VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование зависимости скорости и ускорения тела при скатывании с детской горки от ее длины

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Заикин Д.Ю. 1

---

1МОУ - СПАС- ЗАУЛКОВСКАЯ ШКОЛА "ПЛАНЕТА ДЕТСТВА"

Коробова Е.Б. 1

---

1МОУ - СПАС- ЗАУЛКОВСКАЯ ШКОЛА "ПЛАНЕТА ДЕТСТВА"

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Тема и основная задача исследования

Работа посвящена исследованию зависимости скорости и ускорения тела при скатывании с горки на детской площадке от ее длины.

Проблема, обозначенная в исследовании: проведение эксперимента, обработка и анализ полученных результатов.

Цель исследования: провести эксперимент, по результатам которого исследовать зависимости скорости и ускорения тела от длины горки.

Выдвигаемая гипотеза: влияние длины горки на скорость и ускорение скатывающегося с нее тела.

Основные итоги: достижение цели исследования.

Актуальность темы исследования обосновывается тем, что у меня возник интерес в установке зависимости длины горки на скорость и ускорение скатывающегося с нее тела.

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 анализ результатов исследования;

- сделать вывод по результатам исследования, описать результаты.

Основная часть

1 глава

Обоснование темы исследования

При скатывании тела с детской горки оно совершает равноускоренное движение без начальной скорости.

Равноуско́ренное движе́ние — движение тела, при котором

его ускорение {\displaystyle {\vec {a}}}a постоянно по модулю и направлению^[2].

Скорость при этом определяется формулой {\displaystyle {\vec {v}}(t)={\vec {v}}_{0}+{\vec {a}}t}ν=ν₀ +at, где {\displaystyle {\vec {v}}_{0}} ν₀ — начальная скорость тела, t{\displaystyle t} — время. При движении без начальной скорости (ν₀ =0) скорость будет рассчитываться по формуле: ν=at.

Ускоре́ние (обычно обозначается латинскими буквами a

 (от лат. acceleratio) или w) — физическая величина, определяющая быстроту изменения скорости тела, то есть первая производная от скорости по времени. Ускорение является векторной величиной, показывающей, на сколько изменяется вектор скорости ν {\displaystyle {\vec {v}}} тела при его движении за единицу времени: a={\displaystyle {\vec {a}}={d{\vec {v}} \over dt}.} [3].

Горки — являются самым любимым детским развлечением. Каждый ребенок знает в каких дворах самые высокие и всегда просится именно туда.

Современные горки бывают двух видов: высокие — для школьников, пологие — для дошколят. Родители должны знать, что высокие горки не рассчитаны для детишек с небольшим весом. Скатившись с такой горки, ребенок не успеет затормозить в конце и вылетит далеко за пределы. Особую осторожность необходимо проявлять на вершине горки. Согласно статистике, самая частая и опасная причина травм на горке – падение [4].

У меня возник интерес и захотелось выяснить, какие же скорость и ускорение приобретает тело при скатывании с детской горки, и как они зависят от длины горки.

Именно поэтому задача нашей работы – исследовать зависимость скорости и ускорения скатывающегося тела от длины горки.

2 глава

Исследование зависимости скорости и ускорения скатывающегося тела от длины горки.

Необходимо рассчитать скорость и ускорение тела, скатывающего с наклонной детской горки, и выяснить зависимость скорости и ускорения скатывающегося тела от длины горки.

Для решения данной задачи проведем экспериментальное исследование. Нам понадобится оборудование: сантиметровая лента, секундомер, мяч.

Проведем измерение длины наклонной детской горки, измерим время скатывания мяча с данной горки, рассчитаем ускорение и скорость скатывающегося тела (приложение 1).

Составим таблицу:

Выполним вычисления:

t _ср= (t ₁+ t ₂+ t ₃+ t ₄+ t ₅):5= (1,16 с+0,96 с+0,94 с+1,00 с+0,97 с) :5 = 1,01 (с);

S = v₀· t_{ср + (}a_ср · t_ср²)/2, так как начальная скорость v₀=0 м/с, то длина

S = ₍a_ср · t_ср²)/2,

отсюда среднее значение ускорения:

а_{ср =} 2 S/ t_ср² = 2 · 2,43 м / (1,01 с)² = 4,76 (м/с²);

тогда скорость скатывающегося тела в конце пути:

v_ср=a_ср · t_ср= 4,76 м/с² · 1,01 с = 4,81 (м/с).

Аналогично составим таблицу и выполним вычисления для другой детской горки (приложение 2):

t _ср= (t ₁+ t ₂+ t ₃+ t ₄+ t ₅):5=(0,78 с+0,81 с+0,84 с+0,91 с+ 0,91 с) :5 = 0,85 (с);

S = v₀· t_{ср + (}a_ср · t_ср²)/2, так как начальная скорость v₀=0 м/с, то длина

S = ₍a_ср · t_ср²)/2,

отсюда среднее значение ускорения:

а_{ср =} 2 S/ t_ср² = 2 · 2,09 м / (0,85 с)² = 5,79 (м/с²);

тогда скорость скатывающегося тела в конце пути:

v_ср=a_ср · t_ср= 5,79 м/с² · 0,85 с = 4,81 (м/с).

3. Заключение.

Выводы по результатам исследования

Проведя эксперимент и выполнив расчеты, можно сказать, что скорость и ускорение скатывающегося тела зависят от длины наклонной горки, так как чем длиннее наклонная горка, тем меньше ускорение и скорость скатывающегося по ней тела. Расчет ускорения и скорости скатывающегося с горки тела будет тем точнее, чем больше измерений мы выполним.

Задача исследования – выявление зависимости скорости и ускорения скатывающегося тела от длины горки – выполнена.

4.Библиографический список использованной литературы и электронных ресурсов

А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. «Физика – 9» – М.: Дрофа, 2011.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D1%83%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 (дата обращения 25.11.2018)

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 (дата обращения 25.11.2018)

https://www.johnsonsbaby.ru/safety/showground/opasnosti-na-detskoy-ploshadke-gorka (дата обращения 25.11.2018)

Приложение 1

Измерение длины наклонной детской горки.

Измерение времени скатывания мяча по детской горке.

Приложение 2

Измерение длины другой наклонной детской горки.

Измерение времени скатывания мяча по другой детской горке.