Свободное падение. Невесомость
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия № 10 Кировского района г. Волгограда Жизнь на орбите в условиях невесомости Выполнили: Ученица 9 «А» класса Присячева Софья Ученица 9 «В» класса Кожадей Анна Учитель физики: Марченко Анна Васильевна
2 слайд
Описание слайда:
Сегодня космические корабли не только «бороздят космические просторы но и доставляют на земную орбиту грузы, космонавтов и космических туристов. Более того - продолжительность полёта в космос сегодня составляет длительное время (по 6-7 месяцев) Этим объясняется актуальность темы исследования «Жизнь на орбите в условиях невесомости»
3 слайд
Описание слайда:
Новизна исследования состоит в том, что изучая на уроках явления невесомости, реактивное движение, первую космическую скорость мы не затрагивали проблему: что испытывает космонавт в условиях невесомости, как невесомость влияет на человека и вообще как он живет на орбите в условиях невесомости?
4 слайд
Описание слайда:
Объект исследования - явление невесомости. Предмет исследования – жизнедеятельность на орбите в условиях невесомости. Метод исследования: изучение литературы, публикаций о влиянии невесомости на космонавтов и как организована их жизнь в условиях невесомости, анализ и систематизация материала на этой основе.
5 слайд
Описание слайда:
Познакомиться с тем, как происходит жизнь космонавтов на орбите в условиях невесомости. Цель исследования
6 слайд
Описание слайда:
Дать наглядное представление о невесомости, о механизме ее возникновения. Узнать, как влияет невесомость на жизнь человека на околоземной орбите. Узнать, как организован режим дня космонавта на орбите. Узнать, как в условиях невесомости осуществляются жизненные потребности космонавта. Удовлетворить свой интерес к данному вопросу. Показать практическую значимость данного исследования. Задачи исследования:
7 слайд
Описание слайда:
Глава 1. Вес тела и невесомость Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес. Если тело находится в покое, то вес тела численно равен силе тяжести: Если тело движется с ускорением, направленным вверх, то вес тела увеличивается и тело испытывает перегрузку: Если тело движется с ускорением, направленным вниз, то вес тела уменьшается:
8 слайд
Описание слайда:
Если тело свободно падает на Землю, то есть движется с ускорением a = g, направленным вниз, то Такое состояние называется невесомостью. Оно возникает, например, в кабине космического корабля при его движении по орбите с выключенными реактивными двигателями.
9 слайд
Описание слайда:
Глава 2. Жизнь на орбите в условиях невесомости. Начало космической эры Космическая эра была открыта 4 октября 1957 года. В этот день в нашей стране был запущен первый искусственный спутник Земли. Он представлял собой шар диаметром 58 см, весил 86 кг и был снабжен четырьмя антеннами, работающими от батареек.
10 слайд
Описание слайда:
Животные в космосе Вопрос о том, для чего животных отправляют в космос, вполне ясен: в научно-исследовательских целях. Прежде чем отправить в космос человека, следовало проверить, сможет ли выжить человек после полета. А если выживет, то как отреагирует на это человеческий организм.
11 слайд
Описание слайда:
Животные в космосе Впервые настоящий орбитальный космический полет совершила героическая собака Лайка 3 ноября 1957 года. Она несколько раз облетела Землю на советском корабле «Спутник-2» и погибла в космосе от перегрева и стресса через 5-7 часов после старта. Предполагалось, что она проживет на орбите неделю, хотя возвращение Лайки на Землю не было предусмотрено конструкцией корабля. Полёт Лайки был очень важен для истории освоения космоса! Он подтвердил, что живой организм может пережить запуск на орбиту и невесомость. Так Лайка проложила дорогу в космос людям.
12 слайд
Описание слайда:
Животные в космосе Вслед за Лайкой в космос полетели другие собаки: Белка и Стрелка, Чернушка и Звездочка, Пчелка и Мушка. Все они возвратились на Землю. Так ученые убедились, что живые существа могут жить в невесомости. Путь в космос был открыт.
13 слайд
Описание слайда:
Человек в космосе Первым в мире космонавтом стал наш великий соотечественник Юрий Алексеевич Гагарин. Его полет 12 апреля 1961 года продолжался 108 минут. Так началась эра пилотируемых полетов в космос, связанных с невесомостью.
14 слайд
Описание слайда:
Человек и невесомость Первые разработки вопросов, связанных с влиянием на организм человека невесомости, были проведены К. Э. Циолковским. В трудах этого выдающегося ученого, признанного «отцом космонавтики», выдвигаются предположения о том, что при невесомости изменится двигательная функция, пространственная ориентировка, могут возникнуть иллюзорные ощущения, головокружения, приливы крови к голове. Длительное пребывание в невесомости, по его мнению, может постепенно привести к изменению формы живых организмов, утрате или перестройке некоторых функций и навыков.
15 слайд
Описание слайда:
Сегодня экипажи космонавтов выполняют конкретные задачи ученых, биологов, медиков, делают тысячи снимков земной поверхности и Мирового океана, определяют состояние сельскохозяйственных посевов. Космонавты сообщают о стихийных бедствиях: о пожарах в лесах, о снежных обвалах в горах, о штормах на морях; уточняют прогноз погоды, помогают геологам в поисках природных ископаемых, испытывают новое снаряжение и новые технические системы, проводят многочисленные эксперименты по космическим технологиям. Зачем сегодня люди летают в космос?
16 слайд
Описание слайда:
Предсказания К.Э. Циолковского подтвердают воспоминания космонавтов: Оказавшись в невесомости, у космонавта вся кровь и жидкость приливает в голову. Голова тяжёлая, заложен нос, глаза красные, плохо думается. После длительного полёта в невесомости организм космонавта испытывает резкий переход к большим перегрузкам, которые будут вызваны включением тормозной установки корабля. Длительное пребывание в невесомости - отрицательно сказывается на здоровье космонавта. Влияние невесомости на организм человека так полностью и не разгадано. Командир корабля «Союз-4» В.А.Шаталов после своего первого полета 14-17 января 1969 года так рассказывал о встрече с невесомостью: «Физическое ощущение такое, будто бы кровь все время приливает к голове, как будто ты все время куда-то всплываешь. Теряешь ощущение верха и низа»
17 слайд
Описание слайда:
Как живут космонавты на орбите. Для того чтобы космонавты хорошо чувствовали себя в кабине пилотируемого корабля или на орбитальной станции, необходимо создать им условия, приближенные к земным, несмотря на главное препятствие - невесомость.
18 слайд
Описание слайда:
Режим дня космонавта на орбите: Стандартный день начинается у экипажа в 9 утра по Москве. Далее примерно 1.5 часа отводится на умывание, завтрак, ознакомление с графиком работ на день, медицинские процедуры- исследование крови, мочи… Потом начинается конференция по планированию: Специалисты дают экипажу установки по рабочему дню. В районе 13.30 наступает часовой перерыв на обед. Иногда в первой половине дня планируют физические упражнения. В 9 вечера по Москве проходит конференция с группами управления на Земле, на которой подводятся итоги за день. Так выглядит стандартный день на станции. График иногда меняется. Рабочий день продолжается порядка 10 часов в будние дни и около 5 часов по субботам.
19 слайд
Описание слайда:
Время для отдыха космонавтов. На орбите солнце всходит и заходит каждые 90 минут, поэтому астронавты могут наблюдать явление рассвета аж 16 раз за сутки! Из-за этих причин спать в космосе очень тяжело. Как же спят космонавты в космосе. Все просто – космонавты стараются придерживаться «земного расписания» и отдыхают тогда же, когда спим и мы – во время ночи на Земле. Но, если на Земле мы точно знаем, что кровать стоит на полу, то в невесомости это абсолютно не важно – будь она на стене или потолке. Но человеку все-таки удобнее вести привычный образ жизни.Так называемые кровати, а это в космосе ни что иное, как спальные мешки, крепят к стене, на подобии полок в купе поезда.
20 слайд
Описание слайда:
Космонавты во время сна принимают позу, похожую на эмбрион в утробе матери. Ученые доказали, что это самая удобная поза для сна в условиях с нарушенной гравитацией. Итак, человек собирается спать. Самое главное – зафиксировать свое тело в позе младенца. Ты никогда не задумывался, почему пеленают маленьких детей? Ребенок, находясь в животе у мамы, подобен космонавту в невесомости. И когда он появляется на свет, проходит какое-то время, прежде чем организм привыкнет к жизни на Земле, где действует сила тяжести. Именно поэтому маленьких деток и пеленают, чтобы они сами себя не разбудили, дергая ручками и ножками. Так же происходит и с космонавтами в полете – если не «спеленать» себя надежно, то никогда и не выспишься.
21 слайд
Описание слайда:
22 слайд
Описание слайда:
Подъем и утренние процедуры По утрам, с ленцой направляясь в ванную комнату чистить зубы и умываться, мы даже не задумываемся, как важны для нас эти процедуры. А вот во время орбитальных полетов космонавты мечтают об упругой струе воды из крана, падающей на лицо и шею, думают о том, как приятно набрать ее в ладони. Отсутствие привычного комфорта, привычных, ставших уже потребностью, утренних процедур, как отметили ученые, снижает работоспособность, вызывает неприятные ощущения, может привести к нервному напряжению. Все простые житейские операции, такие, как чистка зубов, бритье, умывание – то есть то, что мы делаем не задумываясь, совершенно машинально, – в космосе не такое простое дело. Они требуют особого внимания и, даже более того, специальной технологии. Ведь все процедуры туалета требуют воды, моющих средств, различных лосьонов и т. д. Но как пользоваться водой в невесомости, если ее не удержать даже в бутылке с узким горлышком? Стоит ее немного пошевелить, как содержимое шариками и дробинками разлетится по кораблю, угрожая вывести из строя аппаратуру.
23 слайд
Описание слайда:
Но умываться все-таки надо. Как же быть? Во время первых полетов космонавты только протирали, освежали открытые участки тела – лицо, шею, кисти рук – с помощью гигиенических салфеток. Так как полеты не были длительными, этого вполне хватало. Появление долговременных орбитальных станций поставило перед конструкторами и врачами-гигиенистами задачу создать для космонавтов жизненные условия, близкие к земным. При умывании космонавты «по-старому» используют гигиенические салфетки. Но теперь их перед употреблением смачивают горячей или холодной водой из системы водоснабжения корабля. Пользуются они и гигиеническими полотенцами, пропитанными особыми моющими составами. А для обтирания после занятий физкультурой – сухими полотенцами. Салфетки и полотенца после использования выбрасываются в контейнеры для отходов – они одноразового пользования. Надо отдать должное химикам и парфюмерам: по отзывам космонавтов, они создали очень хорошие пропитывающие вещества, вполне заменяющие воду и мыло.
24 слайд
Описание слайда:
Для принятия «космического душа» некоторые станции оснащены складной водонепроницаемой кабиной, в которой космонавт поливает себя из специального шланга, а затем растирает воду по телу. Жидкость из кабины вытягивается в герметичную емкость, где подвергается очистке для повторного применения. Так, что, если бы люди жили в космосе, то расход воды для водных процедур был бы меньше в 10 раз, чем на Земле.
25 слайд
Описание слайда:
Космическая душевая кабина представляет собой мощный герметичный прозрачный полиэтиленовый цилиндр. Находясь в такой кабине, необходимо иметь защитные очки и трубку, через которую проникает воздух для дыхания. Вода в кабину под воздействием очень сильного воздушного потока направляется сверху вниз, а снизу засасывается мощным пылесосом. Однако, создать достаточно мощный пылесос для удаления всей жидкости из кабины наука пока не в силах, поэтому, космонавтам для удаления всей воды и мыльного раствора приходится струшиваться, как «Бобику» после купания. В результате, жидкость перемещается на внутренние стенки кабины и удаляется пылесосом. Вода под воздействием потока воздуха снова подается сверху и снова нужно потрястись, а пылесос уберет воду со стен. Вот такая своего рода забава для космонавтов. Хочешь быть чистым – прикинься «Бобиком»!
Cлайд 1
Презентация учителя физики МОУ СОШ № 288 г. Заозерска Мурманской области Бельтюковой Светланы ВикторовныCлайд 2
Вес Вес – это суммарная сила упругости, действующая при наличии силы тяжести на все опоры и подвесы: Р = -(N1 + N2 +…) Является ли вес для каждого тела неизменной величиной, или он способен меняться?
Cлайд 3
В чём различие между силой тяжести и силой упругости? 1.Природа силы тяжести гравитационная, силы упругости – электромагнитная. 2.Сила тяжести приложена к телу, сила упругости – к опоре. 3.Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, сила упругости может менять своё направление. 4. Сила тяжести действует на расстоянии, сила упругости - при непосредственном контакте тел
Cлайд 4
Перегрузка Рассмотрим движение тела вертикально вверх. При этом на него действуют: сила тяжести Fт и сила реакции N опоры. Их равнодействующая направлена вверх. Вес тела приложен к опоре, и по III закону Ньютона равен силе реакции опоры. В результате возникает эффект увеличение веса – перегрузка. Вес тела увеличивается на величину ma. Р = m (g + a) n = a/g - коэффициент перегрузки
Cлайд 5
К силе тяжести приспособились все живые существа на Земле. Под её воздействием протекают все процессы в мире живой и неживой природы. Проникновение человека в космос сопровождает невесомость – состояние, при котором сила тяжести отсутствует.
Cлайд 6
Невесомость на Земле? При движении вертикально вниз на тело также действуют сила тяжести Fт и сила реакции опоры N. Но теперь их равнодействующая направлена вниз. При этом вес тела также равен силе реакции опоры. В результате наблюдается уменьшение веса: Р = m (g – a)
Cлайд 7
Невесомость в космосе Космические станции дают уникальную возможность не только наблюдать, но и проводить различные эксперименты и технологические операции в состоянии невесомости. Это ведёт не только к обнаружению новых физических эффектов, но и к пониманию путей эволюции на Земле.
Cлайд 8
Жидкость в условии невесомости В невесомости не действуют сила тяжести, выталкивающая сила. Поэтому действие капиллярных сил приводит к образованию сферических поверхностей. Однако, управлять такой жидкостью совсем непросто: она подвижна, неустойчива, её трудно собрать, т.к. она не течёт вниз под действием собственного веса. Возможное расположение жидкости и газа, заполняющих сферический сосуд, в невесомости.
Эксперименты на орбите В настоящее время в космосе проводятся различные эксперименты, направленные на изучение жизнедеятельности живых организмов в условиях невесомости, решаются задачи получения химически чистых материалов, идеальных кристаллов, биологически активных веществ, т.е. закладываются основы индустриализации космоса, о которой говорил К.Э.Циолковский.
Рассмотрим один из органов человека - вестибулярный аппарат, позволяющий ему сохранять положение равновесия. Важную роль в вестибулярном аппарате играют кожные рецепторы, расположенные в различных частях тела, в частности в стопах, и чутко реагирующие на мельчайшее изменение давления, когда человек стоит или идет. Если человек споткнулся, рецепторы тотчас посылают сигналы в мозг и человеку удается сохранить равновесие. Но, пожалуй, основную роль здесь играют не рецепторы, а особые органы - отолиты, находящиеся в височной области головы. Отолиты - это два камушка из углекислого кальция, которые плавают в особой камере, внутренняя часть которой усеяна тончайшими волосками - приемниками. В обычных, земных условиях, как только человек наклонится, отолиты сразу же смещаются и давят на волоски с одной стороны камеры. В мозг побежит сигнал, и человек чувствует наклон. Но в космосе наступает невесомость. Отолиты свободно плавают в камере, произвольно касаясь волосков - приемников. От этого могут возникнуть неприятные ощущения.
Презентация по физике на тему: «Вес тела и сила тяжести» Ученика 7 класса ГБОУ СОШ № 1465 Перец Егора Учитель физики Л.Ю. Круглова Москва, 2014 год
N - c ила реакции опоры P - в ес тела F - сила тяжести m - масса тела - ускорение свободного падения N F т P
Вес тела (P) –сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. F т P Вес и сила тяжести. Вес тела, покоящегося на горизонтальной поверхности, численно равен силе тяжести, но эти силы приложены к разным телам. Если тело неподвижно висит на подвесе, то роль силы реакции опоры играет сила упругости подвеса.
Силу тяжести, с которой тела притягиваются к Земле, следует отличать от веса тела. Если тело находится на горизонтальной поверхности, на него действует сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила упругости, с которой опора действует на тело. Силу упругости часто называют силой нормального давления или силой реакции опоры и обозначают. Эти силы уравновешивают друг друга. По третьему закону Ньютона тело тоже действует на опору с равной по модулю силой – силой реакции опоры, направленной в противоположную сторону. Эта сила и называется весом тела.
Третий закон Ньютона F упр. P Тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и направленными противоположно.
Состояние тела, при котором его вес равен нулю, называется невесомостью. Невесомость означает отсутствие веса, а не массы. Масса тела, находящегося в состоянии невесомости, остается такой же, какой и была. В состоянии невесомости все тела и их отдельные части перестают давить друг на друга. Космонавт при этом перестает ощущать собственную тяжесть; предмет, выпущенный из его пальцев, никуда не падает; маятник замирает в отклоненном положении; исчезает различие между полом и потолком. Все эти явления объясняются тем, что гравитационное поле сообщают всем телам одно и то же ускорение. Невесомость
Невесомость в условиях орбитального полёта играет роль раздражителя, действующего на организм человека. Она оказывает существенное влияние на многие функции: слабеют мышцы и кости. Однако все эти изменения, вызванные невесомостью, обратимы. В состоянии невесомости может находиться не только космонавт в орбитальной космической станции, но и любое свободно падающее тело (без вращения) тело. Чтобы испытать это состояние, достаточно совершить простой прыжок: между моментом отрыва от Земли и моментом приземления вы будете невесомы!
Теория близкодействия Тяготение обусловлено существованием гравитационных полей, действия которых распространяются с конечной скоростью (со скоростью света в вакууме). С гравитационными полями связаны геометрические свойства пространства и течение времени: в местах Вселенной, где имеются большие скопления массивных тел, то есть где сильные гравитационные поля, геометрия пространства отклоняется от Евклидовой (пространство «искривляется») и изменяется течение времени (замедляется ход часов).
Перегрузка Состояние тела, при котором его вес превышает силу тяжести, называют перегрузкой. При перегрузке не только всё тело начинает давить сильнее на опору, но и отдельные части этого тела начинают сильнее давить друг на друга. У человека в состоянии перегрузки затрудняется дыхание, ухудшается сердечная деятельность, происходит перераспределение крови, её прилив или отлив в голове и т. д. P = m (a + g)
Сколько весит тело, когда оно падает? Для ответа на этот вопрос проделайте следующий опыт. К крючку динамометра подвесьте гирю. Вы увидите, что пружина растянется, указатель опустится и остановится возле какого – то деления шкалы, показывая вес тела. Теперь динамометр с гирей выпустите из рук, т.е. дайте ему возможность свободно падать (чтобы не испортить прибор, роняйте его на мягкую подставку). Обратите внимание, где находится указатель динамометра во время падения. Оказывается, что во время падения он находится на нулевой отметке.
