Муниципальное общеобразовательное учреждение «Лицей №43»
Поведение шара в воде.
Исследовательская работа.
|
Саранск, 2010
Введение:
Целью данной работы является наблюдение за поведением шарообразного тела (в данном случае теннисного игрального мяча) в воде, а также описание наблюдений.
Оборудование:
1. Мяч для игры в настольный теннис массой 3 грамма. (Шарообразное тело с полостью внутри). Цвет: желто-серый. Материал: пластмасса. Диаметр 44 мм.
2. Вода (1литр)
3. Стеклянный сосуд для воды.
|
Опыт 1.
В ходе работы я положил шар на дно сосуда с водой. После того как я отпустил его, он начал всплывать вверх и преодолев поверхность воды взлетел над поверхностью воды. Это произошло из-за того, что сила Архимеда стала больше силы тяжести(
). После падения шара на поверхность воды, он подлетел над поверхностью воды и снова опустился на нее несколько раз. Эти колебательные движения объясняются тем, что сила Архимеда и сила тяжести попеременно изменяются.
|
(вызванная движением и падением шарика в воде, на поверхность воды) не перешла во внутреннюю.
Опыт 2.
Возьмем стеклянный сосуд для воды и опустим мяч в воду на 5 см от дна и 15 см от поверхности воды. Затем, отпустим мяч, и он поднимется и слегка выпрыгнет из воды. Потом он снова упадет в воду, затем он больше не будет выпрыгивать из воды, а только будет покачиваться, какое-то время на воде, пока окончательно не остановится.
Это вновь происходит из-за того, что сила Архимеда стала больше силы тяжести (). Во время полета, кинетическая и внутренняя энергии переходят в потенциальную, по правилу закона сохранения энергии. Энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно, она только превращается из одной формы в другую.
Опыт 3.
Погрузим шарик в воду на небольшую глубину ( практически у поверхности воды). Отпустив его, я наблюдал что шарик, не успевая достигнуть постоянной скорости: резко, выпрыгивал из воды. Преодолев 
. Во 2 опыте высота дальности полёта шарика больше, чем в 1. А(
) во время выхода шарика из воды была не на много больше А(
) и А() на том же участке пути останавливается в воздухе и под действием . После падения шарик совершал колебательные движения на поверхности воды, до тех пор пока (вызванная движением и падением шарика в воде, на поверхность воды) не перешла во внутреннюю.
Опыт 4.
Наполним сосуд водой на высоту 20 см. На дно сосуда поместим шарик и будем удерживать его рукой, а затем его отпустим. Шарик всплывает и выскакивает из воды на высоту около 0,0003 м, преодолев силу поверхностного натяжения. Затем он опускается обратно на поверхность воды, после чего совершает колебательные движения. Через некоторое время шарик перестает колебаться. Относительная погрешность 0,5 %. Проведем 4 опыта.
Высота воды в сосуде, м | Высота подпрыгивания мяча(h), м | Стандартное отклонение | Средняя высота подпрыгивания, м |
|
|
| ||||||||
0,2 |
| 0,012 | 0,295 |
| 0,0002 | 0,5 |
,%Таблица 1.
Опыт 5.
Наполним сосуд водой на высоту 10 см. На дно сосуда поместим шарик и будем удерживать его рукой, а затем его отпустим. Движение шарика аналогично его движению в Опыте 4, но высота, на которую шарик поднимается над поверхностью воды, равна 0,00041 ???. Относительная погрешность равна 2,5 (такой погрешности не бывает!. Проведем 4 опыта.
Высота воды в сосуде, м | Высота подпрыгивания мяча(h), м | Стандартное отклонение | Средняя высота подпрыгивания, м |
|
|
| ||||||||
0,1 |
| 0,01605 | 0,03975 |
| 0,01 | 2,5 |
Таблица 2.
Вычисления:
Данные: | Вычисления: |
m т =3 г Vшара=0,000044м3 l=4 см
h=20 см FA=? Fтяж=? Fсопр=? FAв воздухе=? |
|
воды = 1000 кг/м3
Таблица 3.
Выводы:
1. В ходе работы было исследовано поведение шара в воде.
2. После того как отпускаем шарик, он начинает всплывать вверх и преодолев поверхность (неграмотное выражение) воды взлетел над поверхностью воды. Это случилось из-за того что:
- сила Архимеда стала (когда она стала?) больше силы тяжести () (неверно).
3. После падения шарик совершает колебательные движения на поверхности воды. Колебания совершаются до тех пор:
- пока (нельзя заменять с лова символьными обозначениями!) (вызванная движением и падением шарика в воде, на поверхность воды) не перешла во внутреннюю ???.
4. Зависимость высоты выхода шарика из воды обратно пропорционально (обратная пропорциональность не доказана) глубине его погружения.
- чем ближе шарик находится к поверхности воды в нулевой начальный момент времени, тем на большую высоту он поднимется при выходе из воды.
5. Погрешность возникает из-за:
-пренебрежения любых сил сопротивления неверно!
-погрешности измерительных приборов
- величина подпрыгивания шара измерялась довольно неточно, т. к. невозможно засечь измерить точную величину высоту, до на которой остановился поднялся шар на глазок почему?.
Оценки: эксперимент – 4, теория – 4, погрешности – 3, выводы – 3, оформление – 2.
