Email: fn@lanat.ru

Адрес: Сергиево-Посадский район МО, пос.Ситники

Вопросы? Звоните!
+7 (499) 34-00-904

с 9:00 до 22:00 без выходных

3 мая. Физика

На уроках физики учащиеся средних классов, которые в основной школе только-только приступили к изучению предмета (а кто-то ещё и не успел) знакомились с тем, как физики проводят научные эксперименты, собирают и анализируют данные. И, хотя ребята только приступили к азам этой серьёзной науки, от современных технологий никуда не деться – мы живём в 21 веке. Поэтому наши эксперименты мы проводили с помощью оборудования фирмы Vernier – мирового лидера в производстве научно-измерительных комплексов.

Наши школьники получили в своё распоряжение LabQuest – по сути, портативный компьютер, умеющий делать очень многое. К нему подключается набор самых разных датчиков, с помощью которых можно измерять различные параметры физических систем и их изменение с течением времени. Чтобы научиться работать с датчиками и делать самый простой анализ, ребята начали работать с датчиком давления. Для начала вспомнили, что такое атмосферное давление, сравнили его с давлением, которое оказывает ученик, сидящий, э-э-э, на столе. Выяснилось, что атмосфера давит в 200 раз сильнее, что и показал прибор в режиме простого измерения. Потом захотелось посоревноваться с атмосферой и попробовать свои силы – сделать максимальной усилие как на выдохе, так и на вдохе. Для чего понадобился другой режим измерения – динамический, в результате которого был построен график давления, создаваемого лёгкими ребят. Конечно, величины оказались у всех свои, победил парнишка, который занимается плаванием. А мы перешли к системе анализа и выяснили, как с помощью LabQuest находить максимальное и минимальное значения величин. Теперь, когда стало понятно, как работает система сбора данных, пришла пора сделать первое маленькое исследование. Для чего мы измеряли, как меняется давление в воздушном шарике во время этого надувания. Для удобства проведения эксперимента сделали всё наоборот – измеряли давление во время сдувания шарика. Разумеется, как настоящие учёные, перед проведением эксперимента сделали гипотезу – как ведёт себя давление воздуха в шарике по мере его надувания. Никто не сомневался, что растёт. И вот – сюрприз: оказалось, что, когда мы надуваем шарик, сперва давление растёт, потом уменьшается, потом опять растёт. И ведь действительно: при надувании шарика первые два-три выдоха самые тяжёлые, потом становится чуть легче – как мы об этом не подумали, когда выдвигали свою гипотезу? Но почему это так? Пока не скажем – ребята просили дать им возможность подумать самим.

Надо идти дальше. Теперь задача – научиться делать более сложный анализ полученных данных. И мы занялись музыкой. Почему разные инструменты, например, пианино и скрипка,  звучат по-разному, даже когда воспроизводят одну и ту же ноту? Давайте возьмём самый простой инструмент – камертон, который может давать только одну ноту – ноту «ля» первой октавы. Руками можно ощутить колебания вилки камертона. Но она колеблется так часто, что мы не можем это увидеть глазами. Записываем этот звук с помощью LabQuest и делаем анализ записи с помощью встроенных функций прибора. Оказывается, вилка камертона колеблется 440 раз в секунду. Теперь воспроизводим ту же ноту с помощью записи различных музыкальных инструментов и видим, что помимо этих 440 раз в секунду есть и более частые колебания, например, в два раза чаще. И эти более частые колебания и придают каждому инструменту его неповторимый «голос» — тембр. Конечно, попробовали и сами воспроизвести несколько нот и увидели, как отличается тембр голоса каждого их нас.

В завершение – эксперимент, который продумаем сами. Нужно как можно быстрее охладить стакан с горячей водой. Как? – Каждый исследователь решает сам. А прибор помогает контролировать ход эксперимента.

Ребята постарше занимались более сложным делом – им предстояло научиться компьютерной обработке эксперимента. Нужно было проанализировать видеозапись падения шарика и посмотреть, как меняется скорость его движения и попытаться определить ускорение свободного падения. Эксперимент, который казался таким простым, как не странно, потребовал усилий, в первую очередь мысленных. Как сделать «видюшку», чтобы её было удобно обрабатывать в компьютерной программе? Как избежать погрешностей? Как выбрать хороший фон для записи и избежать дрожания рук? Но самое сложное оказалось – сделать последующую обработку и анализ. В отличие от ребят помладше, которые пользовались встроенными функциями измерительного комплекса, старшим предстояло найти свой подход к проведению эксперимента и последующей его обработке. И вот озвучен первый результат: ускорение свободного падения в нашем пансионате – 20 метров на секунду в квадрате!!! В чём ошибка? Будем разбираться.

Ну а что последует после? В результате проведённой работы старшеклассники получили в своё распоряжение мощный инструмент обработки быстропротекающих процессов, которым они могут пользоваться при проведении исследований как в нашей школе «Ланат», так и при самостоятельных исследованиях.

Где находится лагерь?