Практическая работа 2 по физике Практические способы измерения сил для 9 класса

Определение силы мышц сгибателей кисти.

Есть
определенная зависимость между массой
тела и мышечной силой.

Силу
мышц сгибателей кисти определяют с
помощью ручного (кистевого) динамометра.
В положении стоя отведите вытянутую
руку с прибором в сторону под прямым
углом к туловищу. Вторая, свободная
рука, опущена и расслаблена. Без рывка
и дополнительных движений рукой сожмите
динамометр с предельным усилием.
Повторите определение 2–3 раза.

Силу
мышц сгибателей правой и левой кистей
рук оцените по максимальному результату.
Сравните показания силы мышц кисти
ведущей и не ведущей руки.

Обычно
чем больше мышечная
масса, тем
больше сила.

Единицы измерения мощности электрического тока.

Кроме Амперов, Мы часто сталкиваемся с понятием мощности электрического тока. Эта величина показывает работу тока, совершенную в единицу времени.

Мощность равняется отношению совершенной работы ко времени, в течение которого она была совершена. Мощность измеряется в Ваттах и обозначается буквой Р. Высчитывается по формуле  P  =  А х B, т. е. для того что бы узнать мощность- необходимо величину напряжения электросети умножить на потребляемый ток, подключенными к ней электроприборами, бытовой техникой, освещением и т. д.

На электропотребителях часто на табличках или в паспорте только указывается потребляемая мощность, зная которую легко можно высчитать ток. Например, потребляемая мощность телевизором 110 Ватт. Что бы узнать величину потребляемого тока- делим мощность на напряжение 220 Вольт и получаем 0. 5 А.
Но учтите, что это максимальная величина, в реальности она может быть меньше т. к. телевизор на низкой яркости и при других условиях будет меньше расходовать электроэнергии.

Маятниковый метод

Маятником
называется любое твердое тело, способное
совершать колебания около горизонтальной
оси. В теории колебаний важную роль
играет модель математического
маятника.
Это идеальная модель, то есть модель,
которую можно реализовать лишь в
некотором приближении.

Математический
маятник
представляет собой материальную точку,
с массой m,

подвешенную
на нерастяжимой и невесомой нити длиной
l
( рис. ).

Рис.
Математический маятник

Дифференциальное
уравнение движения имеет вид:

(1)

Если
задать начальные условия
,

,
то его решением является гармоническая
функция с периодом колебания

(2)

Интеграл
в этом выражении относится к классу
эллиптических первого рода и не приводится
к элементарным функциям. Обычно, чтобы
получить решение в явном виде,
подынтегральную функцию разлагают в
ряд по
,
а затем интегрируют. В нашем случае
такая процедура приводит к выражению:

(3)

Решение
получается сложным, так как уравнение
(1) является нелинейным. Однако при малых
начальных углах отклонения

можно положить sin,
Тогда уравнение (1) примет вид:

(4)

Для
него период колебаний равен:

(5)

При
малых амплитудах период колебаний не
зависит от амплитуды. Это свойство
маятника называется изохронностью.

Поскольку
математический маятник является
идеальной моделью ее, как правило,
невозможно реализовать с необходимой
степенью точности. Поэтому на практике
используют физический
маятник.

Под
физическим маятником понимают любое
тяжелое твердое тело, свободно

вращающееся
вокруг горизонтальной оси.
Обозначим ось вращения как ось x (рис.).

Рис. Физический
маятник

Уравнение
движения имеет вид:

(6)

I_x
– момент инерции,

M_x
– сумма моментов сил,

—
угловая скорость вращения.

Пусть
центр тяжести маятника находится в
точке С на расстоянии a
от оси вращения О.
Сумма моментов действующих сил равна:

,
(7)

где
m
– масса тела. Тогда уравнение движения
примет вид:

(8)

Если
ввести новую переменную
,
то получим уравнение, аналогичное
уравнению движения математического
маятника

(9).

Физический
маятник движется по тем же законам, что
и математический. Роль длины маятника
играет величина
.

Если
эту величину отложить на рисунке, вдоль
линии, соединяющей точку O и центр тяжести
C, получим точку O’, которая называется
центром качания, а длина lотрезка
OO’ называется приведенной длиной
физического маятника. Особенность
положения центра качания в том, что
физический маятник, подвешенный к нему,
будет качаться с тем же периодом.

Маятник,
имеющий две оси качания, называется
оборотным.

Маятниковые
приборы позволяют выполнять как
абсолютные, так и относительные измерения
силы тяжести. При абсолютных определениях
измеряют период колебания и приведенную
длину маятника. При относительных
определениях силы тяжести достаточно
измерить только период колебания
маятника в двух пунктах.

Действительно,
пусть

;

,
(10)

тогда
выражение силы тяжести на втором пункте
получим:

(11)

Маятниковые
приборы позволяют определить период
колебаний с точностью 2* 10-8
c , что обеспечивает точность измерения
силы тяжести до 0.1 мГал. При этом время
наблюдения на одном пункте составляет
около 5-10 минут.

Измерение — сила — трение

Результаты измерения силы трения при минимальной скорости 0 5 м / мин в функции нагрузки ( смазка без давления) показывают, что зависимость эту с достаточной для инженерных расчетов точностью можно считать линейной ( фиг. Если считать коэффициент трения постоянными если известно, как изменяется сила трения в результате подачи смазки под давлением, можно определить в первом приближении долю нагрузки, которая ею воспринимается.
 

Точность измерений силы трения и диапазон значений N не настолько велики, чтобы результаты были чувствительны к точной зависимости 5 от N.
 

Обычный метод измерения силы трения покоя заключается в определении силы, при которой наблюдается переход тела из состояния покоя в движение. Такой метод, связанный с наличием абсолютного трения покоя, применяется не только в практике изучения трения металлов, но и при изучении трения резин. Определение силы трения покоя для металлов не вызывает затруднений, так как в большинстве случаев она больше силы трения д вижения. В случае резин сила трения движения больше силы трения покоя, поэтому трудно установить момент перехода образца из состояния покоя в движение.
 

В этих условиях измерение силы трения связано с большими трудностями.
 

Устройство электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы.| Крепление рамки электроизмерительного прибора на растяжках.

Для уменьшения погрешностей измерений силы трения должны быть как можно меньше. Поэтому стальные керны 2, которыми оканчивается ось вращения рамки, опираются на подпятники /, изготовленные из синтетического агата, рубина или корунда. Совершенно исключаются силы трения при использовании подвеса рамки на растяжках.
 

Принятая здесь схема измерения сил трения и давлений на образцах позволяет записывать эти величины в процессе работы установки и на основе анализа осциллограмм устанавливать характер изменения сил трения.
 

Метод основан на измерении силы трения, возникающей в момент начала сдвига и в процессе движения одного образца по поверхности другого.
 

Для оценки возможной погрешности измерения силы трения в испытаниях с различной нагрузкой были проведены измерения величин момента трения в опорном подшипнике машины при различных величинах осевой нагрузки, обеспечивающих удельные давления контакта рабочих образцов в пределах от 25 до 600 кг.
 

Вискозиметр Энглера.

Определение абсолютной вязкости устанавливается измерением силы трения между отдельными частицами жидкости.
 

Рассмотрим сначала вопрос об измерении сил трения скольжения. Простейший способ определения величины силы трения скольжения и выявления влияющих на нее факторов основывается на уравновешивании силы трения другой силой, величина которой непосредственно известна.
 

Прибор Боудена и Лебгна для измерения силы трения при очень малых нагрузках.
 

Машина оснащена чувствительным динамометром для измерения силы трения во время опытов.
 

Вязкость некоторого газа определяется методом измерения силы трения между пластинами, отделенными друг от друга слоем этого газа толщиной 0 9 мм. При давлении 2 8 Па вязкость газа оказалась равной 0 80 10 — 5 Па с, при давлениях 10 9 Па и 16 0 Па она равна 1 9 10 — 5Па с. Какова приблизительно длина свободного пробега молекул этого газа при нормальном давлении.
 

Практическая работа 10 Определение отношения окружности талии к окружности бедер отоб

Наиболее
неблагоприятным является абдоминальный
тип ожирения, сочетающийся, как правило,
с комплексом гормональных и метаболических
факторов риска. Для определения характера
распределения жира в организме
используется показатель соотношения
окружности талии и окружности бедер
(ОТ/ОБ).
Ожирение считается абдоминальным, если
у женщин величина ОТ/ОБ
> 0,85, у мужчин — >1,0. (табл.11., Stern et al.,
1995).

Например:
окружность талии у женщины 60 сантиметров,
а окружность бедер 70 сантиметров.
Отношение ОТ / ОБ будет = 60 см / 70 см = 0,85.
У данной женщины имеется нормальное
значение этого показателя, у нее нет
абдоминального типа ожирения.

Таблица 11. Типы
распределения жировой ткани в зависимости
от индекса ОТ/ОБ

ИТБ	Тип распределения жировой ткани
	Гиноидный (бедренно-ягодичный – тип «Груша»)
0,8-0,9	Промежуточный
>0,9, а точнее: для мужчин >1,0 для женщин >0,85	Андроидный (абдоминальный), центральный, яблоковидный.

Измерение — сила — тяжесть

Измерения силы тяжести под землей производятся в шахтах, штольнях, скважинах. Подземные гравиразведочные работы в шахтах были начаты в 1950 г. с вариометрами, а с 1956 г. они ведутся с гравиметрами. Основные задачи подземных работ следующие: 1) выярление рудных залежей, не обнаруженных бурением с поверхности и горнопроходческими работами; 2) определение элементов залегания и параметров рудных тел при разведке месторождений; 3) изучение структурно-тектонической обстановки в пределах и вне шахтного пространства; 4) определение средней плотности толщ горных пород.
 

Измерение силы тяжести производят специальными приборами — гравиметрами. В этом гравиметре упругая сила пружины ( К) уравновешивает притяжение маленького груза ( т) массой всей Земли. При переезде с одного пункта измерений в другой сила тяжести, как правило, меняется, а сила упругости пружины остается постоянной. Под действием этих сил груз в приборе занимает некоторое положение равновесия. При изменении силы тяжести груз должен несколько переместиться, чтобы занять новое положение равновесия. Мера перемещения груза ( риска R) и служит для определения силы тяжести.
 

Единицей измерения силы тяжести в системе СГС является дина ( дин) — сила, которая массе в 1 г сообщает ускорение, равное см-сек-2. Обычно измеряется не сама сила тяжести, а ускорение, сообщаемое этой силой массе в 1 г. Для единицы ускорения введено название гал — в честь ученого Галилея.
 

При измерениях силы тяжести на море вертикальные ускорения судна могут резко изменяться, но в изменениях скорости z не наблюдается больших скачков, величина z меняется плавно, а потому числитель формулы ( II.
 

При измерениях силы тяжести на самолете центробежный член iP / Ry поправки Этвеша должен обязательно учитываться. Если самолет летит со скоростью звука, то величина этого члена в поправке Этвеша превышает 1500 мгал.
 

Маятниковый способ измерения силы тяжести базируется на определении периода колебаний свободно качающегося маятника.
 

Известные методы измерений силы тяжести можно разделить на две группы: динамические и статические. При динамических методах наблюдается движение тела, а непосредственно измеряемой величиной является промежуток времени, в течение которого тело перемещается из одного фиксированного положения в другое.
 

Основным прибором для измерения силы тяжести является оборотный маятник. Такие измерения силы тяжести называют абсолютными.
 

Основным прибором для измерения силы тяжести является оборотный маятник.
 

Созданы гравиметры для измерений силы тяжести на борту судна. Набортные гравиметры типа ГМН-К используются для съемок в шельфовой зоне и региональных съемок в открытом океане. Чувствительная система гравиметра, выполненная из плавленого кварца по схеме сейсмографа Голицына, погружена в вязкую крем-нийорганическую жидкость, благодаря чему обеспечиваются температурная компенсация и регулируемое демпфирование. Стабилизация гравиметра в условиях морской качки осуществляется с помощью гиростабилизатора маятникового типа.
 

Методика и техника измерений силы тяжести на море осложняются наличием возмущающего ускорения движения судна, изменением наклона судна под действием качки, изменением центробежной силы за счет направления движения судна относительно направления вращения Земли.
 

Методика и техника измерений силы тяжести на море во многом аналогичны методике наземной гравиметрической съемки. Для проведения набортной гравиметрической съемки основными являются опорные пункты, созданные в портах, а в процессе съемки контроль за смещением нуль-пункта осуществляется повторными измерениями в одних и тех же точках, координаты которых определяют средствами радиогеодезии. Рядовые наблюдения начинают с измерений на опорном пункте, затем в течение эффективного интервала времени, при котором сползание нуль-пункта происходит линейно, проводят измерения по маршруту, после этого рейс заканчивают на ближайшем опорном пункте. Для снижения некоторых перечисленных помех наблюдения ведут с несколькими гравиметрами, показания каждого из которых усредняют на определенном временном интервале.
 

Различные виды вольт-амперных характеристик полупроводников в сильных электрических полях. 1 -линейная ( омическая. г — сублинейная. 3 — суперлинейная. 4 — N-образная. 5 — S-образная.

Различают два способа измерения силы тяжести: абсолютный и относительный. В последнем измеряют приращение Ag относительно значения g в нек-ром исходном пункте.
 

Определение массы М производится измерением силы тяжести Р М g, где g — ускорение силы тяжести. Это отклонение измеряется непосредственно с помощью предварительно проградуированной отсчет-ной шкалы.
 

Определение силового индекса мышц ведущей кисти.

Показатель
динамометрии (ПД) вычислите путем
деления показателей силы сгибателей
кисти на массу тела.

ПД =	сила кисти (кг) масса тела (кг)

Средними
величинами силового индекса кисти у
взрослого мужчины считают 0,70–0,75, женщины
– 0,5–0,6.

3.
Определение зависимости показателей
динамометрии от массы тела.

Определение
зависимости показателей динамометрии
(ПД) от массы тела проводится по формуле:

ПД,% =

сила кисти (кг) масса тела (кг)

´ 100

Интерпретация
результатовДинамометрия
руки в среднем составляет 65—80% массы
тела у мужчин и 48—60% у женщин.

ЗАНЯТИЕ
3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СОСТАВА ТЕЛА

Вопросы для
самоконтроля:

1. Процентное
   содержание жира в организме, уровень
   висцерального жира. Значение мускулатуры
   в жировом обмене.

2. Методика определения
   толщины кожной складки калипером.

3. Понятие о сухой
   массе тела.

4. Метаболизм покоя.

5. Средний
   актуальный метаболизм.

6. Целевая и
   максимальная частота пульса.

Практическая
работа № 1

Измерение
процентного содержания жира в организме
методом

биоэлектрического
импеданса прибором BF
508

Большой
избыток или дефицит массы тела
определяет­ся визуально, и, на первый
взгляд, нет необходимости определять
показатели ИМТ, процентного содержания
жира в организме.
Однако даже в таких очевидных случаях
час­то
бывает нужно знать точно, насколько,
например, превышена масса
тела, чтобы правильно рассчитать
физическую нагрузку для её
снижения и выбрать нужную схему питания.

Мышцы,
кровеносные сосуды и кости, содержат
много воды, хорошие проводники
электричества. Жир обладает плохой
электропроводностью. Чтобы определить
количество жировой ткани, прибор BF508
пропускает через тело чрезвычайно
слабый электрический ток с частотой 50
кГц и силой менее 500 мкА. При работе
прибора BF
508 этот слабый электрический
ток не ощущается.

Для
создания шкалы по определению состава
тела прибор учитывает полное электрическое
сопротивление,
а также Ваш рост, вес, возраст и пол, и
выдает показатели состава тела на основе
данных прибора
OMRON.

Чтобы
избежать влияния перемещения жидкости
в организме, прибор измеряет все тело
целиком.

В
течение дня содержащаяся в теле вода
постепенно смещается к нижним конечностям.
Вот почему у некоторых
людей вечером или ночью отекают голени
и лодыжки. Соотношение воды в верхних
и нижних частях
тела различается утром и вечером, а это
означает, что полное электрическое
сопротивление тела также варьирует.
Так как при измерении прибором BF
508 используются электроды для рук и ног,
это дает возможность
уменьшить влияние этих отклонений на
получаемые результаты.

Рекомендуемое
время проведения измерений: после
пробуждения от
сна; до
обеда и не менее чем через 2
часа после завтрака; вечером не менее
чем через 2
часа после обеда и до ужина или
принятия ванны.

Недостоверны
результаты после измерений при следующих
условияхсразу после
интенсивных упражнений, принятия ванны
или сауны; после
употребления алкоголя или воды в большом
количестве; после еды (должно пройти не
менее 2
часов).

Если
выполнять измерение при этих физических
условиях, расчетный состав тела может
существенно отличаться
от фактического из-за изменения содержания
воды в организме.

Процентное
содержание жира в организме, измеряемое
этим прибором, может значительно
отличаться от реального показателя у
следующих лиц:

престарелые
люди (старше 81 года); люди с повышенной
температурой тела; люди, занимающиеся
силовыми тренировками, или сильно
натренированные спортсмены; пациенты,
подвергающиеся гемодиализу; пациенты
с остеопорозом, имеющие очень низкую
плотность костной массы; беременные
женщины;

люди
с отеками.

Наблюдаемые
различия могут быть связаны с меняющимися
соотношениями жидкости в организме
и/или состава тела.

Ход
выполнения работы:

Список источников

• jelektro.ru
• www.ngpedia.ru
• StudFiles.net