Inspiracja projektantów: tajemnice skóry rekinów

Podobne dokumenty
Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 13: Współczynnik lepkości

Struktury bioniczne: ćwiczenia i karty pracy

WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE

Ćw. M 12 Pomiar współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa i za pomocą wiskozymetru Ostwalda.

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

A) 14 km i 14 km. B) 2 km i 14 km. C) 14 km i 2 km. D) 1 km i 3 km.

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Ruch jednostajny prostoliniowy

ZESTAW POWTÓRKOWY (1) KINEMATYKA POWTÓRKI PRZED EGZAMINEM ZADANIA WYKONUJ SAMODZIELNIE!

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

Powtórzenie wiadomości z klasy I. Temat: Ruchy prostoliniowe. Obliczenia

Kuratorium Oświaty w Lublinie ZESTAW ZADAŃ KONKURSOWYCH Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2015/2016 ETAP OKRĘGOWY

To jest fizyka 1. Rozkład materiału nauczania (propozycja)

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Klucz odpowiedzi. Konkurs Fizyczny Etap Rejonowy

Doświadczalne badanie drugiej zasady dynamiki Newtona

Praca i energia Mechanika: praca i energia, zasada zachowania energii; GLX plik: work energy

OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym

Blok 2: Zależność funkcyjna wielkości fizycznych. Rzuty

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

KONKURS FIZYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ETAP SZKOLNY

Imię i nazwisko: ... WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI Z ASTRONOMIĄ DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2012/2013 ETAP I SZKOLNY

FIZYKA. karty pracy klasa 3 gimnazjum

W zaleŝności od charakteru i ilości cząstek wyróŝniamy: a. opadanie cząstek ziarnistych, b. opadanie cząstek kłaczkowatych.

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie gęstości i lepkości płynów nieniutonowskich

KONKURS FIZYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW WOJEWÓDZTWA MAZOWIECKIEGO

WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA ROK SZKOLNY 2017/ ) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Fizyki dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2011/2012

ZADANIA Z FIZYKI NA II ETAP

J. Szantyr Wykład nr 27 Przepływy w kanałach otwartych I

3. Zadanie nr 21 z rozdziału 7. książki HRW

LABORATORIUM - TRANSPORT CIEPŁA I MASY II

Czytanie wykresów to ważna umiejętność, jeden wykres zawiera więcej informacji, niż strona tekstu. Dlatego musisz umieć to robić.

Ćwiczenie: "Kinematyka"

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY z Fizyki dla uczniów dotychczasowych gimnazjów i klas dotychczasowych gimnazjów 2018/2019

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY z FIZYKI DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW ORAZ KLAS DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018 ELIMINACJE SZKOLNE

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

III Powiatowy konkurs szkół ponadgimnazjalnych z fizyki finał

1. Wykres przedstawia zależność wzrostu temperatury T dwóch gazów zawierających w funkcji ciepła Q dostarczonego gazom.

Zad. 5 Sześcian o boku 1m i ciężarze 1kN wywiera na podłoże ciśnienie o wartości: A) 1hPa B) 1kPa C) 10000Pa D) 1000N.

Ćwiczenie 3: Wyznaczanie gęstości pozornej i porowatości złoża, przepływ gazu przez złoże suche, opory przepływu.

Zadanie 2 Narysuj wykres zależności przemieszczenia (x) od czasu(t) dla ruchu pewnego ciała. m Ruch opisany jest wzorem x( t)

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

J. Szantyr Wykład nr 20 Warstwy przyścienne i ślady 2

ZADANIA DLA CHĘTNYCH NA 6 (SERIA I) KLASA II

Blok 6: Pęd. Zasada zachowania pędu. Praca. Moc.

Wyznaczanie gęstości i lepkości cieczy

1. Część teoretyczna. Przepływ jednofazowy przez złoże nieruchome i ruchome

Pomiar siły ciężkości. Jest to nauka o zależności- im jestem bardziej obciążony tym trudniej mi skoczyć wyżej.

Miękkie lądowanie Technologia kosmiczna

Twórcza szkoła dla twórczego ucznia Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wyznaczanie stosunku e/m elektronu

KONKURS FIZYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ETAP SZKOLNY

WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2017/2018 ETAP III FINAŁ

12 K A TEDRA FIZYKI STOSOWANEJ P R A C O W N I A F I Z Y K I

66 VI. SCENARIUSZE ZAJĘĆ W CENTRUM NAUKI KOPERNIK W WARSZAWIE

Test powtórzeniowy nr 1

Test powtórzeniowy nr 1

Zadanie 18. Współczynnik sprężystości (4 pkt) Masz do dyspozycji statyw, sprężynę, linijkę oraz ciężarek o znanej masie z uchwytem.

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN KATEDRA URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH LABORATORIUM FIZYKI INSTRUKCJA

Uczennica wyznaczyła objętość zabawki o masie 20 g po zanurzeniu jej w menzurce z wodą za pomocą sztywnego, cienkiego drutu (patrz rysunek).

14P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (od początku do grawitacji)

09R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM ROZSZERZONY (dynamika ruchu prostoliniowego)

Praca domowa nr 2. Kinematyka. Dynamika. Nieinercjalne układy odniesienia.

1. Jeśli częstotliwość drgań ciała wynosi 10 Hz, to jego okres jest równy: 20 s, 10 s, 5 s, 0,1 s.

Zestaw zadań na I etap konkursu fizycznego. Zad. 1 Kamień spadał swobodnie z wysokości h=20m. Średnia prędkość kamienia wynosiła :

SPRAWDZIAN NR Oceń prawdziwość każdego zdania. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest

Fizyczne właściwości materiałów rolniczych

Międzypowiatowy Konkurs Fizyczny dla uczniów klas II GIMNAZJUM FINAŁ

Konkurs Fizyczny dla gimnazjalistów województwa zachodniopomorskiego w roku szkolnym 2016/2017

Maria Rozenbajgier, Ryszard Rozenbajgier. Małgorzata Godlewska, Danuta Szot-Gawlik. Świat fizyki

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

Mgr Sławomir Adamczyk Konspekt lekcji fizyki w klasie I gimnazjum

ETAP I - szkolny. 24 listopada 2017 r. godz

III Powiatowy konkurs gimnazjalny z fizyki finał

E-doświadczenie wahadło matematyczne

We wszystkich zadaniach przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego g = 10 2

09 - Dobór siłownika i zaworu. - Opór przepływu w przewodzie - Dobór rozmiaru zaworu - Dobór rozmiaru siłownika

KONKURS FIZYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ETAP SZKOLNY

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa...

Zadanie 1. Zadanie 2.

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

5 m. 3 m. Zad. 4 Pod jakim kątem α do poziomu należy rzucić ciało, aby wysokość jego wzniesienia równała się 0.5 zasięgu rzutu?

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Doświadczalne sprawdzenie drugiej zasady dynamiki ruchu obrotowego za pomocą wahadła OBERBECKA.

Dynamika Siły w przyrodzie. Od czego zależy przyspieszenie ciała? II zasada dynamiki. Wyd. Zamkom, M. i R. Rozenbajger 1 godzina lekcyjna

Scenariusz lekcji. Metody pracy: Pogadanka, dyskusja, ćwiczenia praktyczne przy komputerze

We wszystkich zadaniach przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego g = 10 2

Jak ciężka jest masa?

ZADANIA DLA CHĘTNYCH na 6 (seria II) KLASA III

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa... Ruch i siły wer. 1

Konkurs fizyczny szkoła podstawowa. 2018/2019. Etap rejonowy

TEMAT: BADANIE ZJAWISKA PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO W CIAŁACH STAŁYCH

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY- stopień rejonowy

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI dla uczniów gimnazjów województwa lubuskiego. Schemat punktowania zadań

Dr Kazimierz Sierański www. If.pwr.wroc.pl/~sieranski Konsultacje pok. 320 A-1: codziennie po ćwiczeniach

. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej licz

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI 1

Transkrypt:

Science in School Wydanie 10: jesień 2017 1 Inspiracja projektantów: tajemnice skóry rekinów Tłumaczenie Katarzyna Badura Żarłacz biały, Carcharodon carcharias Zdjęcie dzięki uprzejmości Stefan Pircher/Shutterstock Ćwiczenie w klasie: porównanie kształtów pod kątem ich opływowości W następującym ćwiczeniu uczniowie będą badać opływowość różnych kształtów to znaczy, jak łatwo poszczególne kształty poruszają się w płynie (lub gazie) poprzez pomiar czasu potrzebnego na opadnięcie w kolumnie wody. To ćwiczenie trwa około 90 minut i jest odpowiednie dla uczniów w wieku 14-16 lat, którzy mogą pracować w grupach trzy- lub czteroosobowych. Materiały Każda grupa uczniów będzie potrzebowała następujące materiały: 1 wysoki cylinder (wysokość ok. 1,3 m, przekrój ok. 15 cm)

Science in School Wydanie 10: jesień 2017 2 Statyw lub stojak zaciskowy 2-3 m żyłki wędkarskiej 200 g modeliny 1 mały metalowy haczyk (taki, jakie znajdują się na ramkach na zdjęcia., które można powiesić) 1 zestaw wag kuchennych Stoper Woda z kranu Ryc. 1: Zestaw eksperymentalny. A = stojak zaciskowy; B = cylinder wypełniony wodą; C = żyłka wędkarska (musi być wystarczająco długa aby badany kształt mógł swobodnie opaść na dno); D = kształt wykonany z modeliny Procedura 1. Wypełnij cylinder wodą, jeśli to możliwe, to do wysokości 1 m. 2. Przywiąż haczyk do żyłki wędkarskiej. Przymocuj żyłkę do trójnogu lub stojaka zaciskowego tak, aby drugi koniec żyłki był trochę dłuższy niż odległość do dna cylindra.

Science in School Wydanie 10: jesień 2017 3 3. Korzystając z wagi, podziel modelinę na cztery porcje podobnych rozmiarów i wadze 50 g. 4. Jedną porcję modeliny uformuj w kształt rekina. 5. Spośród poniżej wymienionych wybierz trzy inne kształty (kostka, cylinder, prostopadłościan). Postaraj się wybrać jeden kształt, który uważasz za opływowy oraz jeden, który taki nie jest. Z pozostałych porcji modeliny uformuj wybrane kształty. 6. Przytwierdź haczyk (a tym samym też żyłkę) do każdego z uformowanych kształtów poprzez wciśnięcie go głęboko w modelinę 7. Podczas gdy jeden uczeń trzyma modelinowy kształt ponad powierzchnią wody, drugi uczeń operuje stoperem. Upuść kształt i zmierz ile czasu upłynie zanim dany obiekt opadnie na dno cylindra. Uzyskane czasy zapis w poniższej tabeli. Kształt Czas: test 1 (s) Czas: test 2 (s) Średnia prędkość (m/s) Rekin

Science in School Wydanie 10: jesień 2017 4 8. Dla każdego z kształtów powtórz test zapisując zarówno czas jak i kształt. 9. W ostatnim kroku zmierz dokładną długość spadku (wysokość słupa wody w kolumnie) i oblicz średnią prędkość w metrach na sekundę (m/s) dla każdego kształtu. Dyskusja Po wykonaniu ćwiczenia uczniowie powinni zastanowić się w grupach lub na forum klasy nad odpowiedziami na następujące pytania: Na podstawie wyników, który z kształtów zdaje się być najbardziej opływowy? Który z kształtów zdaje się być najmniej opływowy? Jakie wnioski można wyciągnąć w kwestii tego, co czyni dany kształt opływowym? Jakie siły skierowane z górę i w dół oddziałują na opadający kształt? Narysuj diagram, który to zobrazuje. Czy te siły są takie same dla każdego z kształtów? W jaki sposób siły skierowane w górę i w dół wpływają na średnią prędkość? Ćwiczenie dodatkowe: obliczanie liczby Reynoldsa Dla uczniów bardziej biegłych w dziedzinie fizyki powyższe wyniki mogą posłużyć do obliczenia dla każdego z kształtów liczby Reynoldsa. Ta bezwymiarowa wartość jest wykorzystywana do szacowania schematów przepływu w różnych płynach poprzez powiązanie siły tarcia ciała z jego własną bezwładnością masy. Wzór na liczbę Reynolda, Re, wygląda następująco: Re = gdzie: u = prędkość przeływu (średnia prędkość obliczona w powyższym ćwiczeniu, w m/s) L charakterystyczna długość (powierzchni, w m) v = lepkość kinematyczna (dla H 2 O przy 20 C, v = 1 x 10-5 m 2 /s) Procedura 10. Dla każdego z kształtów zmierz jego długość zgodnie z kierunkiem przepływu (to znaczy długość pionową, wzdłuż której opada w wodzie) 11. Wykorzystując powyższy wzór oblicz dla każdego z kształtów liczbę Reynoldsa. Dyskusja Liczba Reynoldsa pomaga w określeniu momentu, w którym przepływ wokół danego ciała zmienia się z laminarnego w turbulentny. W przepływie turbulentnym, poprzeczny ruch cząstek zużywa energię, zwiększając tym samym siłę oporu i hamując poruszające się ciało.

Science in School Wydanie 10: jesień 2017 5 Jeśli wartość liczby Reynoldsa dla danego ciała jest wyjższa niż wartość krytyczna (ok. 3 x 10 6 ), przepłwy jest turbulentny. Ciało o takich właściwościach przepływu pochłania w momencie przyspieszania więcej energii tym samym rekin potrzebowałby więcej pożywienia aby zapewnić odpowiednią ilość energii potrzebnej w momencie przyspieszenia. Uczniowie mogą przedyskutować następujące kwestie: Co liczba Reynoldsa mówi nam o kształcie ciała? Czy możesz wyciągnąć jakieś wnioski dotyczące rodzaju kształtu, który posiada wysoką wartość liczby Reynoldsa? Co można zrobić aby zmniejszyć wartość liczny Reznoldsa dla ciała znajdującego się w płynie?