XVII международная конференция научно-технических работ школьников «Старт в Науку»

XVII международная конференция научно-технических работ школьников «Старт в Науку»

Список разделов Общая и теоретическая физика

В данную секцию входят работы из области общей и теоретической физики
  • Звуковые волны. Труба Рубенса
    Мы решили опытно-экспериментальным путем показать, что звуковые волны действительно похожи на волны. Поэтому цель нашего исследования - демонстрация звуковых волн с помощью огненной трубы Рубенса и расчет их длин. Звуковая волна, идущая от генератора звуковых колебаний по трубе, отражается и распространяется в обратном направлении, образуя в газе стоячую волну. Определив длину стоячей волны, нашли длину звуковой волны и сопоставили с расчетными величинами.
  • Возможности электросбережения школы
    Возможности электросбережения школы Цель: В первую очередь необходимо выяснить, что надо вкладывать в понятие энергосбережение. Рассмотреть возможность рационализации использования энергоресурсов и возможно сокращения потребление электроэнергии в школе. Привлечь всех учеников и работников школы к проведению работ по электросбережению, что поможет решению задач экологического и экономического образования. Задачи: 1.Выяснить осведомленность в вопросах энергосбережения учащихся 5-9-х классов. 2.Проанализировать потребление электричества в школе 3.Расчитать эффективность замены традиционных источников освещения на альтернативные 4.Поиск методов эффективного использования энергии с целью уменьшения потерь при эксплуатации приборов электропотребления 5.привлечение учеников и работников школы в процесс сберегающего использования электроэнергии 6.Рассчитать возможное сокращение электропотребление в школе 7. Распространить полученный опыт. Донести выявленную информацию участникам образовательного процесса 8. Сформулировать рекомендации по возможным путям электросбережения. Методы решения: 1.Изучить научную литературу по данному вопросу 2. Выявить существующую проблему 3.Провести визуальный осмотр школы и пересчет приборов электропотребления 4. Рассчитать возможное энергосбережение Анализ полученных результатов В результате изучения научной литературы по данному вопросу мы узнали, что есть альтернативные способы повышения электросбережения. На основе проведенного социального исследования стало понятно, что необходимо проводить разъяснительную и ознакомительную работу с обучающимися по вопросам электро и энергосбережения. По результатам, проведенных расчетов я осмелюсь предложить некоторые рекомендации по эффективной экономии электроэнергии в школе. Выводы: в результате проделанной работы, я решил не останавливаться на этом и сделал себе план будущей работы. 1.Дальнейшее накопление материала по данному направлению работы. 2.Продолжать развивать познавательный интерес к вопросам энергосбережения. 3.Привлечение к данной работе родителей учеников. 4.Наблюдения и измерения расходования энергии в школе и дома. 5. Продолжать обучение простым приёмам энергосбережения в быту. 6.Выявить связь вопроса энергосбережения с вопросом здорового образа жизни. 7.Составление энергетического паспорта школы и дома.
  • "От лампы накаливания до светодиодов"
    Аннотация к работе «От лампы накаливания до светодиодов» Выполнил: Пушкин Дмитрий, 8 «К» класс ГБОУ Гимназии №1583 Руководитель проекта: Лютая Л.В., учитель физики ГБОУ Гимназии №1583 Работа посвящена рассмотрению исторического аспекта развития световых приборов от лампы накаливания до энергосберегающих ламп нового поколения. Проведено исследование по расчету мощности, потребляемого напряжения, цветовой температуры, освещенности и других характеристик ламп разных типов. Выявлены достоинства и недостатки каждого типа ламп. Произведен финансовый расчет экономической выгоды использования разных видов ламп в различных помещениях. Сконструирована модель здания, в котором в качестве источника энергии используются солнечные батареи, а в качестве потребителей - наиболее выгодный тип ламп. 2015 год объявлен Генеральной Ассамблеей ООН Международным годом света и световых технологий. Инициатива предпринята ООН для повышения осведомлённости граждан мира о важности света в их жизни, для улучшения общественного понимания того, как оптические технологии содействуют устойчивому развитию и обеспечивают решение проблем в области энергетики, образования, сельского хозяйства, связи и здравоохранения. В связи с этим актуальность данной работы очень высока.
  • Исследование голографии и голограммной оптики с помощью анимации.
    НИШ ФМН г.Уральск Исполнитель: Галимжанова Э.* Научные руководители: Утеева С.А**., Дагаров Н.С** Научный консултант: Сырым Ж.С***. (*учащийся 11-го класса, **преподаватели физики, *** профессор ЗКГУ им. М. Утемисова) Цели и задачи исследовательской работы: Целью данной работы является исследование оптического элемента голографии создавая компьютерную модель голограммы. Актуальность: В последние годы метод голографии находит все большее применение в науке и технике и даже в повседневной жизни. В настоящее время голограммы широко используются в оптическом приборостроении, в устройствах памяти, в том числе и дисковых для компьютеров, в музейном деле и т.д. Многие встречались с голограммами, используемыми в качестве меток идентификации для подтверждения подлинности товаров, денежных знаков и документов. Развитие техники обуславливает прогресс в голографических технологиях и, тем самым, неуклонно ведет к дальнейшему расширению областей практического использования метода. Реализуется демонстрации фотографий с применением метода голографии. Следуя тому, что сейчас век информационных технологий, то можно создать модель действия голограммы. Новизна: Программа модели будет создаваться с помощью анимационной программы голографии 3DMax и будет способствовать практической работе исследователей компьютерной оптики. Для достижения поставленной цели можно сделать экспериментальную работу создавая схему программы. Эти действия помогут точно спроектировать работу фотографитической голограммы. Научная и практическая ценность результатов в том что исследуя голограмму с помощью компьютерной графики, то в будущем можно создать голографию на воздухе. Ведутся исследование создание его, но недостаточно возможностей в нанотехнологии. Основные выводы работы: По результатам практики мы получаем объемную фотографию объекта. И тем самым, возможность решения главной проблемы, сделать голограмму доступным ко всем. Список использованной литературы: 1. Кольер Р., Беркхард К., Лин Л. Оптическая голография –М.:Мир, 1973, 686с. 2. Оптическая голография /Под ред. Г. Колфилда. –М.:Мир, 1982, 735с. 3. Миллер М. Голография. - Л.: Машиностроение, 1979, 140с. 4. Ландсберг Г.С. Оптика — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003, 848 с. 5. Palmer K. Diffraction grating handbook. – Richardson grating laboratory, 2000, 144 p. 6. Horimai H., Tan X., Li J. Collinear holography. Applied optics, 2005, v.44, №13, p.2575-2579. 7. Ludman J., Caulfield H.J., Riccobono J. Holography for the new millennium. – Springer, 2002, 344p. 8. Pedrini G., Zhang F., Osten W. Digital holographic microscopy in the deep ultraviolet. Applied Optics, 2007, v. 46, №32, p. 7630 – 7635.
  • Исследование уровня индукции магнитного поля сотового телефона и смартфона
    Подавляющее большинство школьников используют сотовые телефоны и смартфоны, но не знают об их возможном влиянии на здоровье. В данной работе мы экспериментально исследовали уровень магнитного поля сотовых телефонов, смартфонов. В ходе исследования стало понятно, что проделанная работа оказалась полезной, так как многие школьники были озадачены, увидев, что величина индукции магнитного поля их телефонов и наушников значительно превышает допустимые значения.
  • Система для оздоровительного сна
    Специальное устройство, которое помогает решать проблемы со сном, улучшать его и укреплять здоровье
  • Музыка стекла
    Зависимость частоты извлекаемого звука от рода жидкости сосуда, от параметров сосуда. Работа, основанная на несложных явлениях, открывает множество вопросов и постоянно заставляет удивляться.
  • Исследование колебательных систем связанных осцилляторов с несколькими степенями свободы
    данной работе были экспериментально исследованы колебания в системе двух и трех связанных осцилляторов на примере колебаний двух подвешенных грузов на двух пружинах и колебания с тремя степенями свободы – механическая система из двух грузов и трех пружин. Применявшиеся в экспериментах пружины обладают свойством растягиваться, но они практически не сжимаются. Закон Гука для них выполняется, но в модифицированном виде: даже при нулевых удлинениях сила упругости не равна нулю и зависимости силы упругости от удлинения линейные, но идут не из нуля. Принципиальных отличий в поведении этих систем не наблюдалось. Предварительно были измерены с большой точностью коэффициенты упругости пружин по наклону линейных зависимостей сил упругости от удлинения. Также измерены парциальные собственные частоты и нормальные частоты систем. И в системе с двумя степенями свободы и в системе с тремя степенями свободы наблюдались биения. Построена теоретическая модель в том виде, который в научной литературе, по мнению автора работы, не упоминается. Проведены расчеты системы уравнений, соответствующих второму закону Ньютона для каждого из грузов, как для системы связанных осцилляторов с двумя степенями свободы, так и тремя степенями свободы. Колебания затухали достаточно долго, поэтому в модели пренебрегалось силами сопротивления. Проведено сравнение теоретической модели с результатами экспериментов. Пренебрежение массами пружин в теоретических расчетах, по-видимому, привело к некоторому расхождению с результатами экспериментов.
  • МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ
    В данной работе приводится пример лабораторного эксперимента для школьников, целью которого является вычисление относительной погрешности и количества теплоты, при проведении некоторых опытов, представленных ниже.
  • Пушка Гаусса
    Основная работа
  • Физика в танце
    Цель работы: определить, как на выполнение танцевальных элементов влияют законы физики. Ход работы: 1) Введение 2) Основная часть: 1. Шаг 2. Вращение 3. Прыжок 4. Поддержки 5. Равновесие 3) Вывод
  • Аннотация к работе
    АННОТАЦИЯ "Прототип универсального средства транспортировки пострадавшего или травмированного человека" Автор: Богатенкова Дарья Александровна, ГБОУ Пушкинский лицей № 1500, класс 11 «В» Актуальность: в современном мире каждый день в разных частях мира происходят различные ситуации, в которых травмируются люди, но не существует универсального транспортного средства для перевозки пострадавших в медицинские учреждения. Цель работы: разработать прототип устройства универсального средства транспортировки травмированного человека. Методы: 1) Теоретические • Рассмотреть имеющиеся варианты подобного оборудования; • Создать математическую модель, описывающую прототип; 2) Экспериментальные • Опытным путём подтвердить (или опровергнуть) адекватность модели; Задачи: 1)Выполнить анализ существующих конструкций транспортных средств; 2)Создать математическую модель, описывающую прототип; 3)Создать прототип; 4)Экспериментально подтвердить адекватность модели; 5)Предложить конструкцию устройства; Москва - 2015
  • «Исследование факторов, влияющих на сопротивление проводников»
    Выполнил: Зарницын Данил, ученик 5 «Б» класса МБОУ «Гимназия». Руководитель: Ваганова Алла Витальевна, учитель физики МБОУ «Гимназия». Текст тезисов: Сегодня я хочу разобраться и понять одну из характеристик электричества, а именно сопротивление проводников. Сопротивление проводника в большой степени зависит от атомного строения самого проводника, от модели кристаллической решётки и других факторов. Я задался вопросом: а какие «другие» факторы могут влиять на сопротивление проводников? Я выдвинул гипотезу: если на электрическое сопротивление могут влиять некие факторы, то сопротивлением проводника можно манипулировать. Я поставил цель: узнать, что такое электрическое сопротивление, выяснить какие факторы на него влияют. Определил следующие задачи: 1. Выяснить что такое электрическое сопротивление. 2. Узнать причину его возникновения. 3. Определить какие факторы влияют на электрическое сопротивление. 4. Провести эксперименты. Смоделировать электрическую цепь. Наглядно подтвердить факт влияния на сопротивление различных факторов. 5. Подтвердить или опровергнуть гипотезу. В решении задач я буду использовать следующие методы: 1. сбор теоретической информацию (изучение литературы по темам электрический ток, ток в металлах, сопротивление проводников, поиск информации в Интернете об электрическом сопротивлении); 2. консультация специалиста; 3. изучение и оценка лабораторного оборудования; 4. эксперименты и наблюдения; 5. знакомство и изучение компьютерных прикладных программ. В теоретической части исследования для достижения поставленной цели я узнал, что электрическое сопротивление – это мера способности тел препятствовать прохождению через них электрического тока. Выяснил причину возникновения сопротивления: причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки проводника. Определил теоретически факторы, которые влияют на сопротивление. Электрическое сопротивление проводника зависит от геометрических размеров проводника, то есть от длины и его поперечного сечения, а также от материала проводника, и его температуры. Проведённые мною опыты это подтвердили: 1.) Сопротивление зависит от материала проводника: разные материалы оказывают разное сопротивление току. Я брал проводники из нихрома и меди. Сопротивление нихрома выше меди, о чём говорит таблица удельного сопротивления металлов и сплавов. 2.) Сопротивление зависит от длины проводника: чем длиннее проводник, тем больше сопротивление. В опыте я использовал два проводника длиной 34см и 37см. Проводник длиной 37см оказал большее сопротивление электрическому току, чем проводник длиной 34см. 3.) Сопротивление зависит от площади поперечного сечения проводника. Я взял два провода из одинакового материала, нихромовые, одинаковой длины, но разной толщины. Проводник более тонкий оказал большее сопротивление, чем проводник более толстый. 4.) Также подтвердилась зависимость сопротивления от температуры проводника. Я нагревал и охлаждал один и тот же проводник и получил результат: с повышением температуры проводника повышается и его сопротивление электрическому току. Я подтвердил гипотезу. Электрическим сопротивлением можно манипулировать. Его можно принудительно увеличивать или уменьшать, создавая соответствующие условия: применять разные материалы проводника, менять длину и сечение проводника, использовать диапазон температуры, тем самым, решая те или иные производственные задачи. А это значит, что при определённых условиях сопротивление можно свести к минимуму, т.е. к нолю, а значит сделать проводник сверхпроводником?! Возможно, это и будет темой моего следующего исследования.
  • Влияние фуллеренов и нанотрубок на эксплуатационные свойства веществ
    Цель моего проекта - найти грамотное применение фуллеренам и нанотрубкам в нашем "ненанообразном" мире, рассказать простому обывателю науки о строении фуллеренов и нанотрубок при помощи 3D печати.
  • Остановись, мгновенье...
    В современном мире трудно обходиться без фотоаппарата. Сегодня он есть практически в каждом доме. Все знают, что при выборе фотоаппарата следует обращать внимание на количество мегапикселей. Кроме того, для получения хороших снимков при условиях затемнения рекомендуют пользоваться вспышкой. В случае необходимости получения качественного изображения отдаленных предметов используется “зум”. Интересно было бы узнать, какие еще характеристики влияют на качество фотографий, сделанных цифровым фотоаппаратом. Главная задача моего исследования провести эксперименты по получению качественных фотографий; Все знают, что качество изображения зависит от количества света, попавшего на матрицу. То есть качество изображения зависит от выдержки и диафрагмы, которые можно менять с помощью ручных настроек. После проведения опроса можно видеть, что около 40% опрошенных пользуются ручным режимом настроек, в котором чаще всего меняют значение диафрагмы. А 85% опрошенных хотят научиться пользоваться режимом с ручными настройками и узнать, как они влияют на качество изображения, так как для них важно не только хорошо и удачно получившийся объект, но и качество изображения. После анализа литературы и результатов опроса мне стало интересно узнать, как в действительности настройки фотоаппарата и изображения связаны с качеством фотографии. В первом эксперименте я выявляла зависимость качества изображения от значений выдержки и диафрагмы. По результатам эксперимента 1 была проведена выборка наиболее удачных фотографий. Соответствующие данным снимкам значения диафрагмы и выдержки использовались в дальнейших экспериментах. Во втором эксперименте я меняла контраст и сравнивала полученные фотографии со снимком из эксперимента 1. Я сделала вывод, что при увеличении контраста, появлялись границы объекта. По результатам третьего эксперимента можно заметить, что при увеличении резкости фотография становилась четкой. Четвертый эксперимент показал, что при увеличении насыщенности фотоснимка цвета изображения становятся ярче, а чтобы цветовая гамма изображения объекта соответствовала действительности, насыщенность лучше не изменять или незначительно увеличивать. Целью 5 эксперимента было получение качественного изображения в заданных условиях путем комбинации значений резкости и контраста. Эти 4 фотографии в 6 эксперименте я сравнила со снимком, сделанном в режиме автоматических настроек. Результат на лицо Для того чтобы исключить субъективность оценки, я провела опрос среди окружающих, в котором окружающим я предлагала выбрать наиболее качественную фотографию. Фотографию, сделанную в авторежиме, качественной никто не отметил. То есть гипотеза моего исследования полностью подтвердилась, я - фотограф-любитель с помощью ручных настроек смогла получить фотографию лучшего качества, чем в режиме автоматических настроек. В завершении работы я оформила буклет, в котором подведены главные советы для получения качественной фотографии
  • Что делают вороны на льду?
    Цель проекта: Исследовать многогранное проявление физических явлений и закономерностей в окружающем нас мире. Задачи: 1. Изучить физические процессы, связанные с образованием льда. 2. Выполнить практические исследовательские работы. 3. Использовать Microsoft Excel для построения графика. Основные этапы проекта: 1. Выбор темы проекта и обоснование выбора. 2. Создание модели физического процесса. 3. Доказательство выдвинутых гипотез. 4. Проведение экспериментов. 5. Оформление работы. Подготовка презентации для защиты проекта. 6. Защита проекта на заседании школьного научного физического общества учащихся «Квант». 7. Представление проекта на городской научно-практической конференции школьников «Физика вокруг нас». 8. Выступление на городском Дне Науки.
  • Анализ и проверка законов идеального газа
    Тезисы и текст проекта.
  • Модель Шарохода
    Не смотря на стремительное развитие автомобилестроения, проблема проходимости остаётся актуальной. Особенность Брянской области состоит в том, что её большую площадь занимает сельская местность. Дороги в нашей области оставляют желать лучшего, особенно в плохую погоду. Зима в этом году выдалась снежная, но все быстро растаяло большинство дорог было заметено и превратились в «кашу», и добраться до удалённых сельских поселений нашей области порой оказывается невозможным. Поэтому я задался вопросом, как сделать так, чтобы транспортное средство перемещалось одинаково легко по твердой и болотистой почве? При этом оно должны сохраняться «командный пункт», легко передвигаться. Одна из возможных конструкций – шаровая. Идею модели подсказал журнал «Юный техник №11 2005г.», но многое пришлось дорабатывать самому и с помощью взрослых. Я изготовил такое средство передвижения. Конструкция имеет форму шара, поэтому она называется «шароход». Внутри находится радиоуправляемая машинка для управления движением и изменения направления перемещения. При испытаниях модели проверялись ходовые качества и зависимость проходимости от поверхности, по которой передвигается конструкция. По ровной дороге скорость должна быть меньше, потому что накладываются два усилия: слабое сцепление шара с поверхностью и шин машинки с внутренней поверхностью шара. По неровной дороге у шара должна быть больше скорость, потому что поверхность большая, и он меньше давит на опору. Управление им очень простое. Так же Шароход мог бы помочь в экспедициях по труднопроходимым местам на Земле и даже на воде. А представленная модель - прекрасная игрушка для детей. Оригинальность технического решения: шаровая конструкция может показать худшие скоростные качества на ровной дороге, но лучшею проходимость по неровной поверхности или дороге с препятствиями по сравнению с машинкой.
  • Зависимость мощности от сопротивления внешних потребителей
    Введение (актуализация , гипотеза , цели и задачи ) 1 Основные понятия электрического тока 1.1 Электродвижущая сила (ЭДС) 1.2 Закон Ома для участка цепи 1.3Закон Ома для полной цепи 1.4Работа и мощность тока в замкнутой цепи 2.Зависимость полезной мощности от силы тока. Выдвижение гипотезы . 3.Доказательство предположения . Исследование функции на экстремум 3.1 Нестандартный график зависимости 4.Практическое применение 5.Вывод 6. Используемые литературные источники
  • Прибор для измерения равноускоренного движения.
    Подтверждение на опыте того,что скорость движения тела по прямой начинает увеличиваться с середины,а скорость движения по дуге с самого начала.
  • Исследование плоских многослойных тел с помощью модели двух книг.
    Исследование силы трения при расцеплении двух сцепленных постранично книг. Теоретические расчеты и экспериментальные исследования.
  • Осторожно, электромагнитные волны
    Каждый человек должен знать положительные и отрицательные стороны объекта, с которым он взаимодействует, чтобы уменьшить или совсем избежать вредное воздействие, которое этот объект может нанести. В своей работе я попытаюсь рассмотреть влияние электромагнитного поля телефона, компьютера и телевизора, измерить интенсивность излучения, сравнить с допустимым уровнем и также предложить меры предосторожности.
  • Процесс генерации электрической энергии, создаваемой катушкой Тесла
    Цель исследования: изучение процессов генерации электрической энергии в катушке Тесла. Для проведения исследований был изготовлен макет трансформатора Тесла на базе мощного пентода ГУ-81М с дополнительными катушками. Была произведена настройка макета на максимально возможное значение выходного напряжения (напряжение выхода равно 350-380 тысяч вольт, частота генерации 135-140 кГц, и получена выходная мощность до 1000 Вт.). Установлено, что яркость свечения люминесцентной лампы не обратно пропорциональна квадрату расстояния до катушки. Полученный экспериментально коэффициент КПД генерации электрической энергии во второй катушке равен 0.75. Установлено отсутствие зависимости мощности генерируемой трансформатором от сопротивления нагрузки Rн, включенной в цепь второй катушки. Дано обоснование получения КПД больше единицы. Работа проиллюстрирована фотографиями. В дальнейшем для получения более высокого КПД предполагается ввести в схему возбуждения первичной обмотки сфазированную автоматическую подстройку частоты, которая должна обеспечить более высокий КПД и даст возможность осуществить самозапитку устройства. Изготовление нового макета планируется осуществить в этом году.
  • Термоэлектрический эффект в полупроводниках
    Работа посвящена исследованию влияния омического перехода на термоэлектрический эффект Зеебека. Выдвинута гипотеза о том, что можно разделить полупроводник на две части,которые поддерживаются при разных температурах, соединить медным проводником и это не повлияет на термоэлектрический эффект. В ходе работы создана действующая модель источника питания на основе термоэлектричества, экспериментально подтверждена гипотеза, получены данные о зависимости ЭДС, силы тока и сопротивления от ΔТ для нашей модели. Файл с работой отправлен по почте.
  • Пути уточнения пирометрических измерений
    Работу выполнил ученик 11 класса, Сысолин Владислав
  • Развитие методики контроля параметров гидрозоля нанопорошка при помощи рассеяния света
    Работу выполнил ученик 11 класса, Польский Павел
  • Неиспользуемые источники энергии
    В результате работы мы охарактеризовали неиспользуемые источники энергии, через ветровой энергогенератор, исследовали проблему энергопотребления и энергозатрат, рассмотрели способы рационального их использования, определили методы нахождения количества неиспользуемой энергии и методы нахождения генератора с оптимальными характеристиками. Определили оптимальный вариант применения ветрогенератора по техническим характеристикам.
  • Навигация
    В процессе реализации проекта, мы нашли математическую модель для определения положения летательного аппарата в пространстве. Изучение дифференциальных уравнений первого и второго порядка и их приложение к задачам физики; методики решения обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка.
  • Тезисы к "Музыка Стекла"
    Тезисы к работе "Музыка стекла".
  • Пушка Гаусса
    Тезисы
  • Прототип универсального транспортного средства
    В данной работе представлено описание прототипа и описан процесс его создания.
  • Проект Физический прибор своими руками
    Сделанный прибор, установка по физике для демонстрации физических явлений своими руками применить на уроке. При отсутствии данного прибора в физической лаборатории, данный прибор сможет заменить недостающую установку при демонстрации и объяснении темы.
  • Энергетика на севере Якутии
    Проблема нерентабельного использования электроэнергии остро обсуждается в нашей республике
  • Исследование зависимости времени истечения воды от высоты столба вытекающей жидкости и от диаметра отверстия
    Работа посвящена изучению процесса вытекания воды из отверстий разного диаметра
  • Исследование движения частицы в поле с двумя потенциальными ямами
    В данной работе рассматривается модель движения частицы в потенциальном поле с двумя ямами. Уравнение движения сводится к уравнению нелинейного осциллятора. Это уравнение можно получить при решении различных задач нелинейных колебаний во многих разделах физики - радиофизике, термодинамике, механике, астрофизике, квантовой динамике, физике плазмы. В некоторых частных случаях можно получить аналитические решения уравнения нелинейного осциллятора с квадратичной и кубической нелинейностями, выражающиеся в эллиптических функциях Якоби и нелинейных функциях в виде комбинации косинусов, а также можно проанализировать поведение нелинейных колебательных систем на фазовой плоскости и определить область параметров, где существуют периодические колебания нелинейного, ангармонического вида, вычислить период колебаний, зависимость периода от амплитуды колебаний.Изучены свойства полученных впервые аналитических частных решений при некоторых соотношениях между коэффициентами нелинейностей. Полученные результаты могут быть актуальны для решения некоторых физических задач, когда анализ поведения тех или иных систем сводится к нахождению решений стационарного нелинейного одномерного уравнения диффузии или теплопроводности. В этих случаях получаются колебания не во времени, а в пространстве. Найденные решения могут вполне описывать периодические распределения в пространстве концентрации плазмы или температуры, справедливые в некоторой области параметров нелинейностей.
  • Новейшие 3D технологии
    Новейшие 3D технологии Заруднева Анастасия Андреевна Технологии 3D в наше время развиваются очень быстро. Всего 3 года назад о 3D мы могли говорить на примере кинотеатров, примитивной графики и, первых, довольно редких 3D телевизорах. Прошло очень немного времени и выражение «3D» уже у всех на слуху. 3D кинотеатры стали такими же привычными как, например, пылесос. Многие могут смотреть 3D телевизор у себя дома. Появились разнообразные 3D принтеры, которые становятся все технологичнее и популярнее. А для работы с такими принтерами, программы 3D моделирования и 3D графики шагнули далеко вперед. Поэтому я решила разобраться, почему технологии 3D так популярны, и самое главное, «3D» что это? Забавная игрушка или локомотив новой производственной революции? Цель: Разобраться в новых 3D технологиях. Задачи: 1. Изучить принцип работы 3D принтера, 3D сканера. 2. Выяснить области применения и перспективы 3D-техники 3. Научиться работать в программах 3D моделирования. 4. Изучить 3D-технологии в современных телевизорах 5. Изучить принцип 3D графики, попробовать создать собственные 3D изображения. Поработать на 3D принтере. В данной работе мы подробно рассмотрели функции и применение 3D технологий, подумали о перспективах. Узнали о новейших невероятных устройствах. 3D принтер это уже не фантазии о прекрасном «завтра», а день сегодняшний. Они доступны, компактны и могут очень многое. Использование 3D печати в школах и университетах делает обучение интересным и увлекательным, понятным и доходчивым, позволяет обучающимся потрогать то, что представляет собой сложные и не всегда понятные абстракции и теории. Почти все, что можно нарисовать на компьютере в программе 3D моделирования, может быть воплощено в жизнь. И даже не только нарисовать, а отсканировать и сделать точнейшую копию. Трехмерная печать и прототипирование совершенствуют революцию во многих сферах жизни человека: архитектуре, промышленности, медицине и т.д. Применение 3D технологий неизбежно ведет к увеличению доли инноваций в науки. Также 3D принтеры могут стать третьей промышленной революцией. А в недалеком будущем, возможно, в каждом доме будет свой 3D принтер. Мы узнали многое о невероятных устройствах. И сейчас можем сказать «3D- это наша жизнь, это наше будущее»
  • Камера Вильсона (окончание)
    Предпринята попытка построения камеры Вильсона в домашних условиях. Файл содержит вторую часть работы.
  • Водяная ракета
  • Исследование свойств и способностей электромагнитных ускорителей масс на примере Пушки Гаусса
    В своей работе я исследую свойства и способности электромагнитных ускорителей масс на примере Пушки Гаусса.
  • Песчаный шар
    В моей экспериментальной работе проводились исследования глубины погружения шарика в песок в зависимости от высоты сброса, диаметра банки и глубины банки. В ходе опытов было установлено, что стенки банки влияют на шарик на достаточно больших расстояниях, а её дно начинает влиять на глубину погружения на гораздо меньших глубинах.
  • Лампы накаливания - это самый покупаемый товар или есть альтернатива?
    Лампа накаливания стала для людей привычным и незаменимым предметом повседневного быта. Она остаётся самым покупаемым источником освещения, но на энергосберегающие лампы тоже есть спрос. Авилов Дмитрий в своей работе исследовал лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы по физическим характеристикам и экономической эффективности применения. Основное содержание работы изложено в четырёх главах. В первой главе речь идёт об истории электрического освещения. Вторая глава раскрывает многообразие ламп и их характеристик. В третьей главе сравниваются характеристики лампы накаливания и энергосберегающей лампы. А в четвёртую главу Дмитрий посвятил вопросам энергосбережения. В последней главе Дмитрий приводит результаты социологического опроса учащихся, на результатах которого строит грамотно своё заключение и выводы. Что касается практической значимости работы, то изложенный в ней материал можно использовать при проведении научно-практических конференций по вопросам энергосбережения, а материал по лампам накаливания будет востребован на уроках физики. Энергосберегающие лампы являются разумной альтернативой лампам накаливания. Уже несколько десятков лет пытаются уйти от ламп накаливания к более эффективным источникам освещения, но пока они остаются самым покупаемым товаром. С 1 января 2014 года правительство России обещает ввести запрет на все лампы накаливания. Это означает, что в ближайшем будущем мы должны приучиться использовать более дорогие энергосберегающие лампы вместо более дешевых, но менее экономичных лампочек накаливания. Современные светодиоды эффективнее ламп накаливания, а некоторые модели могут поспорить с лампами дневного света. Но редко кто задумывается о том, какие изменения сулят нам эти технологии.
  • Применение Ультразвука
  • СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ В ПЛАЗМЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО РАЗРЯДА
    Монодисперсные частицы – это частицы, обладающие одинаковыми размерами, формами и внутренней структурой. В большинстве случаев, распределение размеров таких частиц лежит в узком диапазоне, с коэффициентом вариации порядка 10%. Такое распределение дает однородность физико-химических свойств всей системы и позволяет сопоставлять свойств системы со свойствами индивидуальной частицы, что упрощает решение многих фундаментальных и прикладных задач в коллоидной науке. Такие частицы обладают высокой поверхностной энергией, вследствие чего существенно изменяется морфология системы, а также концентрация структурных дефектов различных типов и энергия дисперсионного взаимодействия. Указанные факторы в значительной степени определяют механические, электрические, магнитные, физические и химические свойства материалов [1-4]. Монодисперсные частицы находят применение при создании 1D, 2D и 3D фотонных кристаллов, упорядоченных массивов люминесцентных и магнитных наночастиц [5], для выделения и очистки нуклеиновых кислот [6] и т.д. Существуют различные методы получения монодисперсных порошков, оной из них является метод сепарации в электрических, магнитных и гравитационных полях. Основным недостатком данных методов является ограниченность в выборе материала для сепарации и большая дисперсность. Проведенные предварительные эксперименты по получению монодисперсных микрочастиц в плазме высокочастотного разряда методом применения особой конфигурации нижнего электрода и ловушки, показало, что данный метод не требует дорогостоящего специального оборудования и позволяет получать монодисперсные частицы различных материалов ~ 700 нм – 50 мкм. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА Экспериментальная работа по сепарации полидисперсных порошков SiO2 с целью получения монодисперсных частиц, проводилась в модернизированной камере с базой ВУП-5 (рисунок 1). В этой камере высокочастотный емкостной разряд (ВЧЕР) создается между двумя параллельными электродами, находящихся на расстояний 2 см друг от друга. Нижний электрод выполнен в виде диска; верхний – в виде кольца, либо в виде сетки для удобства ввода полидисперсного порошка. Разряд создается в инертном газе аргона. Подводимая к электродам ВЧ мощность составляет 1-15 Вт. Для инжекции пылевых частиц (полидисперсные сферические частицы стекла SiO2) был сделан специальный электродинамический дозатор, который регулирует количество инжектируемых частиц в объем плазмы [7,8]. Для метода сепарации была применена особая конфигурация нижнего электрода, которая представляет собой плоский металлический диск с ловушкой формы незамкнутого кольца. ЭКСПЕРИМЕНТ Способ сепарации полидисперсных пылевых частиц в плазме высокочастотного емкостного разряда основан на захвате и управлении плазменно-пылевой структуры электрическим полем нижнего электрода. В рабочую камеру, после установления высокого вакуума с помощью пьеза-элементного натекателя напускают рабочий газ – аргон. На нижний электрод подают переменное напряжение от ВЧ генератора с частотой 13,56 МГц, образуя между плоскопараллельными электродами плазму ВЧЕР.
  • Лабораторное исследование механо-акустических свойств природных сред методом резонансной акустической спектроскопии
    Свойства природных сред существенно меняются в зависимости от наличия/отсутствия жидкости в них. Исследование этих эффектов позволяет лучше проводить прогнозирование при изменении степени насыщения. Целью работы является определение зависимости модулей упругости при наличии или отсутствии в природных средах жидкости. Объектом исследования стали модельные гранулированные среды и грунты. Методы исследования: резонансная акустическая спектроскопия и метод физического маятника. Построенные экспериментальные графики могут быть использованы для прогнозирования влияния насыщения жидкостью на природные среды.
  • Энергосбережение глазами современного обывателя
  • Решение задач о движении тела по наклонной плоскости
    Решение задач о движении тела под действием нескольких сил вызывает затруднение у большинства учеников старших классов и абитуриентов. Пример такой задачи – «Движение тела по наклонной плоскости». Такие задачи могут быть самыми разнообразными, и, зачастую, вызывают затруднения. Данная исследовательская работа направлена на то, чтобы облегчить решение таких задач, обобщив приемы их решения и выведя общий алгоритм разбора задач, т.е. данная работа представляет собой своего рода вспомогательный учебный материал в решении задач о движении тела по наклонной плоскости.
  • Снижение экологических последствий ликвидации Кизеловского угольного бассейна путем экранирования источников загрязнения подземн
    Проект направлен на снижение экологических проблем, связанных с породными отвалами Кизеловского угольного бассейна. Проникновение атмосферных осадков через отвалы приводит в активизации сернокислотного процесса. Образующиеся техногенные потоки становятся источником загрязнения рек. Предлагается снижать негативного влияния породных отвалов на окружающую среду за счет герметизации их поверхности от атмосферных осадков. Предложено экранировать источники загрязнения физически и/или химически, например, коагулирующими в кислой среде карбамид - формальдегидными составами, - что уменьшит объемы инфильтрации осадков, химико-биологическое окисление серо-содержащих пород, минерализацию стоков и затраты на их нейтрализацию и утилизацию. Эффективность химико-биологического экранирования угольных пластов предварительно оценена в снижении годового экологического ущерба на 200 млн. руб. Предложенные решения представляют коммерческой интерес и для других территорий России и СНГ, на которых находится более 2,5 тысяч шахт и породных отвалов.
  • Численное моделирование процессов перехода газ-жидкость-кристалл в 2D модели.
    Изучена двумерная система N взаимодействующих частиц с модельным парным потенциалом взаимодействия, качественно отвечающим взаимодействию нейтральных молекул. Рассмотрен процесс термализации газа, получено установившееся распределение частиц по скоростям, найдено время установления теплового равновесия. При охлаждении системы получены фазовые переходы газ-жидкость-кристалл. Исследовано установление сначала ближнего, а потом и дальнего порядка в системе. Исследовано поведение средней кинетической, средней потенциальной энергии системы в процессе охлаждения. Видно выделение теплоты конденсации.
  • Искровой разряд в газах и его зависимость от давления
    Цель моей работы заключается в следующем: 1) найти зависимость между возникновением разряда в воздухе и давлением; 2) найти зависимость между возникновением разряда и родом газа при атмосферном давлении. Я предполагаю, что искровой разряд в различных газах будет возникать при различных напряжениях. Соответственно, если в воздухе при заданном расстоянии искра есть, а в другом газе нет, значит теория подтверждается. Также будет рассмотрена зависимость возникновения разряда от давления.
  • КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ КОСМИЧЕСКОГО ЛИФТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕГО ОДНОМАССОВОЙ МОДЕЛИ С НЕВЕСОМЫМ ТРОСОМ
    КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ КОСМИЧЕСКОГО ЛИФТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕГО ОДНОМАССОВОЙ МОДЕЛИ С НЕВЕСОМЫМ ТРОСОМ © 2015 С. Бажайкин Самарский областной лицей Научный руководитель – Филиппов Ю.П., к.ф.-м. н. Актуальность работы. Прошло уже более 50 лет с момента запуска первого спутника, ознаменовавшего собой выход человека в космос и начало новой эры в истории человечества – эры космических полетов. Сегодня сложно представить жизнь человека без космических технологий. Однако, существуют серьезные трудности, из-за которых космическая деятельность развивается не так быстро, как предсказывали в начале космической эры. По прогнозам ведущих специалистов середины 60-х годов стоимость доставки килограмма груза на низкую орбиту должна была снизиться до 100$, хотя на самом деле, до сих пор, она держится на уровне 10000$. Космическое пространство, за исключением атмосферы Земли – безопорная среда. Движение там возможно только за счет выброса ракетного топлива. Поэтому при подъеме на орбиту космический аппарат (КА) должен поднимать вместе с собой большой запас топлива, уменьшая эффективность доставки полезного груза на орбиту. При подъеме тела на геостационарную орбиту начальная масса ракеты почти в 100 раз превышает массу выводимого на орбиту груза. Недостатки ракетного способа транспортировки груза неизбежны, т.к. главный показатель эффективности этого способа – скорость истечения рабочего вещества – для ракет на химическом топливе сейчас близок к предельному. Поэтому важно искать альтернативные ракетному способы доставки полезного груза в космос. Один из таких способов, принципиально очень простой – придание поднимаемому грузу энергии и кинетического момента орбитального движения за счет вращения Земли, т.е. протянуть трос от Земли за геостационарную орбиту и доставлять грузы по нему, при этом у тела, запущенного с троса, уже будет начальная скорость. Гравитационная и центробежная силы держат конструкцию в натянутом состоянии. На верхнем конце помещена балансировочная масса для удержания конструкции в равновесии. Собственно это есть концепция космического лифта. Несмотря на то, что идея КЛ не является принципиально новой и, по мнению многих специалистов, не имеет непреодолимых препятствий для реализации, ее проработка продвигается медленно. За первое десятилетие XXI века нет существенного продвижения ни в исходной концепции конструкции КЛ, многие недостатки которой сейчас видны, ни в исследовании его динамики. В работе [4], автором настоящей работы были подробно исследованы некоторые статические свойства КЛ, с использованием его элементарной модели. Однако, движению КЛ в околоземном пространстве являющемуся объектом настоящих исследований здесь не было уделено должного внимания. Между тем количественный анализ динамики КЛ (последнее является предметом настоящих исследований) в рамках элементарных моделей представляется весьма актуальной задачей. Главной целью настоящей работы является выполнение количественного анализа динамики движения КЛ в околоземном пространстве с использованием его элементарной модели. В работе решены следующие основные задачи: 1. Сформулирована одномассовой модели КЛ с невесомым тросом. 2. Построена система уравнений движения КЛ в сферических координатах в наиболее общем виде. Выполнено ее решение в численном виде. 3. Выведены уравнения стационарных колебаний КЛ в сферических координатах и решены в численном виде. 4. Рассмотрен частный случай колебаний КЛ в экваториальной плоскости: построен закон движения в аналитической форме и выполнен численный анализ результата. 5. Рассмотрен частный случай малых колебаний КЛ в окрестности отвесной линии: построены законы движения в аналитической форме и проведен численный анализ результатов. Литература: [1] Нуралиева А.Б. О динамике троса космического лифта. – Диссертация на соискание ученой степени к. ф.-м. н. – М.: Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. – 2012. – 103 с. [2] Edwards B.C. The Space Elevator. – NIAC Phase II Final Report. – 2003. – 43p. [3] Smitherman D.V. Jr. Space Elevator: An Advanced Earth-Space Infrastructure for the New Millenium. – NASA/CP-2000-210429. 2000; Audacious & Outrageous: Space Elevators // NASA Science. [4] Бажайкин С. Элементарная модель космического лифта и его основные свойства. – Электронная библиотека Astrodrom – http://juphil.xirad.ru/Astrodrom.htm.
  • ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ЗИМНЕЙ ОБУВИ, ОПТИМАЛЬНОЙ В УСЛОВИЯХ Г. ОКТЯБРЬСКОГО
    В условиях нестабильных климатических условий нашей зимы (резкие повышения и понижения температуры, снегопады, гололед и т. д.) большое значение имеет правильный выбор обуви. Люди делают свой выбор в основном по престижности или доступности по цене, не обращая особого внимания на то, насколько эта обувь обеспечивает их безопасность, т. е насколько подошва их обуви скользкая. Мы попытались выяснить, выбор обуви, каких производителей является, с данной точки зрения, наиболее правильным.
  • Демонстрация бесконтактных метод передачи электромагнитной энергии на основе системы двух или нескольких катушек или Возможность
    В работе рассматривается применение явления электромагнитной индукции для создания устройства беспроводной подзарядки батареи. Построена модель устройства, которая представляет две коаксиальные катушки (внешняя и внутренняя) и выпрямитель, соединенный с внутренней. Произведен анализ характеристик модели. Найдено максимальное расстояние, при котором достигается минимальная мощность, позволяющая работать лампочке от этой системы. Исследована электромагнитная совместимость разработанного устройства с другими электронными приборами. Проведен эксперимент по зарядке телефона от экспериментальной установки.
  • Особенности формирования, свойств и применений сверхдлинных цепочек из наночастиц I место
    В данной работе описывается впервые обнаруженное явление формирования сверхдлинных цепочек из наночастиц. Также рассказывается об областях их применения и различных методиках получения таких образований.
  • Исчезновение информации в чёрной дыре
    В данной работе представлены основные понятия, связанные с теорией Чёрных дыр также теории, претендующие на описание самих Чёрных дыр или частных случаев. В заключении представлены авторские предложения решения проблемы.
  • Исследование движения тел вблизи поверхности Земли. Изучение спортивных дисциплин с позиции физики.
    Задачи: Изучить движение тел под действием силы тяжести. Найти начальные условия полета тела, зная дальность или максимальную высоту, высчитать оптимальный угол бросания. Методика решения: аналитически вывести формулы для расчета начальных значений, используя результаты спортсменов. Отличие от известных решений: -каждому рассмотреному виду движения приводится в соответствие вид спорта; -для расчетов использованы реальные значения дальности и высоты полета; -при решении задач учтены анатомические особенности человека; -в работе использованы видеофрагменты исследуемых движений; -применяется аффинная система координат
  • Исследование колебаний связанных крутильных маятников
    Исследование двух связанных резинкой крутильных маятников и их колебаний. Нахождение периода колебаний маятников в моей установке и общей формулы. В ходе исследования я обнаружил и заинтересовался перекачкой энергии из одного маятника в другой, а так же затухающими колебаниями и в итоге познакомился с таким понятием как декремент затухания, посчитал коэффициент затухания для своей установки, а так же исследовал перекачку энергии в системе связанных маятников и нашел ее период.
  • Эффект Магнуса и его применение в футболе
    Данная работа направлена на внедрение и популяризацию физических законов в футболе и их использования для достижения высоких результатов на различных соревнованиях. В дополнение к работе был снят обучающий видеоролик, на котором наглядно показано, как забить не только с углового, но и со штрафного при помощи эффекта Магнуса. Также была создана анимация полёта мяча в программе 3ds max, траектория была получена из условий попадания мяча в сетку и начальных условий (начальной скорости и углов, под которыми футболист действует на мяч) .
  • Отражение звука от открытого конца трубы
    Не вызывает сомнений способность звуковых волн отражаться от различных препятствий, гораздо более удивительным представляется эффект отражения распространяющихся в трубе звуковых волн от открытого конца этой трубы. Экспериментальному исследованию данного эффекта и посвящена настоящая работа. В работе предложен и реализован метод измерения коэффициента отражения и изменения фазы звуковой волны при отражении, основанный на исследовании интерференции волны, распространяющейся в трубе от динамика в сторону открытого конца трубы, и волны, отраженной от конца трубы и возвращающейся к динамику. Экспериментальная установка представляет собой пластиковую трубу длиной до 3м составленную из нескольких секций. На одном из концов трубы установлен динамик, на который в течение коротких промежутков времени подается синусоидальный сигнал заданной частоты. Управление работой динамика осуществляется с помощью компьютерной программы. Для регистрации звуковых колебаний используется подключенный к компьютеру двухканальный датчик звука, микрофоны которого передвигаются внутри трубы с помощью магнитов, расположенных на внешней поверхности трубы. Одна из секций трубы выполнена из прозрачного материала, что позволяет визуально контролировать положение микрофонов и измерять расстояние от микрофонов до открытого конца трубы. Длина трубы, положение в ней микрофонов датчика звука и период регистрации данных выбираются таким образом, чтобы исключить влияние волн, совершивших два и более отражений от концов трубы. Зависимость коэффициента отражения от частоты и изменение фазы колебаний при отражении исследованы в диапазоне частот 0.7 – 5кГц. Установлено, что для трубы внутренним диаметром 46мм коэффициент отражения по амплитуде монотонно уменьшается с ростом частоты звука от значения 0,88 на частоте 0.7кГц до величины 0,29 на частоте 5кГц. Установлено, что изменение фазы отражённой волны уменьшается с ростом частоты. Обработка данных по коэффициенту отражения проводилась на основе сопоставления амплитуды падающей волны с максимальной и минимальной амплитудами колебаний в интерференционной картине. Фазовые характеристики отраженной волны восстанавливались на основе координат максимумов и минимумов интерференционной картины, отсчитанных от открытого конца трубы.
  • Исследование преломления в линзе наклонного пучка лучей I место
    Работа посвящена исследованию преломления в линзе пучка световых лучей. В школьном курсе физике преломление лучей описывается только на примере тонкой идеальной линзы, не существующей в природе. При этом многие явления, влияющие на изображение, просто не проявляются, а хотя они могут существенно исказить реальное изображение. Поэтому интересно и полезно изучить отклонения хода лучей через реальную линзу от идеального случая и найти связь искажений изображения с параметрами линзы. Это исследование важно для создания оптических приборов и систем, подбора линзы (линз) для каждого конкретного случая с минимальным искажением изображения. Целью работы являлось теоретическое и экспериментальное исследование преломления в сферической линзе пучка световых лучей, исходящих из точечного источника, не лежащего на её главной оптической оси. В ходе работы преломление пучка лучей при их прохождении через реальную сферическую линзу было смоделировано на компьютере и изучено экспериментально. 1) Изучены теория явлений и законов, влияющих на изображение или характеризующих преломление пучка световых лучей 2) Проведено математическое моделирование прохождения пучка лучей через реальную линзу: • Выведены формулы для расчёта хода луча в реальной линзе • Создана программа, рассчитывающая преломление пучка лучей • Получены зависимости продольной и поперечной аберраций от расстояния до главной оптической оси 3) Разработаны методы экспериментального измерения параметров линзы (показателя преломления и радиуса кривизны). Проведён ряд измерений 4) Создан метод экспериментального исследования каустик 5) Получена экспериментально и подтверждена математической моделью линейная зависимость тангенса угла наклона выходящего луча к главной оптической оси от вертикальной координаты луча. Возможный ход дальнейших исследований: 1) Изучение хроматических аберраций(дисперсии света) 2) Расчёт хода лучей, при прохождении через асферические линзы.
  • Взаимодействие двух капель магнитной жидкости под влиянием электрического и магнитного полей
    Взаимодействие двух капель магнитной жидкости под влиянием электрического и магнитного полей Ольховская Виктория Валерьевна г. Ставрополь «Центр творческого развития и гуманитарного образования «Поиск» 11 класс В работе исследован механизм взаимодействия двух капель магнитной жидкости помещенных во взаимно перпендикулярные электрическое и магнитное поля. Были построены зависимости квадрата напряженности электрического поля от квадрата напряженности магнитного поля при компенсации электрического и магнитного полей. Проведен сравнительный анализ экспериментальной и теоретической зависимостей. Сделан вывод об их совпадении с учетом погрешности и поправочного коэффициента. Выдвинуто предложение о возможности эффективного управления движением капель магнитной жидкости электрическим и магнитным полями, что позволит моделировать процессы очистки от вредных веществ атмосферы, океанов и морей, а также изучать адресную доставку лекарственных препаратов к клеткам живых организмов.
  • Вспышки блеска комет и солнечная корпускулярная активность
    Вспышки блеска комет как реальное физическое явление привлекли внимание наблюдателей еще в позапрошлом веке. Однако наблюдательный материал, накопленный за истекшее время, до сих пор не систематизирован. Поэтому для выявления связи корпускулярной радиации солнца с активностью комет нами был составлен каталог вспышек блеска комет, наблюдавшихся на протяжении последних 16 солнечных 11-летних циклов. В каталог вошло ~200 случаев вспышек, подтвержденных несколькими уверенными наблюдениями. Такой объем собранного фотометрического материала дает возможность статистического изучения вспышечной активности комет и ее связи с циклической корпускулярной деятельностью Солнца.
  • Исследование статистических закономерностей в идеальном газе
    Основные тезисы и описание работы в прикреплённом файле.
  • Электростатическая задача о распределении поверхностной плотности заряда на проводниках. Альтернативный подход
    Общий метод решения задачи о распределении поверхностной плотности заряда на проводниках в статическом случае заключается в решении дифференциального уравнения в частных производных второго порядка (Лапласа) для потенциала всюду в пространстве вне проводников при выполнении определенных граничных условий на их поверхностях. Без привлечения этого метода решаются простейшие задачи: бесконечные плоскость и круговой цилиндр, а также сфера. Целью данной работы является расширение списка задач, решаемых сравнительно простыми математическими средствами. Рассматривается достаточное условие того, что поле внутри проводника равно нулю. Вводится критерий, которому должна удовлетворять функция описывающая форму поверхности проводящего тела, отвечающая этому условию. В качестве примеров получены распределения поверхностной плотности зарядов на удаленном заряженном трехосном эллипсоиде и на проводящем шаре во внешнем однородном электрическом поле. В дальнейшем данный метод может быть развит в направлениях:  расширения классов поверхностей тел, для которых он применим;  устранения некоторых упрощающих предположений, использованных в данной работе (таких, как пространственная ограниченность и выпуклость тел);  разработка приближенных методов, основанных на данном подходе.
  • Существует ли время?
    все когда-либо задумывались о времени: почему иногда оно бежит быстро, иногда медленно. Почему один и тот же промежуток два человека могут воспринимать по-разному. А может времени вовсе не существует и это лишь иллюзия?
  • 2D-МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ОРБИТЫ НАНОСПУТНИКА В АКСИАЛЬНО НЕСИММЕТРИЧНОМ КВАЗИОДНОРОДНОМ СИЛОВОМ ПОЛЕ ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА
    © 2015 С. Солоднев Самарский областной лицей Научный руководитель – Филиппов Ю.П., к.ф.-м. н. Актуальность работы. Как известно, искусственным спутником Земли (ИСЗ) называ-ется космический аппарат, созданный человеком и движущийся вокруг Земли по геоцентри-ческой орбите. С запуском 4 октября 1957г. Первого ИСЗ - ”Спутник-1” возникла объектив-ная необходимость в разработке точной теории движения спутников. Этой проблемой активно занимались как в СССР так и за рубежом. В процессе разработки такой теории было обнаружено, что на движение ИСЗ и, следо-вательно, на форму и ориентацию его орбиты в пространстве, помимо ньютоновского гравитационного поля Земли-шара влияет также множество второстепенных факторов. Одним из таких факторов оказалось давление электромагнитного излучения Солнца – давление, которое оказывает электромагнитное излучение Солнца, падающее на поверхность спутника. Первые теоретические работы по исследованию возмущения орбиты ИСЗ, обусловлен-ные световым давлением принадлежат П. Мюзену, Паркинсону, Джонсу, Шапиро. Они были связаны с изучением движения спутника “Авангард-1”. Дальнейшее исследование влияния светового давления были стимулированы запуском спутников-баллонов (“Эхо-1”, “Эхо-2”, “Пагеос”). Возмущения в движении этих спутников, вызываемые солнечной радиацией, достигали значительной величины и определялись из наблюдения с высокой точностью. В связи с этим появилась необходимость более точного изучения светового давления и, прежде всего, эффекта экранирования солнечных лучей Зем-лей. Как показывают исследования, степень влияния давления света на движение спутников определяется “парусностью” спутника – соотношением между площадью поверхности спутника и его массой. Чем меньше размеры спутника, тем больше “парусность” спутника. Это объясняется тем, что с уменьшением размеров поверхность уменьшается пропорционально квадрату размера, а масса – пропорционально его кубу, т.е. быстрее. Световое давление становится ощутимым для небольших легких спутников с высотой орбиты более 500 км. Последние годы космонавтика наноспутников получила бурное развитие, что обуслов-лено компактностью аппаратов, малостью их массы, дешевизной создания и доставки на ор-биту, малой заметностью. Уже сегодня в околоземном пространстве находятся десятки нано-спутников – ИСЗ, имеющих малые размеры и массу 1÷10 кг, которые решают различные за-дачи. Очевидно, что возмущения орбит таких спутников, обусловленные Солнечным элек-тромагнитным излучением должны бать значительными. Бурное развитие численных методов расчета дифференциальных уравнений с помощью ЭВМ позволяет проводить численное моделирование эволюции орбит ИСЗ с колоссальной точностью. Согласно выше сказанному главной целью настоящей работы является построение 2D-модели эволюции орбиты наноспутника с учетом светового давления, и ее точное численное решение с использованием современных вычислительных компьютерных технологий.
  • ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕОРЕМЫ ОБ ЭКВИВАЛЕНТНОМ ГЕНЕРАТОРЕ
    Работа посвящена экспериментальному исследованию теоремы об эквивалентном генераторе в приложении к измерительному мосту Уитстона. Опыты показали, что обратный ток в диагонали моста пропорционален сопротивлению диагонали. Погрешности коэффициентов, наблюдаемой линейной зависимости, вычисляли в Excel методом наименьших квадратов. Для углового коэффициента относительная погрешность составляла 1%, а для постоянного слагаемого – 0,1%. Этот факт указывает, что в условиях опытов, с хорошей для практики точностью, выполняется теорема об эквивалентном генераторе. Например, расхождение между графическим методом определения тока короткого замыкания и прямым измерением и не превышала приборной погрешности. Приведены примеры применения теоремы к решению сложных задач по электротехнике. Совокупность полученных данных указывает на эффективность применения теоремы об эквивалентном генераторе для проектирования радиотехнических схем с заданными свойствами. В частности, определение тока короткого замыкания без перегрузки источников тока и измерительного устройства.
  • Распад жидкого цилиндра на капли
    Рассмотрена теория Саранина, являющаяся упрощением теории Рэлея и при этом точно моделирующая распад жидкого цилиндра на капли, и дано её подробное описание, восполняя промежуточные идеи и действия. Составлены на основе этой теории примеры задач, доступные для школьников. Поставлены опыты с целью изучения зависимости величин и математически выведены формулы.
  • Как спрятать объект от зрения или "заставить" световой луч двигаться вдоль кривой
    Создание модели, позволяющей сделать объект невидимкой
  • ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ
    Вязкость, внутреннее трение, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой [1]. Вязкость — важная физико-химическая характеристика веществ. Значение вязкости приходится учитывать при перекачивании жидкостей и газов по трубам (нефтепроводы, газопроводы). Вязкость расплавленных шлаков весьма существенна в доменном и мартеновском процессах, вязкость расплавленного стекла определяет процесс его выработки. По вязкости во многих случаях судят о готовности или качестве продуктов или полупродуктов производства, поскольку она тесно связана со структурой вещества и отражает те физико-химические изменения материала, которые происходят во время технологических процессов. Вязкость масел имеет большое значение для расчёта смазки машин и механизмов и т.д. Изучению вязкости посвящена отдельная узкая область физических исследований свойств жидкостей и газов – вискозиметрия, содержащая совокупность методов измерения вязкости вещества. По принципу работы существующие модели вискозиметров (приборы для измерения вязкости) можно разделить на четыре основных группы: капиллярные, ротационные, с падающим шариком, вибрационные. Капиллярные вискозиметры основаны на определении вязкости по измерению скорости вытекания струи жидкости или газа из капилляра. В ротационных вискозиметрах измеряется крутящий момент, передаваемый через исследуемую жидкость от одного цилиндра (конуса или сферы) другому. В вискозиметрах с падающим шариком вязкость определяется по установившейся скорости падения шарика в исследуемой среде. В вибрационных вискозиметрах вязкость определяется по затуханию колебаний зонда осциллятора, помещённого в исследуемую жидкость. Экспериментальные исследования сдвиговой статической вязкости ненамагниченных образцов МЖ проводились при помощи вискозиметра Оствальда, диаметр капилляра 1,31 мм. В этом случае имелись затруднения в определении положения уровня МЖ относительно реперных рисок вискозиметра, в результате чего разброс по времени истечения жидкости по капилляру по данным шести опытов достигает 5 - 7 %, что может служить оценкой погрешности измерения вязкости. В связи с возникшими затруднениями определения статической вязкости была изучена пригодность видоизмененной методики капиллярной вискозиметрии применительно к непрозрачным МЖ за счет визуализации момента истечения порции жидкости из заполненного до краёв стеклянного баллончика, сужающегося к своему основанию. Реперной жидкостью была выбрана дистиллированная вода, имеющая при 20 °С сдвиговая статическая вязкость ηв = 1,004 · 10-3 Па·с [2]. В таблице (показанной в работе) представлены результаты измерений времени истечения жидкости по капилляру τ при температуре 20˚ С, значения сдвиговой вязкости η, рассчитанные для диаметра 1,31 мм по формуле: η=(ηв*τ*ρ)/(τв*ρв), где τв – время истечения воды, ρ и ρв – плотности МЖ и воды соответственно. Следует отметить, что для некоторых МЖ метод капиллярной вискозиметрии оказался непригоден при использовании капилляра с диаметром 0,82 мм, так как данный капилляр забивался агрегатами, течение жидкости приостанавливалось. В результате было выдвинуто предположение о наличии крупных агрегатов в данном образце МЖ. Отчасти данное предположение было подтверждено по итогам сравнения вязкостей МЖ, определяемых на вискозиметрах с различными диаметрами капилляров.
  • Исследование зависимости времени истечения воды от высоты столба вытекающей жидкости и от диаметра отверстия
    Тезисы к работе
  • Сравнение светодиодных ламп, люминесцентных ламп и ламп накаливания
    В работе производится сравнение бытовых ламп: ламп накаливания, люминесцентных ламп и светодиодных ламп и делается вывод более или менее выгодного использования энергосберегающих ламп. Определяется мерцание ламп накаливания и люминесцентных ламп и показывается причина их мерцания, а также зависимость освещенности от расстояния.
  • Создание прибора для определения типа металлов и сплавов на основе эффекта Зеебека. I место
    Проект по созданию прибора из подручных материалов для определения типа металлов и сплавов на основе эффекта Зеебека, позволяющего сортировать черные металлы и цветные сплавы без применения дорогостоящего оборудования. Разработанное устройство позволяет сортировать черные металлы (стали и чугуны) и цветные сплавы на основе меди и алюминия без применения дорогостоящего аналитического оборудования и квалифицированного персонала. При разработке прибора основное внимание было уделено достоверности получаемых результатов, простоте в эксплуатации, компактности, оперативности исследования, низкой себестоимости изготовления. Данный прибор может применяться в частных мастерских, школьных кабинетах технологии, мастерских высших учебных заведений, пунктах приема металлолома, производственных кладовых и т.д.
  • Возможность использования солнечной энергии в Туркменистане
    Рассчитан оптимальный угол наклона теплопринимающей поверхности для всех широт Туркменистана в зависимости о времени года, а также произведен расчет суммарного прихода солнечной энергии в сутки на горизонтальную и наклонную поверхности в Туркменистане
  • Мыльные пузыри через призму физики,химии и математики
  • Исследование стационарного гравитационного взаимодействия материальной точки и материального стержня конечной длины переменной п
    Известно, что величина силы стационарного гравитационного взаимодействия между материальными точками конечных масс m1 и m2, находящихся на расстоянии r, определяется по закону Всемирного тяготения. В случае, если требуется определить силу гравитационного взаимодействия между произвольными телами, применить закон Всемирного тяготения “напрямую” оказывается невозможно. Вместе с тем, если “разбить” тело на столь малые части, что их можно представить в виде материальных точек, то можно применить закон и получить “оценку” величины силы стационарного гравитационного взаимодействия. Такая задача может быть решена численно. В работе рассматривается получение математической модели стационарного гравитационного взаимодействия между материальной точкой массы m и материальным стержнем конечной длины L и переменной плотности ρ. На основе полу-ченной математической модели построена компьютерная модель и написана программа в Delphi 7, с помощью которой полностью решена задача определения силы (величины и направления) стационарного гравитационного взаимодействия между материальной точкой массы m и материальным стержнем конечной длины L и переменной плотности ρ. Полное представление о характере силы гравитационного взаимодействия между материальной точкой и стержнем дают предоставляемые программой сервисы: – построение вектора силы в любой точке пространства “вблизи” стержня, – построение поля направлений сил взаимодействия, – построение поверхности – функции зависимости величины силы гравитационного взаимодействия от коор-динат точки A(x,y), т.е. F=f(A)=f(x,y).
  • Верификация “нечетких величин” в одной задаче по механике
    Во многих задачах используются такие понятия как “массивная” стена, брусок “малой” массы и др. Обычно из контекста задачи “ясно”, что означают эти понятия. Вместе с тем все же остается не ясным, каковы конкретные числовые значения этих нечетких величин, отчего они зависят, т.е. существует проблема “верификации” этих величин. В работе предпринята попытка решения проблемы верификации нечетких величин на основе теоретического анализа решения конкретной физической задачи. Предложенный вариант анализа может быть применен к некоторым иным задачам механики
  • Исследование электропроводящих полимеров
    Электропроводящие полимеры Заруднева Анастасия Андреевна г.Бирска МР Бирский район РБ В ходе работы были сделаны выводы, электропроводящие полимеры обладают уникальными свойствами, они могут сочетать механические свойства пластмасс (гибкость, прочность, ковкость, эластичность и т. д.) с высокой электропроводимостью, также они имеют достаточно низкую стоимость. Эти и другие свойства определили их широкие возможности и перспективы в применении. Этот класс материалов может быть использован в различных областях деятельности человека, а также стать новым направлением в науке.
  • Полет ракеты с повернутым соплом на атмосферном окислителе
    Рассматривается задача о взлете ракеты с повернутым соплом под углом к горизонту и выясняется, может ли такая ракета взлететь на атмосферном кислороде или другом окислителе, а также исследуются параметры такого взлета. Произведено численное решение уравнений при наличии сопротивления воздуха и найдены параметры взлета, в том числе оптимальный угол. Предложены практические применения такого режима взлета.
  • Методы исследования поверхностного натяжения жидкостей
  • Существует ли время?
    все когда-либо задумывались о времени: почему иногда оно бежит быстро, иногда медленно. Почему один и тот же промежуток два человека могут воспринимать по-разному. А может времени вовсе не существует и это лишь иллюзия?
  • Исследование зависимости криоповреждений от скорости заморозкиgfd
    Актуальность данной работы заключается в историческом (и современном) интересе людей к изучению низкотемпературного хранения живых биологических объектов, в том числе с возможностью восстановления их биологических функций после размораживания. Основной проблемой является образование льда в самом объекте и внутри клетки, а так же обезвоживание клетки. Образование льда приводит к разрушению структуры объекта или клетки, а обезвоживание необратимо нарушает аппараты клетки. В данной работе экспериментально исследуется зависимость степени повреждений при заморозке от её скорости. Способом изменения скорости заморозки в данной работе являлось изменение температуры замораживающего воздуха. Заморозка кусочков мяса при различных температурах воздуха показала, что скорость заморозки действительно влияет на криоповреждения и наименьшие механические повреждения ткань получает при заморозке с большей скоростью. В дальнейшем работа может быть продолжена в направлении исследования способов защиты от различных криоповреждений
  • Математический маятник
  • Камера Вильсона (начало)
    Предпринята попытка построения камеры Вильсона в домашних условиях. Файл содержит первую часть работы.
  • Безлинзовый объектив как инструмент фотосъемки
  • Водяная ракета
  • Эффект Лейденфроста
    Изучение эффекта
  • РАССЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
    Разработана математическая модель расчета электрического поля высоковольтной линии электропередач (ЛЭП), реализованная в программе MathCAD. Получены поля потенциалов в плоскости сечения ЛЭП. На основании анализа этих полей выявлены области с минимальным потенциалом по отношению к земле. Эти области рекомендуется использовать для размещения информационных линий и линий связи (ЛС) в том числе и оптоволоконных. Расчеты позволили сделать вывод – на самой опоре потенциал существенно зависит от времени и меняется за период в довольно широком диапазоне. Для двухцепных опор расчетами установлено наличие устойчивого места в сечении трассы ЛЭП с минимумом потенциала и напряженности поля. Это приблизительно геометрический центр системы фаз, именно это место рекомендовано для размещения ЛС.
  • Изучение солитонов волн. Лабораторное моделирование обрушения плотин ГЭС
    Основное влияние на волны, распространяющиеся на поверхности воды, оказывают два фактора – нелинейность и дисперсия, имеющие противоположные действия на форму волны и характер её распространения. Взаимодействие этих факторов порождает волны с нетипичными свойствами. Так, солитоны возникают в условиях, когда нелинейные эффекты и дисперсия уравновешивают друг друга. В результате образуется устойчивая волна, длительное время сохраняющая запас энергии. На основании данных о начальном импульсе можно рассчитать динамику распространения волны, что представляет ценность во время проектирования защитных сооружений при различных плотинах. В ходе первой серии экспериментов было проведено моделирование обрушения плотины с образованием плоской волны в лотке постоянной ширины. Исследовались изменения формы волны и её высоты в процессе распространения, скорости этих изменений, а также зависимость скоростей от параметров начального возмущения и трассы распространения. Было показано, что высота солитона спадает экспоненциально, а значение параметра аппроксимации этой зависимости имеет тенденцию роста в зависимости от параметра Урселла и отношения начальной высоты волны к глубине невозмущенного участка. Вторая серия экспериментов была нацелена на нахождение количественных характеристик влияния трехмерности трассы распространения солитона на его затухание. В лотке был смоделирован выход части волны на берег в сторону от направления распространения. Несмотря на существенное изменение площади поверхности волны, направление распространения основной части волновой энергии сохраняется вдоль русла. Это позволяет применять результаты плоского моделирования к реальным условиям с учетом соответствующих коэффициентов. Необходимо отметить, что ранее анализ влияния трехмерности проводился только на теоретических моделях, основанных на качественных соображениях.
  • Устройство сканирующего зондового микроскопа «NanoEducator» и визуализация поверхностей твердых тел
    Последнее десятилетие ученые активно изучают такую интересную отрасль, как нанотехнологии. Большинство людей и не знают даже, что это такое, а уж тем более о том, что мы практически каждый день используем их в жизни. Даже мыло содержит наночастицы, хоть и в простейшем их виде. Но как же нам, простым школьникам, познакомиться ближе к нанотехнологиями, узнать, что это такое, прикоснуться к "наномиру"? В этом может помочь сканирующий зондовый микроскоп «NanoEducator». Именно он - его строение и принципы работы - стали основой нашего проекта. С помощью него мы изучили несколько образцов в малейших размерах. Мы хотели бы, чтобы нанотехнологиям в школе уделяли больше внимания, чтобы все школьники нашей огромной страны могли сами изучать наноструктуры, знакомиться с ними, практически "ощупывать иголками". Ведь за нано - будущее!
  • Изменение скорости теплопроводности металлов с помощью электрического тока.
    Физика Изменение скорости теплопроводности металлов с помощью электрического тока. Спасёнов Иван Владимирович МБОУ лицей № 9, г. Сальск 10 кл. Научный руководитель: Акимов Максим Дмитриевич, учитель физики, МБОУ лицей №9, г. Сальск. С учётом одинаковой природы явления теплопроводности металлов и их электропроводности мной было высказано два предположения: 1) Теплопроводность металлов возрастает при совпадении переноса тепловой энергии в проводнике с направлением движения электронов в электрическом поле. 2) Теплопроводность металлов возрастает при уменьшении скорости теплопроводности в случае, когда направление переноса тепловой энергии противоположно движению электронов в электрическом поле. При выполнении работы мною были поставлены следующие цели: 1) Изучить теоретический материал по теплопроводности и электропроводности металлов; 2) Проверить экспериментальную гипотезу о влиянии электрического тока на скорость теплопроводности; 3) Провести серию опытов с различными веществами по измерению скорости теплопередачи и возможности изменения этой скорости с точки зрения предложенной гипотезы; 4) Предложить практическое применение изменения скорости теплопроводности металлов. Для исследования были использованы: измерительный комплекс LabQuest с измерительным датчиком поверхностных температур (STS-BTA) с диапазоном -25 до +125 ̊ С, с погрешностью = ±0,02 ̊С; лабораторный амперметр с погрешностью ±0,01 A; лампа накаливания 6,3 V, 0,3 A; источник тока выпрямитель Б-4 с постоянным током 0 до 24 V; в качестве нагревателя был использован нагревательный элемент паяльника 25W; электронный секундомер. А так же провода: алюминиевый, стальной и медный - диаметром 3,5 мм и длиной 14 см. В ходе исследования с помощью электрического тока я изменял скорость теплопроводности различных металлов (алюминий, медь, сталь) и получил следующие результаты: 1) Коэффициент уменьшения скорости теплопроводности был равен для алюминия 14,27%, для меди 7,18%, для стали 10,85%. 2) Коэффициент увеличения скорости теплопроводности был равен для алюминия 13,83%, для меди 6,23%, для стали 18,6%. На основании результатов эксперимента можно утверждать, что предложенная мной гипотеза подтверждена, мы действительно можем изменять скорость передачи тепла в металлах электрическим полем: либо замедлять - это необходимо, когда нужно уменьшить потерю тепла какой-либо металлической детали, либо ускорять – тем самым заставить металлическую деталь отдавать тепло быстрее.