'

Решение задач механики повышенной сложности: численное моделирование и лабораторный эксперимент

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Решение задач механики повышенной сложности: численное моделирование и лабораторный эксперимент С. Б. Рыжиков доцент физического факультета МГУ, директор Вечерней физической школы Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова Физический факультет


Слайд 1

Образовательные ресурсы Лекция "Мир бесконечного движения", (из цикла лекций с демонстрацией физических экспериментов) 31 октября, 17-30, физический ф-т, читает С.Б. Рыжиков Вечерняя физическая школа (8-9 классы) [бесплатная] Запись на лекции 31 октября. Образовательный сайт Московского института открытого образования. http://phys.olymp.mioo.ru


Слайд 2

Рекомендуемая литература Я.И. Перельман "Занимательная физика" в 2-х томах (первое издание - 1913 г.), "Занимательная механика", "Занимательные задачи и опыты"... (книги выложены на сайте http://www.mccme.ru) Детская энциклопедия "Аванта+", тома "Физика", "Техника" А.Ю. Грязнов, С.Б. Рыжиков, мультимедийный учебник "Физика 7-9", часть 2, изд. "Просвещение"


Слайд 3

Галилео Галилей (1564-1642)


Слайд 4

Опыт Галилея "Но я, синьор Симпличио, не производивший никаких опытов, уверяю вас, что пушечное ядро весом в сто, двести и более фунтов не опередит и на одну пядь мушкетной пули весом меньше полуфунта при падении на землю с высоты двухсот локтей" 1638 г. "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению"


Слайд 5

Движение вдоль прямой Пусть машина едет по прямой дороге, мы смотрим на спидометр и нам известна скорость машины в любой момент времени: Задача: найти положение машины в любой момент времени Разобьем время движения на интервалы ?t:


Слайд 6

Графическое описание движения


Слайд 7

II закон Ньютона F = ma, где


Слайд 8

Составление алгоритма Excel Шаг 1. Занесем в столбцы: A – время t; B – координата y; C – скорость ?; D – ускорение a. Занесем в ячейки E2–G2 параметры: E2 – интервал времени ?t: 0,001; F2 – отношение коэффициента трения к массе b/m: 0; G2 – ускорение свободного падения g: 9,815;


Слайд 9

Шаг 2. Занесем в ячейки A2–C2 начальные значения: A2 – начало отчета по времени: 0; B2 – начальная координата y(0): 10; C2 – начальная скорость ?(0): 0. Составление алгоритма Excel Шаг 3. Занесем в ячейки формулы: (формулы начинаются со знака "=")


Слайд 10

Формулы Excel  


Слайд 11

Таблица Excel


Слайд 12

Падение без сопротивления воздуха  


Слайд 13

Сопротивление воздуха ? = Cx S ? / 2 Сx шара – 0,4 Площадь круга Объем шара Плотность воздуха ? – 1,3 кг/м3


Слайд 14

Параметры ядра и пули Плотность железа – 7,9?103 кг/м3. Радиус 100 фунтового ядра (45 кг) – 11 см. ?=Cx S ? /2= 0,5?3,14?(0,11)2?1,3/2 = 12?10-3 кг/м. ?/m (ядра)=0,27?10-3 м-1. Радиус полуфунтовой пули – 19 мм. ? = Cx S ?/2 = 0,5?3,14?(0,019)2?1,3/2 = 0,37?10-3 кг/м, ?/m (пули) = 1,64?10-3 м-1.


Слайд 15

Опыт Галилея Ядро будет падать 3,356 с, а пуля – 3,398 с. В отсутствие воздуха оба тела падали бы 3,348 с. Скорость ядра в момент удара 32,6 м/с (при отсутствии воздуха скорость была бы 32,9  м/с), пуля к этому времени разгоняется только до 31,1 м/с (скорость пули в момент падения – 31,4  м/с) и находится над землей на высоте 1,3 метра


Слайд 16

Опыт Галилея с падением двух тел «...я считал бы бесспорным, что если одним ядром выстрелить <горизонтально> из пушки, а другому дать упасть с той же высоты отвесно вниз, то оба они достигнут земли в одно и то же мгновение, хотя первое пройдет расстояние, быть может, в десять тысяч локтей, а второе – только в сто...». 1632 г. – Диалог о двух главнейших системах мира – Птоломеевой и Коперниковой


Слайд 17

Баллистические траектории A – время t, B – координата x, C – скорость ?x, D – координата y, E – скорость ?y, F – полная скорость ?, G – ускорение ax, H – ускорение ay. Начальные условия : I2 – интервал времени ?t: 0,001; J2 – отношение ?/m: 0,1; K2 – ускорение свободного падения g: 9,815; A2 – начало отчета времени: 0; B2 – начальная координата x(0): 0; C2 – начальная проекция скорости ?x(0): 10; D2 – начальная координата y(0): 0; E2 – начальная проекция скорости ?y(0): 10.


Слайд 18

Баллистические траектории    


Слайд 19

Баллистические траектории


Слайд 20

Зависимость дальности полета от угла броска


Слайд 21

Оптимальный угол броска    


Слайд 22

Баллистические траектории


Слайд 23

31 октября 2008 года 17-30 Лекция С.Б. Рыжикова на физическом факультете МГУ sbr@rambler.ru Вечерняя физическая школа (8-9 классы) [бесплатная] Запись на лекции 31 октября Образовательный сайт Московского института открытого образования http://phys.olymp.mioo.ru


×

HTML:





Ссылка: