Равновесие тел

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Киришская средняя общеобразовательная школа №8»

Районный фестиваль исследовательских проектов

«Виват, наука!»

Номинация конкурсной работы:

«Я - исследователь»

Тема: Равновесие тел

Автор: Боярин София

4 г класс

Куратор: учитель начальных классов

Есипова Людмила Владимировна

г. Кириши

2016г.

Проект « Равновесие тел»

Проект: «Равновесие тел»

Участник проекта: Боярин София

Куратор проекта: Есипова Людмила Владимировна

Класс: 4 г

Предметная область: окружающий мир

Время работы над проектом: апрель 2015г. – март 2016г.

Проблема проекта: применение знаний, полученных на уроках окружающего мира, в практической деятельности.

Цель проекта: рассмотреть влияние равновесия тел на нашу жизнь.

Задачи:

1. Изучить условия равновесия тел.

2. Познакомиться с видами равновесия.

3. Научиться определять центр тяжести тел произвольной формы.

4. Рассмотреть практическое применение и учет равновесия тел.

Тип проекта: творческий, исследовательский.

Используемые технологии: мультимедиа.

Форма продукта проекта: мультимедийная презентация.

Содержание: Равновесие тела — состояние покоя тела относительно какой-либо системы отсчета, в частном случае — неподвижность тела относительно окружающей его среды.

Исследование: определение центра тяжести тел, определение условий устойчивости тел.

Область применения результата проекта: учебная (окружающий мир), внеклассная работа, основа для дальнейшего исследования физических явлений, встречающихся в нашей жизни.

Результативность: проводимые домашние эксперименты повышают интерес к изучению предмета физики.

Здравствуйте!

Я хочу рассказать вам о равновесии тел. Однажды мне подарили удивительную птицу: она маленьким клювом держалась на кончике пальца и не падала. Папа сказал, что эта птица – игрушка балансир, а не падает она потому, что находиться в состоянии равновесия.

Вот тут-то я и решила исследовать: когда и почему предметы (то есть тела) находятся в равновесии.

Зачем канатоходцу требуется длинный шест?

Почему в быстродвижущемся транспорте легче устоять, имея в руках тяжелые сумки?

Почему столы и стулья имеют по четыре ножки?

Как построить высокое и устойчивое здание?

Каким образом Этьен Фальконе обеспечил равновесие скульптуры « Медный всадник» в Санкт- Петербурге?

На все эти вопросы можно дать ответ, если рассмотреть равновесие тел.

Если я скажу вам: «Сейчас вы сядете на стул так, что не сможете встать, хотя и не будете привязаны», вы примете это, конечно, за шутку.

Хорошо. Сядьте же так, как сидит человек, изображенный на рисунке, т.е. держа туловище отвесно и не пододвигая ног под сиденье стула. А теперь попробуйте встать, не меняя положения ног и не нагибая корпуса вперед.

Рис. 1. В таком положении невозможно подняться со стула.

Что, не удается? Никаким усилием мускулов не удастся вам встать со стула, пока вы не пододвинете ног под сиденье или не подадитесь корпусом вперед.

Чтобы понять, почему это так, нам придется побеседовать немного о равновесии тел вообще и, человеческом, в частности.

Актуальность: вопросы равновесия интересуют строителей, машиностроителей, альпинистов, артистов цирка и многих-многих других.

Мы поражаемся исключительной способности гимнастов сохранять равновесие в самых рискованных положениях. Вспомнить, например, эквилибристов на качающемся тросе. Многие из них делают акробатические трюки, переворачиваясь в воздухе, а потом снова возвращаются на трос, сохраняя при этом равновесие.

Цель проекта: рассмотреть влияние равновесия тел на нашу жизнь.

Задачи:

1. Изучить понятия равновесие тел, центр тяжести тела.

2. Познакомиться с видами равновесия.

3. Рассмотреть практическое применение и учет равновесия тел в жизни человека.

Оказывается, если тело в покое, значит оно находится в состоянии равновесия.

Большинство тел покоится на опорах, в том числе и человек. Стоящий предмет (тело на опоре) не падает, если отвесная линия, проведенная из центра тяжести, не выходит за пределы его основания.

(Вот, например, Пизанская башня, ее историческая ценность как раз в том, что она стоит под наклоном и не падает, потому, что отвесная линия не выходит за пределы ее основания).

А теперь, я расскажу вам о состоянии равновесия, на примере человека.

Человек – это тоже «тело на опоре». Центр тяжести человека расположен в нижней части живота, так как вес ног составляет около половины веса тела. Устойчивость тела зависит от положения центра тяжести и от величины площади опоры: чем ниже центр тяжести и больше площадь опоры, тем тело устойчивее. Расположение центра тяжести тоже очень важно. Человек не падает до тех пор, пока вертикальная линия из центра тяжести проходит через площадь, ограниченную его ступнями.

Морякам на качающейся палубе придает устойчивость походка «в развалку». При такой ходьбе ноги специально ставятся шире, чтобы захватываемая ступнями площадь опоры была как можно больше.

Если встать на одну ногу, то площадь опоры уменьшится, и сохранить равновесие будет труднее.

А еще сложнее удерживать равновесие или, как говорят, балансировать на узком канате или проволоке артистам цирка. Ведь площадь опоры в этом случае очень мала.

Существует три вида равновесия:

Безразличное равновесие – это когда тело само по себе (без воздействия посторонних сил) с места не сдвинется, и расстояние от точки опоры до центра тяжести будет всегда одинаково.

Неустойчивое равновесие – это такое равновесие, при котором если тело вывести из этого равновесия, то назад оно уже не вернется, а упадет или укатится прочь.

Устойчивое равновесие – это такое равновесие, что если из него тело немного отклонить, то оно назад вернется.

Например, знакомая нам с детства игрушка – неваляшка. У неваляшки центр тяжести и точка ее опоры лежат на вертикали, причем расстояние между центром тяжести и точкой опоры всегда наименьшее. А еще я сама сделала игрушки балансиры – балерина и бабочка – у них центр тяжести расположен ниже точки опоры, а это самое устойчивое равновесие.

Опыты:

1.Вилки.

2. Стул.

Практическое применение и учет равновесия

Равновесие - процесс динамический: в любой позе тело человека не остается абсолютно неподвижным. Мы как бы теряем на мгновение равновесие и вновь его восстанавливаем. Бег, ходьба и другие действия, даже стояние на месте требуют постоянных усилий для удержания равновесия тела в нужной позе. Это привычный и незаметный для нас процесс. Но стоит только споткнуться во время ходьбы или бега, как мы совершаем так называемые предохранительные движения: подпрыгиваем, оказывая тем самым сопротивление силе инерции, отклоняем туловище, как бы подводя центр тяжести под точку опоры, падая, подставляем руку и т.д. Приглядитесь в метрополитене к людям, которые входят на эскалатор и сходят с него: для большей устойчивости они движутся, образно выражаясь, "утиной походкой", широко расставив ноги и частыми движениями перенося тяжесть тела с одной ноги на другую.

Другой пример. Чтобы удержать равновесие на месте при внезапной остановке транспорта, пассажир невольно отклоняется в сторону, противоположную направлению движения.

Кому не приходилось наблюдать, как идущий рядом человек, поскользнувшись, неуклюже падает, не сделав даже попытки устоять. А как поступит спортсмен, обладающий достаточно развитым чувством равновесия? Он моментально определит направление и скорость отклонения своего тела, чтобы тут же восстановить его, совершив несколько ловких движений, и тем самым избежит падения.

Чем выше тренированность, тем легче человек приспосабливает свои движения и положение тела к изменяющимся условиям. Оптимальный уровень развития способности к управлению равновесием тела позволяет нам выполнять различные бытовые и производственные движения наиболее чётко и экономно.

Хороший спортсмен никогда не жалуется на головокружение и неприятные ощущения во время катания на аттракционах, качелях, поездок на транспорте. А для физически "отсталых" людей это порой настоящий бич. Нередко им приходится отказываться от путешествий на воздушном или морском транспорте. Объясняется это тем, что недостаточно тренированный вестибулярный аппарат под действием изменяющейся скорости, рывков, покачивания приходит в состояние раздражения: учащается пульс, появляется тошнота, головокружение - ухудшается самочувствие. Слабая вестибулярная устойчивость может быть и врожденной. Однако - и это доказано практикой - в любом случае вестибулярный аппарат поддается тренировке. Разумеется, прежде чем приступать к тренировке, надо обязательно проконсультироваться с врачом, нет ли противопоказаний к занятиям.

Заключение

Груз на спине изменяет положение центра тяжести, и человек находится в неустойчивом положении, поэтому он наклоняется вперед, чтобы вертикаль, проходящая через центр тяжести, прошла через площадь опоры.
Трудно стоять на одной ноге из-за того, что значительно уменьшается площадь опоры. При небольшом отклонении от положения равновесия вертикаль, проходящая через центр тяжести, не будет проходить через площадь опоры и человек окажется в неустойчивом положении.
При ходьбе, когда человек перемещает ногу вперед, несколько вперед смещается также центр тяжести. Чтобы сохранить первоначальное положение центра тяжести, руку отводят назад. Такое чередование положений рук и ног повторяется при каждом шаге. И таких примеров множество!

В данной работе я рассмотрела равновесие тел, виды равновесия, и могу применить результат своего исследования, чтобы ответить на вопрос: каким образом Этьен Фальконе обеспечил равновесие скульптуры « Медный всадник» на Сенатской площади в Санкт-Петербурге.

Мы должны научится держать равновесие так, чтоб не тратить на это много сил, а это возможно, если вы знаете физические законы равновесия.

Удачи и равновесия в жизни!