VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование влияние массы тела на движение каруселей
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Тема и основная задача исследования
Работа посвящена исследованию влияния массы тела на период и частоту вращения каруселей.
Проблема, обозначенная в исследовании: проведение эксперимента, обработка и анализ полученных результатов.
Цель исследования: провести эксперимент, по результатам которого исследовать зависимость и влияние массы тела на движение каруселей.
Выдвигаемая гипотеза: влияние массы тела на период и частоту вращения каруселей.
Основные итоги: достижение цели исследования.
Актуальность темы исследования обосновывается тем, что у меня возник интерес в установке зависимости и влияния массы тела на движение каруселей.
При исследовании использовались следующие методы:
- экспериментальный;
- расчетный;
- анализ полученных результатов;
- логически мыслительные операции.
Рассмотрим основные этапы работы.
Первый этап (подготовительный) включает решение следующих задач:
- выбор темы исследования;
- отбор приборов и материалов для эксперимента.
Второй этап включает решение следующих задач:
- проведение измерений по эксперименту;
- описание результатов исследования.
Третий этап предполагает последовательное решение следующих задач:
- произвести сравнительный анализ результатов исследования;
- сделать вывод по результатам исследования, описать результаты.
Основная часть
1 глава
2.1. Обоснование темы исследования
При равномерном вращении (T — период вращения),
Частота вращения — число оборотов в единицу времени.
ν = 1 /T = ω/ 2 π ,
Период вращения — время одного полного оборота. Период вращения T и его частота ν связаны соотношением T = 1 / ν [2].
С детства все хорошо знакома и многими любима такая забава как карусель.
Карусе́ль (от фр. carrousel, итал. carosello) — аттракцион, представляющий собой вращающуюся платформу, на которой установлены (либо подвешены к крыше, либо прикреплены к центральной стойке) сиденья, сделанные чаще всего в виде лошадок, автомобильчиков и других животных или транспортных средств.
Карусель может приводиться в движение как двигателем (обычно электрическим), так и силами самих крутящихся, которые перед тем как сесть на карусель, раскручивают её. Такие карусели, которые нужно раскручивать самим катающимся, часто устанавливают на детских игровых площадках[3].
У меня возник интерес и захотелось выяснить, как влияет масса тела на период и частоту вращения каруселей.
Именно поэтому задача нашей работы – исследовать зависимость и влияния массы тела на движение каруселей.
2 глава
2.2. Исследование частоты и периода вращения не нагруженных каруселей.
Исследовать влияние массы тела на период и частоту вращения каруселей.
Для решения данной задачи проведем экспериментальное исследование. Нам понадобится оборудование: весы, секундомер.
Проведем измерение массы раскручиваемого тела, рассчитаем период и частоту обращения ненагруженных (приложение 1).
Составим таблицу:
|
№ опыта |
Масса тела, кг |
Время обращения каруселей, с |
Среднее время обращения каруселей, с |
Число обращений |
Среднее число обращений |
Средний период обращения, с |
Средняя частота обращения, с -¹ |
|
m |
t |
t ср |
N |
N ср |
Т ср |
n ср |
|
|
1. |
0 |
9,28 |
9,28 |
2 |
2 |
4,64 |
0,22 |
|
2. |
9,22 |
2 |
|||||
|
3. |
9,34 |
2 |
Выполним вычисления:
среднее значение времени обращения каруселей
t ср = (t1 + t2 + t3) : 3= (9,28 с + 9,22 с + 9,34 с): 3 = 9,28 (с);
среднее число обращений:
N ср = (N 1 + N 2 + N 3) : 3= (2 + 2 + 2) : 3 = 2;
средний период обращения:
Т ср = = = 4,64 (с);
средняя частота обращения:
n ср = 1/Т=1: 4,64 с = 0,22 (с -¹).
Исследование частоты и периода вращения нагруженных каруселей
Аналогично рассчитаем период обращения каруселей при вращении на них человека (приложение 2):
|
№ опыта |
Масса тела, кг |
Время обращения каруселей, с |
Среднее время обращения каруселей, с |
Число обращений |
Среднее число обращений |
Средний период обращения, с |
Средняя частота обращения, с -¹ |
|
m |
t |
t ср |
N |
N ср |
Т ср |
n ср |
|
|
1. |
80 |
12,12 |
15,02 |
4 |
5 |
3,00 |
0,33 |
|
2. |
17,12 |
6 |
|||||
|
3. |
15,81 |
5 |
Вычислим:
среднее значение времени обращения каруселей
t ср = (t1 + t2 + t3 ) : 3= (12,12с + 17,12 с + 15,81 с): 3 = 15, 02 (с);
среднее число обращений:
N ср = (N 1 + N 2 + N 3) : 3= (4 + 6 + 5) : 3 = 5;
средний период обращения:
Т ср = = = 3,00 (с).
средняя частота обращения:
n ср = 1/Т=1: 3,00 с = 0,33 (с -¹).
Заключение.
Выводы по результатам исследования
Проведя эксперимент и выполнив расчеты, можно сказать, что при нагруженных каруселях их период обращения получился меньше, а частота - больше.
Задача исследования – выявление влияния массы тела на период и частоту вращения каруселей – выполнена.
Библиографический список использованной литературы и электронных ресурсов
Перышкин А.В. «Физика – 9» – М.: Дрофа, 2011. с. 319.
Википедия. Свободная энциклопедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/Вращательное_движение (дата обращения 07.11.2018)
Википедия. Свободная энциклопедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/Карусель (дата обращения 07.11.2018)
Приложение 1
Измерение времени вращение ненагруженных каруселей
Приложение 2
Измерение времени вращение нагруженных каруселей