Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа с.Исмагилово

муниципального района Аургазинский район

Республики Башкортостан

Исследовательская работа

в области физики

«Физика на службе фермера»

Выполнил:

ученик 10 класса

МБОУ СОШ с.Исмагилово

Журавлев Валентин

Руководитель:

учитель физики МБОУ СОШ

с.Исмагилово

Мухаметзянов И.Я.

с.Исмагилово

2022 г.

Содержание.

I. Введение.

II. Основная часть.

Глава 1. Физические величины и их измерение.

Глава 2. Движение и силы.

Глава 3. Давление твердых тел.

Глава 4. Давление жидкостей и газов.

III. Заключение.

IV. Список литературы.

I

.Введение.

В этом году мы продолжаем изучение предмета – физика. Мне он очень

нравится: интересно наблюдать и объяснять явления, проводить

эксперименты, решать задачи. Но не всем даётся физика, не легка эта наука,

и иногда слышишь: а зачем нужна эта физика? И правда, так ли важны

знания по физике в практической жизни? Я решил выяснить этот вопрос.

Мой папа –Журавлев Анатолий Валентинович фермер, все взрослые члены

нашей семьи трудятся вместе с ним, выращивают хлеб. Используются ли

знания по физике в работе фермера?

Цель работы:

выяснить, используются ли знания по физике в работе фермерского

хозяйства.

Задачи:

1. познакомиться с измерительными приборами, используемыми на практике

в сельском хозяйстве, их назначением, внесистемными единицами

измерения;

2. найти примеры использования физических законов в

сельскохозяйственном производстве;

3. научиться пользоваться справочной литературой, составлять и решать

задачи с практическим содержанием.

Гипотеза исследования:

физические знания широко используются в работе фермера.

Объект исследования:

работы и механизмы, используемые в фермерском хозяйстве.

Предмет исследования:

физические явления и законы.

Методы исследования:

наблюдения, физический эксперимент, изучение справочной и специальной

литературы.

Практическая значимость

:

исследовательская работа заключается в составлении рекомендаций для сельчан по

использованию физических формул в сельском хозяйстве.

II. Основная часть.

Так как мой папа Журавлев Анатолий Валентинович работает более 17 лет

фермером КФХ «Журавлев», ему приходилось разрешать различные

проблемные задачи для развития сельского хозяйства. В связи с этим я пришел к

выводу, что для достижения данной цели по развитию фермерского хозяйства

одним из важных направлений является знание физических законов, правил,

формул и т.д. Составил задачи по различным содержаниям. В составлении задач и

применении физических формул, предоставлении необходимых данных мне

помогли папа Анатолий, как руководитель фермерского хозяйства и его

помощники.

Текстовые задачи с сельскохозяйственным содержанием отражают реальную

ситуацию, имеют познавательную ценность.

Глава 1. Физические величины и их измерение.

Физика – наука о природе. Она изучает наиболее простые и наиболее общие

свойства окружающего нас мира. Для описания физических закономерностей

используют математический язык. Физические величины являются

количественными характеристика свойств тел и физических явлений. Главное, что

любую физическую величину можно измерить. С первых уроков физики и далее,

мы как раз учились измерять некоторые физические величины: длину, объем,

время.

Какие же измерения и с какой целью необходимы в сельском хозяйстве? Для

этого я решил познакомиться с измерительными приборами, используемыми в

фермерском хозяйстве, их оказалось немало: рулетка, спидометр, манометр,

ареометр

, влагомер, амперметр и другие.

Например, на фотографиях мы видим:

спидометр – это прибор для измерения скорости движения и величину пути;

манометром измеряют давление большее или меньшее атмосферного

давления.

Любой прибор снабжен шкалой, и чтобы правильно снять показания

необходимо уметь определять цену деления. Цена деления находится так:



разницу двух соседних числовых значений делим на число делений между

ними.

Так для спидометра цена деления равна 5 км/ч, а у манометра она составляет

0,2 кгс/см

2

.

При знакомстве с некоторыми приборами я обнаружил, что единицы

измерения не совпадают с теми, которые мы изучали на уроке. Пришлось

заглянуть в справочную литературу. Оказалось, что кг-сила – это примерно 10 Н,

тогда единица давления кгс/см

2

»

100 кПа или 1 атмосфера.

У каждого прибора существует также предел измерений: для данного

спидометра – 120 км/ч, манометра – 10 кгс/см

2

.

Для измерения массы тел мы использовали на уроках рычажные весы. В

хозяйстве приходится взвешивать мешки с зерном, а также автомашины с зерном,

телеги с сеном, соломой. Я узнал, что для этого применяются автомобильные весы.

Но автомобильные весы есть только на хоздворе бывшего колхоза. В связи с этим я

решил определить массу пшеницы с помощью формулы: . Измерив

длину, ширину и высоту кузова автомашины «Зил-130»

,

определил его объем: 4



2



1,2 = 9,6 м

3

. Насыпная

плотность пшеницы 760 кг/м

3

. И тогда масса пшеницы перевозимая «Зил-130»:

m = 760 кг/м

3



9,6 м

3

= 7296 кг

»

7 т

Вывод: В фермерском хозяйстве невозможно обойтись без различных

приборов, и значит нужно уметь ими пользоваться.

Глава 2. Движение и скорость

Физика – основа техники и хотя крестьянско-фермерское хозяйство

«Журавлев» невелико, но в нем насчитывается около 15 единиц техники.

Поэтому следующим шагом в моем исследовании стало изучение

технических паспортов тракторов, комбайнов, грузовиков. Из составленной

таблицы видно, что современные сельскохозяйственные машины позволяют

выполнять работы на более высоких скоростях, чем раньше. Если скорость

движения лошади, впряженной в плуг или борону, составляла 3,6 км/ч, то сегодня

тракторы могут работать на скоростях до 30 км/ч! Что это дает? Увеличение

производительности труда, экономию времени!

Сельскохозяйственная

техника

Средняя скорость движения

Трактор «Беларусь»

35 км/ч

Трактор ДТ-75

11 км/ч

Комбайн «Дон 1500 Б»

20 км/ч

Автомобиль «Урал»

70 км/ч

Автомобиль ЗИЛ

60 км/ч

Я решил посчитать: за какое время можно убрать пшеницу с поля площадью 60 га

комбайном «Дон 1500 Б», движущимся со средней скоростью 20 км/ч, при ширине

захвата жатки 6 м ?

Решение.

1. 20000 м/ч ∙ 6 м = 120000 м

2

/ч (за 1 час комбайн скашивает пшеницу с 12 га)

2. 60 га : 12 га/ч = 5ч (продолжительность уборки поля составит 5 ч)

Обычно, у нас в поле работает два комбайна, и значит, поле можно убрать за 2.5

часов.

Но дедушка мне объяснял, что не всегда быстро, значит хорошо. Разные

сельскохозяйственные работы выполняются при различных скоростях. Например:



вспашка 9 – 12 км/ч



боронование 10 – 12 км/ч



посев зерновых 10 – 12 км/ч



скашивание трав 5 – 12 км/ч

Вывод: Таким образом, для качественного проведения работ необходимо знать и

учитывать скорости движения различных агрегатов.

Глава 3. Давление твердых тел

При изучении темы «Давление твердых тел», я заинтересовался следующим

вопросом: как на практике решаются задачи, связанные как с увеличением, так и с

уменьшением давления. Для сельского хозяйства это очень важная проблема, ведь

колеса и гусеницы сельскохозяйственных машин: тракторов, комбайнов,

грузовиков, сеялок, косилок разрушают и уплотняют почву. Какие же существуют

пути уменьшения давления на почву?

Согласно формуле для уменьшения давления необходимо

увеличить площадь опоры.

Для проверки этого факта я решил сравнить давление на почву колёсного

трактора «Беларусь»

и

гусеничного трактора ДТ-75,

а также грузовых автомобилей «Урал» и «ЗИЛ».

Я измерил длину и ширину гусениц, длину и ширину соприкосновения с

землей каждого колеса и рассчитал общую площадь опоры. Зная массы машин,

определил по формуле

их вес и рассчитал давление, оказываемое на землю.

Длина гусеницы

(соприкосновени

я колеса с

ширина

гусеницы

(соприкосновени

количество

гусениц (колес)

Общая площадь

опоры

Масса и вес

давление

«Беларусь»

77 см

50 см

40 см

40 см

2

2

1,02 м

2

5150 кг

51500 Н

50000 Па

ДТ-75

200 см

42 см

2

1,68 м

2

6007 кг

60070 Н

36000 Па

ЗИЛ

40 см

18 см

6

0,43 м

2

4100 кг

41000 Н

95000 Па

Расчеты показали, что, не смотря на больший вес трактора ДТ-75, давление

его на почву благодаря широким гусеницам в 1,5 раза меньше, чем у колесного!

Именно поэтому колесными тракторами проводят вспашку полей, а вот посев и

боронование осуществляют гусеничными.

Автомобиль «Урал» по массе в 2 раза больше ЗИЛа, а давление, благодаря

широким колесам, он производит даже меньшее. Значит, такой автомобиль

выгоднее применять при уборке хлеба (целых два плюса: и зерна вмещает больше,

и почву не уплотняет сильно), жаль, что в хозяйстве он пока один.

Вывод:

Я

выяснил, что при полевых работах важно учитывать давление

техники на землю.

Глава 4. Давление жидкостей и газов

Изучая применение гидростатического давления, мы рассмотрели

устройства некоторых гидравлических машин: пресса, домкрата. В домашнем

задании предлагалось объяснить действие гидравлического тормоза по схеме в

учебнике. Я обратился за помощью к папе. Оказалось все очень просто: педаль

толкает поршень (2), поршень толкает жидкость, жидкость толкает поршень (3),

поршень толкает колодки, колодки прижимаются к барабанам, колеса перестают

крутится, и машина останавливается. И все это благодаря закону Паскаля:

давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку

одинаково во всех направлениях.

Схема гидравлического тормоза

На автомашинах с большой грузоподъемностью (ЗИЛ, «Урал») установлены

воздушные (пневматические) тормоза. Их работа также основана на законе

Паскаля. Такой тормоз приводится в действие сжатым воздухом.

Осенью для окончательной очистки семян зерновых, колосовых, крупяных

культур применяют пневмосепаратор. И опять на помощь приходит физика, ведь

очистка осуществляется воздушным потоком и основана на разности скоростей

витания зерна основной культуры и примесей.

Происходит это следующим образом. Из приёмного бункера зерно подаётся в

пневмосепаратор на поддерживающую сетку.

Мы с папой при обработке зерна Пневмосепаратор зерна

Под действием воздушного потока, создаваемого вентилятором, примеси,

скорость витания которых больше скорости витания семян поступают в осадочную

камеру и осадочную камеру мертвого отхода.

Вывод: как видите, и здесь законы физики помогают в работе механизмов!

III. Заключение.

В результате проведенной работы я убедился, что благодаря физике в

значительной степени облегчается труд хлебороба, ее законы позволяют создавать

механизмы, заменяющие многие ручные сельскохозяйственные работы.

Таким образом, моя гипотеза о том, что многие вопросы физики учитываются в

фермерском хозяйстве, подтвердилась. Данная работа помогла мне



лучше разобраться в учебном материале,



найти интересные примеры из практики, понятные ученикам сельских школ,



научиться пользоваться измерительными приборами и справочниками,



решать экспериментальные задачи.

Когда я выступал перед одноклассниками со своей работой, даже те ребята,

которым физика дается с трудом, сказали, что им было интересно. Поэтому, я

думаю, что проведенные эксперименты и рассмотренные примеры могут быть

использованы на уроках физики для повышения интереса к ней. Моя работа

актуальна еще и потому, что, к сожалению, сейчас даже некоторые сельские

ученики имеют плохое представление о том, как выращивается хлеб, ведь во

многих деревнях колхозы и совхозы развалились. Когда я вырасту, тоже стану

фермером, и надеюсь, что знание физики поможет мне овладеть профессией

хлебороба.

А сколько еще интересных вопросов не было затронуто в моей работе.

Физика буквально повсюду. Скоро начнется сезон полевых работ, и я смогу найти

еще больше примеров использования физических законов. Физика – это здорово!

Наша сельскохозяйстенная техника.

IV. Список литературы

1.

Перышкин А.В. Физика, 7-9 класс. – М.: Дрофа, 2017

2.

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский. Физика-10,11

кл.Просвещение,2021

3. Куприн М.Я. Физика в сельском хозяйстве. – М.: Просвещение,2013

4. Енохович А.С. Справочник по физике и технике. М.: Просвещение, 2003.

Приложение

Характеристики сельскохозяйственной техники, используемых в крестьянско-

фермерском хозяйстве «Журавлев» (составлены на основе технических паспортов)

Вид техники

Количество

Масса, кг

Максимальная

скорость, км/ч

Мощность,

кВт (л. с.

*

)

Колесный

трактор

«Беларусь»

2

5150

35

90,4 (130)

Гусеничный

трактор ДТ- 75

3

6007

11

(72)

Комбайн

«Дон-1500 Б»

2

13440

20

168 (235)

Грузовик

ЗИЛ-130

1

5100

80

(150)

Грузовик

«Урал»

1

9075

80

210

*1 л.с. = 736 Вт

Фото сельскохозяйственной техники

Комбайн «Дон-1500 Б»

Трактор «Беларусь» Трактор ДТ-75

ЗИЛ-130 «Урал»