extracted_text:
НАУЧНО  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
Подготовил: Запорожцев Виктор (8 класс)
Научный руководитель: Купенова Г.М. (учитель физики)
Пытаются шептать клочки афиш,
        Пытается кричать железо крыш,
         И в трубах петь пытается вода,
           И так мычат бессильно провода...
К.Я.Ваншенкин
20162017 год
1 СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………………………………………3
1.Человек и звук…………………………………………………………………………………………………4
   1.1.Источники звука. Условия звука…………………………………………………………………4
   1.2.Характеристики звука……………………………………………………………………………..5
   1.3.Шкала громкости………………………………………………………………………………….5
2.Акустика……………………………………………………………………………………………………….7
3.Историческая справка…………………………………………………………………………………………8
4.Особый источник звука……………………………………………………………………………………….9
5.Музыкальные инструменты…………………………………………………………………………………10
                5.1.Устройство струнных инструментов (корпус, шейка, струны)………………………………10
                5.2.Рояль: появление и становление………………………………………………………………..12
                5.3.Духовые инструменты…………………………………………………………………………..14
                5.4.Струнные…………………………………………………………………………………………15
                5.5.Клавишные……………………………………………………………………………………….16
                5.6.Клавишно – духовые…………………………………………………………………………….16
                5.7.Ударные…………………………………………………………………………………………..16
6.Исследовательская часть…………………………………………………………………………………….17
                6.1.Выводы исследований и презентации работы…………………………………………………20
7.Музыка – плюсы или минусы?........................................................................................................................20
                7.1.Плюсы…………………………………………………………………………………………….20
                7.2.Минусы…………………………………………………………………………………………...20
Заключение……………………………………………………………………………………………………..21
Литература……………………………………………………………………………………………………...21
2 ВВЕДЕНИЕ
В  глубокой   древности   звук   казался   людям   удивительным,   таинственным   порождением
сверхъестественных сил. Они   верили, что звуки могут укрощать диких животных, сдвигать скалы и
горы, преграждать путь воде, вызывать дождь, творить другие чудеса.
В Древнем Египте, заметив удивительное воздействие музыки на человека, ни один праздник не
обходился без ритуальных песнопений.  Древние   индийцы   раньше   других   овладели   высокой
музыкальной культурой. Они разработали и широко использовали нотную грамоту задолго до того, как
она появилась в Европе.
Понять и изучить звук люди стремились с незапамятных времен. Греческий ученый и философ
Пифагор,   доказал,   что   низкие   тона   в   музыкальных   инструментах   присуще   длинным   струнам.   При
укорочении струны вдвое звук ее повысится на целую октаву. Открытие Пифагора положило начало
науки об акустики. Первые звуковые приборы были созданы в театрах Древней Греции и Рима: актеры
вставляли в свои маски маленькие рупоры для усиления звука. Известно также применение звуковых
приборов в египетских храмах, где были «шепчущие» статуи богов.
Я  учусь  в музыкальной школе во втором классе, обучаюсь игре на аккордеоне. В музыкальную
школу пошел учиться с большим интересом. Мне нравится музыка. Выбор музыкального инструмента
был не очень сложным. У меня было два пути – фортепиано или аккордеон. Аккордеон одержал победу.
Особенно, когда я услышал как играет Пётр Дранга.
В один прекрасный день у меня возник вопрос: а что такое музыка? Изучает ли её, получение
музыкального звука какаянибудь наука? Почему существуют различные инструменты? И самое главное
почему они имеют именно такую форму и размеры как имеют? И вот я занялся поиском ответов на эти
вопросы. Но к моему удивлению, я открыл для себя не просто музыкальные звуки, а целую науку о
звуках и о музыкальных в частности.
Целью работы является
1.Выяснить, что такое звук и шум
2.Какие звуки мы слышим
3.Что является источником звука
4.Чем характеризуется звук
5.Может ли звук вызывать неприятные ощущения
6.Какая наука занимается изучением звука
7.Что такое музыка и что необходимо сделать, чтобы услышать музыку
8.Влияет ли материал, строение музыкального инструмента на звук, издаваемый им
9.Сравнить некоторые музыкальные инструменты и их звуки
3 1. ЧЕЛОВЕК  И  ЗВУК
Человек   стал   человеком,   когда   услышал   шепот   листьев   и   песню   кузнечика,   журчание
весеннего ручья и звон серебряных колокольчиков,    жаворонка в бездонном летнем небе, шорох
снежинок   и   завывание   вьюги   за   окном,   ласковый   плеск   волны   и   торжественную   тишину   ночи,   –
услышал и, затаив дыхание, слушает сотни и тысячи лет чудесную музыку жизни. Умей и ты слушать
эту музыку, умей наслаждаться красотой.

Человек всегда жил в мире звуков и шума.
Звук-это то, что слышит ухо.
ЗВУК – ЭТО МЕХАНИЧЕСКАЯ ВОЛНА.
Шум - громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание.
Звуки многообразны: шум дождя, грохот водопада, курлыканье журавлей, потрескивание деревьев
на морозе, скрип стволов, раскачиваемых ветром, шум растревоженной ветром листвы, тихое журчание
ручейка, шорох осторожных шагов, рокот мотора.
Человек украсил мир речью, пением, музыкой заставил предметы звучать по своему усмотрению.
Хорошо высушенные и натянутые шкуры животных стали барабанами. Жилы  струнами. Трубчатые
стебли растений  первыми духовыми инструментами.
Для   всех   живых   организмов,   в   том   числе   и   человека,   звук   является   одним   из   воздействий
окружающей среды.
В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых
раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования
ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут
вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовой загрязнение.
Мы слышим  голоса людей,  пение птиц, звуки музыкальных  инструментов, шум леса,  гром во
время грозы. Услышав какойто звук, мы обычно можем установить, что он дошел до нас от какогото
источника. Рассматривая этот источник, мы всегда найдем в нем что-то колеблющееся.
Звук  это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде,
твёрдом теле и т.п.
Ощущение звука создается только при определенных частотах колебаний в
волне. Опыт показывает, что для органа слуха человека звуковыми являются только такие волны, в
которых колебания происходят с частотами от 20 до 20000 Гц.
 Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей  инфразвуком.

1.1. ИСТОЧНИКИ  ЗВУКА.  УСЛОВИЯ ЗВУКА
И с т о ч н и к а м и    звука являются колеблющиеся тела
Звуки издают:
1) человек и   животные (колеблются голосовые связки);
2) насекомые: комары, шмели, мухи(колеблются крылья в полете);
3) музыкальные инструменты:
         струнные( колеблются струны);
         духовые( колеблется воздух);
         ударные( в барабане колебания совершает кожа);
4)телефон, колонки, динамик (колеблется мембрана);
У с л о в и я   необходимые для возникновения  звуковой волны:
1.Источник звука (волны), совершающий колебания:
   *искусственные (звонок, сирена, камертон, звуки музыкальных инструментов…)
   *естественные (шум дождя, шорох листьев, журчание воды, прибой, пение птиц…)
4 2.Упругая среда
Звук   в   вакууме   распространяться   не   может,
и поэтому не могут возникнуть упругие механические колебания
  т.к.
  здесь   нет   упругой   среды,
3.Определенный   диапазон   частот   колебаний   источника   звука   –   между   16   Гц   и   20   кГц,
достаточная для восприятия ухом мощность звуковых волн.
1.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ  ЗВУКА
1)высота  определяется частотой колебаний источника.
Чем больше частота колебаний источника, тем выше тон  издаваемого им звука.
Звуки человеческого голоса по высоте делят на несколько диапазонов:
бас – 80–350 Гц,
баритон – 110–149 Гц,
тенор – 130–520 Гц,
дискант – 260–1000 Гц,
сопрано – 260–1050 Гц,
колоратурное сопрано – до 1400 Гц
2)громкость – зависит от:
   *амплитуды колебаний источника звука (чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук)
   *длительности звука и от индивидуальных особенностей слушателя
3)скорость  распространение звука происходит не мгновенно, а с конечной скоростью.
Скорость звука в воздухе  приблизительно 340 м/с.
Скорость звука в воде — 1500 м/с.
Скорость звука в металлах, в стали — 5000 м/с
4)частота  влияет на высоту тона
5)амплитуда – влияет на громкость (чем больше амплитуда, тем звук громче)
6)длина волны
7)энергия
8)период
1.3. ШКАЛА  ГРОМКОСТИ
Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда
приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Но естественные звучания голосов Природы
становятся все более редкими,  исчезают совсем или заглушаются промышленными транспортными и
другими шумами.
Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку.
Он   приводит   к   расстройству   деятельности   сердца,   печени,   к   истощению   и   перенапряжению
нервных   клеток.   Ослабленные   клетки   нервной   системы   не   могут   достаточно   четко   координировать
работу различных систем организма. Отсюда возникают нарушения их деятельности.
                     Уровень шума  измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления,
децибелах.
столькото единиц. Единица громкости называется децибелом (дБ).
О  звуках  различной  громкости   говорят,  что  один  громче  другого  не  во  столькото  раз,  а   на
Например,
10 дБ – громкость звука шороха листьев
20 дБ – шёпот, листва, прибой
20–30 дБ – норма шума в жилых помещениях;
            50 дБ – разговор средней громкости;
60 дБ  речь, шум в магазине
5 70 дБ – уличный шум
77 дБ – легковые автомобили
80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля; шум автобуса, машиностроительные
заводы, машинописное бюро
90 дБ  токарный станок
95 дБ  строительные предприятия
99 дБ  металлургические заводы
100 дБ – железнодорожный, воздушный транспорт, листоштамповочный пресс, компрессорные
станции,
стали
120 дб – гром, реактивный двигатель
130 дБ – порог болевого ощущения, ощущается кожей и вызывает ощущение боли, клепка/рубка
150 дБ   становится для человека непереносимым
Звук громкостью свыше 180 дБ может даже вызвать разрыв барабанной перепонки.
Недаром в средние века существовала казнь "под колокол". Гул колокольного звона мучил и
медленно убивал осужденного.
Листва, прибой
Звонок будильника
Плеер
Звук двигателя самолёта
20 дБ
80 дБ
114 дБ
130 дБ
Влияние звуков на человека
Успокаивает
Появляется чувство раздражения, утомляемость, головная боль
Вызывает звуковое опьянение наподобие алкогольного, нарушает сон, разру
шает психику, приводит к глухоте.
Болевые ощущения
6 Способность человека воспринимать упругие колебания, слушать их отразились в названии   у ч е н и я
о   з в у к е – акустика.
2.АКУСТИКА
АКУСТИКА РАЗДЕЛ ФИЗИКИ, В КОТОРОМ ИЗУЧАЮТСЯ ЗВУКОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
от греческого akustikos  слуховой, слышимый
Физиологическая
 акустика  исследует   возможности   органов   слуха,   их   устройство   и   действие.   Она

изучает образование звуков органами речи и восприятие звуков органами слуха, а также вопросы анализа
и синтеза речи
Электроакустика,  или техническая акустика, занимается получением, передачи, приемом и записью
звуков при помощи электрических приборов
Архитектурная акустика  изучает распространение звука в помещениях, влияние на звук размеров и
формы помещений, свойств материалов, покрывающих стены и потолки, и т.д. При этом опять имеется в
виду слуховое восприятие звука.
Физическая акустика занимается изучением самих звуковых колебаний, а за последнее время охватила и
колебания, лежащие за пределами слышимости (ультраакустика). Она широко использует разнообразные
методы для превращения механических колебаний в электрические и обратно (электроакустика).
Атмосферная

звуковых волн, условие сверхдальнего распространения звука
     акустика  изучает   звуковые   процессы   в   атмосфере,   в   частности   распространение
Гидроакустика  (морская   акустика)   занимается   изучением   явлений,   происходящих   в   водной   среде,
связанных с излучением, приемом и распространением акустических волн
Биологическая

  акустика рассматривает вопросы звукового  и ультразвукового общения животных
Музыкальная акустика исследует музыкальные инструменты и условия их наилучшего звучания, а
также музыкальные настройки и системы.

7 8 3.ИСТОРИЧЕСКАЯ  СПРАВКА
Первые наблюдения по акустики были проведены в VI веке до нашей эры. Пифагор установил
связь между высотой тона и длиной струны или трубы издающей звук.
В IV в. до н.э. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он
сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха и объяснил эхо отражением звука от
препятствий.
В   XV   веке   Леонардо   да   Винчи   сформулировал   принцип   независимости   звуковых   волн   от
различных источников.
В 1660 году в опытах Роберта Бойля было доказано, что воздух является проводником звука (в
вакууме звук не распространяется).
В 1700  1707  гг. вышли    мемуары  Жозефа Савёра  по акустике,  опубликованные  Парижской
Академией   наук.   В   этих   мемуарах   Савёр   рассматривает   явление,   хорошо   известное   конструкторам
органов: если две трубы органа издают одновременно два звука, лишь немного отличающиеся по высоте,
то слышны периодические усиления звука, подобные барабанной дроби. Савёр объяснил это явление
периодическим   совпадением   колебаний   обоих   звуков.   Если,   например,   один   из   двух   звуков
соответствует 32 колебаниям в секунду, а другой  40 колебаниям , то конец четвёртого колебания
первого   звука   совпадает   с   концом   пятого   колебания   второго   звука   и,   таким   образом   происходит
усиление звука.
Наконец,   Савёр   первый   пытался   определить   границу   восприятия   колебаний   как   звуков:   для
низких звуков он указал границу в 25 колебаний в секунду, а для высоких  12 800.
За   тем,  Ньютон,   основываясь   на   этих   экспериментальных   работах  Савёра,   дал   первый   расчет
длины волны звука и пришел к выводу, хорошо известному сейчас в физике, что для любой открытой
трубы длина волны испускаемого звука равна удвоенной длине трубы. "И в этом состоят главнейшие
звуковые явления".
К математическому рассмотрению задачи о колеблющейся струне в 1715 г. приступил английский
математик   Брук   Тейлор,   положив   этим   начало   математической   физике   .   Ему   удалось   рассчитать
зависимость числа колебаний струны от её длины, веса, натяжения и местного значения ускорения силы
тяжести. Эта задача сразу же стала широко известна и привлекла внимание почти всех математиков
XVIII века, вызвав долгую и плодотворную дискуссию. Ею занимались среди прочих Иоганн Бернулли и
его сын
В XVIII веке было исследовано много других акустических явлений (скорость распространения
звука в твердых телах и в газах, резонанс, комбинационные тона и др.). Все они объяснялись движением
частей  колеблющегося  тела  и  частиц   среды,  в  которой  распространяется  звук.  Иными   словами,   все
акустические явления объяснялись как механические процессы
В   1877   году   американский   учёный   Томас   Алва   Эдисон   изобрёл   устройство   для   записи   и
воспроизведения звука, который потом сам же в 1889 году усовершенствовал. Изобретённый им способ
звукозаписи получил название механического
ИНТЕРЕСНЫЙ  ОПЫТ
То, что воздух  проводник звука, было доказано поставленным опытом Роберта Бойля в 1660 году. Если
звучащее тело, например электрический звонок, поставить под колокол воздушного насоса, то по мере
откачивания из под него воздуха  звук будет делаться слабее, и наконец, когда под колоколом весь
воздух кончится, то звук прекратится.

9 4. ОСОБЫЙ  ИСТОЧНИК  ЗВУКА
КАМЕРТОН
Существуют   особые   источники   звука,   испускающие  единственную   частоту,   так
называемый  чистый   тон.   Это  камертоны  различных   размеров      простые   устройства,
представляющие   собой   изогнутые   металлические   стержни   на   ножках.   Чем   больше   размеры
камертонов, тем ниже звук, который он испускает при ударе по нему.
Стандартный камертон издаёт звук  ля  1й октавы частотой 440 Гц. В исполнительской
практике применяется для настройки музыкальных инструментов. При пении хора акапелла (то
есть   без   инструментального   сопровождения)   хормейстер   находит   по  камертону   и  указывает
хористам   высоту   звуков,   с   которых   они   начинают   своё   пение.   Устройство   камертона   может   быть
различным. Встречаются механические, акустические и электронные камертоны.

ИЗ  ИСТОРИИ  КАМЕРТОНА
В 1711 году придворный трубач английской королевы Джон Шор изобрёл
необходимый   всем   музыкантам   и   настройщикам   музыкальных   инструментов
нехитрый   предмет,   похожий   на   металлическую   вилочку   с   двумя   зубцами.   Эта
«вилочка»   была   названа   камертоном.   Если   ударить   по   камертону,   его   концы
начинают   свободно   колебаться   и   раздается   звук,   который   служит   эталоном
высоты при настройке музыкальных инструментов и в пении. Камертон, изобретенный Шором, давал 420
колебаний   в   секунду.   Издаваемый   камертоном   звук   было   решено   присвоить   ноте   ЛЯ,   от   неё   и
настраивали все другие звуки. У многих струнных инструментов, чаще всего у скрипки, при изменении
температуры натяжение струн меняется, поэтому скрипачам приходится часто подтягивать струны, и
камертон тут незаменим.
Сегодня симфонические  оркестры  редко пользуются камертоном. В оркестре роль камертона
выполняет деревянный духовой инструмент гобой, поскольку в его конструкции температура не влияет
на музыкальный  строй и  его нота ЛЯ  всегда  устойчива. Но если  с оркестром играет  рояль, то все
инструменты   оркестра   настраивают   уже   по   роялю,   а   рояль   перед   концертом   должен   быть   хорошо
настроен по камертону.
Чтобы  усилить звучание  камертона   его   устанавливают   на  резонаторе  —   открытом   с
одной стороны деревянном ящике. Длина его берётся равной 1/4 длины звуковой волны, испускаемой
камертоном. При звучании камертона его стержень вертикально давит на крышку ящика с частотой
колебания ножек камертона, которая при такой длине ящика совпадает с частотой основного колебания
воздуха в ящике. Происходит резонансное усиление звуковой волны, выходящей из ящика, при этом
важную роль играет и тот факт, что размеры ящика более близки к длине звуковой волны камертона, чем
поперечник ножки камертона.
10 5. МУЗЫКАЛЬНЫЕ  ИНСТРУМЕНТЫ
Сколько   сил   нужно   потратить   чтобы   превратить   колебания   воздуха   в
чудесный звук!
Вот мы и добрались до самой сути связи физики и музыки
Музыкальная акустика исследует музыкальные инструменты и условия их наилучшего звучания
5.1. УСТРОЙСТВО СТРУННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ  (КОРПУС, ШЕЙКА, СТРУНЫ)
Мне хочется уделить внимание самым первым музыкальным инструментам. Так как не многие,
если почти никто, не знает ни из чего они были сделаны,  ни как они выглядели. В то время как о
музыкальных инструментах нашего и недалёкого прошлого времени можно упомянуть лишь частично,
т.к. их видели все, знают, как они выглядят и даже звучат.
Люди с давних времен создают и усовершенствуют различные музыкальные инструменты.
В Африке, Южной Америке, Азии несколько столетий назад     к о р п у с о м     для струнных
инструментов была обыкновенная тыква, а в арабском двухструнном ребабе для этой цели служит п а н
ц и р ь     ч е р е п а х и.
Это   струнный   смычковый   музыкальный   инструмент   арабского
происхождения.   Слово   «ребаб»   в   переводе   с   арабского   означает
соединение коротких звуков в один длинный.
АРАБСКИЙ  РЕБАБ
Корпус ребаба деревянный плоский или выпуклый, трапециевидный
или сердцевидный, с небольшими выемками по бокам. Обечайки делаются
из д е р е в а    или к о к о с о в г о    о р е х а, деки кожаные (из к и ш о к    б
у й в о л а    или   п у з ы р я   д р у г и х   ж и во т н ы х).
Шейка  длинная,   круглая,   остроконечная;   вверху   имеет   1   или   2
длинных поперечных колка, внизу проходит через корпус и выступает в виде металлической гранёной
ножки.
Струны — 1 или 2; первоначально изготавливались из  к о н с к о г о    в о л о с а, позднее —
металлические (медные или латунные).
АНДАЛУЗСКИЙ  РЕБАБ
В мире существуют миллионы скрипок. Любой человек хотя бы раз в жизни слышал
звучание этого инструмента. К семейству скрипок относится не только сама скрипка, но и
виола, шарманка, а также андалузский ребаб. Скрипки относятся к струнным музыкальным
инструментам, на которых играют смычком.
Андалузский   ребаб   тоже   струнный   инструмент.   Его   тональный   диапазон   –   около
полутора октав. Считается, что это довольно обширный диапазон, если учесть, что это не
многострунный инструмент.
Рассмотрим строение ребаба.
Корпус ребаба изготовлен из д е р е в а    и    п о к р ы т   к о ж е й    ж и в о т н ы х.
По своей форме инструмент похож на вытянутую с обоих концов скрипку.
Вдоль всего корпуса тянутся струны. Их обычно две, хотя мелодия воспроизводится
чаще   всего   на   одной   струне.   Остается   только   догадываться,   каким   мастерством   должен   обладать
исполнитель, чтобы воспроизвести мелодию на такой маленькой площади. На нижней конце корпуса
ребаба находится подставка. Она делается из тростниковой трубочки, хотя возможно использование
тростника или кости. К этой подставке крепятся струны своим одним концом.
11 Сужающаяся часть ребаба называется шейкой, которая заканчивается колковой коробкой. По обе
стороны от коробки находятся настроечные винты. Они используются для настройки струн. Винты надо
подкручивать, регулируя натяжение струн, от чего напрямую зависит качество звука. Играть на ребабе
надо смычком.
Андалузский ребаб является  предком современной скрипки. Они схожи и по
форме   и   по   манере   игры.   Поэтому   вам   не   трудно   будет   представить   внешний   вид
ребаба.
Это не сольный инструмент, его используют в качестве аккомпанемента голосу.
Ребаб   производит   низкий   дребезжащий   звук.   Может   показаться,   что   он
неприятный и отталкивающий. Однако это не так. Этот своеобразный звук,
несмотря   на   свою   непритязательность,   сразу   же   покоряет   сердца
поклонников и заставляет душу петь.
Инструмент порождает звуки, благодаря вибрации струн. Точно так же звучит
скрипка. По струнам водят смычком, они вибрируют и начинают звучать.
Изза своей малой распространенности инструмент трудно достать. Однако те, кто является его
владельцем, поистине обладают настоящим сокровищем.
КИССАР
с
Нубийские   людоеды   сделали   некогда   живописный  киссар  с
человеческим   черепом.   Древние   рыбаки   всех   стран   осваивали
раковины, гончары  глиняные горшки. Надутые свиные пузыри,
берестяные короба  все это человек заставлял п о д п е в а т ь
т р у н а м.
Но после тысячи проверок и проб лучшим материалом оказалось  дерево. Из него
выходили самые звонкие, самые легкие и самые чуткие корпуса струнных инструментов. Еще в Древнем
Китае, в старой Индии под струнами ставили деревянные долбленые чаши и коробки  открытые либо
закрытые, обтянутые змеиной кожей. Фигурные же корпуса, склеенные из изогнутых дощечек, тонкие,
тщательно выделанные донья и деки, привились и в античном мире, и в средневековой Европе.
Для   с т р у н   тоже испытывали очень много материалов. И крученая древесная кора, и нити
бамбука, и  бычьи жилы, и  сушеные обезьяньи кишки, и, конечно,  металл   разные сорта и сплавы,
разная толщина, прочность.
Кроме корпуса и струн в большинстве инструментов есть еще    ш е й к а.   Ее с самого начала
делали деревянной, зато над формой шейки музыкальные мастера потрудились немало.
У   африканских   предшественников   арфыкиссаров,   вамби,   кундишейки  загибались   крутыми
дугами. Много лет прошло, пока люди догадались, что шейки совсем не обязательно выгибать.
Прямая шейка  вот к чему пришла в конце концов музыкальная техника.
ЛЮТНЯ
К ровной доске музыканты стали прижимать струны пальцами, и
вместо четырехпяти (по числу струн) звуков сразу получили большой их
запас. Возможности музыкального творчества расширились безгранично.
Примерно пять тысяч лет назад ассирийцы и вавилоняне свели воедино
три изобретения: деревянный корпус, широкую прямую шейку и колки
для   раздельного   натягивания   струн.   Так   родился  четырехструнный   инструмент,
который арабы позднее прозвали "аль-уд" (в буквальном переводе "дерево"). И именно
он   стал,   по   существу,   первым   образцом   знаменитой  многострунной   лютни.
Постепенно она покорила Персию, Индию, Китай, а через 22 века  Европу. К этому
12 времени она значительно усовершенствовалась. На шейке появилась твердая пластинкагриф, на нем
вместо навязных веревочных или жильных ладов  костяные.
В средневековье в жизни европейцев лютня заняла столь же прочное положение,
как в наши дни рояль. Однако через некоторое время гитары, мандолины и, конечно,
скрипки постепенно вытеснили лютню с ее места, которое она занимала на протяжение
стольких веков, так как по сравнению с простыми и всем доступными новыми инструментами лютня
казалась чересчур громоздкой, сложной и безнадежно старомодной.
СКРИПКА
Имя создателя современной скрипки увековечено в поговорках, ему посвящены
легенды, о нем написаны целые книги. А о творце фортепьяно знают только специалисты
инструментоведы, да и им известно очень мало. Слава прошла мимо этого замечательного
мастера, хоть заслуги его огромны.
Диапазон частот, соответствующий: струнным музыкальным инструментам
инструмент
частота, Гц
бас виолончель
40 240
виолончель
65 660
альт
скрипка
125 1000
200 2300
5.2. РОЯЛЬ:  ПОЯВЛЕНИЕ  И  СТАНОВЛЕНИЕ
Бартоломео Кристофори служил смотрителем музея музыкальных инструментов во Флоренции.
Всю жизнь он провел среди клавесинов и клавикордов и непрерывно думал об их улучшении. Отличный
мастер, он скептически относился к гигантомании, которой в его время заражалась клавирная техника.
Чувствовал, что необходимо нечто простое и принципиально новое. Но только на склоне лет созрело в
его голове изобретение, которому выпала судьба стать великим.
Замысел  Кристофори  выглядел  просто. Не надо дергать за струны, как в клавесине,  не надо
поджимать их, как в клавикорде. Гораздо лучше будет ударять по струнам молоточками. Ведь
силу удара можно менять, а значит, и варьировать громкость звучания струны.
Суть этой идеи не была новинкой. Еще в древних цимбалах струны возбуждались ударами. Задача
заключалась в том, чтобы связать движение молоточка, бьющего по струне, с нажимом клавиши. Сильный
удар   пальца   по   клавише   должен   повлечь   за   собой   и   сильный   удар   молоточка   по   струне,   а   легкое
прикосновение   пальца   к   клавише      легкий,   нежный   удар   по   струне.   Это   главное,   чего   предстояло
добиться.
Никто не знает, сколько бессонных ночей провел Бартоломео, облекая свою
мысль в сложный бесшумный механизм. Никто не знает, сколько вариантов пришлось
забраковать, прежде чем появились образцы, удовлетворявшие изобретателя. В конце
концов на каждую клавишу он решил поставить подвижное сочетание двух хитроумных
систем   деревянных   рычажков,   заканчивающихся   легким   молоточком,   обтянутым
кожей. Молоточек ударял по струне, а мягкий войлочный демпфер глушил ее, когда
палец снимался с клавиши.
В 1709 году некий знатный посетитель музея во Флоренции увидел там
четыре   клавесина,   оснащенных   новой   механикой.   То   были   инструменты
Бартоломео   Кристофори.   Талантливый   мастер   дал   им   и   имя   "gravcembalo   col
13 piano e forte""клавицембалы с тихим и громким звуком". Так появился "тихогром"  "фортепьяно".
Главное достоинство его было запечатлено в самом названии.
Кристофори считал свое изобретение далеко не законченным и не спешил трубить о нем на весь
мир. Но это сделал один музыкальный журнал. И тогда, если верить слухам, в гости к изобретателю
пожаловал сам Иоганн Себастьян Бах. Какое он вынес суждение, неизвестно, но после визита великого
музыканта темпераментный итальянец схватил топор и безжалостно изрубил механику на очередном
клавесине с "piano e forte. Тем не менее настойчивый итальянец довел свое изобретение до совершенства.
Кристофори   умер   в   безвестности.   Блистательного   торжества   своего   детища   он   не   увидел.
Громкий и прозрачный звук фортепьяно аристократам казался грубым, резким. Даже в 19 веке новый
инструмент встречал противников, да и не только среди глупцов. Его недолюбливал, к примеру, Генрих
Гейне, считавший, что стучать по струнам молотками  занятие кощунственное.
К счастью, дело решали не поэты, а музыканты. Молоточковое фортепьяно благословили Бах,
Моцарт,   Бетховен.   Мощность   звука,   богатство   интонации   открыли   ему   дорогу   в   большие   залы      к
широкой публике. И народу пришелся по вкусу прекрасный, неслыханный прежде звонко раскатистый
голос,   который   то   гремел   громом,   то   затихал   до   тончайшего   пианиссимо.   На   фортепьяно   впервые
зазвучала революционная "Марсельеза". Оно стало рабочим инструментом композиторов, поселилось в
домах   горожан.   Но   музыкальные   мастера   не   сидели,   сложа   руки.   Они   постоянно   совершенствовали
творение Кристофори.
Сколько коллективных усилий соединила в себе современная фортепьянная
механика! Ныне она отточена до мельчайших  деталей.  Почти неуловимые  нюансы
ударов по клавишам нынешний рояль в полной сохранности передает струнам. Он не
"захлебнется" от самых дробных "тремоло"повторений одного звука.
Замечательным событием было изобретение фортепьянных педалей, особенно
правой,   освобождающей   струны   от   заглушающих   демпферов.   Протяжность   созвучий,   их   сложение,
обогащение аккордов, усиление, изменение тембра звука  вот как много дала одна только правая педаль!
Преобразились и струны  стали прочнее и наряднее. Теперь их стали делать не из латуни, а из
специальной стали и очень тщательно вырабатывают. Их стало больше, натяжение их увеличилось, ибо,
сильно   натянутые,  они  звучат   гораздо  лучше.   Расположение   тоже   изменилось:  не  одним   рядом,  как
прежде, а двумя и даже тремя скрещивающимися. Это экономит место, сохраняя необходимую длину
струн.
В первых же фортепьяно обновилась дека. По сравнению со старинной клавесинной она стала
тоньше, прочнее, звонче. Моцарт в свое время восхищался, как ловко выделывал эту "гармоническую
доску" фортепьянный мастер Штайн. "Изготовляя ее,  писал Моцарт,  он выставляет ее на воздух, на
солнцепек, под дождь, под снег, всем чертям на расправу, для того чтобы доска растрескалась. Тогда с
помощью пластинок и клея он наполняет трещины. Когда гармоническая доска так приготовлена, можно
ручаться, что ей ничего не сделается".
В наши дни деке посвящены целые научные исследования. О ее материале,
толщине, размерах, конфигурации ученые пишут диссертации. Еще бы, именно она
главная деталь звуковой системы рояля.
Некоторые   мастера   отваживались   и   на   коренную   переделку   фортепьяно.
Ставили его "на дыбы", соединяли пару инструментов в один, изобретали новые
клавиатуры.   Но   столь   серьезная   ломка   традиционного   строения   инструмента   не
увенчалась успехом. Исключение составляет лишь изобретенное в 1880 году и всюду понравившееся
пианино.  Для  роялей  же,   даже   весьма   оригинальных    автоматических,  электрифицированных,    по
прежнему основой служит испытанная временем система Кристофори.
И только через 150 лет после смерти замечательного изобретателя на его родине, в Падуе, был
поставлен памятник этому выдающемуся человеку.
14 5.3. ДУХОВЫЕ  ИНСТРУМЕНТЫ
Сколько   сил   нужно   потратить   чтобы   превратить   колебания   воздуха   в
чудесный звук!  Мастера,   изготавливающие   музыкальные   инструменты,   вкладывают   душу   и   весь
опыт, накопленный годами, в свои творения. И мы можем только восхищаться, как они превращают
обыкновенные воздушные волны в прекрасную музыку!
С   развитием   музыкальной   механики   в   синтезаторах   и   других   современных   инструментах
используется   все   больше   различных   физических   спецэффектов,   и  чем   дальше   будет
совершенствоваться физика, тем дальше пойдет музыкальная наука.
Давайте посмотрим, как влияет строение инструмента на тембр его звучания.
Сначала рассмотрим общее строение деревянных духовых инструментов.
Можно выделить:
*мундштук (в него поступает вдуваемый воздух)
*ствол
*раструб (расширяющаяся часть ствола)
*клапаны и отверстия (на стволе)
1) Деревянные
*флейта  тембр – лёгкий, звонкий, светлый и подвижный
*гобой  тембр более  тёплый и густой, с «носовым» оттенком
 *кларнет  тембр чистый, прозрачный, округлый, благородный
*фагот  тембр хриплый, сдавленный, ворчливый
15 2) Медные
*труба  тембр яркий, летящий, праздничный
*валторна  тембр мягкий, тёплый, «ленивый»
*туба  тембр густой, глубокий, «неповоротливый»
5.4. СТРУННЫЕ
Лютня                         Арфа                     Балалайка                   Скрипка                        Гитара
16 Клавесин                                   Орган                           Фортепиано                                 Рояль
5.5. КЛАВИШНЫЕ
5.6. КЛАВИШНО – ДУХОВЫЕ
          Аккордеон                                                                              Баян
Бубен                Ксилофон  тембр резкий, щёлкающий        Барабан                        Литавры
5.7. УДАРНЫЕ
17 литавры  тембр от еле слышного шороха до мощного грохота
Конечно можно и дальше проводить сравнительный анализ музыкальных инструментов и их звучания. Но
и из приведённых примеров, можно сделать следующие ВЫВОДЫ:
1. в зависимости от того, какой звук мы хотим услышать, мы соответственно изготавливаем и
инструмент. Будут использоваться струны, клавиши, вдуваемый воздух, который будет
путешествовать по лабиринту трубы или это ударные инструменты.
2. также звук зависит и от строения самого инструмента в пределах одной группы – и тон, и
громкость, и тембр…
3.
знания физики в изучении звука, его характеристик и условий звучания помогают, если не
диктуют при изготовлении музыкальных инструментов
18 6. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Цель:
А)выяснить, что понимают учащиеся под словами «звук» и «музыка»,
Б)видят ли они связь между физикой и музыкой.
Опрос учащихся моей школы проводился среди 5 – 11 классов. Несмотря на то, что уровень
знаний по предложенным вопросам и жизненный опыт был довольно разным от группы к группе, тем не
менее, результаты в процентном соотношении были почти одинаковы у опрашиваемых разных возрастов.
Результаты были немного округлены в сторону целых.
1.Что такое звуки?
А)это то, что слышит ухо
Б)это звуки природы
В)это музыкальные звуки
%
50
30
20
2.Что такое шум?
А)это громкие звуки,
слившиеся в нестройное
звучание
Б)это громкая музыка
В)это крик
Г)затрудняюсь ответить
%
20
30
40
10
3.Все ли звуки мы
слышим?
А)все
Б)только звуки
привычного нам мира
В)только в пределах
определённых частот
Г)затрудняюсь
ответить
5.Может ли звук
вызвать неприятные
ощущения?
А)да
Б)нет
В)только громкий звук
Г)только звук
определённой
частоты
%
10
30
40
20
%
20
5
30
40
%
15
30
50
5
4.Что является
источником звука?
А)любой предмет
Б)любой колеблющийся
предмет
В)любой колеблющийся
предмет с определённой
частотой
Г)только музыкальные
инструменты
6.Что такое музыка?
А)это мелодия
Б)это песни
В)это искусство
Г)это набор звуков,
слившийся в стройное
звучание
%
30
20
20
30
19 7.Что является
источником музыки?
А)любой предмет
Б)любой
колеблющийся
предмет
В)любой
колеблющийся
предмет с
определённой
частотой
Г) только
музыкальные
инструменты
9.Может ли музыка
вызвать неприятные
ощущения?
А)никогда
Б)всегда
В)только громкая
10.Что общего у
физики и музыки?
А)ничего
Б)многое
В)физика помогает
при изготовлении
музыкальных
инструментов
Г)затрудняюсь
ответить
%
30
40
10
20
%
50
5
45
%
50
10
20
20
8.Влияет ли музыка на
человека?
А)нет, никогда
Б)да, всегда
В)да, иногда
%
10
70
20
11.Какая наука
занимается изучением
музыкальных звуков?
А)музыка
Б)физика
В)акустика
Г)никакая
%
30
10
55
5
20 6.1. ВЫВОДЫ  ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРЕЗЕНТАЦИИ РАБОТЫ:
проведения презентации работы
что шум – это громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание
Из проведённых исследований можно сделать следующие выводы и добавить к ним выводы от
1. Звук понимают правильно только 50% опрошенных, у 30% звук связан со звуками природы
2. Шум связывают в основном с криком 40%, а 30%  с громкой музыкой и только 20% понимают,
3. Музыку связывают с мелодией30%, разделяя и её правильное понимание 30%
4.  Есть понимание, что слышим мы только в определённых частотах, но это малый % всего 40
5.  Правильное понимание, что является источником звука, складывается только у  50%
6.40% разделяют мнение, что источником музыки может служить любой колеблющийся предмет,
что не лишено смысла
7.только 40% понимают, что звук может вызвать неприятные ощущения, хочется добавить, что
это могут быть даже болезненные ощущения, хотя это осознают только 25%  опрошенных, связывая это
только с громкими звуками
8.Многие впервые узнали, для чего нужен камертон
9.Раскрыт секрет популярности многих музыкальных групп и их музыки – это 100 и 140 ударов в
минуту
10.Многие не знали о влиянии музыки на здоровье человека
11.Для многих было открытием, что у «музыки есть общие интересы с физикой».
7.МУЗЫКА – ПЛЮСЫ  ИЛИ  МИНУСЫ?
7.1 Плюсы
1.повышает настроение
2.служит для отдыха
3.нормализует кровяное давление
4.регулируют уровень сахара в крови
5.убивают тифозные палочки, возбудителей желтухи и вирусов гриппа
6.способствует ускоренному выздоровлению
7.если темп до 100 ударов в минуту, то пробуждается телеснодвигательная реакция человека
8.если темп 130140 ударов в минуту вводит человека  в транс, а значит с помощью музыки можно
управлять людьми, которые даже не будут об этом подозревать
9.помогает лучше понять природу, мир, людей, красоту жизни….
7.2.Минусы (в основном рок, металл)
1.  возбуждает, ожесточает, усиливает агрессию
2.  выделяется стрессгормон, который стирает хранившуюся в мозге информацию
Многие подростки слушают рокмузыку
*по неведению, не понимая, что она из себя представляет.
*по привычке, не задумываясь и не вникая в смысл слов.
*не желают выглядеть белой вороной в глазах своих друзей, которые увлеклись этой музыкой
21 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключение хочется сказать, что, занявшись данной работой, я даже не предполагал, что открою
для себя много нового и  интересного – это УДИВИТЕЛЬНЫЙ  МИР  МУЗЫКИ. Но самое главное, я
как и многие из опрошенных и не предполагал, что музыку и физику может связывать так много общего.
Физика помогает сделать музыкальные звуки лучше, ярче, чище по звучанию, тону, помогает увеличить
разнообразие музыкальных звуков. Я ОТКРЫЛ НОВЫЙ МИР – МИР ФИЗИКИ И МУЗЫКИ и это мир
оказался чрезвычайно необычен и интересен.
ЛИТЕРАТУРА
1.Интернет – ресурсы
2.помощь музыкального руководителя музыкальной школы Митрофана Андреевича
3.CD  КиМ – Школа развития личности: «Учимся понимать музыку».
4.CD  КиМ – Энциклопедия популярной музыки,2004
22

intro:
Первые наблюдения по акустики были проведены в VI веке до нашей эры. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы издающей звук.
В IV в. до н.э. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха и объяснил эхо отражением звука от препятствий.
В XV веке Леонардо да Винчи сформулировал принцип независимости звуковых волн от различных источников.
В 1660 году в опытах Роберта Бойля было доказано, что воздух является проводником звука (в вакууме звук не распространяется).
В 1700 - 1707 гг. вышли  мемуары Жозефа Савёра по акустике, опубликованные Парижской Академией наук. В этих мемуарах Савёр рассматривает явление, хорошо известное конструкторам органов: если две трубы органа издают одновременно два звука, лишь немного отличающиеся по высоте, то слышны периодические усиления звука, подобные барабанной дроби. Савёр объяснил это явление периодическим совпадением колебаний обоих звуков. Если, например, один из двух звуков соответствует 32 колебаниям в секунду, а другой - 40 колебаниям , то конец четвёртого колебания первого звука совпадает с концом пятого колебания второго звука и, таким образом происходит усиление звука.
Наконец, Савёр первый пытался определить границу восприятия колебаний как звуков: для низких звуков он указал границу в 25 колебаний в секунду, а для высоких - 12 800.
За тем, Ньютон, основываясь на этих экспериментальных

title: НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА физика и музыка


extracted_text:
Черные дыры – загадки
Вселенной.
Выполнил ученик:
Бахарев Алексей ученик 10
класса
Руководитель – учитель
физики
Купенова Г.М. 20162017г.
Содержание:
Решение Шварцшильда
Решение Райсснера — Нордстрёма
Решение Керра
Решение Керра — Ньюмена
1. Введение
2. Основная часть
2.1.Вступление
2.2.«Чёрная звезда» Мичелла
2.3.Решения уравнений Эйнштейна для чёрных дыр




2.4.Механические свойства мембраны черной дыры.
2.5.Образование черных дыр
2.6.Виды черных дыр
 Черные дыры звездной массы

Сверхмассивные черные дыры
 Первичные черные дыры

Квантовые черные дыры
2.7.Насколько большой может стать черная дыра?
2.8.Слияние черных дыр
2.9.Внутри черной дыры
3. Заключение
4. Источники 1 – Введение.
Во вселенной немало загадочных и недостаточно изученных объектов. Таких как
квазары, нейтронные звезды, темная энергия и темная материя. Но, конечно же,
одними из самых интересных объектов является черные дыры.
Черная дыра, возможно, наиболее фантастическая из всех концепций, созданных
человеческим   разумом.   Черные   дыры   –   это   и   не   тела,   и   не   излучение.   Они
представляют собой сгустки гравитации. Изучение природы черных дыр позволяет
существенно расширить наше знание о фундаментальных свойствах пространства и
времени.   Наиболее   замысловатые   свойства   структуры   физического   вакуума
проявляются в окрестностях черных дыр, где возникают квантовые процессы. Еще
более мощные (катастрофически мощные) квантовые процессы происходят внутри
самой черной дыры (в окрестности сингулярности). Можно сказать, что черные
дыры открывают путь в новое, очень широкое поле познания физического мира.
Тема черных дыр является одной из актуальнейших тем современной астрономии,
астрофизики   и   космологии,   так   как   эти   объекты   помогают   лучше   понять
устройство нашей вселенной, с момента большого взрыва по настоящий день, а
также позволят понять, что будет с нашей вселенной.
Целью моей исследовательской работы является понимание того, что такое чёрная
дыра. Перед собой я ставлю проблему изучения природы чёрных дыр, возможных
механизмов их образования и эволюции. В своем реферате я расскажу о разных
типах черных дыр, их слиянии, термодинамике. Одной из важных задач, которую я
ставлю перед собой, является изучение и осмысление таких понятий, как горизонт
событий, сингулярность, аккреция. 2 – Основная часть.
Вступление.
Черная   дыра   –   область   пространства,   в   которой   гравитационное   притяжение
настолько сильно, что ни вещество, ни излучение не могут эту область покинуть.
Для   находящихся   там   тел   вторая   космическая   скорость   (скорость   убегания)
должна   была   бы   превышать   скорость   света,   что   невозможно,   поскольку   ни
вещество, ни излучение не могут двигаться быстрее света. Поэтому из черной дыры
ничто не может вылететь.
Граница черной дыры называется горизонтом событий1, а её характерный размер —
гравитационным радиусом.
Точный изобретатель термина «черная дыра» неизвестен, но само обозначение было
популяризовано Джоном Арчибальдом Уилером и впервые публично употреблено в
популярной лекции «Наша Вселенная: известное и неизвестное (Our Universe: the
Known and Unknown)» 29 декабря 1967 года. Ранее подобные астрофизические
объекты   называли   «сколлапсировавшие   звёзды»   или   «коллапсары»   (от   англ.
collapsed stars), а также «застывшие звёзды» (англ. frozen stars).
Вопрос о реальном существовании чёрных дыр тесно связан с тем, насколько верна
теория гравитации, из которой следует их существование. В современной физике
стандартной теорией гравитации, лучше всего подтверждённой экспериментально,
является   общая   теория   относительности   (ОТО),   уверенно   предсказывающая
возможность образования чёрных дыр, но их существование возможно и в рамках
других   моделей.
  Поэтому   наблюдательные   данные   анализируются   и
интерпретируются,   прежде   всего,   в   контексте   ОТО,   хотя,   строго   говоря,   эта
теория   не   является   экспериментально   подтверждённой   для   условий,
соответствующих области пространствавремени в непосредственной близости от
чёрных   дыр   звёздных   масс.   Поэтому   утверждения   о   непосредственных
доказательствах существования чёрных дыр, строго говоря, следует понимать в
1 Горизонт событий — воображаемая граница в пространстве-времени, разделяющая те события (точки
пространства-времени), которые можно соединить с событиями на светоподобной (изотропной)
бесконечности светоподобными геодезическими линиями (траекториями световых лучей), и те события,
которые так соединить нельзя смысле подтверждения существования астрономических объектов, таких плотных
и   массивных,   а   также   обладающих   некоторыми   другими   наблюдаемыми
свойствами,   что   их   можно   интерпретировать   как   чёрные   дыры   общей   теории
относительности.
Кроме того, чёрными дырами часто называют объекты, не строго соответствующие
данному выше определению, а лишь приближающиеся по своим свойствам к такой
чёрной   дыре   —   например,   это   могут   быть   коллапсирующие   звёзды   на   поздних
стадиях   коллапса.   В   современной   астрофизике   этому   различию   не   придаётся
большого   значения,
  так   как   наблюдательные   проявления   «почти
сколлапсировавшей» («замороженной») звезды и «настоящей» («извечной») чёрной
дыры практически одинаковы.
«Чёрная звезда» Мичелла
Концепция   массивного   тела,   гравитационное   притяжение   которого   настолько
велико,  что  скорость,  необходимая  для  преодоления  этого  притяжения  (вторая
космическая   скорость),   равна   или   превышает   скорость   света,   впервые   была
высказана   в   1784   году   Джоном   Мичеллом   в   письме,   которое   он   послал   в
Королевское общество. Письмо содержало расчёт, из которого следовало, что для
тела   с   радиусом   в   500   солнечных   радиусов   и   с   плотностью   Солнца   вторая
космическая   скорость   на   его   поверхности   будет   равна   скорости   света.   Таким
образом,   свет   не   сможет   покинуть   это   тело,   и   оно   будет   невидимым.   Мичелл
предположил, что в космосе может существовать множество таких недоступных
наблюдению объектов. В 1796 году Лаплас включил обсуждение этой идеи в свой
труд «Exposition du Systeme du Monde»,  однако  в  последующих   изданиях   этот
раздел был опущен. Тем не менее, именно благодаря Лапласу эта мысль получила
некоторую известность.
Как   рассуждал  Мичелл?  Пушечное   ядро,  выстреленное  с  поверхности   планеты,
полностью преодолеет ее притяжение, лишь если его начальная скорость превысит
значение, называемое теперь второй космической скоростью и скоростью убегания.
Если гравитация планеты столь сильна, что скорость убегания превышает скорость
света, выпущенные в зенит световые корпускулы не смогут уйти в бесконечность.
Это же произойдет и с отраженным светом. Следовательно, для очень удаленного
наблюдателя   планета   окажется   невидимой.   Мичелл   вычислил   критическое значение радиуса такой планеты Rкр в зависимости от ее массы М, приведенной к
массе нашего Солнца
:
Решения уравнений Эйнштейна для чёрных дыр
Так   как   чёрные   дыры   являются   локальными   и   относительно   компактными
образованиями,   то   при   построении   их   теории   обычно   пренебрегают   наличием
космологической   постоянной2,   так   как   её   эффекты   для   таких   характерных
размеров задачи неизмеримо малы. Тогда стационарные решения для чёрных дыр в
рамках ОТО, характеризуются только тремя параметрами: массой (M), моментом
импульса   (L)   и   электрическим   зарядом   (Q),   которые   складываются   из
соответствующих характеристик вошедших в чёрную дыру при коллапсе и упавших
в неё позднее тел и излучений (если в природе существуют магнитные монополи, то
чёрные дыры могут иметь также магнитный заряд (G), но пока подобные частицы
не обнаружены). Любая чёрная дыра стремится в отсутствие внешних воздействий
стать   стационарной,   что   было   доказано   усилиями   многих   физиковтеоретиков.
Более того, представляется, что никаких других характеристик, кроме этих трёх, у
не   возмущаемой   снаружи   чёрной   дыры   быть   не   может,   что   формулируется   в
образной фразе Уилера как: «Чёрные дыры не имеют волос». Эта теорема означает,
что у стационарной чёрной дыры внешних характеристик, помимо массы, момента
импульса и определённых зарядов (специфических для различных материальных
полей),   быть   не   может,  и   детальная   информация   о   материи   будет   потеряна   (и
частично излучена вовне) при коллапсе. Большой вклад в доказательство подобных
теорем для различных систем физических полей внесли Брэндон Картер, Вернер
Израэль,   Роджер   Пенроуз,   Пётр   Крушель,
  Маркус   Хойслер.   Сейчас
представляется, что данная теорема верна для известных в настоящее время полей,
хотя   в   некоторых   экзотических   случаях,   аналогов   которых   в   природе   не
обнаружено, она нарушается.
Решение Шварцшильда:
2 Космологическая постоянная — физическая постоянная, характеризующая
свойства вакуума, которая вводится в общей теории относительности. Согласно   теореме   Биркхофа,   гравитационное   поле   любого   сферически
симметричного   распределения   материи   вне   её   даётся   решением   Шварцшильда.
Поэтому   слабо   вращающиеся   чёрные   дыры,   как   и   пространствовремя   вблизи
Солнца и Земли, в первом приближении тоже описываются этим решением.
Две важнейшие черты, присущие чёрным дырам в модели Шварцшильда — это
наличие   горизонта   событий   (он   по   определению   есть   у   любой   чёрной   дыры)   и
сингулярности3, которая отделена этим горизонтом от остальной Вселенной.
Решением   Шварцшильда   точно   описывается   изолированная   невращающаяся,
незаряженная   и   не   испаряющаяся   чёрная   дыра   (это   сферически   симметричное
решение уравнений гравитационного поля (уравнений Эйнштейна) в вакууме). Её
горизонт   событий   —   это   сфера,   радиус   которой,   называется   гравитационным
радиусом или радиусом Шварцшильда.
Все   характеристики   решения   Шварцшильда   однозначно   определяются   одним
параметром — массой. Так, гравитационный радиус чёрной дыры массы M равен:
Чёрная дыра с массой, равной массе Земли, обладала бы радиусом Шварцшильда в
9 мм (то есть Земля могла бы стать чёрной дырой, если бы ктолибо смог сжать её
до такого размера). Для Солнца радиус Шварцшильда составляет примерно 3 км.
Объекты, размер которых наиболее близок к своему радиусу Шварцшильда, но
которые   ещё   не   являются   чёрными   дырами, —  это   нейтронные   звёзды.  Можно
ввести понятие «средней плотности» чёрной дыры, поделив её массу на «объём,
заключённый под горизонтом событий»:
Эту формулу легко вывести:
3 Гравитациоо́нная сингуляо́рность (иногда сингулярность пространства-времени) — точка (или
подмножество) в пространстве-времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в неё
геодезическую линию. В таких областях становится неприменимым базовое приближение большинства
физических теорий, в которых пространство-время рассматривается как гладкое многообразие без края. Средняя плотность падает с ростом массы чёрной дыры. Так, если чёрная дыра с
массой   порядка   солнечной   обладает   плотностью,   превышающей   ядерную
плотность, то сверхмассивная чёрная дыра с массой в 109 солнечных масс обладает
средней плотностью порядка 20 кг/м³, что существенно меньше плотности воды.
Таким   образом,   чёрную   дыру   можно   получить   не   только   сжатием   имеющегося
объёма вещества, но и экстенсивным путём, накоплением огромного количества
материала.
Решение Райсснера — Нордстрёма
Это   статичное   решение   (не   зависящее   от   временной   координаты)   уравнений
Эйнштейна   для   сферическисимметричной   чёрной   дыры   с   зарядом,   но   без
вращения.
, где   постоянная Кулона
— масштаб длины (в метрах), соответствующий  электрическому заряду Q
(аналог радиуса Шварцшильда, только не для массы, а для заряда).
Параметры   чёрной   дыры   не   могут   быть   произвольными.   Максимальный   заряд,
который может иметь черная дыра Райсснера — Нордстрёма, равен
,     где e — заряд электрона.
При   превышении   этого   критического   заряда   формально   решение   уравнений
Эйнштейна   существует,   но   «собрать»   такое   решение   из   внешнего   заряженного
вещества   не   получится:   гравитационное   притяжение   не   сможет   компенсировать
собственное электрическое отталкивание материи. Кроме того, надо заметить, что
в реалистичных ситуациях чёрные дыры не должны быть скольлибо значительно
заряжены.
Решение Керра Чёрная   дыра   Керра   обладает   рядом   замечательных   свойств.   Вокруг   горизонта
событий   существует   область,   называемая   эргосферой,   внутри   которой   телам
невозможно покоиться относительно удалённых наблюдателей. Они могут только
вращаться   вокруг   чёрной   дыры   по   направлению   её   вращения.   Этот   эффект
называется   «увлечением   инерциальной   системы   отсчёта»   и   наблюдается   вокруг
любого вращающегося массивного тела, например, вокруг Земли или Солнца, но в
гораздо   меньшей   степени.   Однако   саму   эргосферу   ещё   можно   покинуть,   эта
область   не   является   захватывающей.   Размеры   эргосферы   зависят   от   углового
момента вращения.
Площадь поверхности горизонта черной дыры может быть записана через её массу
M и угловой момент J=aM, где а – угловой момент на единичную массу (c = 1 G =
1):
Вращательная энергия, или соответствующая масса  Mrot, черной дыры Керра есть
следующая величина:
Эта вращательная энергия (энергия вихревого гравитационного поля) может быть
(в принципе) извлечена из черной дыры.
Параметры  чёрной  дыры  не  могут  быть  произвольными   При  Jmax  = M2  метрика
называется предельным решением Керра. Для пространствавремени Керра анализ
был   проведён   Субраманьяном   Чандрасекаром   и   другими   физиками   и   было
обнаружено,   что   керровская   чёрная   дыра   —   а   точнее   её   внешняя   область   —
является   устойчивой.   Аналогично,   как   частные   случаи,   оказались   устойчивыми
шварцшильдовские и рейсснернордстрёмовские дыры.
Решение Керра — Ньюмена
ее
юе
Решение К рра—Нь мена — точное решение уравнений Эйнштейна, описывающее
невозмущённую электрически заряженную вращающуюся чёрную дыру.
Горизонт событий находится на радиусе: ,
и   следовательно   параметры   чёрной   дыры   не   могут   быть   произвольными:
электрический   заряд   и   угловой   момент   не   могут   быть   больше   значений,
соответствующих   исчезновению   горизонта   событий.   Должны   выполняться
следующие ограничения:
 — это ограничение для ЧД Керра — Ньюмена.
Астрофизическая   значимость   решения   неясна,   так   как   предполагается,   что
встречающиеся в природе коллапсары не могут быть существенно электрически
заряжены.
Механические свойства мембраны черной дыры
Черная дыра – это сгусток гравитации, на ее горизонте нет вещества. Несмотря на
это, горизонт выглядит для внешнего наблюдателя (вне черной дыры) и ведет себя
как   физическая   мембрана,   сделанная   из   двумерной   вязкой   жидкости   с
  электрическими   и   термодинамическими
определенными   механическими,
свойствами.
  при   которой   горизонт
рассматривается как мембрана, известна как мембранная парадигма4. Очень важно
подчеркнуть, что мембранная парадигма не есть метод приближения или некоторая
аналогия. Это точный формализм, который дает те же самые результаты, что и
стандартный формализм общей теории относительности.
  Эта   удивительная   точка   зрения,
В соответствии с мембранным формализмом, с точки зрения внешнего наблюдателя
мембрана   черной   дыры   имеет   определенную   поверхностную   плотность   массы
определяемая соотношением:
4В физике чёрных дыр мембранная парадигма является полезной моделью для
визуализации и вычисления эффектов, предсказываемых общей теорией
относительности, без прямого рассмотрения области, окружающей горизонт
событий чёрной дыры. В этой модели чёрная дыра представляется как
классическая излучающая поверхность (или мембрана), достаточно близкая к
горизонту событий — растянутый горизонт. Этот подход к теории чёрных дыр был
разработан Кипом Торном, Ричардом Прайсом и Дугласом Макдональдом.
Результаты, полученные с помощью такого подхода, считаются достаточно
надёжными. Где
  относительное изменение площади поверхности элемента на единицу
времени   наблюдателя   на   бесконечности.   Величина
  для   классических
процессов   всегда   неотрицательна,   следовательно,   величина

  всегда
неположительна.   Можно   сказать,   что   для   случая   черной   дыры,   находящейся   в
равновесии   (например   невращающаяся   черная   дыра   (Шварцшильда)   или   черная
дыра Керра в пустом пространстве),
 = 0.
В   мембране   существует   поверхностное   давление  pH
Шварцшильда это давление равно:
.   Для   черной   дыры
С точки зрения мембранного формализма гравитация черной дыры, находящейся в
равновесии, производится поверхностным давлением pH.
Сдвиговая   вязкость   горизонта
  и   объемная   вязкость
  горизонта
соответственно равны:
В мембранном подходе черная дыра рассматривается как двумерная мембрана с
хорошо известными механическими свойствами, что дает возможность
интуитивного понимания и количественного расчета процессов происходящих в
черной дыре при некоторых определенных условиях.
Образование черных дыр
По современным представлениям, есть четыре сценария образования чёрной дыры:
 Гравитационный коллапс (катастрофическое сжатие) достаточно массивной
звезды на конечном этапе её эволюции.  Коллапс   центральной   части   галактики   или   прагалактического   газа.
)
Современные представления помещают огромную (
чёрную  дыру   в  центр   многих,  если   не  всех,  спиральных   и   эллиптических
галактик.   Например   в   центре   нашей   Галактики   находится   чёрная   дыра
Стрелец   A*   массой
,   вокруг   которой   вращается
меньшая чёрная дыра.
 Формирование   чёрных   дыр   в   момент   Большого   Взрыва   в   результате
флуктуаций   гравитационного   поля   и/или   материи.   Такие   чёрные   дыры
называются первичными.
 Возникновение   чёрных   дыр   в   ядерных   реакциях   высоких   энергий   —
квантовые чёрные дыры.
Черные дыры звездных масс.
Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды, после
полного   выгорания   термоядерного   топлива   и   прекращения   реакции   звезда
теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего
давления и сжатию звезды под действием гравитации. Сжатие может остановиться
на   определённом   этапе,   а   может   перейти   в   стремительный   гравитационный
коллапс.   В   зависимости   от   массы   звезды   и   вращательного   момента   возможны
следующие конечные состояния:
o Погасшая  очень  плотная  звезда, состоящая  в основном,  в зависимости  от
массы, из гелия, углерода, кислорода, неона, магния, кремния или железа
(основные   элементы   перечислены   в   порядке   возрастания   массы   остатка
звезды).
o Белый карлик.
o Нейтронная звезда.
o Чёрная дыра.
По   мере   увеличения   массы   остатка   звезды   происходит   движение   равновесной
конфигурации   вниз   по   изложенной   последовательности.   Вращательный   момент
увеличивает   предельные   массы   на   каждой   ступени,   но   не   качественно,   а
количественно (максимум в 2—3 раза). Условия (главным образом, масса), при которых конечным состоянием эволюции
звезды является чёрная дыра, изучены недостаточно хорошо, так как для этого
необходимо   знать   поведение   и   состояния   вещества   при   чрезвычайно   высоких
плотностях,   недоступных   экспериментальному   изучению.   Дополнительные
сложности представляет моделирование звёзд на поздних этапах их эволюции изза
сложности возникающего химического состава и резкого уменьшения характерного
времени протекания процессов. Достаточно упомянуть, что одни из крупнейших
космических катастроф, вспышки сверхновых, возникают именно на этих этапах
эволюции   звёзд.   Различные   модели   дают   нижнюю   оценку   массы   чёрной   дыры,
получающейся в результате гравитационного коллапса, от 2,5 до 5,6 масс Солнца.
Радиус чёрной дыры при этом очень мал — несколько десятков километров.
Впоследствии чёрная дыра может разрастись за счёт поглощения вещества — как
правило,   это   газ   соседней   звезды   в   двойных   звёздных   системах   (столкновение
чёрной дыры с любым другим астрономическим объектом очень маловероятно из
за её малого диаметра) (см. Приложение 1).
Процесс падения газа на любой компактный астрофизический объект, в том числе и
на   чёрную   дыру,   называется   аккрецией5.   При   этом   изза   вращения   газа
формируется   аккреционный   диск6,   в   котором   вещество   разгоняется   до
релятивистских скоростей, нагревается и в результате сильно излучает, в том числе
и в рентгеновском диапазоне, что даёт принципиальную возможность обнаруживать
такие   аккреционные   диски   (и,   следовательно,   чёрные   дыры)   при   помощи
ультрафиолетовых   и   рентгеновских   телескопов.   Основной   проблемой   является
малая   величина   и   трудность   регистрации   отличий   аккреционных   дисков
нейтронных звёзд и чёрных дыр, что приводит к неуверенности в идентификации
астрономических объектов с чёрными дырами. Основное отличие состоит в том,
что газ, падающий на все объекты, рано или поздно встречает твёрдую поверхность,
что   приводит   к   интенсивному   излучению   при   торможении,   но   облако   газа,
падающее   на   чёрную   дыру,   изза   неограниченно   растущего   гравитационного
5 Аккреция — процесс падения вещества на космическое тело из окружающего
пространства.
6 Аккреционный диск — диск, образующийся вокруг космического тела в
результате аккреции, если падающее вещество имеет момент вращения. Ситуация,
приводящая к образованию аккреционного диска, в частности, возникает в тесных
двойных системах. замедления времени (красного смещения) просто быстро меркнет при приближении
к   горизонту   событий.   Столкновение   чёрных   дыр   с   другими   звёздами,   а   также
столкновение нейтронных звёзд, вызывающее образование чёрной дыры, приводит к
мощнейшему гравитационному излучению, которое, как ожидается, можно будет
обнаруживать   в   ближайшие   годы   при   помощи   гравитационных   телескопов.   В
настоящее   время   есть   сообщения   о   наблюдении   столкновений   в   рентгеновском
диапазоне.
Рассмотрим   пример   черной   дыры   звездной   массы,   известный   галактический
источник рентгеновского излучения в созвездии Лебедя, Лебедь X1 (сокращённо
Cyg X1). Он был открыт в 1964 году во время суборбитального полёта и является
одним из ярчайших источников рентгеновского излучения, обладая максимальной
плотностью потока 2,3×10−23Вт×м−2×Гц−1. Лебедь X1 был первым рентгеновским
источником  кандидатом в чёрные дыры и является среди них одним из самых
изученных объектов. Известно, что его масса составляет 8,7 масс Солнца, показано,
что объект слишком компактен, чтобы быть какимлибо объектом кроме чёрной
дыры. Радиус его горизонта событий составляет примерно 26 км.
Лебедь   X1   входит   в   состав   массивной   двойной   системы,   располагающейся   на
расстоянии   примерно   6000   световых   лет   от   Солнца.   Также   в   систему   входит
голубой сверхгигант с переменным блеском, обозначенный HDE 226868. Объекты
находятся на расстоянии 0,2 а.е. друг от друга, или 20 % расстояния от Земли до
Солнца.   Звёздный   ветер   сверхгиганта   даёт   материал   для   аккреционного   диска
вокруг   рентгеновского   источника.   Внутренняя   часть   диска,   разогретая   до
миллионов  Кельвинов,  генерирует   наблюдаемое  рентгеновское   излучение.  Часть
вещества   уносится   в   межзвёздное   пространство   двумя   джетами7,   бьющими
перпендикулярно к диску.
Двойная   система   может   принадлежать   к   звёздной   ассоциации   Лебедь  OB3,   что
может означать, что возраст Лебедь X1 составляет порядка пяти миллионов лет и
он   сформировался   из   звезды   с   массой   более   40   солнечных.   Звезда   лишилась
большей части вещества, скорее всего изза звёздного ветра. Если бы после звезда
взорвалась как сверхновая, взрыв с большой вероятностью выбросил бы звёздный
7Джеты, релятивистские струи (англ. jet) — струи плазмы, вырывающиеся из
центров (ядер) таких астрономических объектов, как активные галактики, квазары
и радиогалактики. остаток из системы. Это значит, что звезда сколлапсировала непосредственно в
чёрную дыру.
Сверхмассивные черные дыры.
ие
5—1010  масс
Сверхмасс вная чёрная дыр  — это чёрная дыра с массой около 10
Солнца. Сверхмассивные чёрные дыры были обнаружены в центре многих галактик,
включая Млечный Путь (см. Приложение 2).
ае
Сверхмассивные чёрные дыры имеют специфические свойства, отличающие их от
меньших чёрных дыр:
o Парадоксально, но средняя плотность сверхмассивной чёрной дыры может
быть очень мала (даже меньше плотности воздуха).
o Приливные силы около горизонта событий значительно слабее. Изза того, что
центральная   сингулярность   расположена   настолько   далеко   от   горизонта,
гипотетический   космонавт,   путешествующий   к   центру   чёрной   дыры,   не
почувствует   действия   экстремальных   приливных   сил   до   тех   пор,   пока   не
погрузится в неё очень глубоко.
Общепринятой   теории   образования   черных   дыр   подобной   массы   еще   нет.
Существует несколько гипотез, наиболее очевидной из которых является гипотеза,
описывающая постепенное наращивание массы при аккреции вещества чёрной дыры
звёздной массы. Другая гипотеза предполагает, что сверхмассивные чёрные дыры
образуются   при   коллапсе   больших   газовых   облаков   и   их   превращении   в
релятивистскую звезду массой в несколько сотен тысяч масс Солнца или больше.
Такая звезда быстро становится нестабильной к радиальным возмущениям в связи с
процессами образования электроннопозитронных пар, происходящими в её ядре, и
может сколлапсировать сразу в чёрную дыру. При этом коллапс идёт минуя стадию
сверхновой,   при   которой   взрыв   выбросил   бы   большую   часть   массы,   что   не
позволило   бы   образоваться   сверхмассивной   чёрной   дыре.   Еще   одна   модель
предполагает,   что   подобные   чёрные   дыры   могли   образоваться   при   коллапсе
плотных звёздных кластеров, когда отрицательная теплоемкость системы приводит
дисперсию   скорости   в   ядре   к   релятивистским   значениям.   Наконец,   первичные
чёрные дыры могли образоваться из начальных возмущений сразу после Большого
взрыва. Трудность   образования   сверхмассивной   чёрной   дыры   заключается   в   том,   что
достаточное   для   этого   количество   вещества   должно   быть   сконцентрировано   в
относительно небольшом объёме. Для этого у материи должен быть очень малый
начальный   угловой   момент   —   то   есть   медленное   вращение.   Обычно   скорость
процесса   аккреции   на   чёрную   дыру   лимитируется   именно   угловым   моментом
падающей материи, который должен быть в основном передан обратно наружу, что
ограничивает скорость роста массы чёрной дыры.
Первичные черные дыры.
Процессы образования первичных черных дыр с массой, меньшей солнечной, могли
происходить   лишь   в   адронную   эру8,   когда   средняя   плотность   вещества   была
достаточно высока. Первичных черных дыр образуется тем больше, чем больше
была амплитуда начальных неоднородностей и чем “мягче” уравнения состояния
вещества   в  момент   их   образования.  Дальнейшая   судьба   первичных   черных   дыр
зависит от их массы. Черные дыры с массой от 1015 до 1033 г могли бы доживать до
настоящего   времени   и   оказаться   “живыми   свидетелями”   процессов,
происходивших во времени 1023—105 с после “большого взрыва”. Черные дыры с
массами  М1014,5  должны   испаряться   в   настоящую   эпоху.   Как   только   масса
становится   меньше   1014  г,   черная   дыра   начинает   испускать   адроны.   Первичные
черные   дыры   меньшей   массы   должны   были   взорваться   вскоре   после   своего
возникновения.
Квантовые чёрные дыры.
Предполагается, что в результате ядерных реакций могут возникать устойчивые
микроскопические   чёрные   дыры,   так   называемые   квантовые   чёрные   дыры.   Для
8Адронная эра, своим названием она обязана тому, что главными её действующими лицами
были   элементарные   частицы   с   сильным   взаимодействием   -   адроны   (то   есть   протоны,
нейтроны и другие массивные частицы). Она подразделяется на несколько частей. Прежде
всего это планковская эпоха (около 10-43с), для которой пока не существует физической
теории, объясняющей поведение вещества. Температура на этой стадии была около 10 32К.
Далее   идёт   эпоха   великого   объединения   с   ещё   неразделившимися   сильным,   слабым   и
электромагнитным   взаимодействиями.   Среди   всех   взаимодействий   выделялась   только
гравитация. Эта фаза заканчивается при достижении температуры 1027К и времени 10-32с. В
конце этой эпохи сильное взаимодействие отделяется от остальных и возникают кварки и
связанные с ними элементарные частицы.Признаком окончания этого этапа стало начало
бариосинтеза, то есть образование протонов, нейтронов и аннигиляции соответствующих
им частиц. Потом наступает эпоха электрослабого взаимодействия, которая заканчивается
при   разделении   слабого   и   электромагнитного   взаимодействия   в   момент   10-7с   и   при
температуре 1015К. математического   описания   таких   объектов   необходима   квантовая   теория
гравитации.   Однако   из   общих   соображений   весьма   вероятно,   что   спектр   масс
чёрных   дыр  дискретен   и  существует   минимальная   чёрная  дыра  —  планковская
чёрная дыра. Её масса порядка 10−5  г, радиус — 10−35  м. Комптоновская длина
волны910
11
9 Комптоновская длина волны (λC) — параметр элементарной частицы: величина
размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов,
идущих с участием этой частицы.
10
11   1)
2)
3)
4)

description:
1)
2)
3)
4)

астрономия

group: Дисциплины

title: Черные дыры – загадки Вселенной.


extracted_text:
Исследовательская работа
Диффузия вокруг нас
                                                                             Дмитриева Алина, 8 класс
Автор:

                                                                                Купенова Гегани Мгеровна
Научный руководитель: 20162017 год
Содержание
1. Введение
2. Роль диффузии в природе
3. Влияние человека на протекание диффузии в природе
4. Экспериментальная часть
5. Заключение
6. Список использованной литературы
Введение
Диффузия играет огромную роль в природе, в быту человека и в
технике.
  Диффузионные   процессы   могут   оказывать   как
положительное, так и отрицательное влияние на жизнедеятельность
человека   и   животных.   Примером   положительного   воздействия
является   поддержание   однородного   состава   атмосферного   воздуха
вблизи   поверхности   Земли.   Диффузия   играет   важную   роль   в
различных областях науки и техники, в процессах, происходящих в
живой   и   неживой   природе.   Она   оказывает   влияние   на   течение
химических реакций.
       С участием диффузии или при нарушении и изменении этого
процесса могут протекать отрицательные явления в природе и жизни
человека,   такие   как   обширное   загрязнение   окружающей   среды
продуктами технического прогресса человека.
Цель:
Исследовать   особенности   протекания   диффузии   в   газах,
жидкостях   и   в   твердых   телах   и   выяснить   применение   диффузии
человеком и проявление диффузии в природе,
рассмотреть   роль   диффузии   в   экологическом
  равновесии
природы и влияние человека на процессы диффузии.
       Задачи:
1. Изучить материал о роли диффузии в природе
2.   Провести   некоторые   опыты,   демонстрирующие   явление
диффузии в природе
3. Провести опрос людей о роли диффузии в природе
3. Проанализировать  полученную информацию, сделать выводы о
роли диффузии в экологическом равновесии природы.
Методы:
Изучение литературных и других информационных источников,
  социологический   опрос,   анализ
проведение   экспериментов,
информации и результатов. Роль диффузии в природе
  Диффузия   (от   лат.   Diffusio   —
распространение, растекание, рассеивание) - это
явление, при котором происходит взаимное
проникновение молекул одного вещества  между
молекулами другого. Приложение №6
Примером   диффузии   в   газах   является
распространение   запахов   в   воздухе.   При   этом   запах
распространяется   не   мгновенно,   а   спустя   некоторое
время.   Почему   же   так   происходит?   Дело   в   том,   что
движению молекул пахучего вещества в определенном
направлении мешает движение молекул воздуха.
С помощью диффузии происходит распространение
различных   газообразных  веществ   в   воздухе:  например,
дым  костра распространяется на большие расстояния.
Результатом   этого   явления   может   быть
выравнивание   температуры   в   помещении   при
проветривании.   Таким   же   образом   происходит
загрязнение   воздуха   вредными   продуктами
промышленного   производства   и   выхлопными   газами
автомобилей.  Природный   горючий   газ,   которым   мы   пользуемся
дома,   не   имеет   ни   цвета,   ни   запаха.   При   утечке   заметить   его
невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с
особым   веществом,   обладающим   резким,   неприятным   запахом,
который легко ощущается человеком.
Благодаря   явлению   диффузии
  нижний   слой   атмосферы   –
тропосфера – состоит из смеси газов: азота, кислорода, углекислого
газа   и   паров   воды.   При   отсутствии   диффузии   произошло   бы
расслоение   под   действием   силы   тяжести:   внизу   оказался   бы   слой
тяжёлого углекислого газа, над ним – кислород, выше – азот  инертные
газы.
  В небе мы тоже наблюдаем это явление. Рассеивающиеся облака
– тоже пример диффузии и как точно об этом сказано  у Ф.Тютчева:
«В небе тают облака…»
      В  жидкостях диффузия протекает медленнее, чем в газах, но
этот   процесс   можно   ускорить,   с   помощью   нагревания.   Например, чтобы быстрее засолить огурцы, их заливают горячим рассолом. Мы
знаем,   что   в   холодном   чае   сахар   растворится   медленнее,   чем   в
горячем.
Летом, наблюдая за муравьями, я всегда задумывалась над тем,
как они в огромном для них мире, узнают дорогу домой. Оказывается,
и эту  загадку открывает явление диффузии.  Муравьи помечают свой
путь капельками пахучей жидкости.
     Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу.
Бабочки,   порхая   меж   растений,   всегда   находят   дорогу   к
красивому цветку. Пчелы, обнаружив  сладкий объект, штурмуют его
своим роем.
     Растение растёт, цветёт для них тоже благодаря диффузии.
Ведь мы говорим, что растение дышит и выдыхает воздух, пьет воду,
получает из почвы различные микродобавки.
       Плотоядные животные находят своих жертв тоже благодаря
диффузии.  Акулы чувствуют запах крови на расстоянии нескольких
километров, также как и рыбы пираньи.

       Экология окружающей среды ухудшается за счёт выбросов в
атмосферу, в воду химических и прочих вредных веществ, и это всё
распространяется   и   загрязняет   огромные   территории.   Деревья
выделяют   кислород   и   поглощают   углекислый   газ   с   помощью
диффузии.
 На   принципе   диффузии   основано

перемешивание пресной воды с соленой при впадении
рек   в   моря.   Диффузия  растворов   различных  солей  в
почве способствует нормальному питанию растений.
Во   всех   приведенных   примерах   мы   наблюдаем
взаимное   проникновение   молекул   веществ,   т.е.
диффузию.  На этом процессе  основаны многие физиологические
процессы   в   организме   человека   и   животных:   такие   как   дыхание,
всасывание   и   др.   В   общем,   диффузия   имеет   большое   значение   в
природе,   но   это   явление   также   вредно   в   отношении   загрязнения
окружающей среды.
Влияние человека на протекание диффузии в природе.
К сожалению, в результате развития человеческой цивилизации
оказывается негативное влияние на природу и процессы, протекающие
в ней. Процесс диффузии играет большую   роль в загрязнении рек,
морей,   океанов.   Например,   можно   быть   уверенным,   что   моющие
средства,   слитые   в   канализацию,   например,   в   Одессе,   окажутся   у берегов  Турции  изза  диффузии   и  существующих   течений.  Годовой
сброс   производственных   и   бытовых   стоков   в   мире     исчисляется
десятками   триллионов   тонн.   Примером   отрицательного   влияния
человека   на   процессы   диффузии   в   природе   являются
крупномасштабные   аварии,   произошедшие   в
  бассейнах   разных
водоемов.   В   результате   этого   явления   нефть   и   продукты   ее
переработки   растекаются   по   поверхности   воды   и,   как   результат,
нарушаются процессы диффузии, например: кислород не поступает в
толщу воды, и рыбы без кислорода погибают.
(Приложение №7)
Вследствие     явления   диффузии   воздух   загрязняется   отходами
разных   фабрик,   изза   него   вредные   отходы   жизнедеятельности
человека проникают в почву, воду, а затем оказывают вредное влияние
на жизнь и функционирование животных и растений. Увеличивается
площадь   земель,
  загрязненных   выбросами   промышленных
предприятий   и   т.д.   Свыше   2   тыс.   гектаров   земли   занято   свалками
промышленных   и   бытовых   отходов.   Один   из   трудно   решаемых   в
настоящее   время   вопросов   является   вопрос   утилизации
промышленных отходов, в том числе токсичных.

            Насущной   проблемой   является   загрязнение   воздуха
выхлопными   газами,   продуктами   переработки   вредных   веществ,
выбрасываемыми   в   атмосферу   различными   заводами.   В   некоторых
медицинских   исследованиях   была   показана   связь   заболеваемости
органов дыхания и верхних дыхательных путей с состоянием воздуха.
Отмечается   прямая   зависимость   между   показателем   уровня
заболеваемости   органов   дыхания   и   объемом   выбросов   вредных
веществ в атмосферу. Перечисленные примеры диффузии оказывают
вредное   влияние   на   различные   процессы,  происходящие   в   природе.
(Учитывая   глобальное   потепление,   важно   исследовать   изменение
скорости   диффузии   в   зависимости   от   повышения   температуры
окружающей среды.)
Экспериментальная часть работы.
I  эксперимент.
 Наблюдение   проникновения   атомов
(молекул) одного вещества между молекулами другого вещества.
(опыт с перманганатом калия и бумагой смоченной водой).

Цель:  изучить,   как   различные   вещества   на   поверхности   воды
влияют   на   скорость   испарения   воды   и   сделать   вывод   о   скорости
протекания диффузии.
Приборы и материалы:  бумага смоченная водой, перманганат
калия. Описание опыта и полученные результаты: (Приложение №1)
Взяли   кусочек   туалетной   бумаги   и   капнули   на  него   немного
воды     (рис.1).     Вода  растеклась по поверхности. Взяли несколько
кусочков   марганцовки   и   положили   на   бумагу.   Стали   наблюдать   за
происходящим. Через 23 секунды, вокруг кусочков с марганцовкой
образовались   видимые   пятна   бордового   цвета   (рис.2).   А   еще   через
15секунд пятна увеличились почти вдвое (рис.3). Этот процесс продолжался
до  тех пор, пока  все   кусочки     полностью   не   растворились.  Здесь   мы
пронаблюдали     проникновение   атомов  (молекул)   марганцовки   между
молекулами воды.  А это и есть диффузия.
II эксперимент.      Наблюдение растворения кусочков гуаши
 t    =   22°С)
 неизменной   температуре   (   при

в   воде,   при

(Приложение№2)
         Взяли кусочек гуаши синего цвета и  сосуд с чистой водой при
температуре 21 °С (рис.4). Положили  в сосуд кусочек гуаши (рис.5) и
начали   наблюдать   за   происходящим.  Через  14
 минут вода в сосуде
начинает окрашиваться в цвет гуаши (твердого тела) (рис.6). Вода является
хорошим   растворителем.   Под   действием   молекул   воды   происходит
разрушение связей между молекулами твердых веществ гуаши. С момента
начала опыта прошло 30 минут. Цвет воды становится более интенсивным
(рис.7). Молекулы воды проникают  между молекулами гуаши, нарушая
силы притяжения. С начала эксперимента прошло 1 час 30 минут (рис.8).
Одновременно   с   силами   притяжения   между   молекулами   начинают
действовать   силы   отталкивания   и,   как   следствие,   происходит
разрушение  кристаллической   решетки   твердого   вещества   (гуаши).
Процесс   растворения   гуаши  закончился   (рис.9).   Время   прохождения
эксперимента 3 часа 34 минут. Вода полностью окрасилась в цвет гуаши.
Таким   образом,   явление   диффузии   это   длительный   процесс,   в
результате которого происходит растворение твердых тел.
Ш эксперимент.  Изучение зависимости скорости протекания
диффузии от

 температуры.
  Цель:  изучить,   как   температура     воды   влияет   на   скорость
протекания диффузии.
Приборы   и   материалы:  термометры   –   2   шт,   часы   –   1   шт,
колбочки – 2шт, чай.
Описание   опыта   и   полученные   результаты:
(опыт
приготовления   чая   при   начальной   температуре   18°С   и   при
температуре 85° С в двух колбочках). (Приложение №3)
        Взяли два сосуда с водой при t=18 °С и t=85 °С. На рисунках
показано протекание   эксперимента   через   определенное   время   от начала:  в  начале эксперимента  рис.11, через 30 с.  рис.12,  через 1 мин.
 рис.13,   через 2 мин.  рис.14, через 5 мин.  рис 14, через 15  мин.
рис.16. Из этого опыта можно сделать вывод о том,     что на скорость
протекания диффузии влияет температура: чем больше температура, тем
выше скорость протекания   диффузии.
IV  эксперимент.
освежителем воздуха)
 Наблюдение   диффузии   в   газах   (опыт   с
Цель:  изучение   изменения   диффузии   газа   в   воздухе   в
зависимости  от изменения температуры в помещении. (Приложение
№4)
Приборы и материалы:  часы с секундной стрелкой, освежитель
воздуха.
Описание опыта и полученные результаты: В кабинете физики
в одном углу распылили освежитель воздуха,   и через полторы минуты
почувствовали запах освежителя.  Распространение запаха объясняется
движением   молекул.   Это   движение   носит   непрерывный   и
беспорядочный характер. Сталкиваясь с молекулами газов, входящих
в   состав   воздуха,   молекулы   дезодоранта   много   раз   меняют
направление   своего   движения   и,   беспорядочно   перемещаясь,
разлетаются   по   всей   комнате.    Отсюда   можно   сделать   следующий
вывод:   в  газах   диффузия   протекает   значительно   быстрее,   чем   в
жидкостях. Это обусловлено тем, что между молекулами газа расстояние
значительно   больше,   чем   между   молекулами  жидкости,   а   значит   и
молекулы одного вещества быстрее проникают между молекулами другого
вещества. Значит, и диффузия происходит быстрее.
 V эксперимент.  Влияние различных веществ на поверхности
воды на процесс диффузии
Цель:  изучить,   как   различные   вещества   на   поверхности   воды
влияют   на   скорость   испарения   воды   и   сделать   вывод   о   скорости
протекания диффузии.
Приборы   и   материалы:  термометры   –   4   шт,   часы   –   1   шт,
тарелки – 4 шт, теплая вода, бензин, керосин, растительное масло.
Описание опыта и полученные результаты:  в  тарелки   была
налита   вода   одинаковой   массы   и   одинаковой   температуры   (35
градуса), затем в одну тарелку был налит бензин (5 мл), во вторую –
керосин   (5мл), в третью – растительное масло (5 мл), в четвертой
вода   оставалась   чистой.   Растительное   масло   в   нашем   опыте
имитировало   нефть.   Засекалось   время,   через   каждые   20   минут снимались   показания   термометров,   помещенных   во   все   жидкости.
Результаты измерений зафиксированы в таблице. (Приложение №5)
При испарении из воды вылетают отдельные молекулы. Так как
вода,   покрытая   пленкой   бензина,   керосина   и   растительного   масла,
остывает   медленнее,   то   можно   судить   о   том,   что   и   молекулам
кислорода   труднее   проникнуть   в   воду:   рыбы   и   другие   водные
обитатели испытывают недостаток кислорода и могут даже погибнуть.
Вывод:  наличие   различных   веществ   на   поверхности   воды
нарушает   процессы   диффузии   и   может   привести   к   нежелательным
экологическим последствиям.
Социологический опрос
Цель   опроса:  привлечь   внимание   людей   к   экологической
проблеме, а также узнать, как они информированы об этой проблеме и
что делают на бытовом уровня.
Содержание:
1. Влияет ли диффузия на экологию?

                    Да.                                                               Нет.
Затрудняюсь ответить
2. Важно ли для вас лично информация об экологии?
                      Да.                                                                           Нет.
Затрудняюсь ответить
3. Как вы думаете, можно ли защитить природу?
                      Да.                                                                           Нет.
Затрудняюсь ответить
4. Задумываетесь вы о нашей проблеме?
                      Да.                                                                           Нет.
Затрудняюсь ответить
5.   Готовы   ли   вы   участвовать   в   улучшении   экологии   за
предварительную плату?
                    Да.                                                                           Нет.
Затрудняюсь ответить
6. Хотите ли вы изменить экологию в лучшую сторону?
                    Да.                                                                           Нет.
Затрудняюсь ответить
7. Хотите ли вы получить дополнительные знания об экологии?
                    Да.                                                                           Нет.
Затрудняюсь ответить
Методика проведения социологического опроса по проблеме
экологии Я опрашивала людей по заранее разработанной анкете, на позиции
были даны готовые предполагаемые ответы.
Опрос проводился анонимно. Было опрошено 20 школьников с 7
по   9   класс   и   20   взрослых   человека.   Так   как   ответы   взрослых   и
школьников   записывали   разным   цветом,   то   была   возможность
подсчитать, как отвечали школьники и взрослые. Опрашивались как
знакомые (большинство) так и случайные прохожие на улице.
Анализ результатов
       Результаты социологического опроса показали, что взрослых
гораздо чаще волнуют проблемы экологии. Так, из опрощенных нами
взрослых   на   вопрос:   “   Влияет   ли   диффузия   на   экологию?”
утвердительно   ответили   45%   взрослых   и   в   3   раза   меньше      15%
школьников   и   отрицательно   –   23,4%   взрослых   и   61%   школьников.
Следовательно, в школе уделяют мало внимания этой проблеме. Что
нас это огорчило. В целом задумываются над этим вопросом 39,8%
опрошенного населения и 46,1% – не задумываются.

              Возможно,   что   взрослые,   несмотря   на   анонимность
анкетирования, хотели показаться перед нами более “правильными”,
но, может быть, им чаще приходится сталкиваться с экологическими
проблемами в повседневной жизни.
На   основании   проведенного   опроса   можно   сделать   следующие
выводы:
1. Жители   нашего   района   уделяют   недостаточное   внимание
проблеме экологии.
Взрослые чаще задумываются над этой проблемой.
2.
3. При анкетировании жителей некоторые впервые задумались
над проблемой экологии.
                                    Заключение
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что
диффузия играет огромную роль в жизни человека и животных, без
этого явления жизнь на Земле была бы невозможна. Но, к сожалению,
люди  в  результате  своей   деятельности   часто  оказывают   негативное
влияние на естественные  процессы в природе.
Изучая диффузию, ее роль в экологическом равновесии природы
и факторы, влияющие на ее протекание в природе, я пришла к выводу,
что надо почаще привлекать внимание общественности к проблемам
окружающей среды.
Проведя данную исследовательскую работу, я пришла к выводу,
что экологическое воспитание надо осуществлять с малых лет.

title: Диффузия вокруг нас


extracted_text:
Методическая разработка  урока по физике в 7 классе
Решение задач по теме «Работа и мощность»
Решение задач.
Цель урока: провести проверочное тестирование по теме «Работа. Мощность»;
отрабатывать практические навыки решения задач по изученной теме; развивать навыки
устного счета.
Ход урока
I  Повторение изученного по теме «Работа. Мощность»
Ученики отвечают на вопросы:
 Для характеристики чего введено понятие мощности?
 По какой формуле вычисляется мощность?
 Какие единицы мощности вы знаете?
 Чему равен 1 Вт?
На доске выписаны основные рабочие формулы:
А = F∙S       (1)
A = N∙t       (2)
II   Работа с тестом.
Учащимся предлагается тест по теме «Работа. Мощность» (см. Приложение). Тест
рассчитан на 15 минут.
III   Задачи на вычисление совершенной работы.   Для формирования у учащихся прочных
навыков решения задач на расчет работы необходимо, прежде всего, разработать
определенную методику работы с таким задачами.    Можно на кодоскопе
продемонстрировать план работы с задачей:
1. Установите, на какое тело воздействует рассматриваемое тело. 2. Выделите участок
движения, на котором производится воздействие. 3. Определите силу воздействия F. 4.
Определите угол между направлением движения и направлением силы. 5. Если сила
направлена по направлению, либо против направления движения, то: а) определите
пройденный путь S; б) рассчитайте произведение FS. 6. Если направление силы отлично от
направления движения, то возможны два варианта: а) если угол между направлениями
равен 90º, работа равна  0; б) в других случаях работу по указанной формуле определить
нельзя.
   Изучив предложенный план, ученики могут приступать к решению задач.
   Вычислите работу, совершаемую силами, действующими со стороны тела (выделенное
жирным шрифтом), в следующих ситуациях:
1 Буксирный катер тянет баржу с одного причала на другой, действуя с силой 5000Н.
Расстояние между причалами 1000м. 2 Автомобиль весом 20 кН после выключения
двигателя остановился под действием силы трения 4 кН , пройдя по горизонтальной дороге
20 м. 3 Штангист держит штангу весом 2 кН на высоте 2м. 4 Пианино  массой 300 кг было
подано в окно шестого этажа, расположенное на высоте 16 м над тротуаром, с помощью
подъемного устройства. 5 Женщина несёт на голове кувшин весом 70 Н, удерживая его на
одном уровне. 6 Гиря часового механизма  весит 50 Н и течение суток опускается на 120
см.
  Первые две ситуации можно рассмотреть коллективно, остальные задачи учащиеся
выполняют самостоятельно в тетрадях.  На всю работу отводится 15 минут.  Задачи,
которые ученики не успели решить на уроке остаются для домашнего задания.
IV  Задачи на вычисление мощности.
   Точно так же, как и с задачами на вычисление работы, учащимся предлагается план
работы с задачами (таблица последовательности действий заранее выписывается на доске): 1. Выделите тело, над которым совершается работа. 2. Определите значение совершенной
работы А в джоулях. 3. Определите время t , за которое совершается работа, в секундах. 4.
Найдите отношение А/t.     Изучив план, учащиеся могут приступить к решению задач.
    Вычислите мощность развиваемую телом в следующих ситуациях:
1. Штангист , поднимая штангу, совершает работу 5 кДж за 2 с. 2. Кот Матроскин и Шарик
буксировали автомобиль дяди Федора до Простоквашино в течение 1 ч, действуя с силой
120 Н. Расстояние до Простоквашино 1 км.
3. Мальчик  массой 40 кг  поднялся за 30 с  на второй этаж дома, расположенный на высоте
8 м. 4. Ступа Бабы Яги летит со скоростью 120 км/ч. 5. Карлсон поднимает Малыша
массой 30 кг  на крышу дома высотой   20 м со скоростью 2 м/с.   6. Автомобиль проходит
100 м  за  6,25 с, развивая тягу 3 кН.

Все ситуации, которые учащиеся не успели рассмотреть на уроке,  остаются для домашней
работы.
Рекомендация. Часто бывает удобным использовать еще одно выражение для мощности,
когда под действием силы тело движется с постоянной
скоростью: так как      N =
А  (cid:0)
  и    А = F∙S    ,   N = (cid:0)
(cid:0)  (cid:0)
  ,    но  (cid:0) (cid:0)
 = ?   ,
следовательно ,                     N = F∙ ?
    Мощность, таким образом, можно находить как произведение силы на скорость
движения. Эту формулу можно вывести и в конце урока. Ученики хорошо понимают
содержание этого выражения и затем применяют при решении задач.
V   Домашнее задание: № 715, 717, 718 (В.И. Лукашик)

Механическая работа и мощность
Вычислите работу, совершаемую силами, действующими со стороны тела (выделенное
жирным шрифтом), в следующих ситуациях:
1 Буксирный катер тянет баржу с одного причала на другой, действуя с силой 5000Н.
Расстояние между причалами 1000м. 2 Автомобиль весом 20 кН после выключения
двигателя остановился под действием силы трения 4 кН , пройдя по горизонтальной дороге
20м. 3 Штангист держит штангу весом 2 кН на высоте 2м. 4 Пианино  массой 300 кг было
подано в окно шестого этажа, расположенное на высоте 16 м над тротуаром, с помощью
подъемного устройства. 5 Женщина несёт на голове кувшин весом 70 Н, удерживая его на одном уровне. 6 Гиря часового механизма  весит 50 Н и течение суток опускается на 120
см.

Вычислите мощность развиваемую телом в следующих ситуациях:
1. Штангист , поднимая штангу, совершает работу 5 кДж за 2 с.
2. Кот Матроскин и Шарик буксировали автомобиль дяди Федора до Простоквашино в
течение 1 ч, действуя с силой 120 Н. Расстояние до Простоквашино 1 км.
3. Мальчик  массой 40 кг  поднялся за 30 с  на второй этаж дома, расположенный на высоте
8 м.
4. Ступа Бабы Яги летит со скоростью 120 км/ч.
5. Карлсон поднимает Малыша массой 30 кг  на крышу дома высотой
20м со скоростью 2 м/с.
6.Автомобиль проходит 100 м  за  6,25 с, развивая тягу 3 кН.

Приложение
Тест «Механическая работа и мощность»

1.Что называется механической работой? а) произведение силы на скорость тела б)
произведение силы на путь, пройденный по направлению силы в) отношение пути ко
времени, за которое этот путь пройден г) произведение скорости тела на время его
движения

2. К неподвижному массивному телу массой 100 кг приложена сила 200 Н. При этом
положение тела не изменилось. Чему равна работа силы? а) 20000 Дж            б) 200 Дж
в) 0 Дж              г) 20 Дж

3.Тело под действием силы 20 Н переместилось на 40 см. Чему равна работа? а) 8 Дж
б) 800 Дж          в) 80 Дж              г) 0,8 Дж

4. Какая из перечисленных ниже единиц принята за единицу мощности? а)  Джоуль           б)
килограмм          в) Ньютон             г) Ватт

5. По какой формуле рассчитывается мощность?
а)  F∙S                б) N∙t                  в)
А  (cid:0)
            г) F∙h

6. За 2 минуты двигатель мощность 200 Вт совершил работу: а) 240 Дж            б) 24000 Дж
в) 400 Дж              г) 2400 Дж

7. Груз равномерно опустили  на 12 м, а затем  равномерно подняли на ту же высоту.
Одинаковые ли по численному значению работы при этом совершены? а)  большая работа
совершена при спуске б)  большая работа совершена при подъеме в) одинаковые г) ответ
неоднозначен
Ответы к тесту «Работа и мощность» 1 б      2  в      3  а      4  г      5  в      6  б      7  в

file_name: разработка урока.doc


extracted_text:
Тема: Механическая работа. Единицы измерения. 7 класс
Цели: сформировать у учащихся неформальные знания о понятии
          «механическая работа»; написать формулу для ее расчета,
ввести
          единицы измерения;
          выработка умений и навыков решения задач по данной теме;
1. На полу стоит ящик массой 20 кг. Какую работу надо произвести,
чтобы поднять ящик на высоту кузова автомашины, равную 1,5 м?
2. В воде с глубины 5 м поднимают до поверхности
камень объемом 0,6 м3. Плотность камня 2500
кг/м3. Найдите работу по подъему камня.
1. Дано: m= 20 кг                       Решение:
          h=1,5 м                       А=Fs
                                             F=P=mg
Найти: А                              s=h
                                            A=mgh
                                            A=20кг 9,8Н/кг 1,5м=300 Дж
                                       Ответ: А=300 Дж.
2.
3; h = 5м; v = 0,6м3; ρв = 1000кг/м3; а ?
ρ
 = 2500кг/м Первый уровень.
1.Измеряя силу трения, ученик протянул брусок по столу на
расстояние 30 см. Вычислите работу ученика, если динамометр
показывал 1,5 Н.
2.Карапуз, играя автомобильчиком, провез его 90 см, прикладывая к
веревочке силу 3,5 Н.  Вычислите  работу карапуза.
3.Мальчик массой 39 кг лезет вверх по лестнице. Какую работу он
совершит, подняв себя на высоту 4,5 м?
Второй уровень.
1.Обезьяна массой 12 кг карабкается вверх по лианам. Какую работу
она совершит, поднявшись на 6,2 м?
2.На какую высоту было поднято тело массой 20 кг, если при этом
была совершена работа 680 Дж?
3.При подъеме тела на высоту 2,5 м была совершена работа 1225 Дж.
Какова масса поднимаемого тела?
Третий уровень.
1.Велосипедист движется со скоростью 12 км/ч в течение 15 мин.
Какую работу совершил велосипедист на этом отрезке пути, если
сила сопротивления движению 98 Н?
2.Тело движется под действием силы 22 Н в течение 12 мин. С какой
скоростью движется тело, если при этом была совершена работа
158400 Дж?
3.В воде с глубины 5 м поднимают до поверхности бетонный блок
 размерами 40х120 см. Найдите работу по подъему камня.
2.Ответьте «да» или «нет»
1.Луна, двигаясь вокруг Земли, совершает механическую работу.
2.Гиря, висящая на шнуре, совершает механическую работу.
3.Пассажир, едущий в автобусе, совершает механическую работу.
4.Муха, летающая по комнате, совершает механическую работу.
5.Магнитофон, перематывая кассету, совершает механическую
работу.
6.Девочка, играя на скрипке, совершает механическую работу.
7.Ветер, гонящий по небу облака, совершает механическую работу.
8.Вода, давящая на стенку сосуда, совершает механическую работу. 9.Компьютер, решая задачу, совершает механическую работу.
10.Земля, двигаясь по орбите вокруг Солнца, совершает
механическую работу.

file_name: пар 55 56.doc