Актуальность самостоятельной проверки электрического счетчика связана с тем, что прибор учета электроэнергии может в определенный момент дать сбой. Как результат – Вы будете постоянно переплачивать при ежемесячной оплате коммунальных услуг. Чтобы убедиться в правильной работе счетчика, его можно запросто проверить на дому, не вызывая электрика и не снимая прибор с места установки. Далее мы расскажем, как проверить электросчетчик в домашних условиях на самоход, правильность подключения, погрешность и намагниченность!
Как часто выполнять проверку?
Итак, если Вам знакома одна из следующих ситуаций, необходимо не теряя времени проверить правильно ли мотает электрический счетчик в частном доме либо квартире:
- Потребление электроэнергии резко увеличилось, хотя Вы пользуетесь бытовой техникой в таком же режиме, как и раньше. Помимо этого, новые электроприборы не были куплены и, соответственно, подключены к сети.
- Противоположная ситуация – Вы реже стали пользоваться бытовой техникой, но расход электричества не снизился (к примеру, во время Вашего длительного отсутствия).
- Потребление электроэнергии очень высокое, на порядок выше, чем может быть в действительности. К примеру, если у Вас в квартире нет ничего мощнее чайника, а расход электричества такой же, как у соседа, который ежедневно пользуется кондиционером либо масляным обогревателем.
Если Вам знакомы выше перечисленные ситуации, прочитайте советы ниже и немедленно переходите к проверке электросчетчика на самоход и погрешность учета. Чтобы проверить прибор, Вам понадобятся секундомер, калькулятор, мультиметр и 100-ваттная лампа накаливания.
Шаг 1 – Проверяем правильность подключения
Первым делом Вы должны проверить, правильно ли подключен электросчетчик к сети 220 либо 380 Вольт. мы Вам уже описывали. Выглядит она так:
Если в Вашем случае подключение не соответствует примеру, необходимо как можно быстрее решить эту проблему. Незаконное подключение влечет за собой не только возможную неправильную работу электросчетчика, но и обложение высокими штрафами.
Видео обзор правильного подключения счетчика
Все провода подсоединены так, как нужно? Переходим к более серьезной проверке прибора – на самоход.
Шаг 2 – Убеждаемся, что диск произвольно не крутится
Чтобы проверить электросчетчик в домашних условиях на самоход, достаточно отключить все автоматические выключатели, которые расположены ниже счетчика и обслуживают розетки, группу освещения и отдельные электроприборы в доме. Отдельных автоматов нет? Просто выключаем из розетки всю бытовую технику, а выключатели света переводим в режим «откл.». По идее, в такой ситуации у Вас не должно быть расхода электроэнергии. Ждем минут 10-15 и выполняем визуальную проверку – смотрим, моргает либо лампа на передней панели, либо крутится ли диск на счетном механизме.
Если электросчетчик исправен, мигания не должны происходить (максимум может мигнуть раз в 5-10 минут), а диск должен остановиться (либо сделать один оборот в течение 10 минут). В противном случае Ваш счетчик электроэнергии не прошел проверку на самоход по импульсам и необходимо вызывать обслуживающую организацию, которая сможет более тщательно проверить электросчетчик в лаборатории.
Шаг 3 – Подсчитываем погрешность измерений
Для проверки правильности работы электрического счетчика нужно посчитать его погрешность учета. Для этого Вам понадобиться обычная лампа накаливания (в качестве нагрузки), мультиметр, калькулятор и секундомер. Сразу же рекомендуем прочитать о том, если Вы этого не знаете. Использовать Вы должны электронную модель (не стрелочный прибор и не токоизмерительные клещи).
Что касается нагрузки, то лучше всего использовать именно лампочку. Дело в том, что современная бытовая техника может самостоятельно управлять своей мощностью (повышать/понижать в разных режимах). Как следствие – Вы будете руководствоваться паспортной мощностью, и использовать ее в расчетах, хотя по факту будет другое значение. Если даже на этом этапе появится погрешность, проверить электросчетчик в домашних условиях не получится так, как нужно.
Итак, технология проверки на правильность показаний выглядит следующим образом:
Видео инструкция по расчетной и измерительной части:
Как самому вычислить мощность лампы по прибору учета?
Вот таким образом можно проверить электросчетчик на исправность мультиметром в домашних условиях. Как Вы видите, технология довольно простая и справиться с вычислениями сможет даже школьник, не говоря уже о домашнем мастере-самоучке.
Шаг 4 – Проверяем намагниченность
Очень часто пользователи интернета спрашивают, как проверить электросчетчик Энергомера, Меркурий либо Нева на намагниченность. Дело в том, что если Вы решили остановить счетчик электроэнергии магнитом, а в Вашей модели электронного прибора установлена антимагнитная пломба, то проверка очень простая – наклейка либо специальный индикатор меняет свой окрас. Как результат – когда придет проверка, Вас запросто смогут обвинить в противозаконных действиях.
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №3
городского округа г. Выкса Нижегородской области
Непреодолимая инерция
Физико-математическое отделение
Секция физическая
Работу выполнил:
Ученик 7 класса
Захаров Степан Алексеевич
Научный руководитель :
Учитель МБОУ СОШ №3
Солнышкина Елена Ивановна
2015
Оглавление
Аннотация __________________________________________________3 – 4
Введение ____________________________________________________________5 – 6
Глава 1Обзор литературы
1.1. История развития знаний об инерции ______________________ 7 – 9
1.2. Вред и польза инерции ___________________________________ 9 – 14
1.3. Инерция в поведении человека ____________________________14 – 17
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1.Анализ произведений художественной литературы ___________________________________________________18
2.2. Эксперименты по проявлению явления инерции_________________18
Глава 3. Результаты исследования
3.1. Инерция в произведениях художественной литературы___________19 – 20
3.2. Результаты экспериментов ___________________________________21 – 23
Заключение____________________________________________________24
Используемые материалы ___________________________________________25
Приложение __________________________________________________26 – 28
Аннотация
Исследовательская работа по физике
Тема данной работы: «Непреодолимая инерция»
Объект исследования: инерция
Цель исследования: главный вопрос: можно ли преодолеть закон инерции?
Задачи исследования:
Провести серию экспериментов проявления явления инерции
Сделать выводы по полученным данным.
Для реализации поставленных задач в работе были использованы методы:
анализ литературы
эксперимент
сравнение
частично – поисковый
Гипотеза:
В данной работе дается определение явления инерции, рассматривается проявление инерции, польза и вред данного явления, инерция в поведении человека, рассматриваются примеры проявления инерции из литературы.
Работа состоит из введения и основной части. Во введении обоснована причина выбора темы исследования. Далее приведены аргументы подтверждающие важность проблемы. В основной части, рассматривая теорию данного явления, исторические факты, плюсы и минусы инерции, проявление инерции в поведении человека, примеры из художественной литературы, эксперименты, делается вывод о том, что нельзя не подчиняться законам инерции, а нужно их учитывать. В приложении к работе представлены интересные опыты по проявлению явления инерции.
Введение
«Мне очень по душе нарушение основного закона Ньютона - закона инерции покоя, превращения его в инерцию движения»
Николай Иванович Вавилов
Мы живем в материальном мире, где действуют некие фундаментальные законы природы. Результаты работы этих законов человек наблюдает и изучает в течение всей жизни, передавая свой неоценимый опыт из поколения в поколение. Одним из таких всеобщих законов является закон инерции.
При каждой поездке в общественном транспорте что-то невидимое толкает меня, то вперед, то назад. При резком торможении вперед, при набирании скорости – назад. Меня расстраивало, что из-за этого я неоднократно наступал на ноги людям, стоящим рядом. Решил узнать, что к чему… И выяснил, что это инерция! Мне стало интересно. Оказалось, что все вокруг подчинено законам этого физического явления. Красивое слово «инерция»! Что же это такое?
Цель исследования: выявление положительных и отрицательных сторон явления инерции и нахождение ответа на главный вопрос: можно ли преодолеть закон инерции?
Задачи исследования:
Изучить литературу об инерции. Узнать, какую пользу и какой вред несет для людей инерция.
Найти примеры проявления инерции в литературе
Провести серию экспериментов проявлению явления инерции
Сделать выводы по полученным данным
Гипотеза: Инерцию можно преодолеть, чтобы не допустить ее отрицательных проявлений.
Объектная область : физика
Объект исследования : инерция
Предмет исследования : выявление положительных и отрицательных сторон явления инерции и нахождение ответа на главный вопрос: можно ли преодолеть закон инерции
Методы исследования:
анализ литературы
эксперимент
сравнение
частично – поисковый
План исследования:
Найти и изучить в литературе и сети Интернет сведения об инерции.
Найти примеры проявления инерции в художественной литературе
Провести серию экспериментов проявления явления инерции.
Проанализировать собранную информацию.
Глава 1 Обзор литературы
При написании своей работы я пользовался книгой Я.И. Перельман. «Занимательная физика». Из этой книги я взял исторические факты о данном явлении, некоторые примеры полезных и вредных проявлений инерции. Также в работе мной использованы различные интернет сайты; в работе указаны ссылки на данные источники.
1.1. История развития знаний об инерции.
Слово «инерция» пришло к нам из латинского языка, что означало inertia – бездействие, неподвижность. Поэтому и говорят что инертный человек бездеятельный, вялый, лишенный активности и инициативы.
Еще древнегреческие ученые размышляли о причинах совершения и прекращения движения. У Аристотеля(384 г.- 322 г. до н.э.) (рис.1) в труде «Физика» приводится рассуждение о движении в пустоте: «Никто не сможет сказать, почему тело, приведенное в движение, где-нибудь остановится здесь, а не там? Следовательно, ему необходимо или покоиться, или двигаться до бесконечности». Хотя сам Аристотель считал, что пустота в природе не может существовать, и в другом его труде, «Механика», утверждается: «Движущееся тело останавливается, если сила, его толкающая, прекращает свое действие». Наблюдения показывали, что тело останавливалось при прекращении действия, толкающей его силы. Но здесь не учитывалось противодействие внешних сил. Поэтому Аристотель связывал неизменность скорости движения любого тела неизменностью прилагаемой к нему силы.
Рис.1 Рис. 2
Только через два тысячелетия Галилео Галилей (1564-1642г.г.) (рис.2) смог исправить ошибку Аристотеля. Ученый здесь впервые применил метод логического мышления.
Рис. 3
Проводя свой знаменитый мысленный эксперимент со скатывающейся с наклонной плоскости тележкой (рис. 3), он выяснил, что при движении по горизонтальной плоскости у тела нет причин ускоряться или замедляться, и оно должно находиться в состоянии равномерного движения или покоя. Галилей просто и ясно доказал связь между силой и изменением скорости, а не между силой и самой скоростью, как считал Аристотель и его последователи.
Рис. 4 рис. 5
Формулировку инерции дал Рене Декарт (1596-1650г.) (рис.4) в 1644 году, который считал движение по инерции основным видом движения. И. Ньютон(1642-1727г.) (рис. 5) включил это в свой Первый закон, который называется Законом инерции: «Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние» .
Итак, выходит чтоинерция – этоявление, сохранения скорости тела или состояния покоя при отсутствии действия на него других тел.
1.2. Вред и польза инерции
У каждого явления есть свои положительные и отрицательные стороны. Попробую найти их у инерции.
Положительные:
В хоккее после удара клюшкой по шайбе, она продолжает двигаться по инерции (рис. 7).
Рис.7
Удар ногой по футбольному мячу приводит его в движение (рис. 8).
Рис. 8
Лыжник, спускаясь с горы, ещё некоторое время движется по инерции (рис. 9).
Рис.9
на велосипеде не всегда крутишь педали, набрав нужную скорость, (велосипед продолжает движение по инерции);
помогает спортсмену толкнуть штангу, ядро;
Трудна задача военного летчика, которому поручено сбросить бомбу на определенное место: ему приходится принимать в расчет и скорость самолета, и влияние воздуха на падающее тело и, кроме того, еще скорость ветра. Ведь бомба будет некоторое время по инерции соблюдать прежнюю скорость.
Рис.10
Если ветра нет, сброшенная бомба лежит по кривой АF (рис. 10); при попутном ветре бомбу относит вперед и она движется по кривой АG; при встречном ветре умеренной силы бомба падает по кривой АD, если ветер вверху и внизу одинаков; если же, как часто бывает, ветер внизу имеет направление, противоположное верхнему ветру (наверху – встречный, внизу – попутный), кривая падения изменяет свой вид и принимает форму линии АЕ. Подобный расчет траектории падения с учетом явления инерции производят и при доставке грузов воздушным транспортом в недоступные районы: жителям Крайнего Севера, исследователям-полярникам на дрейфующие льды, жителям районов, отрезанных стихией и др.
шар при игре в боулинг катится тоже по инерции;
инерция используется человеком при ходьбе и прыжках в длину;
насаживание рукоятки топора и молотка (рис.11);
Рис. 11
помогает при колке дров;
встряхивание медицинского термометра, мокрой одежды;
А бывали ли вы в цирке? Цирк всегда приносит людям радость. У кого не захватывает дух, например, когда на большой скорости мотоциклист перелетает через проем на другую часть моста (рис. 12). В зале по окончании такого полета обычно облегченно вздыхают. И немногие знают, что этот трюк возможен только благодаря инерции!
Рис. 12
А какую положительную роль играет она в космонавтике! Ведь после выхода космического корабля (рис.13) на заданную траекторию можно отключить двигатели, а корабль продолжит свое движение в нужном
направлении.
Рис.13
Выбивание пыли из ковра. Когда хлопушка попадает по ковру, то сила удара заставляет часть ковра двигаться в направлении удара. Пыль просто не успевает за ковром.
Выключение стиральной машины не остановит барабан, он продолжит движение по инерции (рис14).
рис.14
хороший шофер благодаря инерции сохраняет литры бензина и др.
Таким образом, я считаю, что инерция-явление полезное.
Одновременно с этим, инерция – наш враг, именно из-за нее гибнут многие тысячи людей в автомобильных и авиационных катастрофах.
Отрицательные:
Из-за инерции транспортное средство не может начинать движение мгновенно, и не может резко тормозить.
Автомобиль после вынужденного, резкого торможения сразу не остановится, а некоторое время ещё проедет тормозной путь (рис. 15, 16). При скорости 15 км/ч тормозной путь будет составлять около1,5 метров, при скорости
60 км/ч тормозной путь будет составлять около 20 метров, при скорости 90 км/ч – 40 метров. Это ещё во многом зависит от дорожного покрытия, погодных условий, состояния колес и от массы транспорта.
Рис. 15 Рис. 16
Поэтому нельзя перебегать дорогу под близко идущим транспортом.
Не следует забывать о ремнях безопасности. Ремни безопасности пристегивают в автомобиле, чтобы они удерживали пассажиров при внезапной остановке автомобиля. Автомобиль и человек, находящийся в нем, движутся с одинаковой скоростью. Однако, когда автомобиль быстро замедляет свой ход (внезапно сбрасывает скорость), пассажир, не привязанный ремнем безопасности к сиденью, продолжает двигаться вперед по инерции с прежней скоростью.
когда обо что-то спотыкаешься, то останавливаются только ноги, а тело продолжает двигаться – падаешь (рис.15);
Рис.15 рис.16
падения в гололед (рис. 16) и др.
Все же положительных сторон у инерции больше, чем отрицательных. И пусть она будет служить нам во благо.
1.3. Инерция в поведении человека
Инерция проявляется, естественно, и в отношениях между людьми. Например, сложившееся впечатление о человеке, или просто, какая-нибудь первоначальная информация, некоторое время остаются неизменными, если не появляется новых веских доводов. Именно это свойство инерции использовал, например, отрицательный герой романа В.Каверина «Два капитана» Ромашов в борьбе против своего конкурента, положительного героя Александра Григорьева. Свою негативную информацию Ромашов сообщал первым. А если, как говорят, уже «облили грязью», то «отмыться» после этого очень трудно.
Можно заметить, что осенью, с наступлением первых холодов, люди некоторое время по инерции все еще по – летнему легко одеты, и, наоборот, в первые теплые весенние дни большинство одето по – зимнему (рис. 17).
Рис. 17 Рис. 18
Известное правило Сократа убеждения собеседника, о том, что если, отвечая на вопросы, ваш собеседник вам два раза «да», то на третий вопрос он также ответит положительно, тоже использует инерцию.
По этой же причине в последнее время начало концерта часто включает в себя, так называемый, «разогрев толпы» (рис.18), после которого зрители продолжают находиться в хорошем настроении. В какой – то степени мы ходим в одни и те же магазины, покупаем одни и те же продукты, ведем свой привычный образ жизни.
Поскольку мысль, как и все, что связано с человеком, представляет собой некий процесс (или движение), то на работу нашего головного мозга, т.е. на наши мысли распространяется, все тот же, первый закон Ньютона.
Так, иногда долгая умственная работа в одном направлении мешает найти оригинальное решение изучаемой проблемы, и в этом случае появляется необходимость избавиться от инртности мышления. Этого можно достичь изменениями, обусловленными какими – нибудь внутренними или внешними причинами.
Причиной внутренних физиологических изменений могут служить эмоциональные перемены, смена умственной или физической деятельности, переход к состоянию отдыха или сна. Например, некоторым ученым удалось преодолеть инертность мышления, и найти решение своих задач именно в состоянии сна. Так великий химик Д.И. Менделееев (1834 – 1907) во сне увидел свою периодическую таблицу элементов (рис.21), а ученому А.Кекуле (1829 – 1896) приснилась первая кольцевая формула бензола, над структурой которого он работал долгое время.
Рис. 19 Рис. 20
Рис. 21
Примером заслуги внешних изменений в победе над инертностью мышления может послужить падение яблока на голову Ньютона (рис.20). Говорят, что именно это событие привело ученого к открытию великого закона о всемирном тяготении, а возможно, и других его законов.
Архимед сделал свое гениальное открытие тоже в нерабочей обстановке, купаясь в своей ванне (рис. 19). Так появился закон гидростатики Архимеда, согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости.
Итак, инерция свойственна всякому телу или веществу, а значит, согласно закону, изменение его состояния движения или покоя невозможно без возникновения действующей силы. Зная, что эти силы для человека могут быть как внешними так и внутренними, необходимо найти соответствующие способы влияния на свою лень, вялость, бездействие, инерцию, косность, вредные привычки, а также – на увеличение своей эффективности, повышение работоспособности и уменьшение утомляемости.
В этом смысле, источником успеха, помимо желания и намерения его добиться, могут быть правильная и обоснованная организация умственного и физического труда, с необходимой периодической сменой деятельности и своевременным отдыхом. Большое влияние также может олазать изменение окружающей обстановки в локальном и глобальном смыслах, начиная от наведения элементарного порядка и перестановки мебели в доме, и заканчивая сменой рода деятельности, работы или даже местожительства.
Глава 2 Материалы и методы исследований
2.1.Анализ произведений художественной литературы
Изучив историю развития знаний об инерции, вред и пользу этого явления, я решил узнать, в каких произведениях художественной литературы встречается проявление данного явления. Я обратился за помощью к нашему учителю литературы и школьному библиотекарю. Совместными усилиями нам удалось отобрать ряд произведений художественной литературы. Вместе с моим научным руководителем, мы проанализировали эти произведения.
2.2. Эксперименты по проявлению явления инерции
Эксперимент - истинный посредник между человеком и природой.
( ) Следуя этому правилу, я решил самостоятельно убедиться на опыте в возможности или невозможности преодоления инерции, проведя серию опытов. Я нашел в интернете ряд интересных экспериментов, смог их провести и теперь могу показать их своим одноклассникам и удивить их.
Глава 3. Результаты исследования
3.1. Инерция в произведениях художественной литературы
У известного английского писателяГерберта Уэллса есть фантастический рассказ о том, как некий конторщик творил чудеса. Весьма недалекий молодой человек Джордж Фотерингей оказался волею судьбы обладателем удивительного дара: стоило ему высказать какое-нибудь пожелание, и оно немедленно же исполнялось. Однажды, Желая продлить ночь, он приказал: «Земля – остановись!» При внезапной остановке Земли по инерции дома, люди, деревья, животные - вообще все, что только не было неразрывно связано с главной массой земного шара, полетело по касательной к его поверхности со скоростью пули. А затем все это вновь падало на Землю, разбиваясь вдребезги…»
Сирано де Бержерак в своей сатирической «Истории государств на Луне» рассказывает об удивительном случае, который произошел с ним. Занимаясь физическими опытами, он однажды непостижимым образом был поднят вместе со своими склянками высоко в воздух. Когда же через несколько часов ему удалось спуститься вновь на землю, то, к изумлению, очутился он уже не в родной Франции и даже не в Европе, а на материке Северной Америки, в Канаде! Свой неожиданный перелет через Атлантический океан французский писатель находит вполне естественным. Он объясняет его тем, что, пока невольный путешественник был отделен от земной поверхности, планета наша продолжала по-прежнему вращаться на восток. Казалось бы, какой дешевый и простой способ путешествовать! Стоит только подняться над Землей и продержаться в воздухе хотя бы несколько минут! Это, однако, не возможно. Поднимаясь в воздух, мы находимся в атмосфере, которая в свою очередь участвует во вращении Земли вокруг оси.
Подобным образом в одном из эпизодов знакомой сказки В. Гаршина «Лягушка - путешественница» (рис. 22): «Лягушка, дрыгая своими всеми четырьмя лапками, быстро падала на землю; но так как утки летели очень быстро, то и она упала не прямо на то место, над которым закричала и где была твердая дорога, а гораздо дальше»
Рис.22
В романе И. Ильфа и Е. Петрова «Золотой теленок» также раскрывается суть явления инерции в следующем эпизоде: «В одиннадцатом часу вечера молочные братья, кренясь под тяжестью двух больших гирь, шли по направлению к конторе по заготовке рогов и копыт. Паниковский нес свою долю обеими руками, выпятив живот и радостно пыхтя
… Здоровяк Балаганов держал гирю на плече. Иногда Паниковский никак не мог повернуть за угол, потому что гиря по инерции продолжала тащить его вперед. Тогда Балаганов свободной рукой поддерживал Паниковского за шиворот и придавая его телу нужное направление».
В повести Н.В. Гоголя «Вечера на хуторе близ Диканьки» также используется яркий пример проявления инерции:
«В другом месте девушки ловили парубка, подставляли ему ноги, и он летел вместе с мешком стремглав на землю».
Инерция в пословицах и поговорках:
Хорошему прыжку хороший разбег нужен (русская)
Земля вертится, и мы с ней вместе (сербская)
Брошенный вверх камень на твою же голову и упадёт (монгольская)
3.2. Результаты экспериментов
Опыт №1.
Нам понадобится: три монеты, стакан
На стол, покрытый скатертью, положить две монеты. На них поставить стакан. Третью монету, меньшую по толщине, положить под стакан посередине. Попробовать достать ее, не пользуясь никакими предметами и не касаясь руками ни монет, ни стакана.
Объяснение : ногтем пальца вызывают движение скатерти рывками в направлении на себя. Скатерть движется вместе с монетой, затем срывается с ногтя и рывком перемещается обратно, а монета вследствие инерции остается. Этот процесс периодически повторяют до тех пор, пока монета не выйдет из-под стакана.
Опыт №2.
Нам понадобится картон и шарик.
Сделать из плотной бумаги желобок, положить в него шарик. Быстро двигать по столу желобок, а затем внезапно его остановить. Шарик по инерции продолжит движение и покатится, выскочив из желобка.
Опыт №3.
Взять монету и положить ее на линейку, лежащую на столе. Если медленно потянуть линейку, монета будет передвигаться вместе с ней. Но если выдернуть линейку, монета из-за своей инертности «не успеет» сдвинуться с места и останется там, где лежала.
Фото автора 7 Фото автора 8
Опыт №4
На скатерть ставится, тарелка или кружка, затем скатерть резко выдергивается, а тарелка остается на месте, и не сдвигается с места.
Опыт №5
Если налить воду в бутылку с широким горлышком, скажем в молочную, и бутылку перевернуть вверх дном, что произойдет? Тут и опыта никакого не надо: вода выльется, и очень быстро!
Ну, а нельзя ли все-таки перевернуть бутылку так, чтобы вода из открытого горлышка не выливалась? Постепенно раскачаю бутылку в сетке и - раз! Бутылка делает полный оборот... второй... третий... десятый... И каждый раз она переворачивается дном вверх, а горлышком книзу. Но ни одна капля воды не выливается!
В приложении к работе я предлагаю еще ряд экспериментов, которые показывают проявлении явления инерции.
Заключение
Анализ примеров проявления инерции в произведениях художественной литературы в макро – и микромире (движение молекулы от столкновения до столкновения), практического применения в военных и мирных целях, спортивных соревнованиях, повседневной действительности приводит к выводам о том, что инерция неотъемлемая часть нашей жизни. Значит, не преодолеть нам инерцию и никуда от неё не деться. Нельзя не подчиняться законам инерции, а нужно их учитывать.
Человек не может изменить законы природы, но он может познать их, а познав использовать в своей повседневной жизни. Природа мстит нам, когда мы действуем наперекор ее законам, но и помогает, когда мы ставим их на службу человеку.
Без преувеличения можно сказать, что закон инерции в нашей жизни (как физической, так и духовной) имеет огромное значение, поэтому было бы полезно научиться осознанно и с максимальной выгодой его использовать.
Используемые материалы
Я.И. Перельман. Занимательная физика. Ч.2 , Тезис Екатеринбург,1994
Интернет-ресуры
http
://
ru
.
wikipedia
.
рис.23
Теперь введи внутрь кольца палку или линейку. Ударь по кольцу в горизонтальном направлении как можно более резко. Кольцо отлетит в сторону, а монета... Останется на месте? Конечно, нет, она свалится в бутылку. И все-таки это инерция: ведь монета не улетела вместе с кольцом. А что упала вниз, тут уж ничего не поделаешь. Монеты не умеют парить в воздухе.
2. Яйцо в стакане
. Достаточно сильным щелчком можно выбить открытку из-под куриного яйца (рис.24). Положи открытку на стакан, до половины налитый водой, а сверху положи колечко от ключей и поставь на него яйцо. Щелчок - и яйцо в стакане!
рис.24
Очень красивый 3. опыт с сухой палкой (рис.25)
.
рис.25
Правда, он не получается сразу и требует некоторой тренировки. Подбери тонкую, сухую палку длиной около одного метра. Склей из бумаги два кольца. Попроси двух товарищей подержать эти кольца на лезвиях столовых ножей, как показано на рисунке. В кольца вложи концы палки. Теперь возьми другую палку потяжелее и ударь ею по середине висящей палки. Не бойся повредить бумажные кольца. Они тем вернее останутся целы, чем сильнее ты ударишь. Ножи не разрежут бумагу, а висящая палка будет сломана. Можно так напрактиковаться, что этот опыт будет удаваться с кольцами не из простой бумаги, а из папиросной и даже с петлями из волоса! Причина все та же - инерция. Висящая палка стремится сохранить состояние покоя. А толчок при достаточно резком ударе не успевает распространиться. Палка переламывается раньше, чем сотрясение дойдет до ее концов.
4. Шарик в банку
. Шарик под банкой, установленной вверх дном на горизонтальной поверхности, должен оказаться на её дне без воздействия на шарик другими предметами (кроме банки), дуновениями и без использования края поверхности (рис.26).
рис.26
Круговыми движениями вожу банку по столу. И резко переворачиваю банку вниз дном – шарик оказывается в банке. Что чем быстрее кручу банку, тем выше поднимается шарик. При перевороте банки шарик выскочить не успевает. Что при вращении банки, шарик, ударяясь о банку, тоже набирает скорость. А при резком перевороте шарик скорость потерять не успевает и продолжает вращаться.
5.Как отличить сырое яйцо от вареного?
Для этого мы должны покрутить их. Вареное яйцо будет вертеться довольно долго, прежде чем окончательно остановится. А вот сырое яйцо остановится почти сразу. Почему? Да потому, что крутое яйцо вращается как одно целое. А у сырого содержимое полужидкое, оно слабо связано со скорлупой. Яйцо, раскручиваясь, приводит во вращение скорлупу. Скорлупа «набирает обороты», но полужидкое содержимое из-за инерции покоя отстает от вращения скорлупы и тормозит яйцо.
У опыта есть интересное продолжение. Пустив крутое яйцо вертеться волчком по тарелке, на мгновение положи на него руку, чтобы остановить. Ты тут же отнимешь руку, но оно уже будет остановлено. Вращение не возобновится. Это ясно и понятно. А вот сырое яйцо ведет себя более загадочно. Если, остановив его, ты отнимешь руку достаточно быстро, то вращение возобновится! В чем здесь дело? Конечно же, в инерции. Ведь содержимое, хоть и отставая и тормозя, всё-таки вращалось. И когда ты остановил скорлупу, вращение содержимого продолжалось по инерции.
Урок на тему «Инерция», 7 класс
Цель урока: Оказать помощь в формировании у учащихся понятия «инерция».
Задачи:
Образовательные: Сформировать понятие инерции, выяснить причины возникновения, рассмотреть примеры инерции
Развивающие: Развивать самостоятельность в приобретении практических умений, способность наблюдать, анализировать и делать выводы через выполнение эксперимента; развивать речь через работу с дополнительной литературой
Воспитательные: Отрабатывать коммуникативные навыки; отстаивать собственную точку зрения, опираясь на собственные знания и исторические источники; повышать уровень культуры общения.
Оборудование: 1) Пёрышкин А.В. «Физика 7»: учеб. для общеообразоват. учреждений. -12 изд, доработ.-М.: Дрофа, 2010 . 2) Для работы в группах: наклонный желоб, деревянный брусок, шарик, штатив, листы бумаги, демонстрационные тележки, песок, детская машинка.
Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.
Вид технологии : технология сотрудничества
Приложение № 4
Пример 1. Представьте себе, что вы едите в автобусе. Автобус тормозит. Куда вы отклонитесь?
Пример 2. Поставьте стакан с водой на лист бумаги, затем лист резко выдерните из-под стакана. Что случилось со стаканом? Объясните наблюдаемое явление
Пример 3. Поставьте стакан, а сверху на него положите плотный лист картона. На картон положите монетку. Резко выбейте картон, пронаблюдайте, что произошло с монетой. Почему монета не стала двигаться вместе с листом картона?
Пример 4. Поставьте на доску 10-12 шашек столбиком одну на другую. Быстрым ударом линейки выбейте нижнюю шашку, не свалив тех, что стояли на ней. Почему это возможно сделать?
Пример 5. Почему в машине нужно пристёгиваться ремнём безопасности?
Это – вторая лекция из цикла, посвященного экспертному анализу движения автомобилей в ДТП. Вспомните, как фигуристка, обладая некоторым количеством вращательного движения, прижимает руки к телу и ее вращение ускоряется, так как ее момент инерции стал меньше, а количество движения неизменно. Для расчета же вращения автомобиля в плоскости необходимо знать его момент инерции относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести. В автомобильных справочниках, как правило, нет величины моментов инерции. Поэтому эксперты не мудрят - если им надо, они рассчитывают момент инерции упрощенно, как для плиты тех же габаритных размеров. Но правильно ли это? Знать ответ на этот вопрос полезно как адвокатам, так и экспертам.
Момент инерции – это физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси. Момент инерции подобен массе тела, которая тоже является мерой его инертности, но в поступательном движении. Момент инерции характеризуется распределением масс в теле. Он равен сумме произведений элементарных масс, составляющих тело, на квадрат их расстояний до оси вращения.
Если массу автомобиля достаточно просто рассчитать, зная массы всех его деталей, или измерить на весах, то произвести расчет момента инерции автомобиля гораздо сложнее из-за сложной геометрической формы его деталей. Поэтому момент инерции автомобиля проще измерить на специальном стенде, работающего по принципу крутильного маятника, как, например, показано на рисунке выше.
Вычисление момента инерции автомобиля
Для простейших вычислений с использованием ньютоновской механики полагается, что масса транспортного средства сосредоточена в его центре тяжести. Это предположение правильно для центральных или для близких к нему ударов, когда линия силы удара проходит через центр тяжести автомобиля или близко к нему. Когда столкновение автомобилей имеют эксцентричный характер, с последующим вращением в результате удара, что является наиболее распространенным случаем ДТП, то простая модель центрального удара является неадекватной, и в таких случаях должно быть учтено распределение массы автомобиля относительно его центра тяжести.Сопротивление объекта вращению прямо зависит от массы объекта и расположения этой массы по отношению к центру вращения, или от его момента инерции. Идеализированное транспортное средство может рассматриваться твердая однородная плита массойm (в килограммах) с длиной a (в метрах) и шириной b (в метрах). Тогда момент инерции этой однородной плиты относительно вертикальной оси, проходящей через ее центр тяжести, находится по формуле (в кг*м 2):
Реальное транспортное средство – это не однородная плита. Оно имеет такие концентрированные массы, как, например, двигатель, трансмиссия, элементы подвески. Поэтому фактический момент инерции автомобиля всегда меньше момента инерции однородной плиты тех же геометрических размеров и массы.
Из специальной литературы известно несколько попыток предложить универсальный способ расчета момента инерции автомобиля в виде соотношения, связывающего массу автомобиля, его геометрические размеры и расположение центра тяжести. Однако все подобные исследования были произведены до 1997 года, и, в связи с изменяющимися стандартами и тенденциями развития автомобилестроения, результаты таких исследований быстро устаревают.
С целью получения актуальной информации из базы данных DSD, входящей в специальную компьютерную программу PC-Crash, была произведена выборка 73 наиболее распространенных в России моделей автомобилей 2009-2014 годов. Выборка производилась произвольно, для каждого производителя в выборку не включались автомобили сходных по габаритам и массе моделей. В таблицах ниже для каждой модели из выборки указаны наименование, масса снаряженного автомобиля, габаритная длина, габаритная ширина, расчетное значение момента инерции по приведенной выше формуле для однородной плиты, фактическое значение момента инерции, превышение расчетного значения момента инерции над фактическим в процентах.
Автомобили особо малого класса «A»
Автомобили малого класса «B»
Автомобили малого среднего класса «С»
Автомобили среднего класса «D»
Автомобили бизнес-класса «E»
Автомобили представительского класса «F»
Как видно из представленной выборки, расчетное значение момента инерции превышает его фактическое от 16% до 34%. Следовательно, можно ожидать, что аппроксимация линейной зависимостью значения фактического момента инерции как функции расчетного значения момента инерции даст приемлемые для использования результаты.
На графике на рисунке ниже ось абсцисс – расчетный момент инерции, ось ординат –фактический момент инерции, точками показаны фактические данные из таблиц выше. Методом наименьших квадратов была получена линейная зависимость фактического значения момента инерции от расчетного значения в виде
которая показана на рисунке ниже в виде сплошной прямой. Пунктиром показаны линии превышения момента инерции на плюс-минус 10%.
Видно, что на графике выше все фактические точки лежат в приемлемой области возможной погрешности значения момента инерции плюс-минус 10%.
Таким образом, с погрешностью не более 10% момент инерции автомобиля относительно вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести, может быть определен по графику выше или рассчитан по формуле
где m
– масса снаряженного автомобиля, a
– длина автомобиля, b
– ширина автомобиля.
Для учета загрузки автомобиля водителем, пассажирами и грузом, согласно теореме Гюйгенса ,для каждого из них можно прибавить к полученной величине момента инерции снаряженного автомобиля значение произведения массы каждого объекта на квадрат расстояния от центра тяжести этого объекта до центра тяжести автомобиля.
