Исследование баллистического движения

Слайд 1

Движение тела, брошенного под углом к горизонту Выполнил: Бычков Георгий 10 класс «А» Научный руководитель: учитель физики Тлустенко О.В.

Слайд 2

Актуальность исследования Движение тела, брошенного под углом к горизонту, часто называют баллистическим движением . Баллистика (греч. ballo ― бросаю) ― важная и древняя наука, которая применяется в военном деле, в криминалистике, в спорте и др. сферах деятельности человека. Пули, снаряды, теннисный и футбольный мячи, ядро легкоатлета, при полёте движутся по баллистической траектории. На уроках физкультуры мы сталкиваемся с баллистическим движением: при метании спортивных снарядов, при игре в баскетбол, волейбол, бадминтон, прыжках в длину и высоту и т.д.

Слайд 4

Область исследования – механика - раздел физики, который изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. В частности раздел механики, изучающий движение тел в поле тяжести Земли – баллистика. Предмет исследования – тела, проходящие часть пути как свободно брошенное тело.

Слайд 5

Формулировка проблемы какие параметры баллистического движения необходимо знать, чтобы увеличить точность попадания в цель?

Слайд 6

Цели проекта теоретическое изучение баллистического движения: исследование зависимости дальности, высоты и точности полёта тела от угла вылета, скорости и массы тела

Слайд 7

Гипотезы При любых значениях угла, высоты, скорости движения тела форма траектории остается неизменной. Дальность и высота полёта тела при одной и той же начальной скорости зависит от угла, под которым тело брошено к горизонту. Дальность и высота полета тела зависят от начальной скорости, массы тела.

Слайд 8

Задачи В соответствии с поставленными гипотезами в работе были решены задачи: изучена литературы по теме, включая историю баллистики и ее виды, проведены эксперименты по исследованию закономерностей баллистического движения.

Слайд 9

Методы исследования сбор информации, анализ информации, обобщение информации, изучение теоретического материала, компьютерное моделирование исследуемого процесса в среде Microsoft Office Excel проведение лабораторной работы

Слайд 10

Теоретическая часть История возникновения баллистики. Основные разделы баллистики Баллистическое движение в поле тяготения Земли. Траектория баллистического движения Основные параметры баллистического движения Скорость при баллистическом движении в любой момент времени Различия траектории баллистического движения в атмосфере и в вакууме

Слайд 11

Траектория баллистического движения Принятые допущения: поле тяготения Земли считать однородным (справедливо при начальной скорости тела, значительно меньшей первой космической), рассматривать движение тела вблизи поверхности Земли (т.е. кривизной поверхности Земли пренебречь), сопротивлением воздуха пренебречь

Слайд 12

Движение тела, брошенного под углом к горизонту, можно рассматривать как сумму двух независимых движений: равномерного движения по горизонтали, равнопеременного движения тела, брошенного вертикально вверх Чтобы определить траекторию, по которой движется тело, необходимо получить уравнение этой траектории (1) (2) Выразив из (1) t , подставив его в (2) с учетом того, что и получаем уравнение квадратичной зависимости следовательно, траектория движения – парабола.

Слайд 13

время подъема на максимальную высоту максимальная высота подъема (координата y вершины параболы) время полета, дальность полета Основные параметры баллистического движения

Слайд 14

Практическая часть Моделирование баллистического движения в Microsoft Office Excel Основные параметрами объекта моделирования : начальная скорость тела , угол бросания, время полета тела, координаты тела ( x , y ) в любой момент времени, дальность полета тела, высота подъема тела, ускорение свободного падения. Исходные данные моделирования : начальная скорость тела , угол бросания.

Слайд 15

Модель движения тела, брошенного под углом к горизонту

Слайд 16

Влияние на траекторию баллистического движения угла выброса

Слайд 17

Влияние на траекторию баллистического движения начальной скорости тела

Слайд 18

Влияние на дальность баллистического полёта тела начальной скорости тела и угла выброса Влияние на дальность баллистического полёта тела начальной скорости тела Влияние на дальность баллистического полёта тела угла выброса

Слайд 19

Влияние на высоту баллистического полёта тела начальной скорости тела и угла выброса Влияние на высоту баллистического полёта тела начальной скорости тела Влияние на высоту баллистического полёта угла выброса тела

Слайд 20

Выводы после компьютерного эксперимента: при любых значениях угла и скорости движения тела форма траектории остается неизменной. высота и дальность полета тела при оном и том же угле, под которым оно было брошено к горизонту зависит от начальной скорости, время и дальность полета тела при одной и той же начальной скорости зависят от угла, под которым тело брошено к горизонту, при одной и той же начальной скорости максимальная дальность полета достигается при угле выброса 45 0 Дальность полета одинакова при углах вылета α и (90  – α ) .

Слайд 21

2. Лабораторная работа «Исследование дальности полета тела с помощью баллистического пистолета» Необходимое оборудование : баллистический пистолет, шарик, линейка, штатив лабораторный с муфтой.

Слайд 22

Результаты эксперимента № опыта Дальность полета при угле выстрела, см 30 0 45 0 60 0 1 140 161 140 2 137 165 142 3 143 167 138 4 140 159 143 5 141 163 137 Ср.значение: 140,2 163 140

Слайд 23

Выводы после лабораторной работы дальность полёта тела при одной и той же начальной скорости зависит от угла, под которым брошено тело; максимальная дальность полета достигается при угле вылета шарика 45 0 ; дальность полета одинакова при углах вылета шарика α и (90  – α )

Слайд 24

Заключение На основании теоретического материала в работе для исследования движения тела, брошенного под углом к горизонту были построены описательная информационная модель; формальная модель движения; компьютерная модель движения. В ходе проведения экспериментов (лабораторной работы и с помощью компьютерных экспериментов) подтверждены выдвинутые мною гипотезы: при любых значениях угла, высоты, скорости движения тела форма траектории остается неизменной, дальность и высота полёта тела при одной и той же начальной скорости зависит от угла, под которым тело брошено к горизонту. дальность и высота полета тела зависят от начальной скорости.

Слайд 25

Список используемых источников Мякишев , Г.Я. Физика 10 кл. – М.: Просвещение, 2010. В. Дроздов. Парабола как баллистическая кривая, Журнал «Физика». 2008, № 12 Никифоров Н. Н., Туркин П. И., Жеребцов А. А., Галиенко С. Г. Артиллерия / Под общ. ред. Чистякова М. Н. - М.: Воениздат МО СССР, 1953 Лавренов С.М. Exel . Сборник примеров и задач. – М.: Финансы и статистика, 2006. Баллистика (наука) http://knowledge.su/b/ballistika-nauka Энциклопедия Кругосвет http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/voennaya_tehnika/BALLISTIKA.html?page=0,0 Википедия . Баллистика https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0