«Изучение механической работы и энергии на примере буровой машины»

Опубликовано Кучербаева Ольга Геннадиевна вкл 15.11.2012 - 22:28

Автор:

Кучербаев Антон Андреевич

Актуальность темы: данная тема актуальна в связи с проблемой эффективного использования энергии и энергосбережения.

Область исследования – механика

Предмет исследования – модель колёсного транспортного средства

Цели и задачи данной работы: построить модель колёсного транспортного средства и с её помощью изучить:

l Понятие энергии

l Способы накопления энергии

l Использование электропривода для преобразования энергии.

Методы исследования: сбор информации, анализ, обобщение проведение лабораторной работы.

В теоретической части рассматриваются основные термины, связанные с использованием конструктора LEGO в данной работе.

В исследовательской части приведены результаты лабораторной работы.

Выводы и рекомендации:

Ценность исследования состоит в том, что установлена связь между нашими знаниями, которые получены нами на уроках физики и их использованием в реальной окружающей действительности.

Работа может быть использована при изучении механики на уроках физики и в классах с профильным изучением физики.

Скачать:

Вложение	Размер
буровая машина	736 КБ

Предварительный просмотр:

V окружной Лего фестиваль «Юный физик»

Восточного Окружного Управления образования г.Москвы

Название работы:

«Изучение механической работы и энергии на примере буровой машины»

Номинация:

«Использование конструктора Лего в демонстрационных и лабораторных опытах по физике»

Автор: Кучербаев Антон Андреевич

г. Москва

ГОУ СОШ № 351, 7 «А» класс

Научный руководитель: учитель физики

Кучербаева Ольга Геннадиевна

Москва, 2011 г.

Кучербаев Антон Андреевич 7 класс «А» ГОУ СОШ № 351

ВОУО ДО г. Москвы

Научный руководитель: Кучербаева О.Г.

«Изучение механической работы и энергии на примере буровой машины»

Аннотация.

Актуальность темы: данная тема актуальна в связи с проблемой эффективного использования энергии и энергосбережения.

Область исследования – механика

Предмет исследования – модель колёсного транспортного средства

Цели и задачи данной работы: построить модель колёсного транспортного средства и с её помощью изучить:

Понятие энергии

Способы накопления энергии

Использование электропривода для преобразования энергии.

Методы исследования: сбор информации, анализ, обобщение проведение лабораторной работы.

В теоретической части рассматриваются основные термины, связанные с использованием конструктора LEGO в данной работе.

В исследовательской части приведены результаты лабораторной работы.

Выводы и рекомендации:

Оглавление:

1.Введение……………………………….…………………………………

2.1.Теоретическая часть

§1 Основные новые термины.....................................................................

2.2. Журнал исследования………………………………………………..

3.Заключение………………………………………………………………

4.Список использованной литературы…………………………………..

5.Приложение……………………………………………………………..

1.Введение

В своей работе я ставил следующую цель: построить модель колёсного транспортного средства и с её помощью изучить:

Понятие энергии

Способы накопления энергии

Использование электропривода для преобразования энергии.

Теоретическая часть.

§1 Основные новые термины.

Механизм. Совокупность подвижно соединенных тел, совершающих под действием приложенных сил требуемые движения.

Передаточное число. Отношение скорости ведомого звена механизма к ведущему. Определяется, например, как частное от деления числа зубьев ведомого колеса на число зубьев ведущего.

Передаточное отношение. Одна из основных характеристик механизмов, в том числе передач вращательного движения, определяемое как отношение угловых скоростей или частот вращения звеньев. Распространяется на простые механизмы и на сложные многозвенные.

Понижающая передача. Передача, в которой маленькое ведущее колесо вращает большое ведомое, в результате чего скорость вращения уменьшается. Понижающая передача позволяет получить больший крутящий момент.

Соединение. Связь между двумя механическими деталями или узлами.

Повышающая передача. Передача, в которой большое ведущее колесо вращает маленькое ведомое, в результате чего скорость вращения увеличивается. Повышающая передача используется для уменьшения крутящего момента.

Энергия. Величина, характеризующая способность тела совершать работу. Энергия не исчезает и не возникает вновь, она только переходит из одного вида в другой.

Кинетическая энергия. Энергия движущегося тела.

Потенциальная энергия. Энергия, определяемая взаимным расположением тел. Любой объект, находящийся выше уровня земли, обладает потенциальной энергией. Растянутая резиновая лента или пружина имеют запас потенциальной энергии. Эту энергию называют иногда энергией деформации.

Мотор. Устройство для преобразования электрической энергии в механическую.

2.2. Журнал исследования:

Чтобы запасти кинетическую энергию, необходимо запустить какой-нибудь объект и поддерживать его движение. Эту энергию можно использовать по мере необходимости.

Использование электропривода для преобразования энергии можно наблюдать на модели. К механизму добавлен батарейный блок на 9 В.

В этом случае электрическая энергия может приводить в движение буровую установку (то есть преобразовываться в кинетическую энергию).

Кремний (основной ресурс для производства большинства типов солнечных батарей) - второй по распространенности элемент на нашей планете. На кремний приходится более четверти общей массы земной коры. Кроме кремния для производства фотоэлементов применяются арсенид галлия (GaAs) и сульфид кадмия ( СdS). Фотоэлементы на основе арсенида галлия создают максимальную Э.Д.С. р-n перехода около 0,9 В при К.П.Д. до 12 %.

Тем временем в России:

На базе ОАО «НПП «Квант» в Москве создается собственное предприятие полного цикла по производству современных солнечных батарей на фотоэлементах из арсенида галлия для космических аппаратов и орбитальных станций.

Новое производство полностью обеспечит российскую космическую отрасль отечественными солнечными батареями и позволит отказаться от импорта.

Примечание:

1) Меньший КПД влечет необходимость использовать солнечные батареи большей площади.

2) Более высокое выходное напряжение единичного фотоэлемента позволяет строить солнечные батареи из меньшего их числа, следовательно, меньшего количества соединений, что повышает общую надежность батареи. (Например, для получения на выходе 14В необходимо соединить последовательно около 30 кристаллических ФЭ, и всего 8шт аморфных)

3) При "нормальном" заводском изготовлении все ФЭ ламинируют в пластик (типа полиэтилена) из которого выходят только выходные проводники, поэтому их практически всегда можно принимать герметичными, и далее отдельно об этом не упоминать.

4) Считается, что аморфный кремний обеспечивает получение более дешевых фотоэлементов, однако на сегодняшний день кристаллы все же дешевле. Хотя, эта разница все больше сокращается. Реальное положение дел с ценами можно проследить в итоговой таблице в конце статьи.

5) В реальности, вес маломощной батареи с учетом необходимой механической защиты ФЭ и его площади получается практически одинаковым для аморфных и кристаллических батарей.

В настоящее время все стационарные батареи изготавливают из кристаллического кремния, а большинство мобильных – из аморфного.

Мы изучили цены на солнечные батареи. Скажем честно, они «кусаются». При рассмотрении чертежей для сбора солнечных модулей своими руками. мы сделали вывод, что рядовому человеку на это понадобятся немалые материальные , физические затраты и куча свободного времени, что при современном ритме жизни может позволить себе не каждый.