Дослідницька робота "Вимірювання середньої швидкості руху"

У межах науково-дослідницької роботи з математики на тему "Вимірювання середньої швидкості руху" учениця 7 класу школи провела аналіз літератури з даного питання, який показав, як вимірювати швидкість різних об'єктів. Детально учениця вивчила швидкість руху у природі і техніці, з'ясувала у роботі, яким чином людина може збільшити власну швидкість.

Докладніше про роботу:

У представленому дослідницькому проєкті з математики "Вимірювання середньої швидкості руху" учениця 7 класу розглянула поняття "швидкість", визначила, якою одиницею в міжнародній системі одиниць відзначається швидкість, з'ясувала формули у роботі, за допомогою яких можна визначати швидкість різних об'єктів.

Під час проведення дослідницької роботи (проєкту) з математики на тему "Вимірювання середньої швидкості руху" учениця 7 класу школи провела вимірювання довжини кроку і вимірювання середньої швидкості транспорту та деяких тварин, дала визначення основним поняттям швидкості, середньої швидкості.

Зміст

1. Теоретичні відомості.
2. Вимірювання довжини кроку.
3. Вимірювання середньої швидкості.
4. Швидкості руху у природі і техніці.
Висновки
Використані джерела

У Всесвіті усе може перебувати у спокої чи рухатися. Рух – це зміна положення у часі відносно чогось. Як швидко відбувається ця зміна показує швидкість.

Швидкість – це фізична величина, що показує, який шлях проходить тіло за одиницю часу. Причому вона має не тільки числове значення, а й напрям.

Одиницею швидкості в Міжнародній системі одиниць (коротко СІ) є один метр за секунду (1 м/с). 1 м/с – це швидкість руху тіла, під час якого воно за 1с проходить шлях 1м.
Застосовують ще й такі одиниці швидкості руху тіла:
1 м/с = 0,001 км/с; 1 км/с = 1000 м/с; 1 км/год =1000 м/3600 с = 0,28 м/с;
1 м/с = 3,6 км/год.

Розрізняють швидкість рівномірного та нерівномірного руху:

• при рівномірному русі швидкість руху тіла є величиною однаковою, тобто не змінюється від точки до точки;
• при нерівномірному русі за будь-які однакові проміжки часу тіло проходить неоднаковий шлях. Саме при такому русі визначають середню швидкість.

Середня швидкість руху тіла — це фізична величина, що дорівнює відношенню всього шляху, який подолало тіло, до інтервалу часу, за який цей шлях подолано.
ϑ_c=l/t

Для того щоб я міг визначити з якою швидкістю я іду до школи, мені треба виміряти відстань і час. Час я можу виміряти за допомогою годинника, а відстань - кроками. Для визначення довжини кроку з найменшою похибкою, я можу застосувати метод рядів.

Метод рядів – це метод, який застосовують для визначення розмірів малих тіл (менших за ціну поділки вимірювальних приладів).
Щоб визначити розмір – d0 потрібно:

• розмістити тіла в ряд, виміряти довжину ряду (L);
• порахувати кількість тіл (частинок) у ньому (N);
• обчислити розмір тіла (частинки) за формулою d0 = L/N

Для вимірювання довжини свого кроку я скористаюся методом рядів.
Для цього мені потрібно зробити 10 кроків і виміряти довжину пройденого шляху. Потім цю величину поділити на кількість пройдених мною кроків.

Результати дослідження

Розв’язання

Відповідь: S=0,6м.

Висновок: Скориставшись методом рядів, я визначив довжину свого кроку, яка дорівнює 0,6м.

Мій шлях до школи L складається з трьох частин шляху:
L_1 - від дому до автобусної зупинки с. Коболчин.
L_2 - від автобусної зупинки с. Коболчин до автобусної зупинки м. Сокиряни.
L_3 - від автобусної зупинки м. Сокиряни до школи.

Першу і третю частини шляху я виміряв своїми кроками, застосовуючи годинник для виміру часу. А другу частину шляху я виміряв спідометром, проїхавши цей шлях на автомобілі.

Результати досліджень

Розв’язання
ϑ_с=?
L_1 = 700м
L_2 = 7км = 7000м
L_3 = 500м
t_1 = 5хв = 300с
t_2 = 15хв = 900с
t_3 = 4хв = 240с
ϑ_с=l/t,

(L=L)_1+L_2+L_3,
(t=t)_1+t_2+t_3,
ϑ_с=(L_1+L_2+L_3)/(t_1+t_2+t_3 ), ϑ_с=(700м+7000м+500м)/(300с+900с+240с)=5,7м/с

Відповідь: ϑ_с=5,7м/с.

Висновок: дослідивши мій шлях до школи, я розрахував свою середню швидкість, яка дорівнює 5,7 м/с. Важливо відзначити, що в загальному випадку середня швидкість не дорівнює середньому значенню від середніх швидкостей на окремих ділянках шляху.

Швидкісь руху тварин.

Гепард - найшвидша наземна тварина на планеті. За 2 секунди він розганяється до 75 км/год. Швидкість складає 110-115 км/год.

Серед птахів найшвидше летить сапсан. Цей хижий птах розміром з сіру ворону, здатен розвинути швидкість понад 320 км/год!

Антилопа Гну розвиває швидкість до 80 км/год; лев – 80 км/год; американський верховий кінь – 76 км/год; сіра лисиця – 67 км/год; зебра, страус – 64 км/год; кролик – 56 км/год; жирафа, північний олень – 51 км/год; кіт, кенгуру – 48 км/год; слон – 40 км/год; білка – 19 км/год; свиня – 18 км/год; курка – 15 км/год; миша – 13 км/год.

Найповільнішими тваринами планети вважаються гігантська черепаха (0,28 км/год), лінивець (0,25 км/год).

Рекордсменом повільності став равлик (0,05 км/год)!

Швидкість руху транспортних засобів.
Прикладом машини є звичайний велосипед. На ньому велосипедист може їхати зі швидкістю 12км/год, що у три рази більша, ніж коли він пішохід.

Автомобіль “Bugati Chiron” – найшвидший автомобіль у світі, який розвиває швидкість: 445км/год.

Потяг KTX 2 розвиває швидкість: 352 км
Сучасні літаки можуть летіти зі швидкістю понад 900 км/год.

Рекорд швидкості космічного апарата 240 тисяч км/год був встановлений американсько-німецьким сонячним зондом «Геліос» в 1976 році, який служить для транспортування дослідної техніки.

Після детального ознайомлення про поняття швидкості, скориставшись методом рядів, я визначив довжину свого кроку, яка дорівнює 0,6м та дослідив мій шлях до школи, розрахував свою середню швидкість, яка дорівнює 5,7м/с. Важливо відзначити, що в загальному випадку середня швидкість не дорівнює середньому значенню від середніх швидкостей на окремих ділянках шляху.

Порівнявши свою швидкість зі швидкістю тварин, я зрозумів, що я рухаюсь набагато швидше за повільних тварин, але я ніколи не зможу наздогнати більшість швидких тварин. Швидкість буває різною. Проте, серед тварин жодна не може досягнути рівня деяких машин. Навіть хижий сапсан ніколи не пережене у польоті, наприклад, космічний апарат.

Таким чином, моя дослідницька робота в рамках проєкту "Вимірювання середньої швидкості руху" в 7 класі показала, що, найбільшої швидкості може набути людина, скориставшись досягненнями науки і техніки, а саме, швидким транспортом. Саме тому і я, щоб подолати найдовшу свою ділянку шляху користуюся автобусом. Якщо б не було у мене такої можливості, то моя середня швидкість була би набагато менша, а часу на дорогу до школи я витрачав би набагато більше.

Добре що у нас в Громаді діє проект «Шкільний автобус».

1. Фізика: Підручник 7 клас/ Бар’яхтар В. Г., Довгий С. О., Божинова Ф. Я.: Харьків: Ранок, 2015.268с
2. Географія: підруч. Для 7-го класу/В.М.Бойко, С.В.Міхелі. – Харків: Синиця, 2016. 288с.