Особенности протекания физических явлений на Земле и в Космосе

Физика

Особенности протекания физических явлений на Земле и в Космосе

Автор работы:

9 «А» класс МБОУ «СОШ № 15»

Научный руководитель:

  ,

  учитель физики МБОУ «СОШ № 15»

аспирант КГУ им.

Калуга, 2017 г.

Оглавление

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

1. Основные термины……..…………………………………...……………………………  5

2. Сравнение явлений и процессов.…………………………….……………………….....  7

Выводы…………………………………………………………….………………………  14

Список литературы………………………………………………………….……………..  15

Введение.

У многих стран есть долгосрочные программы по освоению космоса. В них центральное место занимает создание орбитальных станций, так как именно с них начинается цепочка наиболее крупных этапов овладения человечеством космического пространства. Уже осуществлен полет на Луну, успешно проходят многомесячные полеты на борту межпланетных станций, автоматические аппараты побывали на Марсе и Венере, с пролетных траекторий исследовали Меркурий, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. За последующие 20—30 лет возможности космонавтики еще более возрастут.

  Многие из нас в детстве мечтали стать космонавтами, но потом задумались о более земных профессиях. Неужели отправиться в космос — это несбыточное желание? Ведь уже появились космические туристы, возможно, когда-нибудь в космос сможет полететь любой, и детской мечте суждено будет сбыться?

Но если мы полетим в космический полет, то столкнемся с тем, что длительное время придется находиться в состоянии невесомости. Известно, что для человека, привыкшего к земной тяжести, пребывание в этом состоянии становится тяжелым испытанием, и не только физическим, ведь многое в невесомости происходит совсем не так, как на Земле. В космосе проводятся уникальные астрономические и астрофизические наблюдения. Находящиеся на орбите спутники, космические автоматические станции, аппараты требуют специального обслуживания или ремонта, а некоторые отработавшие свой срок спутники необходимо ликвидировать или возвращать с орбиты на Землю для переделки.

  Пишет ли в невесомости перьевая ручка? Можно ли в кабине космического корабля измерить вес с помощью пружинных или рычажных весов?  Вытекает ли там вода из чайника, если его наклонить? Горит ли в невесомости свеча?

Ответы на подобные вопросы содержатся во многих разделах, изучаемых в школьном курсе физики. Выбирая тему проекта, я решила свести воедино материал по данной теме, который содержится в разных учебниках, и дать сравнительную характеристику протекания физических явлений на Земле и в космосе.

Цель работы: сопоставить протекание физических явлений на Земле и в космосе.

Задачи:

Составить список физических явлений, ход течения которых может отличаться.

Изучить источники (книги, интернет)

Составить таблицу явлений

Актуальность работы: некоторые физические явления протекают по разному на Земле и в космосе, а некоторые физические явления лучше проявляются в космосе, где нет гравитации. Знание особенностей процессов может быть полезно для уроков физики.

Новизна: подобные исследования не проводились, но в 90-х на станции «Мир» был снят учебные фильм о механических явлениях

Объект: физические явления

Предмет: сравнение физических явлений на Земле и в космосе

1. Основные термины

       Механические явления— это явления, происходящие с физическими телами при их движении относительно друг друга (обращение Земли вокруг Солнца, движение автомобилей, качание маятника).

       Тепловые явления— это явления, связанные с нагреванием и охлаждением физических тел (кипение чайника, образование тумана, превращение воды в лед).

       Электрические явления— это явления, возникающие при появлении, существовании, движении и взаимодействии электрических зарядов (электрический ток, молния). [1]

       Показать, как происходят явления на Земле — легко, но как можно продемонстрировать те же явления в невесомости? Для этого я решила использовать фрагменты из серии фильмов «Уроки из космоса». Это очень интересные фильмы, отснятые в свое время еще на орбитальной станции «Мир». Настоящие уроки из космоса ведет летчик-космонавт, герой .

       Но, к сожалению, мало кто знает про эти фильмы, поэтому еще одной из задач создания проекта была популяризация «Уроков из космоса», созданных при участии ВАКО «Союз», РКК «Энергия», РНПО «Росучприбор».

       В невесомости многие явления происходят не так как на Земле. Причин этому – три. Первая: не проявляется действие силы тяжести. Можно говорить о том, что она компенсируется действием силы инерции. Второе: в невесомости не действует Архимедова сила, хотя и там закон Архимеда выполняется. И третье: очень важную роль в невесомости начинают играть силы поверхностного натяжения.

       Но и в невесомости работают единые физические законы природы, которые верны как для Земли, так и для всей Вселенной.

  Состояние полного отсутствия веса называется невесомостью. Невесомость, или отсутствие веса у предмета наблюдается в том случае, когда в силу каких-либо причин исчезает сила притяжения между этим предметом и опорой, или когда исчезает сама опора. простейший пример возникновения невесомости - свободное падение внутри замкнутого пространства, то есть в отсутствии воздействия силы сопротивления воздуха. Скажем падающий самолет сам по себе притягивается землей, но вот в его салоне возникает состояние невесомости, все тела тоже падают с ускорение в одну g, но это не ощущается - ведь сопротивления воздуха нет. Невесомость наблюдается в космосе, когда тело движется по орбите вокруг какого-нибудь массивного тела, планеты. Такое круговое движение можно рассматривать как постоянное падение на планету, которое не происходит благодаря круговому вращению по орбите, а сопротивление атмосферы также отсутствует. Мало того, сама Земля постоянно вращаясь по орбите падает и никак не может упасть на солнце и если бы мы не ощущали притяжение от самой планеты, мы оказались бы в невесомости относительно притяжения солнца.

  Часть явлений в космосе протекает точно так же как и на Земле. Для современных технологий невесомость и вакуум не являются помехой... и даже наоборот - это предпочтительно. На Земле нельзя достичь таких высоких степеней вакуума, как в межзвездном пространстве. Вакуум нужен для защиты обрабатываемых металлов от окисления, а металлы не расплавляются, вакуум не вызывает помех движению тел.

  2. Сравнение явлений и процессов

Земля	Космос
1.Измерение масс
А. Рычажные весы Б. Пружинные весы В. Электронные весы	Использовать нельзя Использовать нельзя Использовать нельзя
2.Можно ли натянуть верёвку горизонтально?
Верёвка всегда провисает  из-за силы тяжести.	Верёвка всегда свободна
3.Закон Паскаля. давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
На Земле все капли немного сплющены из-за гравитационной силы.	Выполняется хорошо на коротких промежутках времени, либо в подвижном состоянии.
4.Воздушный шарик
летит вверх	Не полетит
5. Звуковые явления
	В открытом космосе звуки музыки не будут слышны т. к. для распространения звука нужна среда (твёрдая, жидкая, газообразная).
6.Горение свечи
	Пламя свечи будет круглым т. к. нет конвекционных потоков

7. Использование часов
А. Солнечные часы Б. Песочные часы В. Механические часы маятниковые Г. Электронные часы	Да, работают, если известны скорость и направление космической станции. На других планетах тоже работают Использовать нельзя Использовать нельзя. Можно использовать часы с заводом, с батарейкой Можно использовать
8.  Можно ли набить шишку
Можно	Можно

Термометр работает	работает
Тело съезжает по горке из-за силы тяжести	Предмет останется на месте. Если толкнуть, то можно будет прокатиться до бесконечности, даже если горка закончилась
10. Можно ли вскипятить чайник
Да	Т. к. нет конвекционных потоков, то нагреется только дно чайника и вода около него. Вывод: необходимо использовать микроволновку
12. Распростронение дыма
	Дым не может распространяться, т. к. нет конвекционных потоков, распределение не будет происходить из-за диффузии

.Монометр работает

Работает

Растяжение пружины. Да, растягивается	Нет, не растягивается
Ручка шариковая пишет	Ручка не пишет. Пишет карандаш

Вывод

        Я сопоставила протекания физических механических явлений на Земле и в космосе. Данная работа может использоваться для составления викторин и конкурсов, для уроков физики при изучении некоторых явлений.

В ходе работы над проектом я убедилась, что в невесомости многие явления происходят не так как на Земле. Причин этому – три. Первая: не проявляется действие силы тяжести. Можно говорить о том, что она компенсируется действием силы инерции. Второе: в невесомости не действует Архимедова сила, хотя и там закон Архимеда выполняется. И третье: очень важную роль в невесомости начинают играть силы поверхностного натяжения.

Но и в невесомости работают единые физические законы природы, которые верны как для Земли, так и для всей Вселенной. Это стало главным выводом нашей работы и таблицы, которая у меня в итоге получилась.

Список литературы

1. Занимательная физика: Книга 2. Уфа: Слово, 1993.

2. Физика и астрономия: учебник для 7 кл. средней школы под ред. . 

3. дравствуй, физика! М.: Детская литература. 1973

4. 100 игр по физике: Кн. для учителя. М.: Просвещение. 1995.

5. Занимательные вечера по физике в средней школе: книга для учителя. М.: Просвещение, 1990.

6. Цикл фильмов «Уроки из космоса»: «Космонавтика. Мир невесомости», «Физика. Механика», «Физика. Свойства жидкости», «Физика. Электричество и магнетизм» (созд. ВАКО «Союз», РКК «Энергия», РНПО «Росучприбор»).

7. Ресурсы сайта «wikipedia. org» и других сайтов Интернета.

8. http://elementy. ru/news/164820?page_design=print