Главная / Старшие классы / Физика

Компьютерное моделирование на уроках физики

Скачать
121 КБ, 503180.doc Автор: Назарян Ерванд Минасович, 21 Мар 2015

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10 ст.Советская Новокубанского района

Научно-практическая конференция

«Эврика»

Малой академии наук Кубани

Научный - исследовательский проект на тему:

Выполнил: Лебедев Владислав Александрович

Ученик 10 «А» класса

МОУСОШ №10

Руководитель: Назарян Ерванд Минасович

Учитель физики МОУСОШ №10

2009г

Падение астероида и его последствия

Лебедев Владислав Александрович

Россия, Краснодарский край, Новокубанский район, ст. Советская, муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10, 10 класс

Аннотация

Как много мы знаем о нашей планете Земля. Нам очень трудно представить всю её масштабность и сложность. В своей работе я постарался создать ситуацию падения астероидов разной массы на Землю и их возможные последствия. Данную модель можно применять как методический материал. Особенно модель необходима на уроках: физики, астрономии, географии и т.д. Модель приближена реальной и очень понравится учителям и детям.

Оглавление

- Введение 1-2

- Основная часть 3-8

- Заключение 9

- Литература 10

- Приложение 11-14

Объемная модель Солнечной системы

Лебедев Владислав Александрович

Россия, Краснодарский край, Новокубанский район, ст. Советская, муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10, 10 класс

Введение

Первое открытие, которое нужно совершить, это то, что существуют

вещи, которые стоит открывать.

Анатоль Франс

В своей работе я попытался сделать объемную модель падение астероида на Землю и его последствия применяя для эго программу «3D MAX» (см. Приложение I). Моя модель «многоразового» использования, которая не исчерпывается несколькими минутами внимательного просмотра. Особенное место уделяется выразительному, современному, четкому графическому исполнению и логичности изображения. Я хотел реализовать модель с большим количеством деталей и логических связей, которую интересно разглядывать. Модель выполняется, с одной стороны, как интересная для подростков познавательная, насыщенная объектами, а с другой - как вспомогательное учебное пособие, которое можно использовать на уроках физики, астрономии, географии, природоведения, математики и т.д.

Мною смоделированы 3 случая падения астероида на Землю. В зависимости от массы падающего объекта я сделал 3 различных этапа падения и последствий после столкновения астероида с нашей планетой.

Модель адресована подросткам и взрослым, всем кто хоть раз посмотрев на небо, задал себе вопрос: «А где я живу? Что такое космос?». Освоение космоса уже началось, и покорять космос придется тем, кто сейчас еще учится в школе. А освоение космоса лучше всего начать с нашей планеты…

Моя модель должна объединить разные области знаний, показывая их взаимосвязь. В работу хотелось бы вложить глубокую научную, мировоззренческую идею, о которой ребята должны будут догадаться, которая станет их собственным маленьким открытием – открытием принципа лежащего над научным знанием, т.е. метанаучное знание.

Падение астероида и его последствия

Лебедев Владислав Александрович

Россия, Краснодарский край, Новокубанский район, ст.Советская, муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10, 10 класс

Основная часть

Цель исследования

Изучить влияние небесных тел друг на друга и в частности на планету Земля.

Смоделировать 3 варианта падения астероидов на Землю и их последствие и применить ее в учебном процессе.

Методы исследования:

1. Изучить строение планеты Земля.

2.Рассмотреть соотношение скоростей и размеров астероидов, столкнувшихся с нашей планетой.

Падение астероидов и их последствия

Уже давно палеонтологи обнаружили, что на границе мелового и третичного периодов (около 65 млн.лет назад) произошло массовое вымирание динозавров, до того бывших безраздельными хозяевами на суше и на море. Вместе с ними тогда же вымерли и много других видов животных. Причину столь резкого и быстрого вымирания рептилий и других существ усматривали в каком-то катастрофическом явлении.

Падение Тунгусского метеорита имело не только локальное, но и глобальные последствия. Важнейшим из них было нарушение слоя озона, далее идут легкое помутнение атмосферы, образование окислов азота, световые аномалии и некоторое другие. Возникает вопрос: как часто на Землю могут падать тела такого масштаба? Соответствующие подсчеты провел Э.Эпик, получивший такой ответ: в среднем один раз в 20000 лет.

Но если тела, подобные по размерам Тунгусскому, могут падать на землю раз в 20000 лет, то через гораздо большие промежутки времени на нее могут падать еще более крупные тела – небольшие астероиды и ядра комет, размеры которых измеряются километрами. По подсчетам Эпика, увеличению массы тела в 10 раз соответствует увеличение интервала между столкновением с землей в 5-6 раз.

Тела диаметром около 2 км и массой около 1010т должны столкнуться с землей раз в 15 млн.лет, 10-километровые (массой свыше 1012т) – раз в 350млн.лет.

В результате практически мгновенного торможения при ударе вся кинетическая энергия переходит в тепло и происходит взрыв. Давление горячих газов, равное по всем направлениям, из-за различного сопротивления среды приведет к уплотнению пород под местом взрыва, к сжатию и раздвижению пород в боковых направлениях, сопровождаемому выбросами материи, к сильному дроблению и разрушению вещества верхних слоев и к выбросу его на большие расстояния и, наконец, к образованию блюдцеобразной выемки, т.е. кратера.

Даже при минимальной скорости в 11 км/с каждый грамм астероидного вещества несет кинетическую энергию порядка 6*1011эрг (около 60 кДж). Ее вполне достаточно, чтобы не только расплавить все астероидное вещество, но и разрушить межмолекулярные связи.

В истории Земли было не одно массовое вымирание организмов, а несколько. За последние 250млн.лет их было девять, с интервалом от 17 до 53 млн.лет, в среднем около 30млн.лет однако вероятность случайного столкновения с астероидом или ядром кометы намного меньше (одно столкновение раз в 250 млн.лет). Значит, была какая-то причина, усиливающая эту вероятность.

Согласно одной из гипотез, у Солнца есть невидимых спутник, звезда – белый карлик, обращающийся вокруг него по очень вытянутой траектории с периодом 26-28 млн. лет. В перигелии орбиты эта звезда (ее условно называют Немезида) возмущает однако комет Оорта, окружающее Солнечную систему на расстоянии около 40000 а.е. (6*1012км), и кометы этого облака могут устремиться в центральные части Солнечной системы, так что вероятность попадания их на землю резко увеличивается. Сейчас Немезида должна находиться афелия своей орбиты, и обнаружить ее не небе очень трудно.

Строение Солнечной системы

Современная наука располагает богатым материалом о физико-химической основе жизни, о путях, которые могли несколько миллиардов лет привести к возникновению примитивных организмов. В Солнечную систему входит Солнце, 9 больших планет вместе с их 34 спутниками, более 100 тысяч малых планет (астероидов) , порядка 10 в 11 степени комет, а также бесчисленное количество мелких, так называемых метеорных тел (поперечником от 100 метров до ничтожно малых пылинок) . Центральное положение в Солнечной системе занимает Солнце (см.Приложение II). Его масса приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел, входящих в систему. Гравитационное притяжение солнца является главной силой, определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца до самой далекой от него псевдопланеты - Плутон 39,5 а. е., т.е. 6 миллиардов километров, что очень мало по сравнению с расстояниями до ближайших звёзд.

Только некоторые кометы удаляются от Солнца на 100 тысяч а. е. и подвергаются воздействию притяжения звезд. Двигаясь в Галактике, Солнечная система время от времени пролетает сквозь межзвездные газопылевые облака. Вследствие крайней разреженности вещества этих облаков погружение Солнечной системы в облако может проявиться только при небольшом поглощении и рассеянии солнечных лучей. Проявления этого эффекта в прошлой истории Земли пока не установлены. Все большие планеты - Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун и Плутон обращаются вокруг солнца в одном направлении (в направлении осевого вращения самого Солнца), по почти круговым орбитам, мало наклоненным друг к другу (и к солнечному экватору) . Плоскость земной орбиты - эклиптика принимается за основную плоскость при отсчёте наклонений орбит планет и других тел, обращающихся вокруг Солнца. Расстояния от планет до Солнца образуют закономерную последовательность - промежутки между соседними орбитами возрастают с удалением от Солнца. Эти закономерности движения планет в сочетании с делением их на две группы по физическим свойствам указывают на то, что Солнечная система не является случайным собранием космических тел, а возникла в едином процессе. Благодаря почти круговой форме планетных орбит и большим промежуткам между ними исключена возможность тесных сближений между планетами, при которых они могли бы существенно изменять своё движение в результате взаимных притяжений. Это обеспечивает длительное существование планетной системы. Планеты вращаются так же вокруг своей оси, причём почти у всех планет, кроме Венеры и Урана, вращение происходит в том же направлении, что и их обращение вокруг Солнца. Чрезвычайно медленное вращение Венеры происходит в обратном направлении, а Уран вращается как бы лежа на боку. Большинство спутников обращаются вокруг своих планет в том же направлении, в котором происходит осевое вращение планеты. Орбиты таких спутников обычно круговые и лежат вблизи плоскости экватора планеты, образуя уменьшенное подобие планетной системы. Таковы, например, система спутников Урана и система галилеевских спутников Юпитера. Обратными движениями обладают спутники, расположенные далеко от планеты. Сатурн, Юпитер и Уран кроме отдельных спутников заметных размеров имеют множество мелких спутников, как бы сливающихся в сплошные кольца. Эти спутники движутся по орбитам, настолько близко расположенным к планете, что её приливная сила не позволяет им объединиться в единое тело. Подавляющее большинство орбит ныне известных малых планет располагается в промежутке между орбитами Марса и Юпитера. Все малые планеты обращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и большие планеты, но их орбиты, как правило, вытянуты и наклонены к плоскости эклиптики.

Кометы движутся в основном по орбитам, близким к параболическим. Некоторые кометы обладают вытянутыми орбитами сравнительно небольших размеров - в десятки и сотни а. е. У этих комет, называемых периодическими, преобладают прямые движения, т.е. движения в направлении обращения планет.

Планеты делятся на две группы, отличающиеся по массе, химическому составу (это проявляется в различиях их плотности), скорости вращения и количеству спутников. Четыре планеты, ближайшие к Солнцу, планеты Земной группы, невелики, состоят из плотного каменистого вещества и металлов. Планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - гораздо массивнее, состоят в основном из лёгких веществ и поэтому, несмотря на огромное давление в их недрах, имеют малую плотность (см.Приложение IV). У Юпитера и Сатурна главную долю их массы составляют водород и гелий. В них содержится так же до 20% каменистых веществ и легких соединений кислорода, углерода и азота, способных при низких температурах концентрироваться в льды. Недра планет и некоторых спутников находятся в раскалённом состоянии. У планет земной группы и спутников, вследствие малой теплопроводности наружных слоёв, внутреннее тепло очень медленно просачивается наружу и не оказывает заметного влияния на температуру поверхности. У планет-гигантов конвекция в их недрах приводит к заметному потоку тепла из недр, превосходящему поток, получаемый им от Солнца. Венера, Земля и Марс обладают атмосферами, состоящими из газов, выделившихся из их недр. У планет-гигантов атмосферы представляют собой непосредственное продолжение их недр: эти планеты не имеют твердой или жидкой поверхности. При погружении внутрь атмосферные газы постепенно переходят в конденсированное состояние. По химическому составу он близок к группе планет-гигантов, а по размерам к земной группе. Ядра комет по своему химическому составу родственны планетам-гигантам: они состоят из водяного льда и льдов различных газов с примесью каменистых веществ. Почти все малые планеты по своему современному составу относятся к каменистым планетам земной группы.

Сравнительно недавно открытый Хирон, движущийся в основном между орбитами Сатурна и Урана, вероятно, подобен ледяным ядрам комет и небольшим спутникам далёких от Солнца планет. Обломки малых планет, образующиеся при их столкновении друг с другом, иногда выпадают на Землю в виде метеоритов. У малых планет, именно вследствие их малых размеров, недра подогревались значительно меньше, чем у планет земной группы, и поэтому их вещество зачастую претерпело лишь небольшие изменения со времени их образования.

Измерения возраста метеоритов (по содержанию радиоактивных элементов и продуктов их распада) показали, что они, а следовательно вся Солнечная система существует около 5 миллиардов лет. Этот возраст Солнечной системы находится в согласии с измерениями древнейших земных и лунных образцов.

Вывод

В ходе моей работы я изучил падение астероидов на Землю и их последствие для планеты и жизни на ней. И на основе полученных знаний построил объемную компьютерную модель Солнечной системы. На мой взгляд мне удалось разработать новый, красочный и очень интересный наглядный методический материал.

Падение астероида и его последствия

Лебедев Владислав Александрович

Россия, Краснодарский край, Новокубанский район, ст. Советская, муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10, 10 класс

Заключение

Как много мы знаем о нашей Солнечной системе. Нам очень трудно представить всю её масштабность и сложность. В своей работе мы постарался создать объемную модель нашей системы. В модели представлены планеты и их спутники. Каждая планета движется по своей орбите со своей скоростью. Без внимания не остался и пояс астероидов.

Каждый объект Солнечной системы можно приближать, останавливать движение, рассматривать с различных ракурсов и под любым углом. Все объекты детализированы, можно рассмотреть каждую деталь небесного тела.

Данную модель можно применять как наглядный методический материал. Особенно модель необходима на уроках: физики, астрономии, географии природоведения и т.д. Модель приближена реальной и очень понравится учащимся и учителям.

Рекомендации

Для того, чтобы не испытывать затруднений необходимо на компьютере установить программу «3D MAX». Для удобства начинающих пользователей к модели прелагается видео материал, который при просмотре можно остановить и если нужно приблизить.

Литература

1. Энциклопедический словарь юного астронома, М.: Педагогика, 1980 г (стр.45,52,55,86)

2. Астрономия: Учеб. для 11 кл. сред. шк., М: Просвещение, 1990 г (стр.12,76,5)

3. "Одиноки ли мы во вселенной? " Клушанцев П. В. Дет. лит., 1981 г (стр.7-9)

4. Поиски жизни в Солнечной системе: Пер. с англ. М.: Мир, 1988 г (стр.22,24,67)

5. Астрономия наших дней. Климишин М.А. М., ''Наука'', 1976г. (стр.89-90)

6. Метеоры, метеориты, метеориты. Бронштэн В.А. М., «Наука» ,1987г.(стр.153,45,75)

7. Астероиды или тернистые пути исследований. Симоненко А.Н. М., «Наука», 1985г. (стр.105,102-103)


Автор: Назарян Ерванд Минасович
Похожие материалы
Тип Название материала Автор Опубликован
документ Компьютерное моделирование на уроках физики Назарян Ерванд Минасович 21 Мар 2015
разное Компьютерное моделирование. Фракталы. Пеньковская Татьяна Викторовна 6 Апр 2015
документ Как используется графическое моделирование на уроках физики и при подготовке к ЕГЭ. Баева Елена Ивановна 1 Апр 2015
документ Компьютерное тестирование на уроках физической культуры Чулков Олег Геннадьевич 6 Дек 2015
документ Компьютерное обучение как средство развития познавательных процессов школьников на уроках изобразительного искусства Кузнецова Лариса Валерьевна 21 Мар 2015
презентация, документ Идентификация органических веществ - компьютерное моделирование химического эксперимента Бердышева Лала Айдыновна 21 Мар 2015
документ Программа учебной дисциплины "Компьютерное моделирование" Клочкова Нина Николаевна 7 Дек 2015
документ Общеразвивающая программа "Компьютерное моделирование" Ившин Василий Валерьевич 20 Ноя 2015
документ Элективный курс "Компьютерное моделирование математических задач" Рвачева Елена Викторовна 6 Мая 2015
разное Статья об использовании ИКТ на уроках физики Фурасова Елена Анатольевна 21 Мар 2015
разное Стимулирование познавательной активности учащихся на уроках физики Чащина Вера Александровна 21 Мар 2015
разное Стимулирование познавательной активности учащихся на уроках физики Чащина Вера Александровна 21 Мар 2015
разное Развитие творческих навыков учащихся на уроках физики Атаманчук Татьяна Борисовна 21 Мар 2015
разное Использование технологии проблемного обучения на уроках физики Воронкова Елена Викторовна 21 Мар 2015
разное Использование ЭОР на уроках физики Воронкова Елена Викторовна 21 Мар 2015
разное Исследовательская деятельность на уроках физики в 7 классе. Братушка Алла Даниловна 12 Апр 2015
презентация Моделирование на уроках английского языка (для малышей) Бедовая Галина Васильевна 30 Мар 2015
презентация Моделирование на уроках окружающего мира Кивелис Е.В. 31 Мар 2015
документ Моделирование на уроках русского языка. Шумайлова Ольга Алексеевна 1 Апр 2015
презентация, документ Моделирование на уроках русского языка Елена Анатольевна Задорожная 17 Сен 2015
документ моделирование на уроках русского языка в начальных классах Попова Людмила Александровна 16 Окт 2015
документ Моделирование на уроках окружающего мира в начальных классах Филатова Ангелина Михайловна 31 Мар 2015
документ Моделирование на уроках биологии Небогина Татьяна Валерьевна 8 Апр 2015
документ Моделирование реальных ситуаций на уроках сбо Митрошина Ольга Григорьевна 31 Мар 2015
разное Моделирование на уроках русского языка 7. Технология опыта: Черная Татьяна Валерьевна 24 Мар 2016
документ УМК по дисциплине ЕН.02 Компьютерное моделирование для специальности 220703 Питасова Анастасия Владимировна 20 Мар 2015
документ Комплект контрольно-измерительных материалов по ЕН.02 Компьютерное моделирование для специальности 220703 Автоматизация технологических процессов и производств в химической промышленности СОДЕРЖАНИЕ Питасова Анастасия Владимировна 20 Мар 2015
документ рабочая программа по дисциплине "компьютерное моделирование" Аникеева-Шукаева Елена Александровна 21 Мар 2015
презентация Презентация "Итоги 1 года работы объединений анимации и компьютерное моделирование" Ившин Василий Валерьевич 20 Ноя 2015
документ Учебный материал к уроку по теме "Компьютерное информационное моделирование" Торопова Наталья Васильевна 10 Апр 2015
документ «Компьютерное трехмерное моделирование и выполнение чертежей при помощи программы КОМПАС – 3D LT» Егоров Николай Павлович 4 Апр 2015
документ Элективный курс "Компьютерное моделирование физических процессов" для 10-11 классов. Кривобокова Евгения Валерьевна 27 Мая 2015
документ Урок по информатике 10 класс Тема: Компьютерное информационное моделирование. Практическая работа «Управление алгоритмическим исполнителем» Климачкова Наталья Викторовна 21 Апр 2015
документ ДОКЛАД НА ТЕМУ: МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ Ластовкина Елена Александровна 21 Мар 2015
документ ЗДОРОВЬЕСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ ПРИ РАБОТЕ НА ПК Сысоева Елена Анатольевна 21 Мар 2015
документ статья на тему:Формирование метакогнитивного опыта на уроках физики. Цалковская Наталья Петровна 21 Мар 2015
документ Статья на тему: Использование французских мастерских на уроках физики Тарасова Татьяна Павловна 6 Июн 2015
документ Формирование универсальных учебных действий на уроках физики в основной школе 2.1. Формирование познавательных универсальных учебных действий на уроках физики в основной общеобразовательной школе 2.2. Активные методы и формы обучения на уроках физики 2.2. Шевченко Александр Анатольевич 21 Мар 2015
документ Использование ЭОР на CD-дисках на уроках физики (из опыта работы учителя физики Рыковской Ю.М.) Рыковская Юлия Михайловна 20 Янв 2016
документ Выступление на РМО учителей физики Тема «Современные образовательные технологии на уроках физики» Леонтьева Нина Алексеевна 30 Янв 2016