Измерение мощности при движениях кошки.

Цель эксперимента: Измерить механическую работу, мощность при движениях кошки.

Приборы и материалы: данные предыдущих опытов.

Ход эксперимента.

1. Механическую работу кота при движениях будем рассчитывать по следующей формуле N=A/t. Так как А=FS, получаем N=FS/t. Учитывая, что S/t=v, получим N=F*v. То есть мощность будем рассчитывать как произведение силы тяги на среднюю скорость.

2. Заносим значение средней силы тяги и средней скорости в таблицу.

Средняя сила тяги, Н	Средняя скорость, м/с	Мощность кота при движении, Вт
2,1 Н	0,66	1,4

3. Рассчитываем значение мощности, используя данные таблицы.

N=F*v=2, 1*0, 66=1, 4 Вт.

Вывод эксперимента. Сравнивая результаты 6 и 8 экспериментов, мы видим, что мощность кота при движениях меньше, чем мощность кота при подъеме по лестнице, и составляет 7%.

 

 

Заключение.

Кошка доставляет человеку большое эстетическое удовольствие. Помимо этого ее можно рассматривать как интереснейший объект физических исследований.

Моя работа имеет практическую направленность. Измерения, полученные в ходе работы, позволили создать паспорт кота Моти (Приложение №1). В ходе исследований мной создана инструкция по составлению паспорта домашнего животного. Ее можно использовать для создания паспорта кошек, собак, хомяков, кроликов, домашних крыс и т.д..

Выбранная мной тема оказалась очень увлекательной. Хотелось бы продолжить исследования кота. Особый интерес представляет способность кошек видеть в темноте, слышать звуковые волны в ультразвуковом диапазоне, электризация кота, оказывающая лечебное и успокаивающее действие, приземление кошек на четыре лапы при падении. В дальнейшем хотелось бы найти ответы на волнующие вопросы.

 

Список источников и литературы.

6. Яворский Б.М. Физика. Механика. М.: Дрофа, 2002, 320 с.

7. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. М.: Просвещение, 1998, 128 с.

8. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Экспериментальные задания по физике. 9-11 классы: учебное пособие для учащихся образовательных учреждений. М.: Вербум – М, 2001, 208 с.

9. http://russtil1.narod.ru/utkin1.html.

10. http://i-fact.narod.ru/cats.html.

11. http://q99.it/8AmgU0p.

 

 

Приложение №1.

Измерение средней и максимальной скорости животного
1. При помощи рулетки измерим расстояние пройденное питомцем. 2. При помощи секундомера измеряем время движения. 3.Рассчитываем скорость по формуле V=St. 4. Результат измерения вносим в таблицу. 5. Рассчитываем среднюю скорость по формуле: V=Sвесь/tвсе. 6. Данные вносим в таблицу. Расчет скорости: V1 =S2 /t1 V2 =S2 /t2 V3 =S3 /t3 Расчет средней скорости: Vср =Sвесь/tвсе	Опыт S, м t, с V, м/с Vср, м/с Vср, км/ч V max, м /c V max, км/ч
Измерение массы животного
1. Определяем цену деления весов Ц. д. =(10-5)/10=0, 5 кг. 2. Измеряем массу питомца с помощью напольных весов (безмена). Считаем количество делений n и умножаем на цену деления. 3. Массу рассчитываем по формуле m = n * ц. д. 4. Результаты измерений вносим в таблицу.	Цена деления весов, кг ц.д. Число штрихов n Масса кота, кг m
Измерение объема животного
Измерения объема питомца будут состоять из 2 этапов. Измерение объема тела – как тела неправильной формы. Измерение объема головы из учета того, что форма головы приближена к окружности. 1. Измерим диаметр таза d. 2. Нальем в таз воды. Отметим на боковой стенки таза уровень воды черточкой h1. 3. Опустим кота в воду до уровня головы. Вода в тазу поднялась. Отметим черточкой новый уровень воды h2. 4. Вычислим высоту подъема воды h=h2-h1. 5. Найдем объем вытесненной воды, а значит и объем тела животного V 1,без учета головы. Формула для расчета V 1 = π(d/2)2* h. (π=3,14). 6. Измерим обхват головы с помощью измерительной ленты l. 7. Рассчитаем объем головы животного по формуле V 2= 4/3 π (l/2π) 3. 8. Объем кота Моти находим сложением объема тела и объема головы V = V 1+V 2. 9. Данные заносим в таблицу.	диаметр таза d,см Высота подъема воды h,см Объём вытесненной воды V1, см3 Обхват головы l, см. Объём головы V 2, см3 Объём тела кошки V, см3
Измерение плотности животного
1. Вносим данные предыдущих измерений в таблицу. 2. Используя данные таблицы, рассчитываем плотность р=m/V.	Масса, кг m Объем, м3 v Плотность, кг/м3 р
Измерение давления животного на опору (пол)
1. Давление рассчитывается по формуле: Р = F/S=mg/S. 2. Рассчитаем силу тяжести. Для этого умножим массу на ускорение свободного падения. F тяж = gm, где F тяж – сила тяжести; g – ускорение свободного падения, равное 9,8 Н/кг; m – масса питомца. Значение массы животного возьмем из 2 исследования. 3. Площадь опоры кота (S) определяем следующим образом. Поставим животного на лист клетчатой бумаги и обведем контур той части, на которую он опирается. Сосчитаем количество квадратиков n и умножим на площадь одного квадратика (1/4 см2). S = n*0,25см2. Для перевода площади в м2 разделим получившееся число на 10000. Данные занесем в таблицу. 4. Рассчитаем давление оказываемое питомцем на пол по формуле Р =F/S, данные внесем в таблицу. Единицы измерения, давления полученные в результате вычислений, будут Н/ м2. Учитывая что 1Н/ м2=1 Па = 0,001 кПа заполним третий и четвертый столбцы таблицы.	Число квадратов Площадь опоры, см2 Площадь опоры, м2 Положение стоя       Положение сидя       Положение лежа             Давление на пол, Н/ м2 Давление на пол, Па Давление на пол, кПа Положение стоя       Положение сидя       Положение лежа
Измерение механической работы и мощности животного при подъеме (например, по лестнице)
1. Механическая работа рассчитывается по формуле - A=mgh, где h – высота подъема животного, g – ускорение свободного падения, равное 9,8 Н/кг; m – масса питомца. Мощность можно вычислит по следующему закону , где А – это работа, t- время. 2. Значение массы животного нам известно из опыта №2, запишем его в таблицу. 3. Определим высоту подъема h. Например, для определения высоты, на которую по лестнице поднялся наш питомец, опустим ластик, привязанный к нити в лестничный пролет. Завяжем на нити узелок, когда ластик коснется пола первого этажа. Измерим длину нити, это и будет высота подъема. Данные занесем в таблицу. 4. Определим по секундомеру время, затраченное животным на подъем по лестнице. Данные занесем в таблицу. 5. Вычислим механическую работу и мощность по формулам: A=mgh N=A/t. Данные занесем в таблицу.	Масса m, кг h, м t,с А, Дж N, Вт
Измерение силы тяги животного
1. На питомца надеваем ошейник, к нему крепим поводок и прикрепляем динамометр. 2. Удерживая динамометр, замеряем максимальные показания прибора при: беге кота за приманкой, за бантиком, на клич хозяина. Данные записываем в таблицу. Средняя сила тяги рассчитывается как среднее арифметическое сил.	№ опыта Сила тяги, Н Средняя сила тяги, Н Бег за приманкой     Бег за бантиком   Бег на клич хозяина
Измерение мощности при движениях животного
1. Механическую работу питомца при движениях будем рассчитывать по формуле N=F*v. То есть мощность будем рассчитывать как произведение силы тяги F на среднюю скорость v. 2. Заносим известные нам из предыдущих исследований значение средней силы тяги и средней скорости в таблицу. 3. Рассчитываем значение мощности, используя данные таблицы.N=F*v	Средняя сила тяги, Н Средняя скорость, м/с Мощность при движениях, Вт

 

 

Приложение №2.

Паспорт кота Моти.

Паспорт кота Моти	Изготовила Черепанова Мария
Средняя скорость кота	2,4 км/ч	90 Дж	Работа, совершаемая котом при подъеме по лестнице высотой 3 м
Максимальная скорость	3,6 м/ч
Масса кота Моти	3кг
Объем кота Моти составляет	0,002719 м3	18Вт	Мощность, совершаемая котом при подъеме по лестнице высотой 3 м
Плотность Моти равна	1071кг/м3
Давление кота на опору в положении стоя	2500 Па	2,1 Н	Средняя сила тяги кота
3,2 Н	Наибольшая сила тяги (на клич хозяина)
Давление кота на опору в положении лежа	13,6 Па
Давление кота на опору в положении сидя	64 Па	1,4 Вт	Мощность кота при движении

 

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: