Исследовательская работа по физике

«Графический метод решения физических задач в курсе 7-9 классов»

                                                                Выполнила: Бобина Юлия Владимировна

                                                                                                    ученица 9 класса

                                                                          ГБОУ СОШ с Большой Толкай

                                                                                     Похвистневского района

                                                                                             Самарской области

                                                                   Руководитель: Тараканова Татьяна                                  

                                                                                                                   Васильевна

                                                                                                    учитель математики

                                                        Содержание

Введение…………………………………………………………………...2-5

1. Теоретическая часть.………………………………………………….5-10

  1.1. Немного из истории…………….………………………………. 5-7

 1.2. Графики, используемые в задачах по физике.……………...…..7-8

 1.3. Графическая задача………………………………………………..8-10

2. Практическая часть………………………………………………..10-31

 2.1. Графики в задачах по кинематике…………………………….10-22

 2.2. Графические задачи по разным разделам физики……………..22-30

2.3. Анкетирование одноклассников………………….……………30-31

3. Заключение………………………………………………………..31-32

Список использованной литературы……………………………………32

Приложение 1…………………………………………………………33-36

Введение

Решение задач по физике – необходимый  элемент учебной работы. Задачи дают материал для упражнений, требующих применения физических закономерностей к явлениям, протекающим в тех или иных конкретных условиях. Поэтому они имеют большое значение для конкретизации знаний учащихся, для привития или умения видеть различные конкретные проявления общих законов. Без такой конкретизации знания остаются книжными, не имеющими практической ценности. Решение задач способствует более глубокому и прочному условию физических законов, развитию логического мышления, сообразительности, инициативы, воли к настойчивости в достижения поставленной цели, вызывает интерес к физике, помогает навыков самостоятельной работы и служит незаменимым средством для развития самостоятельности суждения. Решение задач - это один из методов познания взаимосвязи законов природы.

В процессе решения задач ученики непосредственно сталкиваются с необходимостью применить полученные знания по физике в жизни, глубже осознают связь теории с практикой.

Актуальность  

Проанализировав демоверсии ЕГЭ и ГИА за все года, я обнаружила, что в кимы включены задачи, решаемые графически. Поэтому  решающим фактором является овладение методами решения физических задач. Покажу конкретно по годам количество задач, в которых встречаются графики.

Гипотеза графический метод упрощает процесс решения задачи.

Объект исследования – графики зависимости физических величин.

Предмет исследования – физические задачи.

Цель: рассмотреть  графический метод решения физических задач и ознакомить одноклассников со своей работой.

Задачи:

1. Изучить историографию вопроса.

2. Повторить графики, которые встречаются в задачах по физике.

3. Изучить материал о графическом методе решения физических задач, подтверждающую правильность выдвинутой гипотезы.

4. Подобрать задачи, решаемые графическим методом.

5. Ознакомить одноклассников со своей работой.

6. Создать тест

7. Сделать вывод.

8. Создать слайдовую презентацию по указанной теме.

Методы исследования:

1. Сбор информации из дополнительных источников.

2. Сравнение, анализ и синтез, обработка материала о графическом методе решения задач.

Теоретическая значимость работы

Рассмотрены различные задачи, решаемые графическим способом. Составлен алгоритм решения таких задач.

Практическая значимость работы

заключается в уменьшении времени решения задач,  а также в быстром нахождении «графики» в сложных задачах, в том числе на олимпиадах различного уровня. Собранный мной материал можно использовать на факультативных занятиях, на занятиях физического кружка. Учителя могут использовать накопленный материал в своей работе при изучении соответствующих тем.

Этапы выполнения работы

1. Теоретическая часть.

1.1. Немного из истории.

Физика как наука зародилась очень давно. Попытки объяснить явления природы были и в Китае, и в древней Греции, Индии. Астрономия была первой из естественных наук, с которой началось развитие естествознания, ф. Энгельс в «Диалектике природы» набросал схему развития естествознания, согласно которой сначала возникла астрономия из наблюдения смены дня и ночи, времен года и потому абсолютно необходимая для пастушеских и земледельческих народов. Для развития астрономии нужна была математика, а строительная практика стимулировала развитие механики.

Бесспорно, грандиозные сооружения древних государств (храмы, крепости, пирамиды, обелиски) требовали, по крайней мере, эмпирических знаний строительной механики и статики. При строительных работах находили применение простые машины: рычаги, катки, наклонные плоскости. Таким образом, практические потребности вызвали к жизни начатки научных знаний арифметики, геометрии, алгебры, астрономии, механики и других естественных наук.

Несмотря на огромные заслуги науки Древнего Востока, подлинной родиной современной науки стала Древняя Греция. Именно здесь возникла теоретическая наука, разрабатывающая научные представления о мире, не сводящиеся к сумме практических рецептов, именно здесь развивался научный метод. Если египетский или вавилонский писец, формулируя правило вычисления, писал: «поступай так», не поясняя, почему надо «поступать так», то греческий ученый требовал доказательства. Основатель атомистики Демокрит высказал  по этому поводу, замечательные слова: «Найти одно научное доказательство для меня значит больше, чем овладеть всем персидским Царством». 

Вавилонская и египетская наука возникли из потребностей практики. Древние греки сумели возвыситься и поставить задачу понимания природы без привлечения таинственных, божественных сил, такой, какова она есть.

Крестным отцом физики называют Аристотеля (384-322 до н.э.) : ведь название одного из его трудов "Физика" (8 книг) стало названием целой науки.

В нашей стране слово «физика» появилось в ХVIII в, благодаря М.В.Ломоносову, который издал первый учебник физики. [3]

1.2. Графики, используемые в задачах по физике.

Линейная функция и её графики.

Линейной функцией называется функция, которую можно задать формулой вида y=kx+b,  где x – независимая переменная,  k и b – некоторые числа.

Графиком линейной функции является прямая.  Для построения графика линейной функции достаточно найти координаты двух точек графика, отметить эти точки в координатной плоскости и провести через них прямую. Заметим, что если область определения линейной функции состоит не из всех чисел, то ее график представляет собой соответствующую часть прямой. Например, это может быть полупрямая или отрезок.

Частным случаем линейной функции является прямая пропорциональность. Ее графиком является прямая, проходящая через начало координат. Поэтому для ее построения достаточно найти координаты одной точки, а вторая известна (0; 0).              

Квадратичная функция и ее график.

Квадратичной (квадратной) функцией называется функция вида,  где a, b, с - числа.     Графиком квадратичной функции является парабола.

Парабола имеет вершину, ось, проведенная через вершину и параллельная оси ОУ, делит параболу на две симметричные части. Вершиной параболы называется точка .   Если коэффициент а > 0, то ветви параболы направлены вверх, если a < 0, то ветви параболы направлены вниз.

Для построения параболы необходимо:

1) Найти координаты вершины.

2) Построить ось симметрии, определить  куда направлены ветви параболы.

3) Найти точки пересечения параболы с осью OХ (нули), если они есть, решив уравнение .

4) Найти точку пересечения с осью ОУ, вычислив у при х = 0( ).

1.3 Графическая задача.

Графические задачи - это такие задачи, в процессе решения которых используют графики, диаграммы, таблицы, чертежи и схемы. Остановлюсь на задачах, при решении которых используют график.[4]

Например:

1.  Построить график пути равномерного движения, если v = 2 м/с или равноускоренного при v0 =5 м/с и  а = 3 м/с2.

2.  Какие явления характеризует каждая часть графика….

3.  Какое тело движется быстрее.

4.  На каком участке  тело двигалось быстрее.

5.  Определить по графику скорости  величину, пройденного пути.

6.  На каком участке  движения тело покоилось. Скорость увеличивалась, уменьшалась.

Решение графических задач способствует уяснению функциональной зависимостью между физическими величинами, привитию навыков работы с графиками, развитию умения работать с масштабами.

По роли графиков в решении задач их можно подразделить на два вида:

-  задачи, ответ на вопрос которых может быть найден в результате построения графика;

- задачи, ответ на вопрос которых может быть найден с помощью анализа графика.

Графические задачи могут быть комбинированными с экспериментальными.

 Например:

С помощью мензурки с водой определить вес деревянного бруска…

Графические задачи можно подразделить на типы:

В курсе физики 7-9 классов можно выделить законы, которые выражаются прямой зависимостью:  Х(t),   m(ρ),   I(q),   Fупр(Δx),   Fтр(N),  F(m),  P(v),  p(F),   p(h),  Fа(Vт)… ,

квадратичной зависимостью:  Eк=mv2/2,    Eр=CU2/2,   Eр=kx2/2.

Прорешав достаточное количество задач графическим методом, я выработала правила их решения:

1) четко определиться в содержании информации на осях(величины, единицы измерения);

2) выбрать единичные отрезки (возможно разные на каждой из осей) или определить цену деления на уже заданных осях;

3) определиться в характере зависимости (постоянная или временная);

4) определить функцию, график которой представлен.

Упомянутые задачи я решала по следующему алгоритму:

1). Вспомнить формулу, связывающую параметры, о которых идет речь в задаче.

2). Установить, каким видом зависимости (прямо пропорциональной, обратно пропорциональной, квадратичной и др.) связаны данные параметры.

3). Получить теоретическую информацию из графика – прочесть график.

4). Применить математические вычисления для определения искомой величины (например, силы из 2-го закона Ньютона, если известна масса и из графика определено ускорение).

5). Если установлена зависимость величин по графику в предложенных осях, перейти к ее изображению в других осях. [3]

Рассмотрим решение задач графическим способом.

2. Практическая часть.

2.1 Графики в задачах по кинематике.

Задача 1.

Точка движется по прямой в одну сторону. На рисунке показан график зависимости пройденного ею пути S от времени t. Определить среднюю скорость точки за интервал времени 0-5 с.

Решение

Перед нами элементарнейшая задача на понимание графиков зависимостей кинематических величин от времени и понятия средней скорости. Последнюю можно найти как отношение пройденного пути S ко времени t, затраченному на этот путь.              υср=S/t

Нам необходимо найти среднюю скорость за промежуток времени от 0 до 5 с. Если взглянуть на график, то видно, что моменту времени, равному 5 секундам, соответствует путь, равный 15 м. Значит:          υср=15/5=3м/с

                                                                                                      Ответ: 3 м/с.

Задача 2.

На рисунке представлены графики зависимости пройденного пути от времени для двух тел. На какую величину Δv скорость второго тела v2 больше скорости первого тела v1? (Ответ дайте в метрах в секунду.)

Решение.

Из графика видно, что для обоих тел пройденный путь линейно зависит от времени, а значит, оба тела двигались с постоянными по величине скоростями. Модуль скорости первого тела равен 160/8 =20м/с. Скорость же второго тела:120/4 =30м/с. Следовательно, скорость второго тела больше скорости первого тела на величину 10м/с

Ответ: на 10 м/с

Задача 3. Скорость тела меняется по закону v=10+2t. Чему равен путь, пройденный телом за 5 с?

Дано:   υ(t)=10+2t,       S(5)−?

Решение. Решим задачу разными способами.

Первый способ заключается в том, что мы запишем уравнение движения тела, используя данное нам уравнение скорости, и сосчитаем ответ. Как же это делается?

В общем случае уравнение скорости тела для равноускоренного движения выглядит в виде:     υ(t)=υ0+at

Сравнивая это общее уравнение с данным υ(t)=10+2t видно, что начальная скорость равна υ0=10 м/с, а ускорение равно a=2 м/с2.  Считается, что в уравнении все величины даны в системе СИ.

Уравнение же движения тела в общем виде записывается как:

S(t)=υ0t+at²/2

Подставим в него извлеченные нами данные:

S(t)=10t+2t²/2

S(t)=10t+t²

Осталось сосчитать S(5):          S(5)=10⋅5+5²=75м

Второй способ более оригинален и использует тот факт, что площадь фигуры под графиком скорости (и не под каким другим!) за искомое время и есть пройденный путь. Для этого построим график v(t)=10+2t  и сосчитаем площадь получившейся фигуры (трапеции).

S(5)= ⋅5=75м

Ответ: 75 м.

Задача 4. Прямолинейное движение точки задано уравнением

  x= −2+3t − 0,5t² (м).  Найти путь за 8 с.

Дано:      x=−2+3t−0,5t²,    t=8 с,   S−?

Решение.

В условии дано уравнение движения точки, попробуем найти как меняется со временем её скорость. Это можно сделать двумя способами.

Первый способ.  В общем случае уравнение прямолинейного ускоренного движения точки выглядит так:      x=xₒ+υₒt+at²/2

Мы же имеем такое уравнение:      x= −2+3t − 0,5t²

Просто сопоставим эти уравнения. Тогда начальная координата xₒ, начальная скорость υₒ  и ускорение  в нашем случае равны:        xₒ= — 2м

υₒ = 3м/с;      = — 1м/с²

Уравнение скорости в общем виде такое:         υ = υₒ+ at

Подставив полученные нами значения, мы имеем такое уравнение скорости:

υ =3 - t

Второй  способ  заключается в том, что нужно построить график функции        υ = 3 — t.

Известно, что площадь фигуры под графиком зависимости скорости от времени есть пройденный путь.

 Получается, чтобы узнать путь S нужно посчитать площади двух треугольников и сложить их.

Кстати, расположение этих треугольников (над или под осью) также несет смысл. Если график скорости пересекает ось, значит тело меняет направление своего движения. Поэтому, в случае если мы ищем путь, по полученные площади необходимо сложить, если же мы пытаемся найти перемещение, то нужно отнять из большего меньшее.

Площадь прямоугольных треугольников определяется как произведение двух катетов, поэтому ответ такой:

S =+5=17м

Наша точка прошла 4,5 м по оси x и 12,5 м против нее.

                                                                                          Ответ: 17 м.

Вывод: на мой взгляд решение 2 и 3 задач графическим способом более простое.

Задача 5. Из пунктов A и B, расстояние между которыми равно l, одновременно навстречу друг другу начали двигаться два тела: первое со скоростью v1, второе — v2. Определить, через сколько времени они встретятся и расстояние от точки A до места их встречи. Решить задачу также графически.

Решение:

1-й способ:

Зависимость координат тел от времени:        .

В момент встречи координаты тел совпадут, т. е.  .  Значит, встреча произойдет через время  от начала движения тел. Найдем расстояние от пункта A до места встречи как    .

2-й способ:

Графики зависимости координат тел от времени изображены на рисунке.

Скорости тел равны тангенсу угла наклона соответствующего графика зависимости координаты от времени, т. е. ,   ..   Моменту встречи соответствует точка C пересечения графиков.

Задача 6. В тот момент, когда мимо станции со скоростью 5 м/с проходил товарный состав, от платформы в том же направлении отошёл пассажирский поезд. Через какое время пассажирский поезд догнал товарный, если пассажирский двигался с ускорением 0,3 м/с2, а товарный – равномерно?

Решение            1) x1 = 1t = 5 t. ;     2)          

                                                          Ответ: tвстр = 33 c,   хвстр = 170 м.    

Задача  7.

Решение

На рисунке показаны графики равномерного движения тел.
1) В начальный момент времени t = 0 первое тело имеет начальную координату  хо1 = 1 м, второе тело — координату хо2 =0.
2) Оба тела движутся в направлении оси Х, так как координата возрастает с течением времени.
3) Уравнение движения для равномерного прямолинейного движения имеет вид: x = xо + vхt.

Тогда для первого, второго тел  соответственно:    x1=xо1  + v1хt   и   x2=xо2 +v2хt
или      x1=1+v1хt,        x2=v2хt.
Определим скорости первого и второго тел:

 ;       

Уравнения скорости имеют вид: v1х= v2х = 0,5 м/с.
Так как S = vхt, то уравнение пути  S = 0,5t.

Задача 8.  На рисунке изображен график зависимости от времени координаты точки,  движущейся вдоль оси  Х. Как  двигалась точка? Постройте графики модуля v и проекции vx скорости, а также пути в зависимости от времени. 

Решение.

В течение первых 3 с координаты точки изменялись от 2 м до – 4 м, следовательно, точка двигалась противоположно положительному направлению оси Х.  Проекция скорости равна

V1x = (- 4 – 2 )/ 3 м/c = - 2 м/c,      а модуль скорости равен v1 = 2 м/с. 

Следующие  4 с точка не двигалась, ее координаты не изменялись, v2x = v2 = 0. Потом в течение 2 с точка двигалась в положительном направлении оси Х и пришла в начало координат (х = 0). Проекция и модуль скорости соответственно равны             v3x = v3 = (0 – (-4))/2 м/с = 2 м/с.

На рисунке «а» изображен график проекции скорости, на рисунке «б» – график модуля скорости, на рисунке «в» - график пути. При построении графика пути нужно не забыть, что путь не может быть отрицательным и при движении не убывает. 

Задача 9.  Зависимость скорости от времени движущегося тела задана следующей формулой: v = 2+ 0,5t. Опишите это движение (укажите значение характеризующих его величин). Постройте график v(t).

Решение:
Уравнение скорости (назовем его 1) для равноускоренного движения имеет вид:
Сопоставляя уравнение, заданное по условию задачи, с уравнением (1), находим: vo =2м/с, a=0,5м/с2. 
Тело движется вдоль оси координат с начальной скоростью  2 м/с равноускорено с ускорением 0,5 м/с². Знак скорости « +» указывает на направление движения (вдоль выбранной оси координат). Так как вектора скорости и ускорения совпадают, то тело разгоняется. Остановки не предвидится. 
Для построения графика воспользуемся  аналогией  y = b+ kx, что соответствует линейной функции. Для построения графика достаточно двух точек: 
1) t = 0,    v = 2 м/с;           2) t = 2 c,   v = 3 м/с. 

Задача 10. Материальная точка движется по окружности радиусом 4 м. На графике показана зависимость модуля её скорости v от времени t. Чему равен модуль центростремительного ускорения точки в момент t = 3 с? (Ответ дайте в метрах в секунду в квадрате.)

Решение.

Центростремительное ускорение вычисляется по формуле а = v²/R . Из графика находим, что скорость в момент времени  t=3c  равна 6 м/c. Следовательно, модуль центростремительного ускорения точки в момент t=3c  равен 

 а = 6²/4 = 9м/с².                             Ответ: 9м/с².

Задача 11. На рисунке приведен график зависимости проекции скорости тела от времени.

На каком графике представлена проекция ускорения тела в интервале времени от 10 до 20 с?

 Решение.

Из графика видно, что в интервале времени от 10 до 20с проекция скорости тела не изменялась, а значит, проекция ускорения была равна нулю. Проекция ускорения тела в этом интервале времени представлена на графике 2.

Задача 12. На рисунке представлен схематичный вид графика изменения кинетической энергии тела с течением времени. Выберите два верных утверждения, описывающих движение в соответствии с данным графиком.

1) В конце наблюдения кинетическая энергия тела отлична от нуля.

2) Кинетическая энергия тела в течение всего времени наблюдения уменьшается.

3) Тело брошено под углом к горизонту и упало на балкон.

4) Тело брошено вертикально вверх с балкона и упало на Землю.

5) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало в кузов проезжающего мимо грузовика.

Решение. Проверим справедливость предложенных утверждений.

1) Из графика видно, что в конце наблюдения кинетическая энергия тела больше нуля.

2) Кинетическая энергия тела в течение наблюдения сначала падает, затем возрастает, после вновь падает.

3) Если бы тело было брошено под углом к горизонту и затем упало на балкон, то конечная кинетическая энергия тела была бы равна нулю, в данном случае это не так.

4) Если бы тело было брошено вертикально вверх с балкона и упало на Землю, то конечная кинетическая тела энергия была бы равна нулю, в данном случае это не так.

5) Если бы тело было брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало в кузов проезжающего мимо грузовика, то изменение кинетической энергии тела было бы таким, как представлено на графике.

Таким образом, верными являются утверждения под номерами 1 и 5.

                                                                                   Ответ: 15.

Задача 13.

По плоскости XY движутся четыре точечных тела — А, Б, В и Г, траектории которых изображены на рисунке. Зависимости координат одного из этих тел от времени имеют вид х = 1 + t  и у = 2t. Это тело обозначено буквой

Решение.

Выразим время t из первого уравнения (t = x – 1) и подставим во второе:       

у = 2(х - 1) = 2х - 2. Из рисунка видно, что уравнению у =  2х – 2  соответствует прямая В.                                Ответ: В

Очень много задач связано с теоремой, которую часто называют             «1-3-5…»:

при равноускоренном движении без начальной скорости за равные промежутки времени тело проходит расстояния, пропорциональные числам арифметической прогрессии 1; 3; 5; 7; 9…

Эта теорема связана с графическим представлением закона равноускоренного движения тела без начальной скорости. Для её доказательства надо сравнить площади под графиками треугольников и трапеций. Получится арифметическая прогрессия со знаменателем 2.

Решим задачу на применение этой теоремы.

Графические задачи по разным разделам физики.

В 8 классе изучали тему «Тепловые явления», где тоже решали задачи с применением графиков. По графику парообразования мы отвечали на вопросы:

Задача 1.

1. Каким значениям физических величин соответствуют деления осей графика?

2. По температуре кипения  установите, для какого вещества приведен график?

3. Определите изменение температуры вещества.

4. Какое количество теплоты израсходовано на повышение температуры вещества до температуры кипения?

5. Вычислите массу жидкости

6. Какое количество теплоты израсходовано на парообразование?

7. Вычислите массу испарившейся жидкости

8. Какова масса неиспарившейся жидкости?

1)Масштабы на графике парообразования:

а) для температуры: 1 клетка -10 оС  

б) для количества теплоты: 1 клетка – 378 кДж

2) Температура парообразования t пар = 100 оС , что соответствует воде.

3) Вода нагрелась на   t2 – t1 =100 оС  - 10 оС  = 90 оС

4) При этом израсходовано Q н = 3780 кДж = 3780000 Дж

5) Из формулы  Q н = сm ( t2 - t1 ) находим массу жидкости

6) Количество теплоты, израсходованное на парообразование части жидкости:

Q пар = 5670 кДж-3780 кДж = 1890 кДж = 1890000 Дж

7) Массу части испарившейся воды находим из формулы:

Q пар = L m исп , где для воды L = 2,3 106 Дж/кг

8) Масса неиспарившейся воды m1= m  - m исп = 10 – 0,822 кг ≈ 9,178 кг

Задача 2.

Точечное тело массой 1 кг двигалось по горизонтальной плоскости XOY. К телу приложили две силы (векторы обеих сил лежат в данной плоскости), под действием которых оно начало двигаться с ускорением. На рисунке изображена зависимость проекции v, скорости этого тела на ось ОХ от времени t. На каком из следующих рисунков правильно изображены силы, действующие на тело?

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение.

Определим из графика ускорение тела вдоль оси OХ: aₓ=(4-2)/4 =0,5м/с²

По второму закону Ньютона проекция результирующей силы на ось x равна Fₓ=maₓ=1кг∙0,5=0,5H

Определим проекцию результирующей силы Fₓ на каждом рисунке (проекция суммы векторов равна сумме проекций векторов:  1) −1 Н + 0 Н = −1 Н                   2) −2 Н + 2 Н = 0;     3) 0 Н + 2Н = 2 Н;        4) 1,5 Н − 1 Н = 0,5 Н

                                                             Ответ 4.

Задача 3.

На рисунке представлен график зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины. Какова жёсткость пружины? (Ответ дайте в Н/м.)

Решение.

Согласно закону Гука, сила упругости пропорциональна деформации: Fупр=kx. Используя график, получаем, что жесткость пружины равна               k= Fупр/x =30H/0,04м=750H/м                          Ответ: 750H/м

Задача 4.

На графике представлены результаты измерения длины пружины l при различных значениях массы m подвешенных к пружине грузов.

 Выберите два утверждения, соответствующие результатам измерений.

1) Длина недеформированной пружины равна 10 см.

2) При массе груза, равной 300 г, удлинение пружины составляет 15 см.

3) Коэффициент жёсткости пружины примерно равен 60 Н/м.

4) С увеличением массы груза коэффициент жёсткости пружины увеличивался.

5) Деформация пружины не изменялась.

Решение.

Проверим справедливость сформулированных в задании утверждений.

1) «Длина недеформированной пружины равна 10 см». Пружина не деформирована, если на ней нет грузов. Продолжим график до пересечения с вертикальной осью. Линия пересекает ось в точке с координатой 0,1 м = 10 см. Это и есть длина недеформированной пружины, т.е. утверждение верное.

2) «При массе груза, равной 300 г, удлинение пружины составляет 15 см». Находим по графику длину пружины при массе груза, равной 0,3 кг. Длина пружины равна 0,15 м = 15 см. Значит, удлинение пружины составляет                   15 см − 10 см = 5 см — утверждение неверное.

3) «Коэффициент жёсткости пружины примерно равен 60 Н/м». Для массы груза 0,3 кг удлинение составило  х=0,  15м -0,1м = 0,05м. Находим коэффициент жёсткости k = (mg)/x = 3/0,05 = 60H/м — утверждение верное.

4) «С увеличением массы груза коэффициент жёсткости пружины увеличивался». При расчёте коэффициента жёсткости для других значений массы получаются примерно равные значения. Утверждение неверное.

5) «Деформация пружины не изменялась». Утверждение неверное, так как при подвешенных грузах различной массы длина пружины изменялась. Следовательно, изменялась и деформация.         Ответ: 13.

Задача 5.

Точечное тело массой 2 кг движется вдоль оси OX. Зависимость проекции импульса px этого тела от времени t изображена на рисунке.

Установите соответствие между физическими величинами и их значениями в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам: 

Решение.

Импульс - это произведение скорости тела на его массу. Из графика видно, что в интервале времени от 0 до 6 с тело движется равноускорено. Уравнение для импульса принимает вид: pₓ=mV0 +mat= mV0 + Fₓt = 2 –t/2 Отсюда проекция на ось OX силы, действующей на тело равна −0,5.

По графику, в момент времени t = 4 с импульс тела равен 0, а значит, и проекция скорости тела на ось OX равна 0.         Ответ: 21

Задача 5.

На рисунке показан график изменения температуры T вещества при постоянном давлении по мере выделения им количества теплоты Q. В начальный момент времени вещество находилось в газообразном состоянии. Какие участки графика соответствуют кристаллизации вещества и остыванию жидкости? Установите соответствие между тепловыми процессами и участками графика.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение.

Опыт показывает, что процесс конденсации и кристаллизации происходит при постоянных температурах, а значит, участки 1 и 3 графика соответствуют превращению пара в жидкость и жидкости в твердое тело, следовательно (А — 3). Остыванию жидкости отвечает участок графика под номером 2 (Б — 2).

                                                                          Ответ: 32

Задача 6.

В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. На рисунке показан график зависимости температуры t эфира от времени τ его нагревания и последующего охлаждения. Установите соответствие между процессами, происходящими с эфиром, и участками графика.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение.

Опыт показывает, что процессы кипения и конденсации происходят при постоянной температуре, а значит, участки BC и EF графика соответствуют превращению жидкости в пар и пара в жидкость соответственно (Б — 4). Таким образом, нагреванию паров эфира отвечает участок графика CD (А — 2).

                                                                   Ответ: 24

Задача 7.

На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения между его концами.

Чему равно сопротивление проводника? (Ответ дайте в кОм.)

Решение. Согласно закону Ома, сила тока, сопротивление проводника и напряжение между его концами связаны соотношением  U = IR. Используя график, находим сопротивление проводника R = .          Ответ:

Задача 8.

На рисунке изображён график зависимости силы тока I, протекающего через резистор, от времени t. На каком из следующих графиков правильно показана зависимость мощности N, выделяющейся в этом резисторе, от времени?

1) 1            2) 2               3) 3                4) 4

Решение.

Мощность N, выделяющаяся в резисторе, по закону Джоуля-Ленца, равна I²R. Поскольку сила тока возрастает линейно со временем, мощность должна возрастать квадратично.            Ответ 3.

Задача 9.

Брусок массой 500 г тащат по горизонтальной поверхности, прикладывая к нему горизонтально направленную силу. На графике приведена зависимость || силы сухого трения, действующей на брусок, от пройденного пути S.

Чему равен коэффициент трения бруска о поверхность?

1) 0,4                2)                  3) 4                  4) 0,2        

Решение.

Поскольку брусок тащат силой, прикладывая ее горизонтально, сила сухого трения определяется выражением =  Следовательно, для модуля работы силы трения имеем:  На графике по экспериментальным точка проведена прямая, по наклону этой прямой можно судить о величине . Таким образом, для коэффициента трения имеем   =  ∙  = 0,4.                   Ответ: 1.

Задача 10.

При упругом удлинении пружины на 10 см возникает сила упругости 150 Н. Постройте график зависимости Fупр(x) и определите: а) работу, которую необходимо совершить при растяжении пружины на 5 см; б) жёсткость пружины.

Решение

Работа численно равна площади заштрихованного треугольника:        А = 5 ·10–2 м · 75 Н = 3,75 Дж.

                 Ответ: 1500Н/м.

Вывод: анализ решённых задач показал, что если произведение X и Y физическая величина, то она равна площади фигуры, ограниченной графиком.

P=IU,   A=Fs,   S=vt,    V=at,     v0=0       Δp/t=F,    q=It,       Fa=Vρg,….

2.3 Анкетирование одноклассников

Со своей работой я выступила перед одноклассниками. Ребята меня слушали с интересом. Затем я провела небольшое анкетирование. Были заданы вопросы:

1. Интересен ли вам предмет физика?

2. Вызывают ли у вас затруднения решение качественных задач?

3. Вызывают ли у вас затруднения решение задач с использованием графиков?

Выяснилось, предмет интересен всем учащимся 9 класса. По второму вопросу: у 5 человек решение качественных задач вызывает затруднения и у этих же учащихся вызывает затруднения решение задач с использованием графиков.

Полученные результаты я отразила в диаграмме.

Для подготовки к ОГЭ по физике я составила тест из задач КИМов. (Приложение1).

Вывод: Я убедилась, что задачи с использованием графиков решаются более легко, но для этого нужно хорошо знать функциональные зависимости величин.

3. Заключение

1. В ходе выполнения работы я пополнила свои знания о графическом методе решения физических задач. Полностью подтвердилась выдвинутая мной гипотеза: графический метод упрощает процесс решения задачи. Я выяснила, что владение методами решения графических задач необходимо для понимания физических явлений. Владение методами решения графических задач необходимо для успешной сдачи ЕГЭ.

Я ознакомила со своей работой одноклассников, провела анкетирование, которое показало, что большая часть класса не испытывает затруднений при решении задач графического характера.

Материал моей работы можно использовать на уроках и факультативных занятиях по физике.

В дальнейшем можно рассмотреть задачи на использование графиков функций, которые изучаются в 10-11 классах.

Список использованной литературы                        

1. И.И. Гайкова. Физика. Учимся решать задачи. 9класс.-СПб.: БХВ- Петербург, 2012.

2. Л.И. Резников. Графические упражнения и задачи по физике. Пособие для учителей. Изд-во: Академия педнаук РСФСР, 1948-стр. 12-28.

3. Б.И. Спасский. История физики в 2-х частях. М.: Высшая школа,1977-стр.5-19.

4. М.Е. Тульчинский. К методике решения физических задач. Пособие для учителей. М., «Просвещение», 1972-стр.3

5. https://phys-oge.sdamgia.ru/test#prob1 

6. https://phys-ege.sdamgia.ru 

7. http://www.ege.ru 

8. http://www.ege.edu.ru/ 

9. http://www.afportal.ru 

10. http://ru.wikipedia.org 

Приложение 1

Тест для подготовки к ОГЭ

1. На рисунке представлен график зависимости модуля скорости v от времени t для тела, движущегося прямолинейно. Равномерному движению соответствует участок

1) АВ              2) ВС                3) CD                      4) DE

2. На рисунке представлен график зависимости проекции скорости vx от времени t для тела, движущегося по оси Ox. Максимальное по модулю ускорение тело имело в интервале времени

1) от 0 до 1 с                  

2) от 1 до 3 с

3) от 3 до 4 с

4) от 4 до 6 с

3. На рисунке представлен график зависимости модуля скорости v тела от времени t. Какой путь прошло тело за первые 30 секунд?

1) 210 м;          2) 130 м;         3) 80 м;        4) 50 м

4. Используя график зависимости скорости v движения тела от времени t, определите величину и знак его ускорения.

1)  1,5 м/с²                      2) 2.5 м/с²                 3) - 1,5 м/с²                 4) - 2,5м/с².      

5. На рисунке 1 приведен график зависимости скорости движения тела от времени. Укажите соответствующий ему график зависимости пути от времени (рис. 2).

1) 1                    2) 2                      3) 3                    4) 4

6. На рисунке представлен график зависимости координаты x от времени t для четырёх тел, движущихся вдоль оси Ox. Равномерному движению соответствует график

1) 1        2) 2        3) 3         4) 4

7. Материальная точка движется вдоль оси Ox. На рисунке представлен график зависимости координаты х этой точки от времени t:

На следующих рисунках изображены графики зависимостей от времени проекции скорости vx и проекции ускорения ax:

Исходному графику зависимости координаты точки от времени соответствуют графики

 1) 1 и 4               2) 2 и 4              3) 1 и З              4) 2 и 3

8. На рисунке представлен график зависимости проекции скорости Vx тела от времени t. За первые 5 секунд движения тело прошло вдоль оси Ox путь

     1) 2 м    

2) 6 м

3) 8 м

4) 10 м

9. Тело движется вдоль оси OX. В таблице представлены значения его координаты x в определённые моменты времени t.

На каком рисунке приведён правильный график зависимости проекции средней скорости v этого тела от времени на промежутке от 2 до 5 с?

1) 1                  2) 2                       3) 3                             4) 4

10. Тело движется вдоль оси OX. На рисунке представлен график зависимости координаты x этого тела от времени t. Движению с наибольшей по модулю скоростью соответствует участок графика        

1) AB

2) BC

3) CD

4) DE

Ответы:   1. 4);   2. 1);    3. 1);     4.4);   5. 4);    6. 2);    7.3);    8.3);

9. 4);       10. 4).

Тема

Энергосбережение в ГБОУ СОШ с Большой Толкай

                                                                                                      Выполнила Бобина Юлия Владимировна

                                                                                                                    ученица    9класса

                                                                                                                      ГБОУ СОШ с Большой Толкай  

                                                                                                                         Похвистневского района

                                                                                                                               Самарской области

                                                                                                             Руководитель Тараканова Татьяна

                                                                                                                                                    Васильевна

                                                                                                               Учитель математики и физики

                                                                 Содержание

    Введение ……………………………………………………………………………………………3-4

1. Немного истории энергосбережения………………………………………………………………..4

2. Анкетирование одноклассников…………………………………………………………………….5

3. Источники света……………………………………………………………………………………5-6

3.1. Лампа накаливания…………………………………………………………………………………6

3.2. Энергосберегающая лампа………………………………………………………………………....7

3.3. Светодиодные источники………………………………………………………………………….7

4. Сравнительная характеристика ламп………………………………………………………………..7

5. Расчет потребления электроэнергии и денежных затрат при использовании электролампочек разного типа……………………………………………………………………………………………..7

6. Достоинства и недостатки ламп накаливания, люминесцентных, энергосберегающих, светодиодных……………………………………………………………………………………………8

7. Расчет экономии электроэнергии и денежных средств в школе…………………………………..8

Заключение………………………………………………………………………………………………9

Список использованной литературы……………………………………………………………….9-11

Введение

Актуальность

Энергосбережение является одной из самых серьезных задач XXI века. От результатов решения этой проблемы зависит место нашего государства в ряду развитых в экономическом отношении стран и уровень жизни граждан. Россия не только располагает всеми необходимыми природными ресурсами и интеллектуальным потенциалом для успешного решения своих энергетических проблем, но и объективно является ресурсной базой для европейских и азиатских государств, экспортируя нефть, нефтепродукты и природный газ в объемах, стратегически значимых для стран-импортеров. Однако избыточность топливно-энергетических ресурсов в нашей стране не должна предусматривать энергорасточительность, потому что  только энергоэффективное хозяйствование при открытой рыночной экономике является важнейшим фактором конкурентоспособности российских товаров и услуг. Энергосбережение отнесено к стратегическим задачам государства.   Требуемые для внутреннего развития энергоресурсы можно получить не только за счет увеличения добычи сырья и строительства новых энергообъектов,  но и с меньшими затратами, за счет энергосбережения непосредственно в больших и малых населенных пунктах.    Стратегическая цель энергосбережения - это повышение энергоэффективности во всех отраслях, во всех поселениях и в стране в целом.

В период новейшей истории энергосбережения  РФ  вышла на качественно новый этап, поскольку были  предприняты первые попытки для реального, а не формального развития энергосбережения, хоть и с опозданием на несколько десятков лет. После принятия Федерального закона № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» в декабре 2009г., нескольких заседаний Государственного совета, посвященных этому вопросу, соответствующих Постановлений Правительства РФ в январе 2011г. и начала реализации федеральных и региональных программ по энергосбережению.

      В начале 2010 года в Самарской области было создано Региональное агентство по энергосбережению и повышению энергетической эффективности (РАЭПЭ) для поддержки государственной политики и координации мероприятий по энергосбережению в Самарской области. 
При участии ГБУ СО «РАЭПЭ» разработана и реализуется областная целевая программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Самарской области на 2010-2013 годы и на период до 2020 года», проводятся специализированные консультационные семинары для представителей всех государственных учреждений Самарской области. Агентство организует энергоаудит объектов, проводит информационную политику на территории области, осуществляет мониторинг исполнения государственной политики по энергосбережению на областном и муниципальном уровнях.

Мне захотелосьвыяснить, как наша школа расходует энергоресурсы. Я решила написать работу на тему «Энергосбережение в ГБОУ СОШ с. Большой Толкай».

Гипотеза: в нашей школе энергоресурсы расходуются рационально.

Объект исследования: школа.

Предмет исследования: энергосбережение в школе.

Цель:определить способы эффективного использования энергоресурсов  в школе и проинформировать учащихся по этому вопросу.

Задачи:

1. Изучить историю вопроса.

2. Собрать информацию из различных источников по энергосбережению.

3. Провести опрос среди одноклассников «Экономны ли вы?»

4. Проинформировать одноклассников об энергоресурсах, энергопотреблении и экономии энергии, а затем учащихся других классов.

6. Сделать вывод.

Методы исследования: анкетирование, сбор информации, сравнительный анализ.

Практическая значимость: собранный материал можно использовать на уроках физики при изучении соответствующей темы.Работа раскрывает особенности применения энергосберегающей лампочки, и дает возможность  объективно оценить ее значимость, основываясь на рассмотренных фактах. Расчеты, представленные в работе, помогут администрации школы по-другому взглянуть на проблему замены источников света, что, в свою очередь, приведет к значительной экономии электроэнергии и денежных средств.

Ожидаемые результаты:

1. Овладение конкретными знаниями энергосберегающих технологий, необходимыми для решения проблемы дефицита электроэнергии.

2. Сокращение потребления энергии в школе

1. Немного истории энергосбережения.

Кратко историю энергопотребления можно изложить так: человечество начало с бережного использования возобновляемых источников энергии, но постепенно перешло к безрассудному использованию не возобновляемых источников. Вся история энергопотребления доказывает, что с ростом уровня жизни увеличивается количество необходимой человеку энергии.

Любая деятельность, независимо от ее природы, предполагает использование энергии. Человек слишком слаб физически, чтобы собственными силами достичь тех результатов, которых достигло человечество в результате своей деятельности. Однако кроме физической силы людиобладают способностью  мыслить и осуществлять свои замыслы. На протяжении всей истории результатом этого были различные способы использования других энергоисточников, помимо мускульной энергии, для достижения с их помощью нужных  результатов

Однако потребление всех видов энергетических ресурсов быстро растет. Что же будет дальше? На мой взгляд, проблемы, связанные с энергообеспечением, очень актуальны в наше время. Они не могут не интересовать любого  здравомыслящего человека и требуют всеобщего пристального внимания, изучения и решения.

При оценке   запасов энергетических ресурсов важно различать две большие группы ресурсов: не возобновляемые и  возобновляемые.

Первые практически не восполняются, и их количество неуклонно уменьшается по мере использования. Сюда относятся минеральные и земельные ресурсы.

Возобновляемые ресурсы либо способны к самовоспроизведению (биологические), либо непрерывно поступают к Земле извне (солнечная энергия), либо, находясь в непрерывном  круговороте, могут использоваться повторно (вода). Разумеется, возобновляемые ресурсы, как и не возобновляемые, не бесконечны, но их возобновляемая часть может постоянно использоваться.

Если обратиться к главным типам мировых природных ресурсов, то в самом общем виде мы получаем следующую картину. Основным видом энергоресурсов является пока еще минеральное топливо — нефть, газ, уголь. Эти источники энергии не возобновляемы и при нынешних темпах роста их добычи они могут быть, по мнению ученых, исчерпаны через несколько десятков лет.

Значит, экономить необходимо уже сейчас. Наша школа тоже потребляет немало энергии.

2. Анкетирование одноклассников.

 Я провела среди одноклассников опрос «Экономны ли вы?»  Одноклассникам я предложила ответить на следующие вопросы:

1. Всегда ли вы выключаете свет во всей квартире, когда уходите?

2. Используете ли вы энергосберегающие лампы вместо обычных ламп накаливания?

3. Закрываете  ли вы днем шторы?

4. Не загораживают ли доступ естественного дневного света в ваш дом деревья, растущие за окном?

5. Выключаете ли вы из розеток  телевизор и другую технику?

6. Далеко ли установлен ваш холодильник или морозильная камера от источников тепла (батарея, электрическая или газовая плита)?

7.Используете ли вы в зимний отопительный период дополнительные электрообогревательные приборы?

8. Учитывают ли ваши родители класс энергоэффективности при покупке бытовой техники?

9. Прикрываете ли вы посуду крышкой при варке на электроплите ?

10. Наливаете ли Вы в электрочайник воды ровно столько, сколько нужно для одного чаепития?  

Результаты опроса.

В классе 16 человек.  Из них 3 человека, что составляет 18,75%,  об экономии вообще не задумываются. 8 человек, что составляет 50%, считают, что вилки электроприборов из розетки выключать необязательно. Еще 3 человека, что составляет 18,75%, всегда торопясь что-то забывают, а 2 ученика, что составляет 12,5% , не тратят энергию впустую. Если бы все соблюдали правила экономии энергии, то сэкономили бы соответственно 58%, 26%, 10%.

Собрав нужную информацию о энергосбережении, я проинформировала своих одноклассников об энергоресурсах, энергопотреблении и экономии энергии. Ребята слушали с интересом. Я решила сделать сообщения и в остальных классах, согласовав этот вопрос с классными руководителями.

3. Источники света.

Естественный источник света – Солнце. Солнце играет важную роль в жизни всего живого на Земле. Солнце вырабатывает энергию путём термоядерного синтеза гелия из водорода. Ученые говорят:  «Солнце - основной источник энергии на планете Земля».

Со временем человек обустроил свою жизнь  так, что для своей жизнедеятельности  ему стало не хватать естественных источников света, и он начал задумываться над  получением искусственных  источников света. Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции и с различными способами преобразования энергии, основным предназначением которых является получение светового излучения.

Источники света можно разделить по типам:

1. Электрические: Электрический нагрев тел каления или плазмы. Выделение  теплоты при прохождении тока по проводнику, вихревые токи, потоки электронов или ионов;

2. Ядерные: распад изотопов или деление ядер;

3. Химические: горение (окисление) топлива и нагрев продуктов сгорания или тел каления;

4. Термолюминесцентные: преобразование тепла в свет в полупроводниках.

5. Триболюминесцентные: преобразования механических воздействий в свет.

6. Биолюминесцентные: бактериальные источники света в живой природе.

Открытие электричества привело к активному развитию электрических источников света, таких  как лампы накаливания, люминесцентные лампы и прочие. Продолжительное  время они занимали твердую позицию  среди искусственных источников света.

3.1. Лампа накаливания.

     Наиболее привычный для нас способ освещения своих домов – это использование ламп накаливания.

История электрической лампочки началась в 1802 году в городе Санкт-Петербурге. Именно тогда профессор физики Василий Владимирович Петров пропустил электрический ток по двум стержням из древесного угля.

Основной вклад в создание электрической лампочки внесли три человека. Это были русские инженеры Александр Николаевич Лодыгин, Павел Николаевич Яблочков и американец Томас Эдисон.  На протяжении почти всего XX века у ламп накаливания не было достойного конкурента.

Старая добрая "лампочка-груша" с ее теплым приятным светом и сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света. Поэтому вполне объяснима и ее большая популярность: наиболее распространенными источниками света до сих пор являются именно лампы накаливания в грушевидных колбах, в обиходе называемых "лампочки-груши".

В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (нити накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура вольфрамовой нити накала резко возрастает после включения тока. Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводности и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления.

Первые лампы накаливания  изготавливали вакуумными. В настоящее время только лампы малой мощности  (до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Колбы более мощных ламп  наполняют газом (азотом, аргоном или криптоном). Повышенное давление в колбе резко уменьшает скорость разрушения нити. Колбы таких ламп не так быстро покрываются тёмным налётом распылённого материала, а температуру последнего можно увеличить по сравнению с вакуумными лампами. Последнее позволяет повысить КПД и несколько изменить спектр излучения.

     Наряду с выпускаемыми миллионными партиями стандартных ламп накаливания, изготовители производят большой ассортимент ламп накаливания специальных форм и исполнений. Это лампы накаливания для специального освещения, а также для освещения, к которому предъявляются повышенные требования.

Лампы местного освещенияприменяются там, где используется пониженное напряжение для избегания поражения человека электрическим током. Наиболее часто используются лампы напряжения 12,24,36 вольт и мощностями 40,60,100 ватт.

Свечеобразные. витые свечеобразные, а также в виде «свечи на ветру» лампы накаливания особенно хорошо подходят для декоративного освещения, например, в хрустальных или других декоративных люстрах, потолочных и настенных светильниках и торшерах. Выпускается такая лампа накаливания,  как в обычных, так и в матовых колбах.

3.2. Энергосберегающая лампа.

Прорыв в бытовом освещении был сделан в 1976 году, когда изобретатель Эд Хаммер представил компании GeneralElectric принципиально новую лампу, получившую впоследствии название - энергосберегающая.

         Энергосберегающие лампы состоят из колбы, наполненной парами ртути и аргона, и пускорегулирующего устройства (стартера). На внутреннюю поверхность колбы нанесено специальное вещество, называемое люминофор. Люминофор, это вещество, которое при воздействии на него ультрафиолетовым излучением, начинает излучать видимый свет. Когда мы включаем энергосберегающую лампочку, под действием электромагнитного излучения, пары ртути, содержащиеся в лампе, начинают создавать ультрафиолетовое излучение, а ультрафиолетовое излучение, в свою очередь, проходя через люминофор, нанесенный на поверхность лампы, преобразуется в видимый свет. Люминофор может иметь различные оттенки, и как результат, может создавать разные цвета светового потока -  мягкий белый свет, холодный белый, дневной свет, и т.д.

     В целях экономии электроэнергии энергосберегающие лампы изготавливают с различной мощностью, чтобы можно было подобрать необходимую освещенность для различных площадей. Диапазон мощностей варьируется от 3 до 90 Вт. Энергосберегающие лампы производят в двух основных формах: U-подобная и в виде спирали.

3.3. Светодиодные источники.

Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения, основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. Использование светодиодных ламп в освещении уже занимает 19 % рынка (по данным 2015 года). Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с технологической эволюцией светодиода. Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.

4. Сравнительная характеристика ламп.

Таблица 1. Характеристика используемых электроламп в нашей школе.

Вывод:

Люминесцентные лампы имеют длительный срок службы, который превышает срок использования лампы накаливания в 6–15 раз; мягкое, более равномерное распределение света;возможность создавать свет различного спектрального состава. Сравнивая параметры, характеризующие работу ламп двух типов, видим, что люминесцентные лампы использовать лучше, но до сих пор в России не решен вопрос с их утилизацией, что является огромным минусом.

5. Расчет потребления электроэнергии и денежных затрат при использовании электролампочек разного типа.

  Таблица 2. Характеристика используемых в школе электроламп

            Вывод:

По нашим расчетам электроэнергия, потребляемая за год люминесцентной лампой 43,8 к Вт∙ч, а лампой накаливания 219 кВт∙ч, что в денежном эквиваленте составляет 160 руб. 75 коп.против 803 руб. 73 коп. Сравнение денежных затрат на использование ламп одного и второго типов в течение 3,7 года показывает, что компактные люминесцентные лампы выгоднее использовать в 4 раза (791 руб. 78 коп.против 3181 руб. 80 коп.). Таким образом, при использовании компактных люминесцентных ламп наблюдается большая экономия электроэнергии и денежных средств потребителя.

Благодаря механизму действия энергосберегающих ламп удается добиться снижения потребления электроэнергии ~ на 80% по сравнению с лампами накаливания при аналогичном световом потоке.

6. Достоинства и недостатки ламп накаливания, люминесцентных, энергосберегающих, светодиодных.

Таблица 3. Достоинства и недостатки ламп разных типов.

Рассмотрев в данной таблице все достоинства и недостатки основных видов ламп, можно утверждать, что почти во всех школах сельской местности используют  обычные лампы накаливания, т.к. приспособлены к системе частого «включения-выключения», имеют невысокую чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения, в них отсутствуют токсичные компоненты (не надо задумываться об утилизации) и, что не маловажно, имеют небольшую стоимость.

7. Расчет экономии электроэнергии и денежных средств в школе.

В нашей школе используются два вида ламп: накаливания и люминесцентные. Лампы накаливания мощностью 100Вт, а люминесцентные – 36 Вт.    

Я посчитала количество ламп накаливания. В коридорах всего 94шт, в двух кабинетах начальных классов по 16 шт, в кабинете секретаря 16 шт, медкабинете 4шт, в мастерской – 9 шт, на втором этаже в трех кабинетах  по 16 шт, в двух –по 18, в одном 12, кроме этого в маленьких помещениях всего 15шт. Всего по школе ламп накаливания – 266.шт.

Люминесцентные лампы расположены:  в столовой 30 шт, в спортзале – 40 шт, в читальном зале – 32шт, актовом зале- 32 шт, в учительской -  4 шт, , в классных комнатах- 16•9+20=164. Всего же их  

302 шт.

Рассмотрю расход энергии с сентября по май, т.е. за 9 месяцев, с учетом того что лампы в среднем горят по 6 часов.

Таблица 4. Расчет потребления электроэнергии и денежных затрат в нашей школе

        Итого        222786,04руб.

Если же школа заменит все лампы накаливания на энергосберегающие, то денежные затраты за 9мес. Составят: (266+302)•0,036кВт•6•30•9•3,67р =121571, 54руб.

Экономия составит 222786,04 – 121571,54 = 101214,5руб.

Таким образом, рассчитав расход электроэнергии за 9 месяцев, я пришла к выводу, что при замене обычных лампочек на энергосберегающие в среднем достигается экономия электроэнергии до 55%. Но не все так просто. Для этого нужно будет выделить сумму приблизительно равную 266•197=52402рубля. Это выгодно, потому что эти деньги быстро окупятся.

Следует заметить, что экономия была бы больше, если бы учителя или дежурные учащиеся, хоть и очень редко, не забывали выключать свет в классной комнате после рабочего дня.

Также тратится лишняя энергия из-за того, что в трех кабинетах интернет работает только после  включения электроэнергии. Подключили, по-моему, неправильно. Плюсом явилось то, что наши старые окна заменили на стеклопакеты, и теперь у нас и утром светло.

Со своими выкладками я ознакомила завхоза и директора. Они согласились подумать над моим предложением  о замене ламп накаливания на энергосберегающие.

Для эффективного использования электроэнергии я советую:

- Выключать электроэнергию, если нет в них необходимости.

- Отказаться от удлинителей, т.к. это ведет к потере электроэнергии.

- Заменить лампы накаливания на энергосберегающие.

- Не оставлять бесполезно работающими электроприборы.

Заключение

В ходе выполнения работы я пришла к выводу, что гипотеза о рациональном использовании электроэнергии в моей школе подтвердилась частично. Выступая перед одноклассниками, я поняла, что многого об энергосбережении они не знали, поэтому предлагаю провести классные часы на тему энергосбережения во всех классах. Узнала все плюсы и минусырассмотренных в работе ламп. Мои расчеты показали, что у школы есть проблемы по энергосбережению. В дальнейшем можно рассмотреть альтернативные источники энергии.

Список использованной литературы

1.Буальский А.Н. «Занимательная физика», 1998г.

2.Гипнис М.А. «Физика вокруг нас», издательство «Дрофа», 1999г.

3. Охрана природы: Факультативный курс: Пособие для учащихся/ А.В.Михеев, К.В.Пашканг, Н.Н.Родзевич; Под редакцией К.В.Пашканга. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение 1990. – 128 с., ил., карт.

4. Перышкин А.В. учебник «Физики» за 8 класс, издательство «Дрофа», 2002г.

5. Энциклопедия для детей. Том 19. Экология / Глав. Ред. В.А.Володин. – М.: Аванта +, 2001. – 448 с., ил.

6.Тимофеев, Н.И. Система оценки эффективности мероприятий по энергосбережению. / М., Интеллект – Центр. – 1997.

7. Искусственные источники света. https://ru.wikipedia.org/wiki/

8.  Компактная люминесцентная лампа. https://ru.wikipedia.org/wiki/ ,

9.  Компактная люминесцентная лампа.         

http://economizer.spb.ru/stati/5-jekonomicheskaja-vygoda-ot-priminenija-jenergosberegajuwih-lamp.html,

10. Лампа накаливания. https://ru.wikipedia.org/wiki/

11. Светодиодная лампа. https://ru.wikipedia.org/wiki/

12. Светодиодная лампа.

13. http://hardwareguide.ru/other/kharakteristiki-i-ustroystvo-svetodiodnykh-lamp/,

14. http://energovopros.ru/novosti/svet/39307/

15. http://www.energo-consultant.ru/sprav/tarifi_na_elektroenergiyu_v_2016/tarifi_na_elektroenergiyu_v_Samarskoy_obl_2016

16.  http://www.raepe-so.ruДОКУМЕНТЫ

17. www.gigavat.com