уран

Уран является третьей по размеру планетой в солнечной системе и седьмой по счету от Солнца. Он имеет диаметр 50 724 км. Его также называют «ледяной планетой», так как температура на его поверхности составляет -224 градусов. Сутки на Уране длятся 17 часов, а год — 84 земных года. При этом лето длится столько же, сколько и зима — 42 года. Такое природное явление связано с тем, что ось той планеты расположена под углом в 90 градусов к орбите и получается, что Уран как бы «лежит на боку». 

У Урана есть 27 спутников. Наиболее известными из них являются: Оберон, Титания, Ариэль, Миранда, Умбриэль.

Нептун

Нептун - восьмая планета от Солнца. По своему составу и размерам он схож со своим соседом Ураном. Диаметр этой планеты составляет 49 244 км. Сутки на Нептуне длятся 16 часов, а год равен 164 земным годам. Нептун относится к ледяным гигантам и долгое время считалось, что на его ледяной поверхности не происходит никаких погодных явлений. Однако, недавно было установлено, что на Нептуне бушую вихри и скорость ветра самая высокая из планет солнечной системе. Она достигает 700 км/час.  Нептун имеет 14 спутников, самым известным из которых является Тритон. Известно, что он обладает собственной атмосферой. [2]

См. приложение 2. Солнечная система

Разница между массой и весом

В ходе исследования я провел простой эксперимент: взял в руку яблоко → вытянул эту руку перед собой → разжал кулачок → яблоко упало на пол.

См. приложение 3. Эксперимент № 1

У меня возник вопрос: «Почему все предметы падают на землю?». В поисках ответа я изучил много материала, представленного в различных энциклопедиях. На основе полученной мной информации, я пришел к выводу, что, оказывается, наша планета имеет силу притяжения. [1]Обозначим эту силу картинкой, чтобы Незнайка напоминал нам о земном притяжении.

См. приложение 4. Условное обозначение силы притяжения

То есть, земля притягивает с некоторой силой все, что находится на ее поверхности. Я решил убедиться в своих выводах и провел следующий эксперимент, который показал любопытный результат.

См. приложение 5. Эксперимент № 2

Если одновременно с одинаковой высоты бросить яблоко и воздушный шарик – яблоко придет на финиш первое, воздушный шарик коснется пола вторым. Почему так происходит? Ответить на этот вопрос мне помог «Бибигон». Вы, наверное, сразу представили, как персонаж сказки Корнея Ивановича помогает мне в моем нелегком исследовании… Я бы, конечно, не отказался от его помощи, но тут все гораздо проще. «Бибигон» - это российский детско-юношеский государственный телеканал, который раньше выходил в эфир. Так вот, в сети интернет можно найти познавательные передачи этого телеканала. Я как раз, набрел на один из видеороликов, в котором объясняли, почему разные предметы притягиваются к земле с разной силой. Оказывается, сила земного притяжения напрямую зависит от массы предмета. [4]

На рисунке показана связь массы предмета и силы притяжения. Возвращаясь к последнему эксперименту, можно сказать следующее: масса яблока  массы шарика → яблоко притягивается к земле с большей силой, чем воздушный шарик→ яблоко упадет на пол быстрее, чем шарик.

См. приложение 6. Связь массы предмета и силы притяжения

Вывод: чем больше масса предмета, тем сильнее сила притяжения и наоборот, чем меньше масса предмета - тем слабее сила притяжения.

Представим себе такую картину: в школе Незнайке дали задание - измерить МАССУ яблока. Очевидно, что Незнайка использует для этого весы.

Давайте разберемся, что такое масса. Оказывается, все предметы на Земле состоят из мелких частиц-молекул.

См. приложение 7. Из чего состоят тела?

Сравнивая массу предметов описанным методом, очень важно учитывать один значительный момент. Сравнивать можно только те предметы, которые состоят из одинаковых частичек. Потому как у разных частичек (молекул) разная масса.

См. приложение 7. Примечание

То есть масса тела зависит от количества мелких частиц (молекул) в теле, её измеряют в килограммах.

Фантазируем дальше: на следующий день Незнайке дали задание - измерить ВЕС яблока. Очевидно, что Незнайка использует для этого весы - скажите вы? Здесь все не так просто как кажется.

СИЛА

Как оказалось, вес - это не та величина, которую мы можем измерить весами. Вес — это сила, с которой тело действует на опору в результате силы притяжения, измеряют эту силу в ньютонах (в честь ученого, который изучал силу притяжения).

Лежащее на столе яблоко будет давить с некоторой силой на поверхность стола, так как на него действует сила притяжения, это и будет вес яблока.

См. приложение 8. Что такое вес?

Если массу яблока мы могли определить при помощи весов, то возникает вопрос, как рассчитать вес яблока? Попробуем ответить на вопрос.

Силу, с которой яблоко действует на стол (вес яблока), можно рассчитать. Для этого нам нужно знать массу яблока и то, что каждая планета солнечной системы, так же как и Земля притягивает к себе предметы, находящиеся на этой планете, но с разной силой. Ученые долго изучали этот вопрос и приблизительно посчитали силу притяжения каждой планеты

См. приложение 9. Сила притяжения планет

Итак:

масса яблока (предположим) 2 килограмма;

сила притяжения Земли = 10

Таким образом, можно рассчитать вес любого тела, как на Земле, так и на любой другой планете.

См. приложение 10. Пример расчета веса тела на планете Земля

Вывод: Масса тела зависит от количества мелких частиц (молекул) в теле, её измеряют в килограммах.  А вес - это сила, с которой тело действует на опору в результате силы притяжения, ее измеряют в ньютонах.

Вес человека на разных планетах

Так как сила притяжения на планетах разная, значит, путешествуя по ним вес человека, будет меняться.

Итак, на момент начала путешествия масса моего тела составляет 24 килограмма. Давайте посмотрим, как измениться мой вес на планетах Солнечной системы. Для расчета используем метод, описанный выше (вычисление веса яблока).

См. приложение 11. Расчет моего веса на планетах Солнечной системы

Мы посчитали, что максимальный вес я буду иметь на Юпитере (576), на Венере, Земле, Сатурне, Нептуне приблизительно одинаковый вес (в среднем 246), на Уране (192), Меркурий и Марс (96)

Интересные факты:

Изменение веса на планетах оказывает влияние на возможности человека. Так, например, на каждой планете высота прыжка человека будет разной. Здесь работает простая закономерность, выше вес - ниже прыжок, ниже вес – выше прыжок. В сети интернет, я нашел онлайн-калькулятор, позволяющий рассчитать высоту прыжка на планетах, для этого достаточно ввести свой вес в специальное окошечко и результат готов. Я воспользовался данным калькулятором и включил полученные результаты в работу.

См. приложение 12. Высота прыжка человека на разных планетах

На Юпитере я смогу оторваться от поверхности на 24 сантиметров. И скорее всего ничего тяжелее своей кошки я поднять не смогу.

Если отправимся на Венеру, Сатурн или Нептун я смогу здесь прыгнуть в высоту на 60 сантиметров, примерно как на Земле. Здесь я, без проблем, смогу поднять свою 5- летнюю сестренку.

На Уране среднестатистический мальчик 7 лет может прыгнуть в высоту на 150 сантиметров. Здесь я бы легко смог поднять старшего брата, который учиться в 7 классе.

Меркурий и Марс могут сделать из меня чемпиона по прыжкам в высоту, потому что на этих планетах в прыжке я поднялся бы на 158 сантиметров от поверхности. А еще я бы с легкостью носил на руках свою маму.

Интересный факт, о единственном спутнике Земли. На Луне я бы смог прыгнуть в высоту на 360 сантиметров. А если мне посчастливиться набивать футбольным мячом на Луне, то скорее всего после удара мой мяч улетит и не вернется, так как здесь сила притяжения очень слабая, настолько слабая, что человек может находиться в невесомости. Здесь я был бы просто силачом, так как легко поднял бы легковой автомобиль.

Вывод: выше сила притяжения планеты → больше вес; ниже сила притяжения планеты → меньше вес.

Заключение

В процессе работы я преследовал цель - понаблюдать за весом человека на разных планетах. Для достижения поставленной цели мне необходимо было решить ряд задач.

Для начала я вспомнил планеты солнечной системы: изучил их особенности, внешний вид, дал описание каждой планеты. Рассмотрел существующую классификацию планет по составу, отдаленности от солнца и размеру.

В работе я попытался ответить на папин вопрос «Чем отличается масса от веса?». Изучив литературу по вопросу, пришел к выводу что масса и вес все же имеют отличие. Узнал что, масса тела зависит от количества молекул в теле, её измеряют в килограммах, а вес - это сила, с которой тело действует на опору в результате силы притяжения, ее измеряют в ньютонах. Массу и вес можно определить и вычислить. Для нахождения массы мы рассмотрели метод использования весов, а для нахождения веса изучили метод расчета веса тела, рассмотрев какие данные нам нужны для расчета.

Решая третью задачу, я использовал изученный мной метод расчета веса тела, благодаря которому смог определить вес собственного тела на разных планетах. Меня удивило, что вес человека на планетах изменяется при этом масса остается прежней. Мои наблюдения привели меня к следующему выводу: чем выше сила притяжения планеты, тем выше вес, и наоборот, чем ниже сила притяжения планеты, тем ниже вес.

На уроке окружающего мира при изучении планет солнечной системы, я обязательно расскажу ребятам о том, как меняется вес человека на планетах и в чем отличие близких слов «вес» и «масса».

По результатам работы могу сказать, что поставленная мною цель достигнута, планируемые задачи решены.

Список использованных источников и литературы

Кошевар Д. В. Большая детская 3-D энциклопедия обо всем на свете / В.В. Ликсо, Е.А. Папуниди, Б.Б. Проказов,А.А. Спектор, М.Д.Филиппова,Е.О. Хомич. М.: Издательство АСТ, 2019.- С. 10-46.

Лучшая детская энциклопедия / пер.с франц. Р.Ю. Петровой.- М.: РОСМЭН, 2020.- С. 24-42.

Скиба Т.В. Энциклопедия для мальчишек и девчонок про все на свете.- Ростов /Д.: Владис, 2018.- С. 6-25.

«Бибигон» [Электрон.ресурс] // Российский детско-юношеский государственный телеканал: https://www.youtube.com/watch?v=QjN_t4OGyzs

Свободная энциклопедия [Электрон.ресурс] https://ru.wikipedia.org

Приложение 1

Классификация планет Солнечной системы.

Приложение 2

Солнечная система

Приложение 3

Эксперимент № 1

Приложение 4

Условное обозначение силы притяжения

Приложение 5

Эксперимент № 2Приложение 6

Связь массы предмета и силы притяжения

Приложение 7

Из чего состоят тела?

Примечание к приложению 7

Приложение 8

СИЛА

Что такое вес?

Приложение 9

Сила притяжения планет

Приложение 10

Пример расчета веса тела на планете Земля

Приложение 11

Расчет моего веса на планетах Солнечной системы

Приложение 12

Высота прыжка человека на разных планетах