Как найти плотность человека физика 7 класс

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №3 с углубленным изучением отдельных предметов» города Котовска Тамбовской области

ПОРТФОЛИО ПРОЕКТА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Авторы проекта:

Никишин Данила, 7 Б класс

                                                                                 Руководитель:

Анисимова Вероника Васильевна,

                                                                        учитель физики МБОУ «СОШ №3»

Котовск   2014

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………………3

  1. Глава 1 Плотность вещества
    1. 1 Плотность как физическая величина……………………………………………4
    1.2 Измерение плотности вещества…………………………………………………….4
  2. Глава 2 Измерение плотности тела человека
    2.1 Измерение объема тела человека (моделирование)………………………..6
    2.2 Измерение объема тела по изменению объема жидкости ……………..8
    2.3 Вычисление плотности тела человека……………………………………………9

Заключение……………………………………………………………………………………………….11
Список используемой литературы……………………………………………………………..12

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

              Возможно ли в домашних условиях измерить плотность тела человека?

         Мы решили измерить плотность своего тела и тел наших одноклассников.

Тело человека имеет очень сложную конфигурацию, но проведя несложные расчёты с большой точностью можно определить свой объём.

Гипотеза исследования: Плотность тела человека зависит от его комплекции.

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

Задачи:

  1. Узнать определение понятия «плотность» и познакомиться с расчетной формулой ее нахождения.
  2. Познакомиться со способами измерения объема различных тел.
  3. Провести практическую работу по измерению объемов разных частей тела учащихся 7б класса и внести полученные результаты в таблицу.
  4. Провести расчеты вычисления плотности тел учащихся нашего класса, результаты занести в таблицу.
  5. Проанализировать данные сводной таблицы.
  6. Сделать вывод о проделанной работе.

Глава 1 Плотность вещества

1.1. Плотность как физическая величина

Определение плотности вещества следующее: плотность показывает, чему равна масса вещества в единице объема, например, в одном кубическом метре. Так, плотность воды 1000 кг/ м3 , а льда  – 900 кг/м3, именно поэтому лед легче и находится сверху зимой на водоемах. То есть, что показывает нам плотность вещества в данном случае? Плотность льда равная 900 кг/м3, означает, что куб льда со сторонами 1 метр весит 900 кг. А формула для определения плотности вещества следующая: плотность= масса/объем . Обозначаются величины, входящие в это выражение, так: масса – m, объем тела –V, а плотность обозначается буквой ρ (греч.буква «ро»). И формулу можно записать следующим образом:    ρ=m/V

1.2 Измерение плотности вещества

Как рассчитать плотность какого-либо вещества? Для этого нужно знать объем тела и массу тела. То есть, мы измеряем вещество, взвешиваем, а потом полученные данные просто подставляем в формулу и находим нужное нам значение. А в чем измеряется плотность вещества понятно из формулы. Измеряется она в килограммах на метр кубический. Иногда используют еще такое значение, как грамм на кубический сантиметр. Пересчитать одну величину в другую очень просто. 1 г = 0,001 кг, а 1 см3 = 0,000001 м3. Соответственно 1 г/см3=1000кг/м3  . Еще следует помнить, что плотность вещества различна в разных агрегатных состояниях. То есть в твердом, жидком или газообразном. Плотность твердых тел, чаще всего, выше плотности жидкостей и намного выше плотности газов. Пожалуй, очень полезное для нас исключение – это вода, которая, как мы уже рассматривали, в твердом состоянии весит меньше, чем в жидком. Именно вследствие этой странной особенности воды на Земле возможна жизнь. Жизнь на нашей планете, как известно, произошла из океанов. А если бы вода вела себя, как и все остальные вещества, то вода в морях и океанах промерзла бы насквозь, лед, будучи тяжелее воды, опустился бы на дно и лежал там, не тая. И только на экваторе в небольшой толще воды существовала бы жизнь в виде нескольких видов бактерий. Так что можно сказать спасибо воде за то, что мы существуем.

Глава 2. Измерение плотности тела человека

2.1 Измерение объема тела человека (моделирование)

Человек имеет очень сложную конфигурацию, а форму поверхности тела человека невозможно даже описать.  Для измерения объема тела человека мы использовали сантиметровую ленту и напольные весы.

Мы смоделировали тело человека из геометрических фигур: голова- шар, руки и ноги —  конусы, туловище — прямоугольный параллелепипед.

Для проведения нашего опыта, мы взяли 6 человек из 7 Б класса. 2 из них — худые, 2 – средние, и еще 2 – полные. Измерили их вес, длину ног, рук, обхват головы и т.д. Результаты измерений внесли в таблицу:

Таблица 1

№ п/п

Участник эксперимента

Обхват головы, м

Длина тулов. a, м

Ширина тулов. b, м

Толщина тулов. c, м

Длина руки, м

Обхват руки у плеча,м

Длина ноги, м

Обхват ноги у бедра,м

1

Ангелина

0,57

0,54

0,10

0,22

0,69

0,24

0,85

0,46

2

Кристина

0,56

0,52

0,10

0,20

0,71

0,23

0,78

0,43

3

Данила

0,56

0,54

0,10

0,23

0,68

0,22

0,76

0,41

4

Денис

0,56

0,57

0,13

0,22

0,70

0,22

0,76

0,44

5

Арина

0,53

0,50

0,12

0,25

0,70

0,27

0,82

0,50

6

Даша

0,55

0,53

0,13

0,27

0,69

0,56

0,76

0,50

 Рассчитали объем каждого человека по формуле:

V=Vголовы +Vтуловища +2Vрук +2Vног

Но перед этим нашли геометрические формулы для всех составляющих:
Объем головы: V
головы= l3/(6π2) , где l- обхват головы.
Объем туловища: V
тул=abc, где a- длина туловища, b- его ширина, c- толщина.
Объем руки:Vр=(1
2.H)/(12π), где H- длина руки от кончиков пальцев до плеча, l – обхват руки у предплечья.
Объем ноги: V
н=(12.H)/(12π), где H – длина ноги от бедра до щиколотки, l– обхват ноги у бедра.

 Вычислили объем тела каждого человека и составили таблицу.

Таблица 2

Имя

Объем головы, м3

Объем туловища, м3

Объем рук, м3

Объем ног, м3

Ангелина

0,0188

0.0123

0,0011

0,0048

Кристина

0,0178

    0,0104

0,0010

0,0038

Данила

0,0178

0,0124

0,0009

0,0036

Денис

0,0178

0,0163

0,0009

0,0039

Арина

0,0151

0,0150

0,0014

0,0054

Даша

0,0168

0,0186

0,0012

0,0050

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

Таблица 3

Худые

Средние

Полные

Ангелина- 0,0429м3

Данила — 0,0392м3

Арина – 0, 0437м3

Кристина- 0,0378м3

Денис — 0,0437м3

Даша- 0,0478м3

2.2 Измерение объема тела по изменению объема жидкости

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

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

Сравним результаты первого и второго опыта по определению объема. Они хорошо согласуются друг с другом. В опыте №2 объектом исследования были мы.
V
1=V1     — 0,0392  м3                       
V
2=V2   — 0.0437  м3

Теперь можно перейти к определению плотности тела.

2.3 Вычисление плотности тела человека

Мы рассчитывали, чему равна плотность людей, участвовавших в наших экспериментах, по формуле p=m/V.

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

Таблица 4

Участники эксперимента  

Масса m, кг

Объем V, м3

Плотность ρ, кг/м3

Ангелина

49

0, 0429

1242, 19

Кристина

44

0, 0378

1304, 35

Данила

45

 0, 0392

1190, 48

Денис

45

0, 0437

1234, 31

Арина

57

0, 0437

1122, 45

Даша

59

0,0478

    1029,75

Было определено, что значения плотности участников экспериментов колеблется в пределах от 1029,75 кг/м3  до 1304,35 кг/м3. Среднее значение плотности человека получилось равным р=1112,16 кг/м3. По литературным данным среднее значение плотности человека равно 1036 кг/ м3.

Выводы: 

1) Экспериментально полученное значение плотности человека очень близко к плотности воды.

 2) Плотность зависит от комплекции человека. Чем больше объем тела и меньше его масса, тем плотность тела больше. Чем больше объем тела и больше масса тела человека, тем меньше его плотность. У худых людей плотность больше, чем у полных.

Заключение

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

Наше исследование доказало правильность выдвинутой гипотезы, что плотность и объем  тела зависят от комплекции человека.

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

Список информационных источников

  1. Пурышева Н. С., Важеевкская Н. А.  Физика 7 класс. Учебник для общеобр. учр.: М., Дрофа- Вертикаль, 2012 г.  
  2. Дорохов А. А., Артоболевский И.И. Что такое? Кто такой? В 3-ех томах.-М.: Педагогика, 1975 г.
  3. Фрещенко Т. Вожегова В. Физика 4-11 класс. Справочник школьника. — М.: Слово, 1995 г.
  4. Сайт Класс!ная физика 
  5. Сайт Википедия Плотность вещества

Инфоурок


Физика

Другие методич. материалыИсследовательская работа на тему «Определение плотности человеческого тела» (7 класс)



Скачать материал

Определение плотности человеческого тела    © Авторы : учащиеся 7 «А» класса...



Скачать материал

  • Сейчас обучается 69 человек из 40 регионов

  • Сейчас обучается 487 человек из 71 региона

  • Сейчас обучается 43 человека из 24 регионов

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • Определение плотности человеческого тела    © Авторы : учащиеся 7 «А» класса...

    1 слайд

    Определение плотности человеческого тела
    © Авторы : учащиеся 7 «А» класса Волков О., Хамченков А.
    Научный руководитель: Хомченко О.В., учитель физики МОУ Ишненской СОШ

    Исследовательская работа

  • Цель работы:

Определить плотность человеческого тела экспериментальным путём...

    2 слайд

    Цель работы:

    Определить плотность человеческого тела экспериментальным путём и объяснить его поведение в воде

  • Актуальность исследования

    3 слайд

    Актуальность исследования

  • Выталкивающая сила

    4 слайд

    Выталкивающая сила

  • Условия плавания телПлотность плавающего тела меньше плотности жидкости: ρт <...

    5 слайд

    Условия плавания тел
    Плотность плавающего тела меньше плотности жидкости: ρт < ρж
    Плотность плавающего тела больше плотности жидкости: ρт > ρж
    Плотность плавающего тела равна плотности жидкости: ρт = ρж

  •  Формула для расчёта плотности тела

    6 слайд

    Формула для расчёта плотности тела

  • Оборудование:Ванна с водой
Весы напольные
Литровая ёмкость
Маркер
Сантиметров...

    7 слайд

    Оборудование:
    Ванна с водой
    Весы напольные
    Литровая ёмкость
    Маркер
    Сантиметровая лента

  • Измерение объёма тела человека без головыОпределение первого и второго уровня...

    8 слайд

    Измерение объёма тела человека без головы
    Определение первого и второго уровня воды

  • Измерение объёма тела человека без головыОбъём вытесненной воды и объём тулов...

    9 слайд

    Измерение объёма тела человека без головы
    Объём вытесненной воды и объём туловища Vж= Vтул.= 61 л = 0,061 м3

  • Определение объёма головыИзмерение обхвата (периметра) головы  ℓ = 56 cм и
ра...

    10 слайд

    Определение объёма головы
    Измерение обхвата (периметра) головы ℓ = 56 cм и
    расчёт объёма по формуле V = ℓ3/6π2 = 2,93 л = 2,93·10-3м3

  • Определение полного объёма тела человекаЭкспериментальным и расчётным путём у...

    11 слайд

    Определение полного объёма тела человека
    Экспериментальным и расчётным путём установлено
    Vтела= 61 л + 2,93 л = 63,93 л = 0,06393 м3

  • Измерение массы тела человека  mт= 65,5 кг

    12 слайд

    Измерение массы тела человека
    mт= 65,5 кг

  •  Формула для расчёта плотности тела

    13 слайд

    Формула для расчёта плотности тела

  • Результаты измерений и вычислений Среднее значение плотности тела человека ρ...

    14 слайд

    Результаты
    измерений и вычислений
    Среднее значение плотности тела человека ρ = 1027,7 кг/м3

  • Вывод :Экспериментально полученное значение  плотности человеческого тела в с...

    15 слайд

    Вывод :
    Экспериментально полученное значение плотности человеческого тела в среднем составило 1028 кг/м3 ,что действительно подтверждает факт о водно-солевом составе организма человека, а также определяет его поведение в воде, где тело тонет, т.к. его плотность больше плотности пресной воды.
    Справочная информация: плотность чистой пресной воды равна 1000 кг/м3, а морской – 1030 кг/м3.
    Согласно табличным данным (в справочнике А. С. Еноховича) плотность человека принята равным 1036 кг/м3.

  • Список литературыПознай самого себя: Практические работы и экспериментальные...

    16 слайд

    Список литературы
    Познай самого себя: Практические работы и экспериментальные мини-проекты: измерение параметров человека. 9-11 классы – М.: Чистые пруды, 2009. — 32с.: ил. – (Библиотечка «Первого сентября», серия «Физика». Вып. 26).
    Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6 – 7-х классах средней школы. Кн. для учителя. – 2-е издание., перераб. –М.: Просвещение,1985. – 175с., ил. – с.27-31.
    Мэрион Дж. Б. Общая физика с биологическими примерами: Пер. с англ. – М.: Высшая школа, 1986. — 623с.: ил. – с.79.

  • Спасибо за внимание!!!

    17 слайд

    Спасибо за внимание!!!

Краткое описание документа:

Данная исследовательская работа является примером результата внеурочной деятельности учащихся 7 класса, которые по собственному желанию под моим руководством выступили успешно с ней на школьной научно-практической конференции. Учащиеся с удовольствием выполняют работы подобной тематики, исследуя именно собственное тело и в целом организм человека.

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 263 299 материалов в базе

  • Выберите категорию:

  • Выберите учебник и тему

  • Выберите класс:

  • Тип материала:

    • Все материалы

    • Статьи

    • Научные работы

    • Видеоуроки

    • Презентации

    • Конспекты

    • Тесты

    • Рабочие программы

    • Другие методич. материалы

Найти материалы

Материал подходит для УМК

  • «Физика», Перышкин А.В.

Другие материалы

«Физика», Перышкин А.В.

  • 30.10.2017
  • 523
  • 0

«Физика», Перышкин А.В.

  • 30.10.2017
  • 484
  • 0

«Физика», Перышкин А.В.

«Физика», Перышкин А.В.

«Физика», Перышкин А.В.

  • 29.10.2017
  • 642
  • 0

«Физика», Перышкин А.В.

«Физика», Перышкин А.В.

«Физика», Перышкин А.В.

Вам будут интересны эти курсы:

  • Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»

  • Курс повышения квалификации «Правовое обеспечение деятельности коммерческой организации и индивидуальных предпринимателей»

  • Курс профессиональной переподготовки «Управление персоналом и оформление трудовых отношений»

  • Курс повышения квалификации «Экономика предприятия: оценка эффективности деятельности»

  • Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинга в туризме»

  • Курс повышения квалификации «Основы менеджмента в туризме»

  • Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»

  • Курс повышения квалификации «Источники финансов»

  • Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности секретаря руководителя со знанием английского языка»

  • Курс профессиональной переподготовки «Управление сервисами информационных технологий»

  • Курс повышения квалификации «Финансовые инструменты»

  • Курс профессиональной переподготовки «Техническая диагностика и контроль технического состояния автотранспортных средств»

  • Курс профессиональной переподготовки «Теория и методика музейного дела и охраны исторических памятников»



  • Скачать материал


    • 30.10.2017


      4202
    • PPTX
      4.2 мбайт
    • 11
      скачиваний
    • Рейтинг:
      2 из 5
    • Оцените материал:





  • Настоящий материал опубликован пользователем Хомченко Оксана Владимировна. Инфоурок является
    информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте
    методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них
    сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с
    сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал

  • Хомченко Оксана Владимировна

    • На сайте: 5 лет и 11 месяцев
    • Подписчики: 5
    • Всего просмотров: 124917
    • Всего материалов:

      27

Определение плотности человеческого тела  Исследовательская работа © Авторы : учащиеся 7 «А» класса Волков О., Хамченков А.  Научный руководитель: Хомченко О.В., учитель физики МОУ Ишненской СОШ

Определение плотности человеческого тела

Исследовательская работа

© Авторы : учащиеся 7 «А» класса Волков О., Хамченков А.

Научный руководитель: Хомченко О.В., учитель физики МОУ Ишненской СОШ

Цель работы: Определить плотность человеческого тела экспериментальным путём и объяснить его поведение в воде

Цель работы:

Определить плотность человеческого тела экспериментальным путём и объяснить его поведение в воде

Актуальность исследования

Актуальность исследования

Выталкивающая сила

Выталкивающая сила

ρ ж » width=»640″

Условия плавания тел

Плотность плавающего тела равна плотности жидкости: ρ т = ρ ж

Плотность плавающего тела меньше плотности жидкости: ρ т ж

Плотность плавающего тела больше плотности жидкости: ρ т ρ ж


 Формула для расчёта плотности тела

Формула для расчёта плотности тела

Оборудование: Ванна с водой Весы напольные Литровая ёмкость Маркер Сантиметровая лента

Оборудование:

  • Ванна с водой
  • Весы напольные
  • Литровая ёмкость
  • Маркер
  • Сантиметровая лента

Измерение объёма тела человека без головы Определение первого и второго уровня воды

Измерение объёма тела человека без головы

Определение первого и второго уровня воды

Измерение объёма тела человека без головы Объём вытесненной воды и объём туловища V ж = V тул. = 61 л = 0,061 м 3

Измерение объёма тела человека без головы

Объём вытесненной воды и объём туловища V ж = V тул. = 61 л = 0,061 м 3

Определение объёма головы Измерение обхвата (периметра) головы ℓ = 56 cм и расчёт объёма по формуле V  = ℓ 3 /6π 2 = 2,93 л = 2,93·10 -3 м 3

Определение объёма головы

Измерение обхвата (периметра) головы ℓ = 56 cм и

расчёт объёма по формуле V = ℓ 3 /6π 2 = 2,93 л = 2,93·10 -3 м 3

Определение полного объёма тела человека Экспериментальным и расчётным путём установлено V тела = 61 л + 2,93 л = 63,93 л = 0,06393 м 3

Определение полного объёма тела человека

Экспериментальным и расчётным путём установлено

V тела = 61 л + 2,93 л = 63,93 л = 0,06393 м 3

Измерение массы тела человека  m т = 65,5 кг

Измерение массы тела человека

m т = 65,5 кг

 Формула для расчёта плотности тела

Формула для расчёта плотности тела

Результаты  измерений и вычислений № опыта 1 Масса тела, кг 65,5 2 Объем тела, м 3  Плотность , кг/м 3 0,06393 65,5 3 1025 65,5 0,06353 1031 0,06373 1027 Среднее значение плотности тела человека ρ = 1027,7 кг/м 3

Результаты измерений и вычислений

опыта

1

Масса тела, кг

65,5

2

Объем тела, м 3

Плотность , кг/м 3

0,06393

65,5

3

1025

65,5

0,06353

1031

0,06373

1027

Среднее значение плотности тела человека ρ = 1027,7 кг/м 3

Вывод : Экспериментально полученное значение плотности человеческого тела в среднем составило 1028 кг/м 3  ,что действительно подтверждает факт о водно-солевом составе организма человека, а также определяет его поведение в воде, где тело тонет , т.к. его плотность больше плотности пресной воды. Справочная информация: плотность чистой пресной воды равна 1000 кг/м 3 , а морской – 1030 кг/м 3 .  Согласно табличным данным (в справочнике А. С. Еноховича) плотность человека принята равным 1036 кг/м 3 .

Вывод :

Экспериментально полученное значение плотности человеческого тела в среднем составило 1028 кг/м 3 ,что действительно подтверждает факт о водно-солевом составе организма человека, а также определяет его поведение в воде, где тело тонет , т.к. его плотность больше плотности пресной воды.

Справочная информация: плотность чистой пресной воды равна 1000 кг/м 3 , а морской – 1030 кг/м 3 .

Согласно табличным данным (в справочнике А. С. Еноховича) плотность человека принята равным 1036 кг/м 3 .

Список литературы Познай самого себя: Практические работы и экспериментальные мини-проекты: измерение параметров человека. 9-11 классы – М.: Чистые пруды, 2009. - 32с.: ил. – (Библиотечка «Первого сентября», серия «Физика». Вып. 26). Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6 – 7-х классах средней школы. Кн. для учителя. – 2-е издание., перераб. –М.: Просвещение,1985. – 175с., ил. – с.27-31. Мэрион Дж. Б. Общая физика с биологическими примерами: Пер. с англ. – М.: Высшая школа, 1986. - 623с.: ил. – с.79.

Список литературы

  • Познай самого себя: Практические работы и экспериментальные мини-проекты: измерение параметров человека. 9-11 классы – М.: Чистые пруды, 2009. — 32с.: ил. – (Библиотечка «Первого сентября», серия «Физика». Вып. 26).
  • Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6 – 7-х классах средней школы. Кн. для учителя. – 2-е издание., перераб. –М.: Просвещение,1985. – 175с., ил. – с.27-31.
  • Мэрион Дж. Б. Общая физика с биологическими примерами: Пер. с англ. – М.: Высшая школа, 1986. — 623с.: ил. – с.79.

Спасибо за внимание!!!

Спасибо за внимание!!!

Измерение плотности человеческого тела

  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

Кирилеев Г.В. 1


1МКОУ КСШ №1, Новосибирская область, г. Каргат

Чушкина Т.И. 1


1МКОУ КСШ №1, Новосибирская область, г. Каргат


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение.

Физика – наука, открывающая путь к познанию окружающего мира и самих себя.

Для практических нужд иногда необходимо знать параметры человека, например, объем тела и его плотность.

Выполняя эксперимент, можно определить плотность человека.

Актуальность работы: Тело человека состоит из скелета, мышц, костей, жира, полых органов. Интересно, чему равна плотность человека? Можно ли в домашних условиях её определить? Задал я себе вопрос, и стал искать на него ответ, используя различную литературу. Данная проблема важна в жизни людей, например, во время плавания. А наука физика помогает определить эту характеристику человека, используя для этого, например, Архимедову силу.

Для меня данная тема интересна. Данная проблема важна в жизни людей.

Цель исследования — определить плотность тела человека и узнать, от чего она зависит.

Задачи работы:

1. Измерить массу человека.

2. Определить объем тела.

3. Вычислить плотность тела.

4. Предложить способы изменения плотности человека.

Плотность будем определять, применяя экспериментальный метод.

Из литературных источников я узнал, что средняя плотность тела человека составляет около 1 г/см3 или 1 кг/л. Из этого следует, что масса человека в килограммах численно равна объему его тела в литрах. Например, человек массой 70 кг имеет объем тела около 70 л. Именно такой объем воды, как впервые заметил Архимед, выльется на пол при погружении в ванну, наполненную до краев.

Учитель физики мне рассказал про плавание тел. И теперь мне известно, что тело будет плавать в жидкости, если плотность плавающего тела равна плотности жидкости. Если плотность плавающего тела меньше плотности жидкости, то тело всплывает, поднимается из жидкости. Тело, плотность которого больше плотности жидкости, будет тонуть в жидкости.

Каждый из людей примерно на 65% состоит из обычной воды.

Таблица показывает, из чего состоит человек и какова плотность этих составляющих.

Компонента

Отношение массы компоненты к массе тела, %

Отношение плотность ткани к плотности воды, 1000 кг/м3

Мышцы

43

1,04

Жир

14

0,92

Кости

10

1,90

Кровь

8

1,04

Большую часть нашего тела составляют мышцы. Их плотность больше плотности воды, при плавании они должны тянуть нас на дно. Еще больше, как следует из таблицы, нас тянут на дно наши кости. И только жировая прослойка может спасти нас от быстрой ги­бели.

Однако это не совсем верно. Внутри каждого человека есть воздушный мешок – лег­кие. Объем воздуха в легких человека может изменяться от 1 л (при глубоком выдохе) до 6 л (при глубоком вдохе).

Так как плотность воздуха(1,29 кг/м3) приблизительно в 800 раз меньше, чем у чистой воды(1000 кг/м3), то каждый литр воздуха в наших легких создает подъёмную силу, что помогает человеку плавать в воде, находясь на её поверхности. Подъёмная сила (Архимедова сила, выталкивающая сила) — сила, с которой жидкость или газ выталкивают погруженное в них тело. Она напрямую зависит от объёма тела. На тело большего объёма действует большая подъёмная сила.

Плотность тела человека изменяется от 940-990 кг/м3 при полном вдохе до 1010-1070 кг/м3 при полном выдохе.

Во время поста можно помощи уменьшить плотность тела. Пост подразумевает отказ от пищи животного происхождения: мяса, субпродуктов, животных жиров, молочных продуктов, яиц, рыбы, морепродуктов. Это и приводит к уменьшению плотности тела человека.

Расчеты средней плотности человеческого тела.

Определение плотности вещества следующее: плотность показывает, чему равна масса вещества в единице объема, например, в одном кубическом метре. Так, плотность чистой воды 1000 кг/ м3 , а льда  – 900 кг/м3, именно поэтому лёд находится сверху зимой на водоемах. Плотность льда равная 900 кг/м3, это означает, что куб льда со сторонами 1 метр имеет массу 900 кг.

Формула для определения плотности вещества следующая: плотность = масса/объем. Обозначаются величины, входящие в это выражение, так: масса – m, объем тела –V, а плотность обозначается буквой ρ (греческая буква «ро»). И формулу можно записать следующим образом: ρ = m/V

Чтобы вычислить плотность, нужно знать массу тела и объем.

Мы определяем массу физического тела с помощью весов, определяем объём различными экспериментальными способами, полученные данные подставляем в формулу, и находим значение плотности. Единица измерения плотности вещества понятна из формулы. Измеряется она в килограммах на метр кубический. Иногда используют такое значение, как грамм на кубический сантиметр.

Плотность вещества различна в разных агрегатных состояниях. То есть в твердом состоянии, жидком или газообразном. Плотность твердых тел, чаще всего, выше плотности жидкостей и намного выше плотности газов. Полезным исключением является вода, которая в твердом состоянии имеет плотность меньше, чем в жидком состоянии. Именно вследствие этой особенности воды на Земле возможна жизнь. Жизнь на нашей планете произошла из океанов. А если бы вода вела себя, как и все остальные вещества, то лёд, будучи тяжелее воды, опустился бы на дно и лежал там, не тая. И только на экваторе в небольшой толще воды существовала бы жизнь в виде нескольких видов бактерий. Поэтому, спасибо воде за то, что мы существуем!

Проводить эксперименты мне помогал старший брат, ученик 10 класса нашей школы.

Свою массу я определил на весах. Она оказалась равна 51 кг. Объем тела я определял двумя способами.

1 способ. Он основан на методе Архимеда: погрузившись полностью в ванну, человек вытеснит по объему воды ровно столько, каков объем его тела. Для этого способа я использовал ванну. Заметим уровень воды в ванне до и после погружения. Отметки сделаем цветной изолентой.

Затем определим объем воды между этими двумя уровнями, подсчитав, сколько литровых банок воды необходимо вылить в ванну, чтобы вода поднялась от первого отмеченного нами уровня до второго. Проделав этот эксперимент, я определил, что объём моего тела V1 равен 51 литровая банка, т. е. 51 литр или 0,051 м3

2 способ. Для этого способа я использовал домашний летний бассейн.

Затем повторил эксперимент, используя ванну. Мне было интересно сравнить результаты моего объёма, измеренные с помощью бассейна и ванны.

По часам было замечено, за сколько времени струя воды из крана наполняет одну литровую банку, и сколько времени эта же струя воды бу­дет наполнять бассейн до верхнего отмеченного уровня. В нашем эксперименте получилось, что литровая банка наполняется водой за 12 с, а время, за которое вода наполнять бассейн до верхнего отмеченного уровня, равняется 600 с. По этим данным определим объем тела V2 = 600 с:12 с = 50 литров или 0,050 м3. Объём моего тела, измеренного с помощью бассейна и ванны, практически одинаков.

Найдём среднее значение объёма моего тела, померенного двумя способами.

V = (V1+V2):2 = (0,051 м3+ 0,050 м3):2=0,0505 м3.

Вычислим плотность: ρ = 51 кг: 0,0505 м3= 1010 кг/м3

Полученные данные запишем в таблицу.

Масса тела, кг

Объем (по первому способу), м3

Объем (по второму способу), м3

Средний объем, м3

Плотность человека, кг/м3

51

0,051

0,050

0,0505

1010

По таблице плотностей плотность воды равна 1000 кг/м3. У нас получилась плотность человека, равная 1010 кг/м3 . По литературным данным среднее значение плотности человека равно 1036 кг/ м3.

Оказывается средняя плотность человеческого тела немного больше плотности воды (и почти равна плотности морской воды, её плотность 1030 кг/ м3). Это и является причиной того, что человек доволь­но легко может держаться на воде, так как тело, имеющие плотность такую же, как и плот­ность жидкости, плывет в ней. На поверхности нашей планеты с большим количеством водоёмов живые существа с плотностью, большей плотности воды, не могли бы плавать, и погибли бы, попав в любую подходящих размеров впадину с водой. Так что, значение нашей плотности – полезный результат эволюции!

Анализируя формулу, по которой рассчитывают плотность, можно предположить, что плотность зависит от комплекции человека. Чем меньше объем тела и больше его масса, тем плотность тела больше. Чем меньше объем тела и меньше масса тела человека, тем меньше его плотность

У худых людей плотность больше, чем у полных людей. Это предположение я решил проверить.

3 способ.

Человек имеет очень сложную конфигурацию, и форму поверхности тела человека описать сложно.   Но можно смоделировать тело человека из геометрических фигур: голова — шар, руки и ноги —  конусы, туловище — прямоугольный параллелепипед.

И  рассчитать объем человека по формуле:

V=Vголовы +Vтуловища +2Vрук +2Vног

Я решил определить объём тела некоторых моих товарищей по футбольной команде, основываясь на форме поверхности тела. И, пользуясь, этими результатами, рассчитать их плотность.

А также проверить зависимость плотности от комплекции человека, на примере участников исследования.

Для измерения объема тела человека мы использовали сантиметровую ленту, для определения массы тела — напольные весы.

Сделав необходимые измерения, занесли результаты в таблицу.

Участник эксперимента

Обхват головы, м

Длина туловища, м

Ширина туловища b, м

Толщина туловища c, м

Длина руки, м

Обхват руки у плеча, м

Длина ноги, м

Обхват ноги у бедра, м

1

0,55

0,56

0,25

0,2

0,67

0,26

0,9

0,56

2

0,53

0,43

0,22

0,15

0,6

0,23

0,84

0,45

3

0,57

0,55

0,27

0,17

0,67

0,27

0,9

0,52

4

0,56

0,58

0,35

0,22

0,73

0,32

0,95

0,61

Рассчитали объем каждого человека по формуле:

V=Vголовы +Vтуловища +2Vрук +2Vног

Но перед этим нашли геометрические формулы для всех составляющих:
Объем головы: Vголовы = L3/(6π2) , где L— обхват головы.
Объем туловища: Vтул = abc, где a- длина туловища, b- его ширина, c- толщина.
Объем руки: Vр = (L2.H)/(12π), где H- длина руки от кончиков пальцев до плеча, L – обхват руки у предплечья.
Объем ноги: Vн = (L2.H)/(12π), где H – длина ноги от бедра до щиколотки, L– обхват ноги у бедра.

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

Участник эксперимента

Объем головы, м3

Объем туловища, м3

Объем руки, м3

Объем ноги, м3

Общий объём, м3

1

0,0028

0,028

0,0012

0,0075

0,0482

2

0,0025

0,0142

0,00084

0,0045

0,0274

3

0,0031

0,0252

0,0013

0,0065

0,0439

4

0,003

0,0447

0,002

0,0094

0,0705

Рассчитали плотность, используя результаты рассчитанного общего объёма и измеренной массы тела каждого участника эксперимента.

Результаты расчёта плотности.

Участники эксперимента

Масса m, кг

Объем V, м3

Плотность ρ, кг/м3

1

50

0,0482

1037

2

30

0,0274

1094

3

49

0,0439

1116

4

73

0,0705

1035

Затем решили проверить результаты расчёта плотности, используя для определения объёма ванну с водой, т.к. метод Архимеда позволяет точнее определить объём тела сложной формы.

Участник эксперимента

Масса m, кг

Объем V, м3

Плотность ρ, кг/м3

1

50

48л = 0,048 м3

1041

2

30

27л = 0,027 м3

1111

3

49

44л = 0,044 м3

1113

4

73

70л = 0,070 м3

1043

Получили близкие значения плотностей, используя для определения объёма тела математические формулы и метод Архимеда.

Во время работы было определено, что значения плотности участников экспериментов колеблется в пределах от 1010 кг/м3 до 1116 кг/м3. Среднее значение плотности участников экспериментов получилось равным 1058 кг/м3. По литературным данным среднее значение плотности человека равно 1036 кг/ м3.

По результатам расчётов можно сделать вывод: плотность зависит от комплекции человека.

Заключение.

Исследовательская работа «Определение плотности тела человека» – это мой первый опыт деятельности в этом направлении.

В данной исследовательской работе я измерил массу тела, определил объём своего тела двумя способами.

Затем я вычислил плотность своего тела, которая оказалась равна 1010 кг/м3 , т. е. немногим больше плотности чистой воды.

Во время работы было определено, что значения плотности участников экспериментов колеблется в пределах от 1010 кг/м3 до 1116 кг/м3. Среднее значение плотности человека получилось равным 1058 кг/м3. По литературным данным среднее значение плотности человека равно 1036 кг/ м3.

Моё исследование доказало, плотность, и объем тела зависят от комплекции человека.

Плотность тела можно увеличить, если похудеть, например, во время поста. Я много занимаюсь спортом, футболом, это позволяют мне уменьшить жировую прослойку моего тела, и изменить плотность.

Если человек хочет легко держаться на воде, то он может уменьшить свою плотность, увеличив объём воздуха в лёгких.

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

Литература:

1. Перышкин А. В. «Физика 7 класс», Перышкин А. В., М. «Дрофа», 2012 г.

2. Фрещенко Т. Вожегова В. Физика 4-11 класс. Справочник школьника. — М.: Слово, 1995 г.

3. Г. Ландсберг: Элементарный учебник физики. Издательство: «Физматлит», 2022 г.

4. Сайт « Классная физика».

5. Сайт «Википедия». Плотность вещества.

Просмотров работы: 0

Оцените объём своего тела, если известно, что средняя плотность человека близка к плотности воды.

reshalka.com

ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон. Плотность вещества. Номер №200

Решение

Получай решения и ответы с помощью нашего бота

Для определения объёма своего тела нужно знать плотность тела человека и его массу (
V
=

m

ρ

).
Средняя плотность человека близка к плотности воды:

ρ

в

=
1000

к

г

/

м

3

.
Масса тела = 55 кг.

V
=

55
1000

=
0
,
055

м

3

или 55 л.
Таким образом, объём тела равен 55 л.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти целые числа в питоне
  • Как найти файл сертификата эцп на компьютере
  • Как найти угнанную машину своими силами
  • Файл исчез с компьютера как его найти
  • Если дрожжевое тесто не поднимается как его исправить