исследовательская работа учащегося по теме "ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА"

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

                                                                                                                Выполнила: Чувайлова Фаина

                                                      учащаяся 7 класса                            

                                                                               Учитель:  Дьякова Г.В.

Оглавление.

1. Введение
2. Измерение объема тела человека
3. Измерение плотности тела
4. Заключение
5. Список используемой литературы

                                              Введение.
         Физика- наука экспериментальная, и выполнение практических и лабораторных работ вызвало у нас большой интерес к познанию окружающего мира и самих себя. Человек является одним из объектов изучения физики и порой возникает необходимость знать параметры человека, а именно объем, площадь поверхности тела, плотность.

           Человеческий организм и его действие также интересны для физики, как и любые другие явления, окружающие нас.  

         В своей работе мы будем стремиться не только сообщить новые знания, но и оживить уже имеющиеся у слушателя основные сведения из физики, научить сознательно ими распоряжаться и побудить к разностороннему их применению.

          Человек является объектом изучения физики. Тело человека имеет очень сложную конфигурацию, но проведя несложные расчёты с большой точностью можно определить свой объём и площадь поверхности тела. Определять свои параметры, объём всего тела и объем легких, плотность, площадь поверхности очень интересно, познавательно и увлекательно. Формулы для нахождения площади поверхности человека с успехом можно использовать на уроках физики для расчёта силы атмосферного давления.

      Цель нашей работы: определить зависит ли  плотность и объём нашего тела от комплекции человека.

Основная часть.

            1.1. Измерение объема тела человека.

Человек имеет очень сложную конфигурацию, а форму поверхности тела человека невозможно даже описать.  Нам показалось возможным измерить площадь поверхности человека, и связать значения площади с его ростом и массой. Для измерения площади поверхности и объема тела человека мы использовали сантиметровую ленту и напольные весы.

1. Мы смоделировали тело человека из геометрических фигур: голова- шар, руки и ноги - усеченные конусы, туловище - прямоугольный параллелепипед.
2. Для проведения нашего опыта, мы взяли 9 человек из 3 класса. 3 из них - худые, 3 – средние, и еще 3 – полные. Измерили их вес, длину ног, рук, обхват головы и т.д. И рассчитали объем каждого человека по формуле:

V=Vголовы +Vтуловища +2Vрук +2Vног

3. Но перед этим нашли геометрические формулы для всех составляющих:
Объем головы: Vголовы= 1/6π2 * l3, где l- обхват головы.
Объем туловища: Vтул= Lтулbc, где l- длина туловища, b- его ширина, c- толщина.
Объем руки:Vр=1/12π * Lр(l2р1+l2p2+lp1lp2), где Lp- длина руки от кончиков пальцев до плеча,Lp1 и Lp2 – обхват руки у предплечья и у запястья соответственно.
Объем ноги: Vн=1/12π * Lн(l2н1+l2н2+lн1lн2), где Lн – длина ноги от бедра до щиколотки,lн1 и lн2 – обхват ноги у бедра и у щиколотки соответственно.

4. Вычислили объем тела каждого человека и составили таблицу.

Вычислим общий объем по формуле: V=Vголовы +Vтуловища +2Vрук +2Vног

Худые: 
Кристина- 0,025510  м3
Ира- 0,029071  м3
Арина- 0,026796  м3
Средние:
Сережа-0,027795  м3
Олег-0,027563  м3
Рома-0,026273  м3
Полные:
Настя-0,028834  м3
Даша-0,028686  м3
Данил-0,034227 м3

5. Для проверки результатов моделирования объем тела определялся еще одним способом, с использованием ванны с водой, бутылки с известной емкостью, маркером, линейкой.

• Откроем кран в ванне так, чтобы вода лилась не очень сильно, и подставим под струю литровый сосуд. С помощью секундомера определим, за сколько времени вода наполнит сосуд доверху.
• Откроем слив, и выпустим воду из ванны. Закроем слив. И заметим момент, когда струя воды начала заполнять пустую ванну. Затем отметим фломастером или цветным скотчем на ванне интервалы времени, соответствующие заполнению ванны на один литр. Таким образом, заполним ванну на  ¾.
• Выпустим из ванны воду ровно наполовину.
• Погрузим в ванну и заметим, как при этом изменился объем воды в ней.
• Определим объем нашего тела.

6. Сравним результаты первого и второго опыта по определению объема. Они хорошо согласуются друг с другом. В опыте №2 объектом исследования были мы.
V1=V1     - 0,027563 м3                       
V2=V2   - 0,027763 м3

Теперь можно перейти к определению плотности тела.

1.2. Измерение плотности тела.

Мы решили узнать, чему равна плотность людей, участвовавших в наших экспериментах. По формуле p=m/V.

• С помощью напольных весов, определим массу.
• Рассчитаем плотность тела, с помощью известного нам объема.
• Занесем результаты в таблицу.

Было определено, что значения плотности участников экспериментов колеблется в пределах от 1014,420кг/м3  до 1194,459кг/м3. Среднее значение плотности человека получилось равным р=1112,106кг/м3. По литературным данным среднее значение плотности человека равно 1036кг/ м3

Вывод:  1)Экспериментально полученное значение плотности человека очень близко к истине. 2) Плотность зависит от комплекции человека, у худых плотность больше, чем у полных.

1.3. Определение площади поверхности своего тела.

Любой человек, взрослый или подросток, имеет очень сложную конфигурацию.  Мы решили попытаться  измерить площадь поверхности человека и связать значения площади с его ростом и массой. Для измерения площади поверхности человека мы взяли бинт шириной 9 см. Обматывая части тела человека бинтом, мы сумели измерить площадь поверхности тела участников эксперимента. В эксперименте участвовало 2 человека – наши подруги.

При  массе 1-ой подруги Кати 58 кг и росте 1,68м площадь  ее поверхности равна 1,656 м2 .

 А для 2-ой подруги Насти при ее массе 67 кг и росте 1,77 м площадь поверхности  равна  2,016 м2.

Таким образом, получаем общий вид формулы:  S=kMH, где k=S/MH.

Коэффициент при исследовании Кати получился равным k=S/MH=1,656/58*1,68=0,0169 (м/кг). Аналогично, при исследовании Насти коэффициент равен 0,0171 (м/кг).

Среднее значение коэффициента k = 0,017 (м/кг).

Итак, формула для расчёта площади поверхности человека в связи с его массой и ростом имеет вид S  = k MH, где  k =  0,017 (м/кг).

                                    Заключение.

Человек является объектом изучения физики. Тело человека имеет очень сложную конфигурацию, но проведя несложные расчёты с большой точностью можно определить свой объём,  площадь поверхности  и плотность тела. Это очень интересно, познавательно и увлекательно.

Формулы для нахождения площади поверхности человека с успехом можно использовать на уроках физики для расчёта силы атмосферного давления.

Наше исследование доказало, что плотность, объем и площадь поверхности тела зависит от комплекции человека.

 Мы уверены, что экспериментально подтвержденные нами формулы займут достойное место в арсенале учителей физики и математики, и сделают их уроки более занимательными.

Список литературы.

1. Перышкин А.В., Физика 7 класс, учебник для общеобразовательных учреждений, ООО «Дрофа», 2012г.
2. Сайт интернет http://www.physel.ru/mainmenu-4/e-mainmenu-13/165-s-160--0.html
3. Фрещенко Т., Вожегова В., Физика 4-11 класс, справочник школьника, филологическое общество «СЛОВО», Москва 1995 г.
4. Дорохов А.А., Артоболевский И.И. «Что такое. Кто такой» в 3-х томах, «Педагогика» 1975 г.
5. Сайт интернет http://nv-magadan.narod.ru/chto_izuch_fizika_7klass.html