«Определение физических возможностей человека»

Опубликовано Тимофеева Иеста Кирилловна вкл 19.01.2014 - 22:21

Автор:

Петрянкин Георгий, Храмова Жанна

Презентация проекта «Определение физических возможностей человека»

Скачать:

Вложение	Размер
rabota_opredelenie_fiz_vozmozhnostey_cheloveka.docx	42.71 КБ

Предварительный просмотр:

Окружной конкурс творческих работ учащихся

«Интеллект, творчество, фантазия»

Исследовательская работа по физике

«Определение физических возможностей человека»

Выполнили:

Храмова Жанна,

Петрянкин Георгий

ГБОУ СОШ с. Старопохвистнево

Похвистневского района

Самарской области

Руководитель:

Тимофеева Иеста Кирилловна,

учитель физики

Власов Антон Александрович

учитель физической культуры

г. Похвистнево 2013г

Содержание.

Введение……………………………...……………………………........3

. Мощность человека при разных физических нагрузках….……....4

Определение максимальной мощности при подъеме по лестнице.....................................................................................4
Определение средней мощности, развиваемой при беге……………………………………………………….……5

Скорость человека при разных видах движения ....…...……….…7

Определение средней скорости движения при ходьбе……7
Определение скорости движения при беге………………...7

Скорость реакции человека…………………………………….....9

Заключение………………………….……………….……..………...11

Литература………………………………..………………............…..12

Введение

Физика - это наука, помогающая человеку познавать мир, и она способна помочь ему лучше узнать себя. Поэтому наша работа посвящена не машинам и механизмам, а человеку, на которого мы хотим посмотреть глазами физика. Нас интересует применение знаний, полученных на уроке, для объяснения окружающих явлений.

В физическом справочнике можно найти значения скоростей автомобилей, самолетов, птиц и даже бабочек, а какова скорость реакции человека мы не знаем. Мы знаем мощности тракторов, турбин на электростанции, космических ракет, а какую мощность развиваем сами, опять не знаем. Основываясь на этих вопросах, мы выдвинули гипотезу о том, что скорость и мощность человека во время различных силовых нагрузок тоже возможно рассчитать и с возрастом эти показатели только возрастают.

Следовательно, объектом исследования - физические возможности человека, предмет - исследования его мощность и скорость.

Целью работы является изучение с помощью законов механики некоторых физических возможностей учеников с 3 по 11 класс.

Для доказательства выдвинутой гипотезы мы выбрали следующие пути:

повторив раздел физики «Кинематика», отобрали те характеристики возможностей человека, которые можно измерить при помощи простейших измерительных приборов;
отобрали участников эксперимента;
измерили параметры необходимые для расчета скорости и мощности человека;
произвели расчет и сравнение параметров.

1. Мощность человека при разных физических нагрузках

Определение максимальной мощности при подъеме по лестнице.

Необходимое оборудование: линейка, весы медицинские, секундомер.

Подсчитали число ступеней n лестницы, на которую будут взбегать участники эксперимента, засекли время, измерили высоту каждой ступени h и массу тела m.

Мощность характеризует быстроту совершения работы

N= A / t

Взбегая по лестнице, мы совершаем работу против силы тяжести

A= m g ∆h

где ∆h перепад высоты, который мы найдем так ∆h= n h,

откуда окончательно получаем:

N= m g n h /t

Результаты эксперимента.

Класс	ФИ	n	h, м	m, кг	t, с	N, Вт	N, л.с.
юноши
3	Шайдуллин И.	22	0,14	29	5,88	149	0,20
4	Брыляков Д.			25	5,00	150	0,20
6	Степугов И.			49	5,12	287	0,39
7	Орлов А.			45	4,05	333	0,45
7	Флюкратов А.			54	3,99	406	0,55
9	Краснощеков Е			41	3,94	312	0,42
9	Сафиуллин Р.			60	4,60	391	0,53
11	Воропаев А.			45	3,68	367	0,50
11	Акбашов Р.			58	3,52	494	0,67
девушки
3	Айдамирова Я.			25	5,58	134	0,18
4	Левенцова Л.			32	5,68	169	0,23
9	Егорова К.			44	5,20	254	0,35
9	Полтаева А			36	5,55	195	0,26
11	Добровольская Р.			47	4,00	352	0,48

1.2 Определение средней мощности, развиваемой при беге на дистанцию 68 м

Необходимое оборудование: линейка, весы медицинские, секундомер.

Измерили время t (с), за которое человек преодолевает

дистанцию S = 68 м.

Считая движение равноускоренным, вычислили среднюю мощность Nср, развиваемую человеком при беге:

Nср = w = S = vср t = t v = w =

Nср =

Результаты эксперимента

Класс	ФИ	m, кг	t, с	N, Вт	N, л.с.
Юноши
3	Шайдуллин И.	29	12,69	131	0,18
4	Брыляков Д.	25	11,92	137	0,19
6	Степугов И.	49	9,76	487	0,66
6	Колотилин А.	43	10,89	308	0,42
7	Орлов А.	45	10,63	346	0,47
7	Флюкратов А.	54	10,17	475	0,62
9	Краснощеков Е	41	10,17	360	0,49
10	Куликов Р.	65	8,55	961	1,31
11	Воропаев А.	45	9,72	453	0,62
11	Акбашов Р.	58	9,99	537	0,73
Девушки
3	Айдамирова Я.	25	12,91	107	0,15
4	Левенцова Л.	32	12,91	137	0,19
8	Пантелеева Л.	50	12,64	229	0,31
9	Егорова К.	44	10,71	331	0,44
9	Полтаева А	36	11,16	240	0,33
10	Данилова М.	52	11,29	334	0,45
11	Добровольская Р.	47	10,80	345	0,47

Выводы: из таблиц видно, что с возрастом, если человек занимается физической культурой, его мощность растет, у девушек она немного меньше, чем у юношей. Так же мы заметили, что у ребят, серьезно занимающихся спортом мощность наибольшая (Куликов Рафаэль, Акбашов Расфар, Добровольская Роза). Измеренную мощность мы выразили в несистемной единице измерения мощности - лошадиная сила, чтобы понять, как могли женщины и дети в годы войны запрягаться в плуг вместо лошади и пахать землю. Оказалось, это очень тяжело, но реально. И еще, в таблице указана мощность в рывке, а не при длительной работе.

2. Скорость человека при разных видах движения

2.1 Определение средней скорости движения, при ходьбе.

Необходимое оборудование: линейка, секундомер.

Каждый участник эксперимента подсчитал количество шагов, на определенном расстоянии во время ходьбы. Одновременно по часам мы измерили промежуток времени t (с) его движения. Измерив среднюю длину шага участника эксперимента lср, нашли расстояние S в (м), пройденное им. Вычислили среднюю скорость движения vср (м/с).

2.2 Определение скорости движения при беге.

На основании данных, полученных в исследовании № 2, рассчитали среднюю скорость бега на дистанции 68 м. Это максимальная скорость vшах движения экспериментируемого.

Результаты эксперимента

Класс	ФИ	Кол-во шагов	t, с	lср, м	S, м	vср , м/с	vшах , м/с
Юноши
3	Шайдуллин И.	90	45,45	0,69	62,1	1,36	5,35
4	Брыляков Д.	79	40,27	0,66	52,14	1,29	5,70
6	Степугов И.	67	36,04	0,71	47,57	1,32	6,97
6	Колотилин А.	68	35,68	0,73	49,64	1,39	6,24
7	Орлов А.	60	30,37	0,83	49,80	1,64	6,39
7	Флюкратов А.	89	45,94	0,86	67,94	1,47	6,68
9	Краснощеков Е	70	42,39	0,61	42,70	1,01	6,69
10	Куликов Р.	61	29,61	0,80	48,80	1,65	7,95
11	Воропаев А.	74	39,91	0,76	56,24	1,41	7,00
11	Акбашов Р.	70	33,48	0,78	54,60	1,63	6,81
Девушки
3	Айдамирова Я.	80	44,37	0,63	50,40	1,13	5,26
4	Левенцова Л.	79	41,40	0,69	54,51	1,31	5,26
8	Пантелеева Л.	65	33,88	0,62	40,30	1,19	5,38
9	Егорова К.	82	42,25	0,73	59,86	1,42	6,35
9	Полтаева А	84	41,14	0,55	46,20	1,12	6,09
10	Данилова М.	81	41,00	0,56	45,36	1,10	6,02
11	Добровольская Р.	82	42,25	0,57	46,74	1,11	6,30

Выводы: максимальная скорость движения в 3-5 раза больше скорости при ходьбе. Скорость человека при беге можно сравнить со скоростью полета майского жука – 3,6 м/с, мухи – 5,4 м/с, шмеля – 7,1 м/с.

Скорость реакции человека

Приборы и принадлежности: деревянный метр.

Мы прижимали вертикально расположенный деревянный метр к стене так, чтобы середина метра находилась на уровне отметки на стене.

Затем, отвлекая внимание стоящего рядом участника опыта, отпускали метр в свободное падение. Он останавливал падение метра, прижав его к стене, так быстро, как сможет.

Отметив новое положение середины метра, измеряли длину его пролета h по расстоянию между метками.

Вычисляли время реакции t по формуле:

Результаты эксперимента

Класс	ФИ	h, м	t, с

3	Шайдуллин И.	0,93	0,44
4	Брыляков Д.	0,70	0,38
6	Степугов И.	0,91	0,43
6	Колотилин А.	0,74	0,39
7	Орлов А.	0,66	0,37
7	Флюкратов А.	0,94	0,44
9	Краснощеков Е	0,92	0,43
10	Куликов Р.	0,67	0,37
11	Воропаев А.	0,50	0,32
11	Акбашов Р.	0,59	0,35

3	Айдамирова Я.	0,87	0,42
4	Левенцова Л.	0,70	0,38
8	Пантелеева Л.	0,62	0,35
9	Егорова К.	0,83	0,41
9	Полтаева А	0,60	0,35
10	Данилова М.	0,64	0,36
11	Добровольская Р.	0,55	0,34

Вывод: расчитаное время реакции колеблется от 0,32 до 0,44 с и эта характеристика человека не зависит от возраста, а зависит от биологических особенностей человека. Время реакции очень важная характеристика, так как безопасность во время движения пешехода во многом зависит от нее, современный автомобиль, имея скорость 80 км/ч, проходит за одну секунду 28 метров. Водитель должен обладать временем реакции от 0,5 – 2 секунд.

Заключение

Разработка данного проекта расширила наши знания о возможностях своего организма, путях повышения потенциалов здоровья. Проведенная работа позволила нам узнать много нового, интересного и неожиданного: у некоторых старшеклассников мощность при подъеме по лестнице превышает мощность лошади. Для получения объективных результатов исследования проводились с привлечением большого количества учащихся. Авторы благодарят их за оказанную помощь.

В ходе исследования мы доказали верность нашей гипотезы: скорость и мощность каждого человека можно рассчитать, используя при этом простейшие измерительные приборы и законы физики. Также подтвердилось то, что у ребят, регулярно занимающихся физической культурой, с возрастом рассчитанные показатели увеличиваются. Физические характеристики мальчиков превышают аналогичные показатели девочек.

По результатам наших исследований время запаздывания на видиосигналы составляет от 0,32 до 0,44 секунд. Этот факт, например, необходимо учитывать водителю автомобиля и нам, как пешеходам, так как безопасность движения определяется не только техническими характеристиками транспортных средств и состоянием дороги, но и психофизиологическими способностями человека, управляющего транспортным средством или собственным телом.

Литература

Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. – М.: Наука, 1986. – 144 с.
Блудов М.И. Беседы по физике ч.ІІ. Учебное пособие для учащихся.- М.: Просвещение, 1985. – 208с.
Енохович А.С. Справочник по физике. -2-е издание, перераб. И доп. – М.: Просвещение, 1990. – 384с.
Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1978. - 239с.
Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988, - 159с.
Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Пономарева А. В.. «Факультативный курс физики для 8-го класса». Москва «Просвещение».
Кикоин И.К., Кикоин А.К.. Учебник физики «Механика», 9-ый класс. Москва «Просвещение».
Тарасов Л.В. Физика в природе. – М.: Просвещение, 1988. – 351с.
Хрипкова А.Г., Колесов Д.В. Физиология человека. - М.: Просвещение, 1982. – 160с.

Акварельные гвоздики

Снежная зима. Рисуем акварелью и гуашью

Есть ли лёд на других планетах?

Лупленый бочок

Афонькин С. Ю. Приключения в капле воды