Підсумковий урок з розділу "Динаміка" "Кіноляпи"

Підсумковий урок з розділу « Динаміка»

«Кіноляпи»

Мета: - визначити рівень сприйняття вивченого матеріалу;

• аналізувати фізичні ситуації при перегляді кінофільмів;
• розвивати критичне мислення;
• вчити «бачити» фізичні закони в повсякденному житті;
• розвивати вміння висловлювати свою думку;

Тип уроку: комбінований.

Обладнання: комп’ютер, проектор, екран.

Хід уроку:

1. Організаційний момент (вітання, перевірка готовності до уроку).
2. Актуалізація опорних знань:

• Дати визначення сили
• Назвати одиниці вимірювання сил
• Назвати види сил
• Як зміниться світ, якщо зникнуть сили тяжіння, реакції опори, пружності, тертя, вага тіла?

3. Перегляд відео фрагментів та обговорення:

Група фізиків з британського університету Лейчестера зацікавилася льотними характеристиками одного з головних героїв американських коміксів - Бетмена. Вчені прийшли до висновку, що супермен може добре літати, але приземлився він навряд чи б.

В результаті напружених досліджень Девід Маршалл і його колеги з факультету фізики і астрономії, повідомляє британська газета Daily Telegraph, з'ясували, що Бетмен міг реально непогано літати, але, швидше за все, через високу швидкість просто не пережив би приземлення.

За точку відліку вчені-фізики взяли епізод з фільму Крістофера Нолана «Бетмен: Початок», в якому головний герой планує з високо будівлі вниз. Дослідники розрахували аеродинамічні характеристики спеціального плаща, виготовленого з тканини з «ефектом пам'яті» - тканина випрямляється і стає жорсткою при зустрічі плаща з потоком повітря. Саме такий плащ використовував головний герой фільму 2005 року за стрибку з висотної будівлі. +

Коли група вчених під керівництвом Маршала розрахувала всі сили, що діють на Бетмена в польоті, а потім вирахувала площа плаща і його підйомну силу, то отримала несподіваний висновок: Бетмен, якщо його вага не перевищувала 90 кілограм, повинен був непогано і дуже швидко (зі швидкістю 60-100 км / ч) літати. Але через те, що при цьому він досить швидко буде знижуватися вниз (з будівлі висотою 150 метрів Бетмен спуститься за три секунди), то у нього обов'язково виникнуть серйозні проблеми з приземленням.

Іншими словами супермен просто не пережив би «посадку» при стрибку з висотної будівлі, так як розрахункова швидкість такого приземлення для Бетмена склала б близько 80 км / год, - пишуть ЕвроСМИ.

В результаті вчені винесли свій вердикт: Бетмен може літати, але такий політ вкрай небезпечний для стану здоров'я супермена через занадто великій швидкості приземлення.

Італійські фізики розкрили секрет костюма Людини-Павука ( «Спайдермена») - персонажа коміксів і декількох фантастичних фільмів, - повідомляє ВВС з посиланням на дослідження, опубліковане в фізичному журналі «Журнал фізики: конденсованого стану речовини». Нагадаємо, що спеціальний червоно-синій костюм допомагає супергероєві лазити по горизонтальних поверхнях і перестрибувати з даху на дах.

Як виявилося, в природі технологію пересування, яку застосовує Людина-Павук, використовують ящірки і павуки. У обох цих видів тварин на лапках є крихітні волоски, які дозволяють їм триматися на вертикальній поверхні, як би «приклеюватися» до неї. У 2002 році американські дослідники припустили, що гекони «приклеюються» до поверхні завдяки силі міжмолекулярної тяжіння - так званих сил Ван-дер-Ваальса. Ця сила збільшується, коли вільні електрони в молекулі вступають у взаємодію з іншими такими ж електронами.

На кожній лапці ящірки-гекона міститься кілька мільярдів волосків, все - різного розміру. Біологи вважають, що за допомогою них гекони можуть утримувати вагу, в сто разів перевищує вагу їх власного тіла.

За словами Професори Пуньо (Нікола професор Нікола Pugno), з Туринського політехнічного університету (Політехнічний Турин, Італія), його група підрахувала, яка повинна бути «клейкість» волосків, щоб вони могли утримати на горизонтальній поверхні людське тіло. Виявилося - що приблизно в 200 разів сильніша за ту, яку використовує ящірка. Проблема лише в тому, підкреслюють вчені, що чим товще волоски, тим менше в них сила міжмолекулярної тяжіння. Так що рукавичка Людини-Павука, покрита такими ж волосками, як у гекона, не володітиме такою ж силою «клейкості», як у ящірки.

Як штучного матеріалу для волосків фізики запропонували використовувати карбонові нанотрубочки мінімального діаметра - це один з найміцніших матеріалів в сучасному світі полімерів. Як впевнені вчені, з розвитком сучасних технологій якось вдасться створити костюм, в якому подвиги людини-павука стануть реальністю.

Поширене уявлення про те, що на великих глибинах в океані панує повний морок, так як світло з поверхні туди не доходить, є помилковим. Як наслідок розпаду радіоактивних ізотопів в океанській воді, зокрема, 40-калію, навіть на великих глибинах вода слабо світиться через ефект Вавилова - Черенкова. Існують гіпотези, що великі очі потрібні глибоководним створінням потім, щоб бачити при настільки слабкому освітленні.

На освіту енергії випромінювання, що випускається часткою, витрачається її кінетична енергія, відповідно, в процесі випромінювання швидкість частинки зменшується.

У 1934 році Павло Черенков, виконуючи в лабораторії С. І. Вавилова дослідження люмінесценції рідин під впливом гамма-випромінювання, виявив слабке блакитне випромінювання невідомої природи. Пізніше було встановлено, що дане світіння викликається електронами, вибивають з атомів середовища гамма-випромінюванням і рухаються зі швидкостями, що перевищують фазову швидкість світла в середовищі.

Уже перші експерименти Черенкова, з ініціативи зроблені С. І. Вавилова, виявили ряд характерних особливостей випромінювання: свічення спостерігається у всіх чистих прозорих рідин, причому яскравість мало залежить від їх хімічного складу, випромінювання має поляризацію з переважною орієнтацією електричного вектора вздовж напрямку первинного пучка, при цьому на відміну від люмінесценції не спостерігається ні температурного, ні примесного гасіння. На підставі цих даних Вавіловим було зроблено основоположне твердження, що виявлене явище - НЕ люмінесценція рідини, а світло випромінюють рухомі в ній швидкі електрони.

Куля при польоті в повітрі піддається дії двох сил: сили тяжіння і сили опору повітря. Сила тяжіння змушує кулю поступово знижуватися, а сила опору повітря безперервно уповільнює рух кулі і прагне перекинути її. В результаті дії цих сил швидкість польоту кулі поступово зменшується, а сила опору повітря безперервно уповільнює рух кулі і прагне перекинути її. В результаті дії цих сил швидкість польоту кулі поступово зменшується, а її траєкторія являє собою за формою нерівномірно вигнуту криву лінію.

Сила опору повітря називається трьома основними причинами: тертя повітря, утворенням завихрень і освітою балістичної хвилі.

Частинки повітря, що стикаються з рухомої кулею внаслідок внутрішнього зчеплення (в'язкості) і зчеплення з її поверхнею, створюють тертя і зменшують швидкість польоту кулі. Примикає до поверхні кулі шар повітря, в якому рух частинок змінюється від швидкості кулі до нуля, називається прикордонним шаром. Цей шар повітря, обтікаючи кулю, відривається від її поверхні і не встигає відразу ж зімкнуться за цією частиною. У цій частині кулі утворюється дозволене простір, внаслідок чого виявляється різниця тисків на головний і дану частини. Ця різниця створює силу, спрямовану в бік, зворотний руху кулі, і зменшує швидкість її польоту. Частинки повітря, прагнучи заповнити розрядження, що утворилося за кулею, створюють завихрення. Куля при польоті стикається з частинками повітря і змушує їх коливатися. Внаслідок цього перед кулею підвищується щільність повітря, і утворюються звукові хвилі. Тому політ кулі супроводжується характерним звуком. Якщо швидкість польоту кулі менше швидкості, освіту цих хвиль має незначний вплив на політ, тому що хвилі поширюються швидше. При швидкості польоту кулі, більшою швидкості звуку, від набігання звукових хвиль один на одного створюється хвиля сильно ущільненого повітря - балістична хвиля. Вона уповільнює швидкість польоту кулі, тому що куля витрачає частину своєї енергії на створення хвилі.

Рівнодіюча всіх сил, що утворюють внаслідок впливу повітря на політ кулі, становить силу опору повітря. Точка прикладання сили опору називається центром опору. Дія сили опору повітря на політ кулі дуже велике, воно викликає зменшення швидкості і дальності польоту кулі. Наприклад, кулі зразка 1930 р при куті кидання 15 і початкової швидкості 800 м / с в безповітряному просторі польоту на дальність 32620 м. Дальність польоту кулі при тих же умовах, але при наявності опору повітря дорівнює лише 3 900 м. Величина сили опору повітря залежить від швидкості польоту, форми і калібру кулі, а також від її поверхні і щільності повітря.

Сила опору повітря зростає зі збільшенням калібру кулі, швидкості її польоту і щільності повітря.

Ось повільно конічного руху дещо відстає від дотичній до траєкторії, розташовується вище останньої. Отже, кулі з потоком повітря конічного руху відхиляється в сторону руху (вправо або при правій нарізці ствола).

Займаючись проблемою захисту від астероїдів, американські вчені розглянули варіант знищення їх атомним вибухом. Завдяки багаторічним дослідженням, вченим вдалося підрахувати шанси збити астероїд ядерним вибухом, і змоделювати наслідки цього вибуху.

Під вивчення вчених потрапила дата 9 липня 1962 року, коли в США на атолі Джонстон в Тихому океані пройшли випробування ядерного вибуху в космосі. Запуск ядерної боєголовки з використанням балістичної ракети Thor, був останнім в серії подібних експериментів, що проводилися протягом чотирьох років міністерством оборони США.

На Гаваях, приблизно в 1300 км від місця подій, інформація про останньому вибуху ядерної бомби просочилася в пресу, і населення островів з нетерпінням очікувало початку «феєрверку». Коли боєголовка вибухнула на висоті 400 км, сліпучий спалах на миті осяяла море і небо подібно полуденного сонця, після чого небеса на секунду придбали світло-зелений колір.

Однак більшість жителів Гавайських островів спостерігали менш приємні наслідки вибуху. На острові Оаху раптово згасло вуличне освітлення, перестала прийматися місцева радіостанція, а також пропала телефонний зв'язок. Десь в Тихому океані на півхвилини порушилася робота високочастотних систем радіозв'язку.

Пізніше вчені встановили, що вибух послав в простір електромагнітний імпульс (ЕМІ) гігантської руйнівної сили, який захлеснув величезну територію навколо епіцентру вибуху.

Протягом декількох хвилин небо над горизонтом забарвилося в червоний колір. Вчені з нетерпінням очікували саме цього моменту. У всіх попередніх висотних випробуваннях в космосі виникало хмара заряджених частинок, яке через деякий час деформувалося магнітним полем Землі і витягувалося уздовж її природних радіаційних поясів, змальовуючи їх структуру.

Але в той момент, коли ракета прокреслила в небі димний слід, мало хто міг припустити, наскільки несподіваними виявляться наслідки висотного вибуху потужністю 1,4 мегатонни. Ніхто не очікував того, що сталося в наступні місяці: інтенсивні штучні радіаційні пояси вивели з ладу сім супутників, які зверталися на низьких навколоземних орбітах, - третину існуючого тоді космічного флоту.

Таким чином, вчені поставили під сумнів, варіант захисту Землі від астероїдів за допомогою ядерного вибуху. Адже запуск ядерної ракети в космос, потужності якої буде досить для знищення астероїда, виведе з ладу практично всі супутники, яких на даний момент налічується близько 5 тисяч, і паралізує частина енергосистеми Землі.

Скафандр космонавта герметичний костюм, що забезпечує умови для роботи і життєдіяльності космонавта в розрідженої атмосфері або в космічному просторі. Розрізняють скафандри рятувальні та космічні. Рятувальні застосовувалися на космічному кораблі «Восток» і призначалися для збереження життя космонавта у разі розгерметизації космічного корабля і при спуску космонавта на парашуті після катапультування в розрідженої атмосфері на висоті 7-8 км. Нині такі скафандри застосовуються на космічному кораблі «Союз» і входять в комплект засобів порятунку. Скафандр автоматично герметизується при нештатних ситуаціях і забезпечує в межах нормальний атмосферний тиск і дихання космонавта. Космічні скафандри застосовуються при виході в космічний простір. Вони автоматично забезпечують космонавту нормальні умови життєдіяльності до 8-10 год.

Космічний скафандр - складний пристрій, що складається із багатошарової оболонки з пластичного матеріалу, що не утрудняє рухів космонавта, і прозорого шолома, забезпеченого фільтром для прямих сонячних променів. В ранці скафандра розміщується запас кисню, пристрої регенерації повітря, автоматичного регулювання температури і вологості, вентиляції і т. п. Скафандр оснащений засобами радіозв'язку з космічним кораблем. Температурний режим космонавта забезпечується спеціальним натільним костюмом, виконаним з дрібної сітки тонких трубочок, по яких циркулює вода з регульованою температурою. Скафандр має біотелеметріческую систему для контролю фізіологічних показників космонавта.

4. Підбиття підсумків уроку
5. Домашнє завдання