Исследовательская работа по физике в 7 классе: 'Мой любимый питомец'

МБОУ Грузиновская СОШ

Исследовательская работа

Мой любимый питомец

Выполнил: учащийся 7 класса

Тришечкин Дмитрий

Руководитель:

Учитель физики

Петрова Татьяна Ивановна

Грузинов, Морозовский район

Ростовской области

2014 - 2015 год

Введение

1. История происхождения домашней кошки.

2. Породы кошек.

3. Роль физики в жизни кошки.

3.1 Механика в жизни кошки.

3.2 Слух кошки

3.3 Равновесие кошки.

3.4 Простые механизмы в анатомии кошки.

3.5 Зрение кошки.

3.6 Электричество и кошка

3.7 Теплообмен в жизни кошки.

4. Организация и результаты эксперимента

- Социологический опрос

- Измерение массы

- Измерение плотности

- Определение силы тяжести и веса

- Вычисление работы, совершаемой котом при подъеме с первого на второй

этаж школы.

- Определение мощности, которую развивает кот, равномерно поднимаясь

с первого на второй этаж школы.

- Измерение средней скорости движения

- Измерение температуры тела

- Сравнение возраста человека и кошки

- Измерение силы тяги

- Измерение архимедовой силы.

- Оценка степени электризации.

- Определение потенциальной и кинетической энергии.

Заключение

Список использованной литературы

Приложение:

- Кошачий прогноз погоды;

-Народные приметы;

-Как кошки лечат людей?

Введение.

Кошки ласковые и преданные животные. Красота строения тела, блеск и мягкость шерсти, элегантность, изящество, уверенность движений, независимость характера у многих людей вызывает большую любовь к кошкам.
Кошка - самое домашнее, самое ласковое создание, которое создаёт уют и в любом доме. Люди, которые любят этих животных, утверждают, что они совершенство, источают покой, приносят удачу, счастье, богатство, человек становится добрее и терпимее. Они умеют любить, лечить, спасать от одиночества, быть преданным и верным.

Цель работы: Измерение известных мне физических характеристик у домашнего животного - кошки.

Задачи:

- обнаружить известные физические явления, объекты и закономерности в поведении кошки, и тем самым углубить, расширить и упрочить свои знания ;

- показать умение работать с научно - популярной литературой, выделять новое и главное, сравнивать, готовить сообщения;

- разработать методику; экспериментов с учетом инстинктов, повадок и характера кошки, причинившие минимум неудобств и дающих дополнительную информацию о ней;

- выяснить особенности строения тела кошки, её органов зрения, слуха, а также особенности её поведения. Найти ответы на вопросы, вызывающие интерес к кошкам.

Объект изучения: домашний кот Мишка, 5 лет

Предмет исследования: физические свойства домашнего кота.
Проблема: Какими физическими свойствами обладает домашний кот?
Гипотеза: Изучение физических свойств кота будет проведено успешно, если провести следующие исследования: наблюдение, измерение, эксперимент.
Методы исследования:

1.Обзор литературы.

2.Обзор по сети Интернет.

3.Социологический опрос.
4.Наблюдение.
5. Измерение.

6.Эксперимент
7. Фотосъемка.
Актуальность исследования:
Физика - наука о природе. Мы, как и братья наши меньшие - домашние животные, частицы этой природы, следовательно, все законы физической науки должны найти и в нас и в них своё проявление. У многих дома есть кошки - очаровательные, грациозные, во многом загадочные и многими любимые животные. Думаю, что многих заинтересует, каким образом различные физические свойства проявляются в поведении кошки. Изучая физику, мы знакомимся со многими физическими величинами (массой, плотностью, скоростью, силой и др.), учимся их измерять. Но все опыты на уроках проводятся с неживыми объектами. А можно ли использовать измерения физических величин в повседневной жизни? Есть ли особенности в измерении этих же характеристик у живых существ? Какие они?

Поскольку на уроках физики нам постоянно говорят о связи физики и живой природы, то я и решил провести свои измерения изученных физических величин на моем домашнем коте Мишке.

История происхождения домашней кошки.

Далёкими предшественниками современных кошек были креодонты, маленькие плотоядные млекопитающие, появившиеся примерно 50млн лет назад, на закате эпохи динозавров. В ходе дальнейшей длительной эволюции появился африканский подвид дикой европейской кошки, потомками которой, стали наши домашние питомцы, до сих пор тесно с ней связанные телесными узами.

Принято считать, что кошки начали проживать с людьми 7000 лет назад на Ближнем Востоке, но настоящее их одомашнивание произошло только 4000 лет назад в Египте, там кошки заступили на охрану зерновых складов от грызунов-вредителей. Постепенно они стали объектами религиозного поклонения, а в течение примерно 1300 лет считались служительницами богини плодородия Баст. Того, кто убивал кошку, настигала самая суровая кара. В Древнем Египте кошки после смерти подвергались ритуальной мумификации. Тела умерших домашних кошек доставлялись в город Бубастис, центр поклонения богини Баст. Там они подлежали бальзамированию и захоронению.

Финикийские мореплаватели ценили кошек как умелых истребителей мышей и крыс на кораблях и, пользуясь любым удобным случаем, похищали маленьких охотниц из Египта.

В Тибете кошки веками использовались для охраны храмовых сокровищ и справлялись с задачей великолепно: ни один вор не мог подкрасться к ним незамеченным. Почуяв чужого, животные поднимали такой вой, что злоумышленник спешил убраться подобру-поздорову

Известно, что животное на Русь привезли мореплаватели, и успех странного пушистого зверя был просто ошеломительным! В ходу сразу же появилась пословица «Без кошек нет избы», а безопасность и жизнь животных было решено защитить на уровне законодательства. Для этих целей придумали закон, который предусматривал штраф за кражу кошки больше, чем за кражу коровы, а в 1980году в стране появилось общество любителей кошек, которое и начало организовывать первые выставки своих питомцев.

Трудно переоценить помощь кошек Британской почте в истреблении грызунов. В 1868 г. был учреждён специальный Отдел кошек, выделялась определённая сумма денег на содержание каждой четвероногой «почтовой служащей». В библиотеке Британского музея они по сей день охраняют от грызунов бесценные книги и рукописи.

Отправной точкой для движения любителей кошек стало ХIХ столетие. Европейцы и Американцы начали заниматься разведением определённых кошачьих пород. В 1871г. в Лондоне состоялась первая выставка кошек. Наступил поистине «золотой век» кошки, продолжающийся и поныне.

к кошкам во всем мире оказалась настолько велика, что их владельцы не могли обойтись без специального праздника для своих любимцев

В итоге каждый год 1 марта в очень многих странах мира отмечается Всемирный день кошек. В настоящее время Международной федерацией любителей кошек зарегистрировано в мире 36 пород и около 40 млн домашних кошек. На территории России обитает 12 видов диких кошек: тигр, леопард, снежный барс, рысь, гепард, каракал, манул, бархатный кот, дальневосточный лесной кот, камышовый кот, степная (пятнистая) кошка и европейский лесной кот. Все виды диких кошек (за исключением северной рыси, камышового кота и кавказской лесной кошки) занесены в Красную книгу, охота на них полностью запрещена.

Породы кошек.

В мире насчитывается примерно от 100 до 400 пород кошек. Вот некоторые известные мне:

Сибирская кошка

Персидская кошка

Сиамская кошка

Ангорская кошка

Азиатская табби

Британская кошка

Европейская короткошерстная кошка

Русская голубая кошка

Камышовый кот

Степная пятнистая кошка

Механика в жизни кошки

Тело кошки представляет собой высочайшее анатомическое достижение природы: оно приспособлено и по конструкции, и по "манере" движения к тому образу жизни, который ведёт кошка.

Кошка ходит на "цыпочках". Основания лап у неё круглые, и след она оставляет округлый. На бегу, она втягивает когти и ступает на толстые мягкие подушечки пальцев. При беге кошка использует раскачивающуюся иноходь: она делает шаг попеременно то обеими правыми, то обеими левыми лапами. Ходьбу и бег кошки можно рассматривать как колебательное движение, в процессе которого то нарушается, то восстанавливается равновесие тела. Движения кошки легки, грациозны, быстры. Кошка двигается, отталкиваясь от опоры. При этом внешние силы - силы тяжести, сила трения, сопротивление среды, вступают "во взаимодействие" с внутренними силами организма (напряжение мышц). Движение происходит благодаря совместной деятельности всех мышц и силе трения покоя. При беге животного возникает особый ритм: каждый очередной мах конечностей состоит из чередующихся ускорений и замедлений. Установлено, что только 1/5 часть из 40 мышц лапы кошки работает на передвижение, другие же остаются в покое как бы про запас, на случай чрезвычайных перегрузок.

Кошка при беге может развивать скорость до 50 км / ч.

При прыжке же, кошка старается преодолеть большое расстояние, её спина как бы расширяется, что позволяет ей планировать; кошка напоминает при этом мелкий парашют. При прыжке все мышцы ведут себя как сложная система амортизаторов; при приземлении они включаются не одновременно, а поочерёдно, одна за другой до тех пор, пока не поглотят всю энергию прыжка полностью

Слух

Кошек природа наградила уникальным слухом в высокочастотном диапазоне - ультразвук кошка слышит в три раза лучше, чем человек, ведь ей надо охотиться за мышами, часто ориентируясь лишь на их тоненький писк. Интересно, что уши кошек всегда бодрствуют, поворачиваясь в разные стороны, независимо друг от друга, на 180 градусов, даже если их обладатель, на первый взгляд, крепко спит.

У кошек достаточно широкий диапазон слуха - от 3 000 до 60 000 герц, тогда когда у человека - всего до 20 000 герц.

Уши кошки работают как хорошая антенна: улавливают самые слабые звуки, усиливают их и передают на барабанную перепонку.

Даже, когда кошка спит, ее слуховой аппарат улавливает наименьшие звуки. Может быть именно поэтому кошка 2/3 своей жизни проводит во сне, компенсируя длительностью сна его недостаточную глубину. Хотя так отлично слышат только молодые кошки - после 5-ти лет слух у их понижается, а на склоне лет они становятся фактически совсем глухими.

.

Кошка способна слышать звук высокой частоты далеко за пределами восприятия не только человека, но и собаки. При этом по нижней шкале частот она лишь немного уступает и человеку, и собаке.

Потрясающий слух кошек адаптирован к восприятию звуков высоких тонов, издаваемых мелкими животными. Грызуны общаются при помощи звуковых сигналов в диапазоне 40000 Гц. Кошки же без труда их улавливают и быстро реагируют на перемещение в пространстве своих потенциальных жертв.
Человек наиболее чувствителен к звукам в диапазоне 3000 Гц (соответствует голосу стоящего рядом человека), в то время как кошка наиболее чувствительна к звукам в диапазоне 8000 Гц.

Слух у кошки хотя и очень тонкий, но избирательный: ее уши реагируют только на те звуки, которые представляют для нее какой-либо интерес. Если звук громкий, но знакомый, кошка даже не проснется, ну а если незнакомый, хотя и очень тихий, она сразу насторожиться, прислушается.

Равновесие кошки

Кроме слуха уши кошки отвечают ещё за одну очень необходимую и жизненно важную функцию - равновесие. Чувство равновесия отлично развито у кошек. Оно помогает ей быстро ориентироваться в пространстве при падении. Именно благодаря ему кошка успевает перевернуться в воздухе и в большинстве случаев приземлиться на все четыре лапы.
В глубине внутреннего уха кошки расположен вестибулярный аппарат, ответственный за равновесие. Он представляет собой комплекс камер и каналов, покрытых миллионами чувствительных волосков и заполненных жидкостью с плавающими в ней кристаллами. Когда кошка внезапно изменяет положение тела, движение жидкостей и кристаллов воздействует на чувствительные волоски, способствуя быстрой передаче сообщения в мозг. Это и обеспечивает удержание равновесия.
Вместе с хвостом, который выступает в качестве противовеса, вестибулярный аппарат позволяет кошке выполнять порой невероятные акробатические этюды. Бесхвостые породы кошек в качестве компенсации имеют особенно чувствительный вестибулярный аппарат.

Дополнительным предохраняющим средством служит рефлекторное расставление лап в стороны, в результате чего поверхность тела кошки увеличивается, и срабатывает «эффект а». Однако в случае падения с большой высоты (из окон многоэтажных домов) этот рефлекс не всегда срабатывает, и животное может разбиться, что связано с эффектом «» при выпадении из окна. При падении с малой высоты (например, с рук ребёнка) времени на разворот может быть недостаточно, и кошка также может травмироваться. Как показали новые исследования, при падении с большой высоты кошки приземляются не на лапы, а скорее на живот «» состоит в том, что «чем выше здание, с которого упала кошка, тем меньше повреждений получит животное^» То есть, как ни парадоксально, 15-й этаж безопаснее 2-го Учеными была разработана теория, получившая название « », согласно которой, кошка, падающая спиной вниз, переворачивается спиной вверх.

Простые механизмы в анатомии кошки.

В скелете кошки есть кости-рычаги: это череп, челюсть, лапы.

У кошки есть и такой простой механизм, как клин: это острые зубы и когти. С их помощью кошка может создать очень большие давления, что служит хорошей защитой или помогает нападению: ведь своими когтями и зубами она буквально может вспороть кожу противника. Клыки служат для того, чтобы убить добычу, а коренные зубы, очень острые, разрывают мясо на куски. Еще один клин - бугорки на языке. Язык покрыт роговыми сосочками играющие роль щетки. Язык помогает кошке «разделывать» мясо, облизывать миску, чистить шёрстку.

Конечности у большинства кошек средней длины, очень сильные, с острыми когтями. Такие лапы обеспечивают мощный и стремительный прыжок на добычу. Форма тела кошки обладает обтекаемостью. Так как кошка перемещается быстро, природа создала её такой, чтобы при беге и прыжках она испытывала наименьшее сопротивление воздуха. По данной причине волоски, образующие « мех» у кошки, расположены по правилам оптимального обтекания: волоски укладываются назад и друг на друга, образуя гладкую поверхность; кроме того, это позволяет ей не намокать и легко пролезать в узкие проходы.

Зрение кошки

Кошка обладает зрением в 6 раз более острым, чем человек. Самое большое значение для обеспечения четкости изображения имеет хрусталик. Хотя хрусталик и не входит в состав ни одной из оболочек глаза, он очень тесно связан с сосудистой оболочкой. Связки ресничного тела удерживают его прямо за зрачком. Хрусталик представляет собой мягкое, прозрачное, сферическое образование. Подобно линзе, хрусталик фокусирует входящие лучи света на сетчатке. Когда цилиарная мышца находится в расслабленном состоянии, связки натянуты, и хрусталик распрямляется. В этом случае кошка хорошо видит удаленные предметы. Сокращение цилиарной мышцы расслабляет связки, придавая хрусталику более выпуклую форму, и кошка сосредотачивает взгляд на находящихся вблизи вещах. Процесс изменения формы хрусталика, позволяющий сохранить четкость изображения при рассматривании далеких и близких предметов, называется аккомодацией. Если бы форма хрусталика не менялась, кошка четко видела бы только предметы на определенном расстоянии, поэтому аккомодация является очень важной и полезной способностью хрусталика глаза. Аккомодация у кошки развита менее, чем у человека, но гораздо лучше, чем, например, у коровы.

При ярком солнечном свете зрачки сужаются до узких щелочек, при слабом освещении или в темноте они большие и круглые. Кошка использует малейшие проблески света, сумеречное зрение у нее очень острое. Кошка различает шесть основных цветов и 25 оттенков серого цвета. И любимый цвет большинства из них - красный.

Акустические раздражители воспринимаются не только ушами, но и через нервные клетки глаз, которые могут слышать (!) и передавать сигналы в мозг. Ее зрение развито просто фантастически. Один-единственный взгляд - и она "схватывает" все, что движется. Проверено, если мимо на расстоянии ста метров пройдет хозяйка, кошка узнает ее по одним лишь очертаниям. Кошачьи глаза, непостижимые и таинственные,- это просто чудо, они светятся в темноте, потому что мелкие нервные окончания-палочки в сетчатке особо реагируют на малый световой поток, "проясняя" изображение. В сумерках кошка видит в шесть раз лучше человека. Зрачок, изменяя размеры, регулирует подачу света. Он подобен "щелевому затвору", который при ярком солнечном свете стягивается в узкую вертикальную щелку.

Угол зрения каждого глаза кошки около 205⁰, это помогает ей точно оценивать расстояние, форму и взаимное расположение предметов в пространстве. Кошка, как и человек обладает бинокулярным зрением. У кошки в отличие от человека есть третье веко, известное под названием мигательная перепонка. Оно уменьшает интенсивность очень яркого света и немного предохраняет глаза от травм.

Кошка - обладательница огромных глаз. Среди всех домашних животных глаза у кошки самые большие по сравнению с величиной собственного тела, и если бы величина глаза по отношению к телу человека была такой же, как у кошки, то человеческий глаз имел бы 20 сантиметров в диаметре.

Осязание кошки.

Даже в абсолютной темноте и тишине, когда кошка не может ориентироваться в пространстве с помощью глаз и ушей, она не беспомощна, у нее есть тактильные волоски вибриссы. Вибриссы выполняют роль высокочувствительных антенн и оказывают кошке неоценимую помощь при ближней ориентации. Расположены они над глазами, на верхней губе, щеках, подбородке, на нижней стороне передних лапок. Волоски эти очень жесткие, толстые, их корни находятся в коже намного глубже остальных волос и богато иннервированы, то есть в корень волоса проникает огромное число нервных окончаний. Вибриссы во время линьки не выпадают.

Особенно развиты вибриссы на мордочке, их обычно называют усами. Усы располагаются над верхней губой четырьмя горизонтальными рядами. Самые мощные и длинные усы находятся во втором и третьем рядах.

Усы у кошки не декоративный элемент - они выполняют жизненно необходимые функции. Благодаря им животное получает самую разнообразную информацию. Усы невероятно чутко отзываются на малейшие раздражения, улавливают колебания воздуха, им даже не обязательно прикасаться к предметам, а достаточно уловить те воздушные потоки, которые возникают при приближении кошки к различным препятствиям. Малейшее колебание кончика волоска передается на корень, где его воспринимают чувствительные нервные окончания, которые немедленно информируют об этом головной мозг.

В лицевой мимике роскошные усы играют не последнюю роль. Кошка может выдвигать их вперед в приятном ожидании ласки или при сердитом оскале прижимать к морде.

Электричество и кошка

При поглаживании шерсти кошки нередко развивается электричество, но это отнюдь не специальная особенность кошки. В силу естественной теплоты животного мех кошки является сухим, поэтому при сильном трении электризуется. Если гладить долго или энергично, то на поверхности тела скопится большой заряд, и как следствие возникнет разряд - искра. Кошка не всегда любит, когда ее гладят. В сухую погоду ее шерсть так сильно электризуется, что возникает достаточно сильное электрическое поле, а проскакивающие при этом искорки вызывают у кошки неприятные ощущения. Кошка может выдержать гораздо большее напряжение, чем человек. И именно благодаря кошке удалось выяснить, какую большую роль в ослаблении действия электрического тока на живой организм играет фактор внимания. Для горения электрической лампы в 15 Вт надо было бы одновременно гладить 1,5 млрд. кошек!

Ткани живых организмов весьма разнородны по составу. Органические вещества, из которых состоят плотные части тканей, представляют собой диэлектрики. Наибольшую электропроводность имеют спинномозговая жидкость, сыворотка крови. К диэлектрикам, относится роговой слой кожи, сухожилия.

Теплообмен в жизни кошки

Большую роль играет шерсть кошки, её волосяной покров. Когда холодно шерсть мышечным усилием "поднимается дыбом" меду волосинками скапливается больше воздуха, чем обычно, а воздух плохой проводник тепла, помогает этому и подшерсток, создавая плотную воздушную оболочку вокруг туловища.

Когда холодно, кошка свертывается в клубок, чтобы сохранить тепло, так как меньше свободная поверхность тела, поэтому меньше теплообмен, меньше охлаждение. Чем теплее в комнате, тем больше распрямляется тело кошки, пока не вытянется в прямую линию.
Кошка в сильный мороз может ходить по снегу, не обмораживая лап, так как на подушечках лап есть тонкий слой, обладающий плохой теплопроводностью, он то и держит большой перепад температур.

Большинство домашних кошек не любят воду, и, оказавшись рядом с водоемом, заметно нервничают, и всеми силами стараются избежать неприятного купания.

Весь секрет в температуре воды. Вода обязательно должна быть равна температуре кошачьего тела. Слишком холодная или слишком доставляет коту немыслимый дискомфорт ! Мокрая кошачья шерсть теряет свои теплоизолирующие качества и животное мерзнет. Мокрая кошка замерзает в два раза быстрее и долго не может согреться. Инстинкт самосохранения говорит животному, что от воды нужно держаться подальше! Но, несмотря на это, кошки остаются превосходными пловцами!

6. Организация и результаты эксперимента

Социологический опрос:

Мной была составлена анкета и проведена среди однокласcников.

№

Живет ли у вас в доме кошка или кот?

Сколько кошек живет?

Какой она породы?

Какие физические характеристики

кошки вам известны?

Обладает ли кошка лечебными свойствами?

За что вы любите свою кошку?

1. По первому вопросу «Живет ли у вас дома кошка?» результат следующий: у всех учащихся проживают кошки.

2. По второму вопросу «Сколько кошек живет у вас?» результат такой: У 13% - 1 кошка, у 53% - 2 кошки, у 34% - 3 кошки. Всего проживает 33 кошки.

3. По третьему вопросу «Какой породы ваша кошка?» результат следующий: сиамская - 9%, сибирская - 18%, персидская - 15%, европейская короткошерстная - 58%.

4. По четвертому вопросу «Какие физические характеристики кошки вам известны?» из опрошенных отметили: масса -100% , вес - 48%, скорость - 45%, оказывают давление на поверхность - 25%, имеют температуру - 9% , глаза кошки светятся ночью - 65%, лечебные свойства - 15%, и затрудняюсь ответить - 7%

5. На пятый вопрос «Обладают ли кошки лечебными свойствами, какими?» учащиеся, которых я опросил 100% ответили «да», но какими лечебными свойствами они обладают, 80% ответить затруднились.

6. На шестой вопрос «За что вы любите свою кошку?» 100% учащихся ответили, что кошки ласковые, добрые, игривые; 80% - поднимают настроение, 42% - скрашивают одиночество.

Измерение массы. Для измерения массы кота я использовал пружинные весы и небольшую сумку. Чтобы определить массу Мишки более точно опыт был произведен трижды с интервалом два дня.

Результаты опытов занесены в таблицу

№ опыта

Измеряемая величина

Масса, кг

1

Общая масса кота с сумкой

Масса сумки

Масса кота

3,2

0,2

3

2

Общая масса кота с сумкой

Масса сумки

Масса кота

3.3

0.2

3.1

3

Общая масса кота с сумкой

Масса сумки

Масса кота

3.3

0.2

3.1

Используя результаты опыта, найдем среднюю массу Мишки:

m = ( m + m + m) / 3 = 3.06кг

Измерение физических характеристик кошки.

Мой кот не спортивный. Он мало бегает, играет. Вот некоторые его характеристиками с позиции физики:

Масса m=3,06 кг.

Размер лапки S= 12см²

Длина тела L =42 см.

Длина хвоста L = 17 см.

Высота прыжка h=1 м.

Длина лапок 15 см.

Дыхание - 40 вдохов/мин.

Пульс - 130 уд/мин. ( У человека- 70 уд/мин)

Температура тела - 38 ˚С ( У человека 36,6˚С).

Измерение плотности. По определению, плотность - это физическая величина,

равная отношению массы тела к его объему:

p = m/v;

где p - плотность, [ p ] = кг /м³.

m - масса, [ m] = кг;

V - объем, [ v ] = м³.

Масса Мишки была уже определена. Объем тела кота можно вычислить по объему вытесненной воды. Наливаю в ведро 5литров теплой воды. Делаю на ведре первую метку. Помещаю Мишку в воду (из гуманных соображений по шейку) и делаю вторую метку. Вынимаю животное из воды. Объем я определил по формуле

V = П R² h,

где V - объем тела Мишки,

П - постоянная величина, = 3, 14;

R - радиус основания ведра, [ R ] = м;

h - высота подъема воды, [ h ] = м.

Сантиметровой лентой измеряю обхват головы Мишки. Вычисляю объем головы Vг.

Полностью объем кота Мишки равен: Vк = V + Vг

Измерения заношу в таблицу:

Объем воды по второй метке, см³

Объем воды по первой метке, см³

Высота подъема воды,

см

Объем тела кота, см³

Обхват головы, см

Объем головы,см³

Объем кота, см³

7096

5000

6.6

2096

37

904

3000

По формуле я нашел среднюю плотность кота, так как объем был определен приблизительно.

Объект

объем, м³

масса, кг

плотность, кг/ м³

Кот

0.003

3.06

1020

Сравним среднюю плотность кота с плотностью человека и воды:

средняя плотность человека 1036 кг/ м ³ ,

плотность воды 1000 кг/м ³ .

Из сравнения видно, что средняя плотность кота близка к средней плотности человека.

№ п/п

Имя кота

Масса, кг

Объем, м³

Плотность, кг/м³

1.

Мишка

3,06

0,003

1020

Плотность животных чуть больше плотности воды.

Определение силы тяжести, веса тела.

Для определения силы, с которой Земля притягивает к себе кота, я использовал формулу для нахождения силы тяжести:

F тяж. = m g,

где Fтяж.- сила тяжести, [ Fтяж.]= Н;

m - масса, [ m ] = кг,

g - постоянная величина, g = 9, 8 Н/кг;

Масса Мишки мне уже известна, значит легко можно найти силу тяжести:

Fтяж. = 3.06 кг 9, 8 Н/кг = 29.988Н.

С такой же силой кот оказывает давление на опору, так как вес тела ( т.е. сила, с которой тело давит на опору) находится по формуле:

Р = m g,

Где Р - вес тела, [ P ] = Н.

Вычисление работы, совершаемой котом при подъеме с первого на второй этаж школы .

Выполнение этого задания сводится к следующему:

1.С помощью рулетки измеряю высоту одной ступеньки: S_о.
2. Вычисляю число ступенек: n
3. Определить высоту лестницы: S = S_о ^. n.
4. Масса тела кота мне известна: m, кг.
5. Сила тяжести, действующая на кота также известна: F
6. Определяю работу: А = F ^. S.
7. Результаты измерений сведены в таблицу:

S_о, м

n, шт.

S, м

m, кг

F, Н

А, Дж

0,12

24

28.8

3,06

29, 988

863.7

При подъеме кота с первого на второй этаж им была совершена работа примерно

863.7 Дж.

Определение мощности, которую кот развивает, равномерно поднимаясь с первого на второй этаж школы

Выполнение работы сводится к следующему:

1 Используя данные из предыдущей работы по определению работы, совершаемой при подъеме по лестнице: A
2. С помощью секундомера определяю время, затраченное на поднятие по лестнице: t.
3. Вычисляю мощность : N, N = A/ t_,
5. Результаты измерений записываю в таблицу:

А.Дж

t, c

N, Вт

863.7

120

7.2

При подъеме кота с первого на второй этаж он развил мощность примерно 7,2Вт.

Определение давления на опору.

Для расчета давления тела на опору я воспользовался формулой

Р = F /S ,

где Р - давление, [ Р ] =Па;

F - сила давления, [ F ] = Н;

S - площадь опоры, [ S ] =кв. м.

Сила, с которой кот давит на поверхность, уже определена в предыдущем опыте, поэтому остается определить площадь опоры и давление. Давление кота на опору рассчитывалось для трех положений (стоя, лежа, сидя). Площадь опоры кота вычислял по площади фигур, получаемых очерчиванием соответствующих контуров.

№ п/п

Имя кота

Положение

Масса, кг

Площадь, см²

Давление, кПа

1.

Мишка

Стоя

3,06

48

6.375

Сидя

3,06

103

2.97

Лежа

3,06

670

0.457

Если кот изменит свое положение, например, (сядет, ляжет), то его давление на опору изменится. В положении лежа давление будет самым маленьким, так как площадь опоры будет максимальной.

В разных положениях Мишка оказывал давление от 0,457 до 6.375 кПа

Измерение скорости.

Заставить Мишку двигаться по прямой линии чрезвычайно трудно. Зафиксировать траекторию движения, а затем измерить ее длину было нелегко. Для достижения результата мне пришлось (прибегнув к помощи мамы) выполнить следующие действия:

- отмерить дистанцию длиной в 5 метров;

- используя различные уловки, заставить кота двигаться с разной скоростью, измеряя время часами с секундной стрелкой.

1. Средняя скорость движения (а именно о ней пойдет речь) определяется по формуле

V= S/ t,

Где S - это пройденный путь, [S]= м;

t - время движения, [ t ] = с.

Поэтому для определения скорости движения Мишки нужно было определить пройденный путь и время движения.

2.В результате опытов были получены следующие данные:

Вид движения

Путь ,м

Время, с

Скорость, м/с

шаг

5

23

0,22

рысь

5

15

0,33

галоп

5

11

0,45

3. Сравним скорость движения кота со скоростью движения некоторых животных и пешеходов:

жук майский 3 м/с;

шмель 5-7 м/с;

улитка 0,0014 м/с;

черепаха 0,05- 0,14 м/с;

пешеход 1,3м/с;

заяц 16,7 м/с;

скворец 20,6 м/с.

Таким образом, мы видим, что кот легко может догнать черепаху, но не догонит зайца, скворца и пешехода.

Измерение температуры.

Температуру измерял в течение суток с помощью термометра.

№ п/п

Имя

Температура тела утром, ⁰С

Температура тела днем, ⁰С

Температура тела вечером, ⁰С

1.

Мишка

38

38,7

38,5

Самая высокая температура соответствует дневному времени суток, когда активность животных наибольшая.

График изменения температуры Мишки в течение суток

Сравнение возраста кошки и человека.

Ни одно млекопитающее не может сравниться по долголетию с человеком. И все же мы заводим себе четвероногих друзей, зная, что их век недолог. Кто сколько живет? Когда взрослеет, стареет?

Возраст кошки,

годы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Возраст человека,

годы

15

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

80

Измерение силы тяги.

Измерения проводились при помощи школьного динамометра. На кота Мишку одевали ошейник и к нему прикрепляли поводок, а на поводке закрепляли динамометр, который держали руками. После этого замечали показания прибора когда:

1. Кот заинтересовался движущимся объектом (бантиком)

2. Пугался (спускали из воздушного шара с шумом воздух)

3. Кот старался освободиться от поводка

Результаты представлены в таблице:

№

Сила тяги, Н

1

9,2

2

11,5

3

12,4

Средняя сила тяги равна 11 Н, что приблизительно в 50 раз меньше силы тяги коня(540Н из справочника). Максимальное значение было замечено во время попытки освободиться от ошейника.

Измерение архимедовой силы.

Архимедова сила - это сила, выталкивающая полностью погруженное в воду тело, равная весу жидкости в объеме этого тела. Все данные взяты из опыта, где я находил объем тела (0,003м3). Плотность воды равна 1000кг/м3. Расчет проведен по формуле:

Fа = жидк.·g · Vтела. Результаты представлены в таблице:

Плотность жидкости

Кг/м3

Коэффициент пропорциональности

Н\кг

Объем тела, м3

Архимедова сила, Н

1000

9,8

0,003

29,4

Из этой таблицы видно, что архимедова сила равна 29,4 H.

Оценка степени электризации.

При трении многих тел о мех наблюдается электризация. Я задался целью выяснить чей мех электризует больше. Электризация значительно ослабляется при большой влажности. Поэтому я предварительно высушил шерсть кота Мишки и пса Малыша (опыт над которым проведен для сравнения). Затем натирал эбонитовую палочку по очереди о шерсть каждого животного одинаковое количество раз, подносили ее к гильзе из фольги, подвешенной на нити, и измерял угол отклонения от нее

Животное

Угол отклонения нити

Шерсть

Мишка

45 ⁰

Средней длины и средней жесткости

Малыш

7 ⁰

Средней длины и жесткая

На основании результатов эксперимента можно высказать следующую гипотезу: чем жестче шерсть, тем хуже способность электризовать другие тела. Возможно, кошачья шерсть обладает лучшими свойствами электризовать, нежели собачья.

Определение кинетической энергии.

Кинетическая энергия - это энергия движущегося тела. Следовательно, для определения энергии берем скорость трёх разных режимов ходьбы, а значит и измерений кинетической энергии будет тоже три. Расчет кинетической энергии производился по формуле:

Е_кин =m²/2

Вид движения

Скорость, м/с

Кинетическая энергия, Дж

шаг

0,22

0,07

рысь

0,33

0,17

галоп

0,45

0,31

Высшая кинетическая энергия ( 0,31Дж ) соответствует максимальной скорости - галоп.

Определение потенциальной энергии.

Потенциальная энергия - это энергия, зависящая от высоты нахождения тела. Для этого нам нужно было узнать расстояние от земли до пола, где находился кот Мишка. Это расстояние равно 1,5м. Расчет потенциальной энергии производился по формуле:

Е_р= mgh. Результаты представлены в таблице:

Масса, кг

Коэффициент пропорциональности,

Н/кг

Расстояние от земли до пола, м

Потенциальная энергия, Дж

3.06

9,8

1,5

44,9

Как видно из таблицы, потенциальная энергия равна 44,9Дж.

Заключение.

Занимаясь исследовательской работой, я много интересного узнал о кошках: выяснил происхождение домашней кошки; познакомился с некоторыми породами кошек; рассмотрел физические процессы и явления в жизни кошки; выяснил, что и как лечит кошка; провел опрос среди учащихся моего класса; измерил некоторые физические характеристики домашних кошек.

Я не всегда мог добиваться задуманного. Живой объект исследования, в отличие от меня, не понимал, чего от него требуют, поэтому сопротивлялся. Некоторые измерения приходилось по нескольку раз повторять, подстраиваться под настроение животного. Я осознал, что измерять физические характеристики животных интересно, но очень сложно.

Я считаю, что кошка самое интересное животное из тех, которых сумел приручить человек. Помимо эстетического удовольствия, которое человек получает при наблюдении за кошкой и общении с ней, кошку поистине можно считать интересным объектом при изучении многих физических явлений, таких как падение тел, равновесие тел, создание больших давлений, теплопроводность, электризация. Кроме этого большой интерес вызывает особенность кошек видеть в темноте, свечение их глаз в темноте, способность улавливать источник звука в ультразвуковом диапазоне длин волн.

Кошки обладают великолепной способностью поднимать настроение, скрашивать одиночество. Если ты проникаешься любовью к животному, то и животное отвечает тем же.

Надо сказать, что тема, которую я выбрал, была для меня очень интересной, потому что кошки являются нашими домашними любимицами, и я убедился, что кошек нельзя считать бесполезными для человека существами, что они представляют интерес и в качестве объекта для исследования и приносят большую пользу для здоровья.

Благодаря наблюдениям и сведениям из научной литературы мне стали понятны многие ответы на вопросы, связанные с жизнью и поведением кошки. На многие вопросы мне помогла ответить физика. Я понял, что физика не только на страницах учебника, она вокруг нас. Вряд ли полученные мною результаты имеют большое научное значение. Но на мой взгляд, они представляют интерес для многих школьников, которые интересуются физикой, любят своих домашних животных и хотят знать о них больше.

Список используемой литературы.

1. Андреев В. Кошки. Горький: Пламя, 1989.

2. Заворотов В. Нужны ли роботу ноги//Юный натуралист. 1984. № 2.

3. Куклачев Ю. О кошках//Наука и жизнь. 1990. № 10.

4. Литинецкий И.В. Барометры природы. М.: Дет. лит., 1982.

5. Манойлов В.Е. Электричество и человек. Л.: Энергия, 1975.

6. Непомнящий Н. Кошка в вашем доме. М.: Профиздат, 1990.

7. Непомнящий Н. Тайный язык кошек//Альманах "Ваши верные друзья". Вып. 2. - М.: Агропромиздат, 1991.

8. Непомнящий Н. Кошки предсказывают будущее// Мы. 1991. № 8.

9. Николаев Г. Существо с шестым чувством// Наука и жизнь. 1975. № 3.

10. Перельман Я.И. Занимательная физика. Кн. I. M.: Наука, 1979.

11. Филиппов Ю.И. Домашние кошки. М.: Росагропромиздат, 1991.

12. Н.И.Зорин, Элективный курс «Элементы биофизики», М, «ВАКО», 2007

13. Д.В.Нестеров, Кошкотерапия пушистое лекарство, © 2005-2009 Библиотека электронных медицинских книг .

14. Интернет - ресурсы.

Приложение.

Кошачий прогноз погоды.

Во многих странах зарождались определенные приметы или поверья связанные с кошками. Большинство из них было связано с погодой, некоторые с удачей или несчастьем, которое настигнет человека, если он обижает своего домашнего питомца. Мистический образ, горящие глаза в темноте предавали кошке образ животного, способного предвидеть будущее.

Если приглядеться к кошке, можно узнать по ее поведению много интересного, в том числе прогноз погоды…

Будет тепло, если кошка
- ложится брюхом вверх
- садится на подоконник и смотрит в окно
- посреди комнаты на полу растянется, протянув лапы
- спит крепко
- трется обо что-нибудь
- умывается, сидя на крыше
Будет мороз, если кошка:
- зимой бегает по комнате
- играет да когтями стену скребет
- ложится куда-нибудь повыше, на что-нибудь мягкое или на печь
- прячется в печку
- пол скребет
- спит, свернувшись клубком и пряча нос в мех или накрывая его лапкой
Будет ненастье и дождь, если кошка:
- дерет стену и прячет мордочку
- греется задом на солнце
- ест траву
- тянется к воде или лакает ее больше обычного
Будет ветер, если кошка:
- дерет в комнате ковры
- дерет лапками на дворе деревья
- лижет лапу
- скребет когтями дверь.

Народные приметы.

В наших снах мы часто видим кошек в различных образах или замечаем необычное поведение. По этому поводу так же имеется несколько предсказаний. К примеру: кот во сне сулит ссору или измену. Если вы прогнали его - значит спаслись. Борьба или драка с кошкой, впоследствии полученные раны, царапины говорят о болезни. Дурные и плохие вести могут появиться, если ночью увидеть худое или тощее животное. Есть и хорошие знаки - белый кот обозначает богатство или успех.

Будут гости, если кошка:
- чешет за ухом
- загребает лапами - часто умывается
- холодные лапы, то гость не добрый, теплые - приятный и желанный посетитель.
Будет ссора, если кошка:
- бесится, бросается на хозяина
- мяукает на пороге
- беспокойно ходит из угла в угол.
Будет подарок или обновка, если кошка:
- ластится к старым вещам
- потягивается на человека
Старые моряки считают, что кошка на корабле приносит удачу. Моряки считают, что коты предсказывают шторма и непогоду.
Жены моряков в некоторых странах держат черных кошек, она предвещает, что муж вернется домой с плавания.

Как кошки лечат людей?

Удивительная способность кошек излечивать многие болезни была замечена еще в древности. Многие владельцы кошек знают, что эти животные могут исцелять болезни: они обычно ложатся на больное место, иногда лижут его, массируют коготками, трутся или замирают надолго, глядя в глаза своему хозяину и как бы гипнотизируя его. Науке известно множество случаев, когда после кошачьей терапии у больных восстанавливалась память и двигательная активность, бесследно исчезали онкологические заболевания, проходили сердечные приступы и т.д. Существует множество свидетельств того, что бездомные кошки приходят к больным людям и, вылечив их, покидают.

Кошка считается хорошим диагностом. Например, при невралгии или артрите она безошибочно находит у человека больное место и старается прижаться к нему или лечь на него, чтобы согреть. Как правило, отыскав болевую точку, животное начинает усиленно урчать, а затем, выпустив когти, делает своеобразный массаж, перебирая лапами.

По мнению некоторых исследователей, биополе кошки положительно влияет на нервную систему человека, нормализует артериальное давление, стабилизирует работу сердца, снимает суставные и головные боли, стимулирует быстрое заживление травм, лечит внутренние воспалительные заболевания. Целительное воздействие кошки на человека осуществляется тогда, когда он, поглаживая, ласкает своего любимца и разговаривает с ним.

При головной боли рекомендуется приложить кошку к шее как воротник. Тепло ее тела оказывает согревающее и расслабляющее действие на организм больного, а шерсть, несущая в себе электрических заряд, стимулирует активные точки, расположенные на плечах, что способствует избавлению от болевых ощущений.

Когда кошка ласкается и хозяин поглаживает ее шерсть, это ничто иное, как электростатическое воздействие слабыми токами. Вся современная физиотерапия построена на воздействии на нас слабыми токами. Так что кошка - это, по сути, домашний физиотерапевтический прибор. К тому же наша кожа - орган нежных ощущений - пронизана нервными окончаниями. С кожей нервная система связана очень тесно. И традиционная восточная медицина как раз и строится на связи нервной системы с отдельными участками тела и кожи. А нервной системе подчинено в нашем организме все. И через нее можно опосредованно воздействовать и на внутренние органы. А и есть рефлексотерапия. Исследователи утверждают, что низкочастотные токи у кошек вырабатываются благодаря ее тонкой и нежной шерсти. Когда животное двигается, происходит трение волосков друг о друга, благодаря чему возникает мощное электрическое поле.

Что касается влияния токов на организм человека, то в настоящее время доказано, что воздействуя на очаг воспаления, они убивают микробов. Кроме того, во время сеанса «кошкотерапии» быстрее идет заживление тканей и улучшается их кровоснабжение. В классической медицине уже несколько десятилетий используют токи низкой частоты, однако одна кошка может заменить пять современных генераторов.

Мурлыканье кошки расслабляет человека, успокаивает его нервную систему. Ученые считают, что мурлыканье кошки аналогично ультразвуковой терапии, только звуки, которые издают эти животные, оказывают гораздо лучший эффект и помогают как самому животному, так и его хозяину справиться со многими недугами.

Исследователи установили, что тот диапазон (от 27 до 44 герц), в котором мурлычут кошки, укрепляет кости. Кроме того, именно при звуках, исходящих в таком диапазоне, у человека улучшается мозговое кровообращение, нормализуется давление и стабилизируется сердечный ритм.

Когда в организме человека происходят какие-то нарушения, у него возникают болевые ощущения, свидетельствующие об изменении энергетического потенциала на каком-то участке тела. Вот это изменение потенциала и чувствует кошка, которая является единственным представителем млекопитающих, по неизвестным даже ученым причинам поглощающим определенное количество отрицательной энергии.

Исследователи утверждают, что лечебным эффектом обладает каждое любящее своего хозяина животное. Если хозяин не любит своего питомца, а просто использует его, то вряд ли кошка поможет ему избавиться от недугов, поскольку это удивительное животное настоящий телепат, который всегда улавливает настроение окружающих его людей, а также их истинное отношение к себе.

«Специализация» кошек

Европейская короткошерстная

Кошка этой породы очень подвижная, миролюбивая и общительная. Она любит своего хозяина, редко проявляет агрессию и сразу же идет на контакт с понравившимся ей человеком. Она помогает избавиться от гипертонии и способна предотвратить инфаркт и инсульт. Для зарядки отрицательной энергией ей требуется мало времени. Как правило, она лечит хозяина в течение 15-20 минут, проводя такие сеансы несколько раз в день.

Сибирская кошка

Это ленивое и недоверчивое, как правило очень независимое животное. Иногда оно может проявлять агрессию. Обменные процессы в организме сибирской кошки протекают достаточно медленно, поэтому сеанс потребления отрицательной энергии у нее занимает много времени. Само лечение кошка проводит не чаще одного раза в 2 дня.

Персидская кошка

Малоактивная, апатичная кошка, которая любит спокойную обстановку. Обменные процессы в ее организме несколько замедленны. Целительством она может заниматься долгое время, но при этом забирает у хозяина отрицательную энергию в небольших количествах. Избавляет человека от раздражительности и нервных срывов.

Сиамская кошка

Чрезвычайно активная, агрессивная, общительная и чувствительная кошка, которая четко разделяет людей на любимых и нелюбимых. К последним относится недоверчиво и часто игнорирует их. Процесс накопления и отдачи энергии у сиамской кошки быстрый. Она берет отрицательную энергию большими порциями за короткий промежуток времени. Правда, лечит она только своего любимого хозяина. Способна вылечить тяжелые болезни внутренних органов и онкологические заболевания.

Ангорская кошка

Ласковая. Добрая и неагрессивная ангорская кошка считается самым лучшим диагностом и всегда безошибочно угадывает больное место. Она способна заниматься лечением довольно долго и иногда часами не отходит от хозяина.

Русская голубая

Ласковая, активная, самостоятельная кошка, но требует к себе много внимания. Энергии забирает мало, но является отличным диагностом.