Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • GIMNAZJUM NR 1 SZAMOTUŁY • ID grupy: 98_19_MF_G1 • Opiekun: IWONA BŁOCH • Kompetencja: • Matematyczno-fizyczna • Temat projektowy: • W WESOŁYM MIASTECZKU • Semestr/rok szkolny: SEMESTR III ROK SZKOL. 2010/2011

3. NASZA PREZENTACJA ZAWIERA: • SKOKI • SIŁA BEZWŁADNOŚCI • SIŁA SPRĘŻYSTOŚCI • DŻWIGNIA A HUŚTAWKA • RUCH PO OKRĘGU • BAŃKI MYDLANE • PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA

4. W wesołym miasteczku

5. Bungie jumping • Bungie jumping to jeden z najbardziej widowiskowych, znanych i popularnych sportów ekstremalnych , który często gromadzi wielu obserwatorów. Polega ona na skakaniu z dużej wysokości, na długiej, elastycznej linie wykonanej zwykle z około tysiąca gumowych włókien. Wpływ na jego rozpowszechnienie ma kilka czynników takich jak: niezbyt wygórowana cena, duża dostępność do tego sportu oraz niewielkie predyspozycje jakie trzeba posiadać do jego uprawiania. Tak naprawdę skakać może każdy człowiek dysponujący odpowiednim poziomem odwagi, bez względu na wysportowanie czy wiek.

7. Gdzie skakać ? • Najczęstszą formą z jaką można się zetknąć są skoki oddawane ze specjalnie w tym celu ustawionego dźwigu. Dźwigi takie można spotkać w miejscach gdzie organizowane są imprezy plenerowe, a często także w miejscowościach turystycznych. Duże skupiska ludzi sprawiają, że znajdzie się więcej śmiałków zainteresowanych skokiem, chcących zaimponować swoją odwagą. Dźwig wynosi skoczka na wysokość ok. 45-90 metrów. • Jednak dla bardziej wytrawnych skoczków dźwig nie jest już jedynym wyzwaniem, dlatego często decydują się na skoki z mostów, wysokich budynków, balonów, skał czy też w jeszcze innych miejscach.

9. Sprzęt do skakania • Lina używana do skoków bungie jest wykonana z ogromnej ilości lateksowych gumek. Wyróżnia się trzy rodzaje gum: • cienka – stosowana przy wadze skoczka 40-65 kg • średnia - stosowana przy wadze skoczka 65-90 kg • gruba - stosowana przy wadze skoczka 90-120 kg • Poza liną do skoków niezbędne jest również zastosowanie odpowiedniej uprzęży: • taśma owijana wokół kostek • na korpus • na biodra • specjalna uprząż na kostki • Czasem stosuje się asekuracyjnie różne rodzaje uprzęży jednocześnie.

11. Historia skoków • Początki skoków są przypisywane mieszkańcom wysp Pentecoast, leżących na wodach Południowego Pacyfiku w archipelagu Nowych Hybryd. Zgodnie z legendą pierwszym skoczkiem była kobieta uciekająca przed swoim mężem, który chciał ją ukarać. Chcąc się schować wspięła się ona na wysokie drzewo, a kiedy mąż ją dojrzał i wspiął się za nią – nie mając innej drogi ucieczki związała nogę będącym w jej zasięgu pnączem i rzuciła się w dół. Wyczyn ten stał się tak popularny, że wkrótce dla młodych mieszkańców wyspy (od tego czasu wyłącznie mężczyzn) skoki takie były swoistym testem odwagi. Wykonywano je corocznie podczas ceremoniału zorganizowanego z okazji żniw. • W 1955 roku, ekipa dziennikarzy „National Geographic”, która podczas pobytu na wyspie była świadkiem tej lokalnej tradycji, opisała ją na łamach swego miesięcznika. Po kilku latach, w 1970 roku, jeden z członków czasopisma kontynuując wizyty na wyspie postanowił sam sprawdzić swoją odwagę i również wykonał skok. Od tego czasu wydarzenia potoczyły się już szybko.

12. Historia Skoków • Artykuł opublikowany na łamach czasopisma sprawił, że zainteresowali się tym tematem członkowie Uniwersytetu Klubu Niebezpiecznych Sportów w Oksfordzie. I to właśnie kilku członków tego klubu zdecydowało się na podjęcie podobnego wyzwania i 1979 roku wykonali słynny skok z 75 metrowej wysokości mostu Clifton w Bristolu. Zadbano o uroczystą oprawę tego skoku – jego bohaterowie byli odziani w smokingi i cylindry. Ten pierwszy poza wyspą Pentecoast skok uznaje się właśnie za początek bungee jumpingu. Kolejnym miejscem skoku okazał się most Golden State w San Francisco. • Te skoki, a także późniejszy słynny skok z wieży Eiffla z 1987 roku, zapoczątkowały wielką modę na tę dyscyplinę zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych, Francji oraz nowej Zelandii. Skoczkowie mieli coraz to nowsze pomysły, tak więc poza mostami popularność zyskiwały także konstruowane w tym celu wieże, specjalne platformy, a nawet balony. Szybko rozwinął się biznes nazywany BungeeAdventure. W 1992 roku oszacowano, że skok oddało już ponad milion Amerykanów, a biznes ten przynosi 40 milionów dolarów obrotu rocznie.

14. Bezpieczeństwo • Bezpieczeństwo to jeden z najważniejszych elementów przy uprawianiu tej dyscypliny. Od samego początku zdarzały się jednak wypadki, które niejednokrotnie kończyły się śmiercią. Spowodowały one, że z czasem zaczęto wprowadzać bardzo rygorystyczne kryteria, które musieli spełniać organizatorzy skoków, a to natomiast przyczyniło się do pewnego wyhamowania w rozwoju tego sportu. Jak udowodniono wypadki bardzo rzadko były spowodowane przez usterki sprzętu, natomiast dużo częściej były wynikiem błędu w obliczeniach. Przeprowadzane po takim wypadku badania wskazywały na niewłaściwe zaczepienie, złe dopasowanie liny do wysokości skoku lub inne sprawy związane z ludzkimi niedopatrzeniami.

16. Siła bezwładności • Bezwładność – właściwość wszystkich ciał materialnych, polegająca na tym, że w inercjalnym układzie odniesienia, jeśli na ciało nie działa siła lub działające siły równoważą się, to porusza się ono ruchem jednostajnym lub pozostaje w spoczynku. Zmiana prędkości ciała wymaga działania siły. Bezwładność ciał postulowana jest przez zasady dynamiki Newtona. Miarą bezwładności ciała jest jego masa, natomiast jej odpowiednikiem w ruchu obrotowym - moment bezwładności.

17. Nieznane są ani źródła jej pochodzenia ani mechanizmy jej powstawania, większość fizyków przyjmuje bezwładność jako cechę materii. • W ramach fizyki podejmowano próby wyjaśniania bezwładności za pomocą mechanizmów postulujących oddziaływanie np. z resztą wszechświata. Autorem takiej koncepcji bezwładności był Ernst Mach. • Mierzalną wielkością związaną z bezwładnością ciał jest ich masa. Dokładna równość tzw. masy bezwładnej (obecnej we wzorze F = m·a) i masy ważkiej (wchodzącej w prawo Newtona grawitacji) została potwierdzona w doświadczeniach LorándaEötvösaz olbrzymią dokładnością. Sugeruje ona istnienie związku pomiędzy oddziaływaniami grawitacyjnymi a bezwładnością, nie został on jednak dotychczas wyjaśniony. Jest on jednak ważnym elementem konstrukcji ogólnej teorii względności Einsteina.

18. Będąc w wesołym miasteczku mogliśmy sprawdzić osobiście działanie różnych sił.

19. Siła sprężystości • Siła sprężystości – siła, która powoduje powrót odkształconego ciała do pierwotnego kształtu lub objętości. Dla małych odkształceń siła sprężystości jest proporcjonalna do odkształcenia, co wyraża prawo Hooke'a, które dla odkształcenia liniowego można przedstawić wzorem: • gdzie • - x – zmiana długości (wydłużenie lub skrócenie) ciała, • k – współczynnik sprężystości sprężyny wyrażany w N/m, • F – siła sprężystości. • Minus we wzorze oznacza, że siła sprężystości ma zwrot przeciwny do zwrotu zmiany długości ciała. Dlatego powoduje jej powrót do pierwotnego kształtu.

20. – Siła sprężystości. • W ogólnym przypadku dowolnej bryły o dowolnej strukturze, siły sprężystości ciała mają bardziej skomplikowany charakter, zarówno przestrzenny, jak i co do kierunku, a zamiast współczynnika sprężystości stosuje się tensor sztywności. Jest to spowodowane tym, że różne siły (np. ściskające, ścinające) i momenty sił (np. skręcające) działające na ciało mogą powodować różne odkształcenia, przy czym nie zawsze kierunek działania siły pokrywa się z kierunkiem odkształcenia

22. Analiza ruchu huśtawki jako dźwigni dwustronnej • Huśtawki łańcuchowe wykonane są z rury 60 x 3 mm, zawiesie z łańcucha ze stali nierdzewnej o grubości 6 mm, zakończonego krętlikami. Zawiesie zamocowane jest na łożyskach ślizgowych, teflonowych, bezobsługowych. Pozostałe elementy wykonane są ze stali nierdzewnej (kwasoodpornej). Siedziska posiadają osobny atest, wykonane są z rdzenia aluminiowego, zalewanego gumą przez co są bardzo wytrzymałe, wygodne i bezpieczne. Całość jest ocynkowana ogniowo i malowana farbą strukturalną, odporną na ścieranie i warunki atmosferyczne.

23. Jakby lat ubyło ??POWRÓT DO CZAS ÓW PRZEDSZKOLA…

24. Ruch po okręgu • Ruch po okręgu, jak sama nazwa wskazuje odbywa się po torze, który jest okręgiem lub jego częścią: np. zakręt drogi. Taki ruch może, ale nie musi odbywać się ze "stałą prędkością." Dlatego też wyróżniamy: • ruch jednostajny po okręgu, • ruch niejednostajny (zmienny) po okręgu. • Ruch po okręgu (jednostajny i zmienny) jest szczególnym przypadkiem ruchu krzywoliniowego, gdyż okrąg jest jednym z wielu typów krzywych.

25. Definicja ruchu jednostajnego po okręgu • Ruch ten określony jest przez: • tor ruchu jest okręgiem, wartość prędkości jest stała. • Uwaga na słowa: "wartość prędkości". Prędkość jest wektorem, czyli oprócz wartości określa ją kierunek i zwrot, a te nie są stałe - jak to widać na rysunku. Obiekt poruszający się po okręgu, zajmując kolejno pozycje: A, B, C, D i wszystkie pośrednie, zmienia kierunek i zwrot prędkości. Kierunek jest zawsze prostopadły do promienia łączącego to położenie ze środkiem toru ruchu. Ten promień nazywa się promieniem wodzącym i został zaznaczony na rysunku. Można także powiedzieć, że wektor prędkości ma zawsze kierunek stycznej do toru ruchu w miejscu, w którym aktualnie znajduje się obiekt. Ta zmiana kierunku prędkości ma swoje konsekwencje i ma swoje przyczyny.

26. Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnym po okręgu, to oznacza, że wypadkowa wszystkich sił, działających na to ciało, stanowi siłę dośrodkową;

27. W wesołym miasteczku zbudowano diabelska pętle o promieniu R=5m. Obliczyć jaka powinna być wysokość H zjeżdżalni dla wózków aby wraz z pasażerami mijały one bezpiecznie najwyższy punkt pętli? Opory ruchu pominąć • Aby ciało mogło bezpiecznie minąć najwyższy punkt pętli to działające w tym punkcie siły musza się przynajmniej równoważyć: • gdzie: • - siła odśrodkowa • - siła grawitacji • stąd znajdujemy prędkość jaką ciało musiałoby mieć, aby nie spadło w tym najwyższym punkcie: • Teraz trzeba się zastanowić z jakiej wysokości ciało musiało zjechać aby w tym krytycznym punkcie miało prędkość V. Skorzystać można z zasady zachowania energii mechanicznej: • stąd: zadanie

28. A OTO KOLEJNE ZADANIE • W wesołym miasteczku drewniany koń karuzeli jest oddalony od osi o 6m. Oś karuzeli w ciągu minuty wykonuje 7 obrotów. Z jaką prędkością w km/h jedzie dziecko na tym koniu? • r = 6m π ≈ 3,14 • Aby obliczyć drogę, korzystamy ze wzoru na obwód koła: • Obw. = 2πr • Podstawiamy: • Obw. = 2×3,14×6 = 37,68m tyle wykona po jednym obrocie. • Mnożymy wynik razy 7 (bo było tyle obrotów): • 37,68*7=263,76m • Aby obliczyć prędkość korzystamy ze wzoru fizycznego: • V=s/t gdzie: s- droga = 263,76m t- czas = 1 minuta = 60 sekund • Podstawiamy: • V=263,76/60=4,396 [m/s] • Wynik mamy podany w [m/s],a chcemy na [km/h]: • 4,396 [m/s] = 15,8256 [km/h] • Odp. Dziecko jedzie z prędkością 15,8256 [km/h].

29. Maszyny proste • Maszyny proste nie zmniejszają pracy , ułatwiają jedynie jej wykonanie . Pozwalają na to, żeby mniejszą siłą działać na dłuższej drodze i wykonać taką samą pracę jak przy działaniu dużą siłą na krótszej drodze. Podstawowymi cechami maszyny prostej są przełożenie siły czyli stosunek obciążenia do siły działającej; przełożenie prędkości i sprawność , czyli stosunek pracy wykonanej przez obciążenie do pracy wykonanej przez siłę działającą. Najbardziej popularnymi maszynami prostymi są : dźwignia jednostronna i dwustronna , równia pochyła, klin , śruba , kołowrót , blok nieruchomy i ruchomy(tzw. krążki nieruchome i ruchome), wielokrążki oraz przekładnia zębata . Maszyny te pozwalają zastąpić dużą siłę znacznie mniejszą , będąc jednak w zgodzie z zasadą zachowania energii regułą równoważenia się sił

30. Bańki mydlane • Bańka mydlana - zazwyczaj sferyczna błona z wody wypełniona powietrzem lub innym gazem. Rola mydła polega na zmniejszeniu napięcia powierzchniowego w wodzie, z której robi się bańki. Samo zmniejszenie napięcia powierzchniowego nie wystarczy do zrobienia bańki mydlanej, rola mydła polega również na stworzeniu cienkiej warstwy na powierzchni wody (z obydwu stron) - dzięki temu otrzymujemy cienką (kilka mikrometrów) trójwarstwową błonę, której konstrukcję utrzymuje zmniejszone napięcie powierzchniowe wody. Z formalnego punktu widzenia błona tworząca bańkę jest liotropowym ciekłym kryształem, podobnie jak błona komórkowa. • Tęczowe barwy bańki mydlanej powstają w wyniku zjawiska iryzacji. • Nazwa pochodzi z mitologii greckiej od imienia bogini Iris - posłanki bogów, będącej personifikacją tęczy.

31. Zabawę mieliśmy niesamowitą

32. HISTORIA MYDLANEJ BAŃKI • Mydło zostało podobno wynalezione przez Sumerów w Zachodniej Azji, czyli grubo ponad 4 tysiące lat temu. Być może podobnego wynalazku dokonali Fenicjanie nad Morzem Śródziemnym, a może tylko szybko zrozumieli jaka to świetna rzecz i zaczęli nim (jak to Fenicjanie) handlować? Nie jest pewne, że wynalazcy mydła w Starożytności chodziło o stworzenie baniek mydlanych. Ale na pewno od tamtych czasów ludzie na całym świecie robili bańki mydlane. Przez wieki udoskonalano receptury mydła, co sprawiało, że i bańki były coraz bardziej kolorowe i trwałe.

33. BAŃKI W NAUCE • Naukowcy zaczęli eksperymentować z bańkami zaledwie 200 lat temu. Matematycy, fizycy, architekci studiowali interakcję pomiędzy wodą i mydłem. Każda bańka mydlana ma unikalny układ kolorów i jest przykładem, jak można osiągnąć maksymalną objętość minimalną ilością materiału. Do dziś przy pomocy baniek mydlanych bada się takie zjawiska jak interferencję fal świetlnych czy napięcie powierzchniowe płynów.

34. Niby nic a cieszy ogromnie

35. PRAWO ODBICIA ŚWIATŁA: • Promień odbity leży w płaszczyźnie padania, przy czym kąt odbicia jest równy kątowi padania. • ZWIERCIADŁA PŁASKIE stosujemy przede wszystkim w domach. Są to najczęściej różnego rodzaju lustra i lusterka. Obrazy w zwierciadłach płaskich różnią się od przedmiotów tym, że strona prawa i lewa zostają zmienione. Obraz zapisanej kartki różni się od niej samej. Podobnie zdarzy się, gdy przed lustrem postawimy przedmiot obracający się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, w zwierciadle płaskim obracać się będzie w przeciwnym kierunku.

36. Obraz w zwierciadle płaskim- prosty nieodwrócony pozorny, identycznych rozmiarów A TO MY I NASZE EKSPERYMENTY

37. Odbicie światła Do doświadczenia będzie nam potrzebna latarka i lusterko. Kierujemy ją na lusterko… …i włączamy latarkę. Strumień światła zostanie odbity od tafli lusterka… …bardzo ciekawe jest, że kąt odbicia światła jest taki sam po obu stronach (w tym przypadku po 40 stopni). Latarka (źródło światła) 40 40 Kąt padania = 40 Kąt odbicia = 40 Tafla lustra Wniosek: Promienie padający i odbity leżą na jednej płaszczyźnie. Kąt odbicia jest zawsze równy kątowi padania.

38. Zjawisko załamania światła Na pewno wiele razy można było obserwować zanurzone w cieczy przedmioty, np. łyżeczkę w szklance herbaty. Wtedy przedmioty (a w naszym przypadku herbata) wydawały się wygięte czy złamane w miejscu zetknięcia się z powierzchnią herbaty. Jest to zjawisko nazywane załamaniem promieni świetlnych. Polega ono na tym, że na granicy dwóch ośrodków (powietrza i wody oraz powietrza i szkła) wiązka światła zmienia swój kierunek. Menu Wartym podkreślenia jest fakt, iż na kąt, z jaki załamuje się promień, ma wpływ materiał, jaki go załamuje. W praktyce oznacza to, że szkło załamuje światło pod innym kątem niż np. woda. Ciekawostka: Prawo załamania zostało odkryte doświadczalnie i sformułowane w XVII wieku przez holenderskiego matematyka, fizyka i astronoma Willebrorda Snella van Royena.

39. Lustra Lustro - gładka powierzchnia odbijająca światło, dzięki czemu powstaje obraz odbity przedmiotów znajdujących się przed lustrem. Obraz powstały w lustrze jest obrazem pozornym i symetrycznym względem płaszczyzny zwierciadła. Oznacza to, że źródło i jego obraz są tej samej wielkości, a ich odległości od zwierciadła są jednakowe. Ciekawostka: Zwierciadłem może być również powierzchnia dielektryka, np. spokojna powierzchnia wody. Współczynnik odbicia światła, który w przypadku metalu jest bliski 100%, w tym wypadku jest mniejszy i zależy od kąta padania. Zwierciadła optyczne charakteryzują się gładką powierzchnią i nierównościami mniejszymi od długości fali świetlnej. W minimalnym stopniu pochłania padające na nią promieniowanie. Warstwa szklana pokryta z jednej strony warstwą odbijającą lub powierzchnia metalu odpowiednio wypolerowana. Zwierciadła optyczne dzielą się na· płaskie - nie zmieniające zbieżności wiązki padającej, służą do zmiany kierunku biegu promieni świetlnych· wklęsłe – skupiające wiązkę padającą, służą do ogniskowania promieni· wypukłe - rozpraszające wiązkę padającą, służą do rozogniskowania promieni

40. A OTO STRONY Z KTÓRYCH KORZYSTALIŚMY: • http://zsgfizyka.republika.pl/zsz/ruch/okrag.html • http://www.walter-fendt.de/ph14pl/carousel_pl.htm • http://www.stkijak.republika.pl/Strony/swiats/odbicie/reflect.htm • http://docs4.chomikuj.pl/171482448,0,1,(fizyka)Prawo-odbicia-i-załamania-światło%3B-odbicie-w-soczewkach.doc

41. DZIĘKUJEMY 