Проект "Физический прибор своими руками".

ОКРУЖНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ

СЕКЦИЯ «Физика»

Проект

Физический прибор своими руками.

Автор: Фомин Даниил

 учащийся 8 а  класса

 ГБОУ СОШ № 1 пгт. Суходол

Сергиевского района Самарской области

Научный руководитель: Шамова Татьяна Николаевна

учитель физики

Оглавление

1. Введение.

2. Основная часть.

1.  Назначение прибора;
2.  инструменты  и материалы;
3.  Изготовление прибора;
4. Общий вид прибора;
5.  Особенности демонстрации прибора.

     3.Исследования.

4.Заключение.

5. Список используемой  литературы.

                                                       1.Введение.

Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты. И не думайте, что все приборы делаются на заводах. Во многих случаях исследовательские установки сооружаются самими исследователями. При этом считается, что талантливее тот исследователь, который может поставить опыт и получить хорошие результаты не только на сложных, а и на более простых приборах. Сложное оборудование обоснованно применять только в тех случаях, когда без него нельзя обойтись. Так что не надо пренебрегать самодельными приборами- гораздо полезнее сделать их самим, чем пользоваться покупными.

ЦЕЛЬ:

Сделать прибор, установку  по физике для демонстрации физических явлений своими руками.

Объяснить принцип действия данного прибора. Продемонстрировать работу данного прибора.

ЗАДАЧИ:

Сделать приборы вызывающие большой интерес у учащихся.

Сделать приборы отсутствующие в лаборатории.

 Сделать приборы, вызывающие затруднение в понимании теоретического материала по физике.

Исследовать зависимость периода от длины нити и амплитуды отклонения.

ГИПОТЕЗА:

Сделанный прибор, установка  по физике для демонстрации физических явлений своими руками применить на уроке.

При отсутствии данного прибора в физической лаборатории, данный прибор сможет заменить недостающую установку при демонстрации и объяснении темы.

2.Основная часть.

2.1.Назначение прибора.

Прибор предназначен для  наблюдения  резонанса в механических колебаниях.

2.2.Инструменты  и материалы.

Обыкновенная проволока, шарики, гайки, олово, леска. Паяльник.

2.3.Изготовление прибора.

Изогнуть проволоку в виде опоры. Протянуть общую леску. Припаять шарики к гайкам, отмерить леску 2 шт одинаковой длины ,остальные должны быть короче и длиннее на несколько сантиметров , подвесить с их помощью шарики. Следить за тем, чтобы маятники с одинаковой длиной лески не оказались рядом. Прибор к опыту готов!

2.4.Общий вид прибора.

2.5.Особенности демонстрации прибора.

Для демонстрации прибора необходимо выбрать маятник, длина которого совпадает с длиной одного из трех оставшихся, если отклонить маятник от положения равновесия и предоставить его самому себе, то он будет совершать свободные колебания. Это вызовет колебания лески, в результате чего на маятники через точки подвеса будет действовать вынуждающая сила, периодически меняющаяся по модулю и направлению с такой же частотой, с какой колеблется маятник.  Мы увидим, что маятник с совпадающей длиной подвеса начнет совершать колебания с той же частотой, при этом амплитуда колебаний этого маятника значительно больше амплитуд остальных маятников. В данном случае маятник колеблется в резонанс с маятником 3.  Происходит это потому, что амплитуда  установившихся колебаний, вызванных вынуждающей силы, достигает наибольшего значения именно при совпадении  частоты изменяющей силы с собственной частотой колебательной системы. Дело в том, что в этом случае направление вынуждающей силы в любой момент времени совпадает с направлением движения колеблющегося тела. Таким образом создаются наиболее благоприятные условия для пополнения энергии колебательной системы за счет работы вынуждающей силы. Например, чтобы посильнее раскачать качели, мы подталкиваем их таким образом, чтобы направление действующей силы совпадало с направлением движения качелей. Но следует помнить, что понятие резонанса применимо только к вынужденным колебаниям.

3. Нитяной или математический маятник

        Колебания! Наш взгляд падает на маятник стенных часов. Неугомонно спешит он то в одну, то в другую сторону, своими ударами как бы разбивая поток  времени на точно размеренные отрезки. «Раз-два, раз-два», - невольно повторяем мы в такт его тиканию.

Отвес и маятник, – простейшие из всех приборов, какими пользуется наука. Тем удивительнее, что столь примитивными орудиями добыты поистине сказочные результаты: человеку удалось, благодаря им, проникнуть мысленно в недра Земли, узнать, что делается в десятках километров под нашими ногами.

Качание влево и обратно вправо, в исходное положение, составляет полное колебание маятника, а время одного полного колебания называют периодом колебания. Число колебаний тела в секунду называется частотой колебания. Маятник – это тело, подвешенное на нити, другой конец которой закреплен. Если длина нити велика по сравнению с размерами подвешенного на ней тела, а масса нити ничтожно мала сравнительно с массой тела, то такой маятник называют математическим или нитяным маятником. Практически маленький тяжелый шарик, подвешенный на легкой длинной нити, можно считать нитяным маятником.

Период колебаний маятника выражается формулой:

Т = 2π √ l / g

Из формулы видно, что период колебаний маятника не зависит от массы груза, амплитуды колебаний, что особенно удивительно. Ведь при различных амплитудах колеблющееся тело за одно колебание проходит разные пути, но время на это тратит всегда одно и то же. Продолжительность качания маятника зависит от длины его и ускорения свободного падения.

        В своей работе мы и решили проверить экспериментально, что период не зависит от других факторов и убедиться в справедливости этой формулы.

 Изучение зависимости колебаний маятника от массы колеблющегося тела, длины нити и величины начального отклонения маятника.

        Исследование.

Приборы и материалы: секундомер, мерная лента.

        Измерили период колебаний маятника сначала для массы тела 10 г и угла отклонения 20°, меняя при этом длину нити.

 Также измерили период, увеличив угол отклонения до 40°, при массе 10 г и разной длине нити. Результаты измерений занесли в таблицу.

Таблица .        

        Из опытов мы убедились, что период действительно не зависит от массы маятника и угла отклонения его, но с увеличением длины нити маятника период его колебания  возрастет, но не пропорционально длине, а более сложно. Результаты опытов приведены в таблице.

        Итак, период колебаний математического маятника зависит только от длины маятника  l и от ускорения свободного падения g.

4.Заключение.

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне.

А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

5.Литература.

1. Учебное оборудование по физике в средней школе. Под редакцией А.А Покровского «Просвещения» 1973

 2. Учебник по  физике А. В. Перышкина, Е. М. Гутник «Физика» для 9 класса;

3.Физика:Справ.материалы:О.Ф. Кабардин Учеб.пособие для учащихся. – 3-е изд. – М.:Просвещение,1991.