Исследовательский проект «Механические силы вокруг нас»

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Лемешкинская средняя общеобразовательная школа»

Волгоградская область Руднянский район

село Лемешкино, улица Кирова,99

Исследовательский проект

«Механические силы

вокруг нас»

Выполнила: Думенко Анна,

ученица 8 класса

Руководитель: Панфёрова Елена Юрьевна, учитель физики.

2023 год

Оглавление

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

1. Механическая сила.……………………………………………………….4

2. Виды механических сил.………………………...…………………...…..4

3. Значение механических сил в жизни человека..……...…………......….7

Вывод………………………………………………………………….……..9

Список литературы…………………………………………………...……10

Введение

Мир полон чудес и загадок, открыть многие из которых нам помогает физика – наука, изучающая природные явления. При подробном изучении предмета «Физика», я обнаружила, что большинство обыденных явлений происходит под действием механических сил. Мы постоянно сталкиваемся с их воздействием и чаще всего не обращаем на это внимание. Не вникаем в суть явления.

А ведь эти силы бывают разные и все они, скрытые от наших глаз, оказывают разное влияние на процессы, происходящие на Земле.

Изучая эту тему на уроках физики, я задалась вопросом: «Какую роль играют механические силы в нашей жизни?»

Данная проблема определила цель моей исследовательской работы: определить значение механических сил в жизни человека.

Исходя из цели проекта задачами стали:

1. Рассмотреть информацию о физической величине «Механическая сила».

2. Изучить виды механических сил.

3. Определить значение механических сил в жизни человека.

Гипотеза: механические силы имеют большое значение в жизни человека.

Методы исследования: изучение литературы, анализ и систематизация собранной информации.

1. Механическая сила.

В физике под словом «сила» подразумевают действие одного тела на другое. Сила характеризует явление взаимодействия сил. Она является причиной изменения скорости тела или причиной его деформации [4].

Исходя из определения, сила — это физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел [3].

Данная физическая величина имеет направление и ее можно измерить по величине вектора. При ее воздействии на тело, необходимо учитывать: значения, точку приложения и направление действия.

В международной системе измерения под единицей силы принимают величину в 1 Ньютон. , что означает: когда телу массой в один килограмм придают данное ускорение и при этих условиях тело движется в сторону приложенной силы.

На практике изменить рассмотренную физическую величину можно с помощью физического прибора «Динамометр».

2. Виды механических сил.

Механические силы, действующие на тела, можно отнести к трем основным разновидностям: сила всемирного тяготения, сила трения, сила упругости. Рассмотрим их подробнее.

Сила всемирного тяготения - это сила, с которой два материальных тела притягиваются друг к другу. Частным, но крайне важным для нас видом силы всемирного тяготения является сила тяжести.

Сила тяжести - физическая величина, с помощью которой Земля притягивает к себе тело [5].

Точка приложения силы тяжести - центр тела, направление: к центру Земли. На рисунке 1 представлено графическое изображение силы.

Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела и сообщает телу ускорение, называемое ускорением свободного падения. 

Вычисляется по формуле: , где F-сила тяжести; m-масса тела; g-ускорение свободного падения (9,8 м/с²).

Исходя из определения физической величины, мы можем сделать вывод, что сила тяжести действует на все тела, находящиеся на поверхности Земли.

Сила трения - сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению [5]. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей.

Точка приложения силы трения – место соприкосновения двух тел, направлена против движения тела. На рисунке 2 представлено графическое изображение силы.

Вычисляется по формуле: , где F-сила трения; -коэффициент трения; - сила реакции опоры.

Коэффициент трения - это характеристика поверхности. Он определяется экспериментально и показывает, насколько поверхность гладкая — чем больше коэффициент, тем более шероховатая поверхность. Следовательно коэффициент трения зависит от используемых материалов.

Сила реакции опоры — сила, при помощи которой опора давит на тело, которое находится на ней.

Сила трения подразделяется на силы трения покоя, силы трения скольжения, силы трения качения.

Примерами рассмотренной физической величины являются: трения резины автомобильного колеса об асфальт, колеса поезда о металл рельса; сила сцепления ниток друг с другом и тканью при пришивании пуговиц; трение подошвы ботинка о землю при ходьбе; сила трения покоя, благодаря которой книги, ручки и пр. могут лежать на наклонной поверхности.

Сила упругости - физическая величина, возникающая в теле в результате его упругой деформации и стремящуюся вернуть тело в исходное состояние [5]. Причиной возникновения силы упругости является взаимодействие молекул и атомов.

Точка приложения силы упругости – место соприкосновения двух тел. Направление: противоположно направлению силы, вызывающей деформацию тела. На рисунке 3 представлено ее графическое изображение.

Сила упругости зависит от двух параметров: удлинения тела и коэффициента жёсткости и вычисляется по формуле: , где F-сила упругости; – коэффициент жесткости; – изменение длины.

Примерами рассмотренной физической величины являются: амортизаторы, груз подвешенный на пружине.

3. Значение механических сил в жизни человека.

Осваивая законы природы и используя их в своей жизнедеятельности, человек способен ускорять научно-технический прогресс. Благодаря изучению законов гравитации появилась возможность исследовать космическое пространство.

Сила тяжести создает необходимую для жизни атмосферу, без которой все наши наземные виды медленно увядали и умирали.

Зная причины возникновения силы трения, у человека появилась возможность использовать ее как в природе, так и в технике. Иногда трение может быть полезным, для этого его стараются увеличить (посыпают песком ледяные дорожки), в другом моменте трение может быть вредным, и тогда его стремятся уменьшить (в технике, можно ввести смазку между соприкасающимися поверхностями). Держать предметы в руках, удерживаться на поверхности земли людям и животным невозможно было бы без силы трения.

Огромное значение в природе имеет и сила упругости. Благодаря этой силе ткани растений и животных могут выдерживать большие нагрузки и не разрушаться, а все тела, находящиеся на Земле, выдерживают силу атмосферного давления. Таким образом, благодаря силе упругости живые организмы переносят механические нагрузки и сохраняют целостную форму.

Можно сделать вывод, что все механические силы имеют огромное значение в жизни человека.

Вывод

В ходе своего исследования я расширила знания по теме «Механические силы». Определила роль воздействия механических сил. Пришла к личному выводу, что механические силы имеют большое значение в жизни человека. Механические силы - это мощь всего окружающего нас мира.   В природе, в жизни человека, в технике знание законов, взаимодействия тел и сил имеет огромное значение. Использование этих знаний приведет к новым открытиям в различных областях науки.

Вышеперечисленное подтверждает, что моя гипотеза подтвердилась, а поставленная цель и задачи были достигнуты.

Во время выполнения исследовательской работы я научилась анализировать и обобщать информацию, переходя от конкретных формулировок к общим. Анализировать литературу из интернет-источников. Расширила свой кругозор по выбранной теме и практические навыки использования программных продуктов Microsoft, таких как Word и PowerPoint.

Результатом моего исследования стала собранная в представленной работе информация о механических силах, которая может быть использована учениками 7 классов, в качестве дополнительной литературы при подготовке к урокам физики по соответствующим темам. Мне, в свою очередь, в будущем поможет при подготовке к ОГЭ по предмету.

Приобретенные знания я продолжу использовать в своей дальнейшей работе, которая приобретет практико-ориентированный характер. Я планирую создать обучающую интерактивную презентацию по теме «Механические силы» в приложении Mimio Studio.

Список литературы

1.«Занимательная физика» / Я.И. Перельман. - М; " АСТ" 2005.

2.Статья «Основные типы сил в механике». Сайт «Интернет урок». – 2023 год. URL: https://interneturok.ru/lesson/physics

3.Статья «Сила». Сайт «Википедия». – 2020 год. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сила

4.Статья «Силы. Физика» Сайт «Мультиурок». – 2020 год. – URL https://multiurok.ru/index.php/files/plan-otveta-po-fizike.html

5.«Физика». 7 кл.: учебник / А. В. Перышкин, А.И. Иванов. – «Просвещение», 2022 г.