Оно состоит совсем не в "спутниках, спутниках, спутниках..."
Если очень внимательно приглядеться, видно: мы используем пару время-расстояние. Никаких дополнительных величин. Опять же пресловутые константы. Параметры движения аппарата - это всё, что у нас есть, а рамки школьного курса заставляют даже от этого оставлять 10-15%. Мы не используем никаких преимуществ того или иного устройства - по сути, каждый спутник, будь то метеозонд или рентген-телескоп, имеет для нас совершенно одинаковую ценность, равную ценности выведенной на орбиту кастрюльки (если было бы возможно пеленговать её сигналы). Мы ничего не можем сказать даже о физических параметрах (массе, размерах) какого-либо конкретного спутника. Так что уникальная современная лаборатория по сути оборачивается облаком металлолома. И это правда.
А другая правда в том, что любой опыт, увиденный учеником, рождает маленькое желание проверить всё самому. И неважно, каков будет результат: суть в том, чтобы самому взять часы и карандаш, самому задать начальные условия, самому нажать на кнопки. И если уж совсем честно, то убедиться в существовании закона свободного падения равно помогут тетрадка, портфель, сосед Вася, самовар. Нужно просто бросить и замерить.
Вот тут и кроется загвоздка. Чтобы бросить, надо бросать. Чтобы замерить, надо замерять.
Система NORAD для нас отнюдь не утратила бы своей полезности, если бы давала информацию о горшках с кактусами. Только тогда практикум назывался бы биофизическим, и всё. Она уже бросила, уже замерила. Впрочем, в этом у неё нет никакого преимущества перед записками Галилея о его опытах. Преимущество в том, что "опыты" NORAD проводит столь часто, что, кажется, сам процесс не прекращается никогда. Так что нужно лишь выбрать объект исследования и дать старт.
Практикум ставит знак равенства между "провести эксперимент" и "воспользоваться уникальными данными".
Иными словами, именно эта летающая тарелка - ваша.
- CtrlAlt's блог
- Войдите на сайт для отправки комментариев
- 7593 просмотра
Случайно зашла на этот материал почти годичной давности, удивилась, что он пользуется до сих пор популярностью, и по-новому проявилась затронутая проблема.
Это же замечательно, что в Космофизическом практикуме задействованы всего два параметра: радиус орбиты спутника и период обращения (фактически из системы слежения за спутниками взята только суточная частота вращения). С помощью двух(!) величин можно определить ускорение свободного падения на различных высотах от поверхности Земли, массу и плотность нашей планеты, проверить 3 закон Кеплера...
Физики сотни лет затратили, чтобы понять, что механическое движение можно описать с помощью 3 величин (путь, скорость, ускорение), причем эти величины взаимосвязаны и выводятся из любой одной.
При всем уважении к CtrlAlt именно выражение из текста
>Параметры движения аппарата - это всё, что у нас есть
является главным преимуществом Космофизического практикума.
Вернемся к измерению ускорения свободного падения...
Ускорение свободного падения можно измерить не только путем сбрасывая предмета с определенной высоты, а при многих физических процессах, в которых задействована сила тяжести. Например математический маятник, который можно сделать из нерастяжимой нити(для небольших значений силы трения). Отклоняя нить с грузом на небольшой угол, можно получить достаточно точные значения. Только подвешивать желательно шарик, но если вы хотите проводить измерения на портфеле или на Васе, то ищите их центр тяжести.
В общем я хотел сказать, что ученик может найти более простой способ найти ту, или иную величину, но точность измерений он гарантировать не может...
Ты строг к себе - и это правильно.
В качестве защиты мне нечего добавить к тому, что высказал Виктор Михайлович, кроме того, что не стоит так пренебрежительно относиться к кастрюлькам - из них люди делают телескопы!
Журавлев В.М.
Уважаемый CtrlAlt , как я понимаю, решил ответить на поставленный им самим вопрос - есть ли какое-то преимущество, созданного при его значительном и деятельном участии космофизического практикума для школьников? Видимо вопрос возник во время представления работы на молодежном форуме-2009. Попробую прокомментировать получившийся ответ автора. В целом ответ содержит вполне правильное и здравое понимание сути созданного практикума. Однако есть несколько вопросов, требующих уточнения. Во-первых, измерить в домашних условиях ускорение свободного падения в принципе не сложно, но и не так просто, как представил это CtrlAlt. Если бросать портфель, тетрадку, самовар и, не дай Бог, соседа Васю, то для проведения эксперимента понадобится весьма точные часы и точный способ измерения высоты, с которой будет бросаться соответствующий предмет (допустим портфель). Можно оценить, что с высоты головы время падения портфеля будет порядка 0.5 с. Но это есть точность измерения с помощью ручного секундомера. Поэтому либо нужно иметь часы более точные, чем ручной секундомер, либо бросать портфель надо с гораздо большей высоты - типа высоты Пизанской башни. Часы с точностью порядка 0.1 с найти можно, но это уже требует специальной подготовки эксперимента. Подняться на большую высоту можно, но не безопасно и требует соблюдения техники безопасности. Кроме того, возникнет проблема вычисления высоты , с которой будут бросать портфель. Задача решаемая, но тоже требующая подготовки. Есть при всем этом и проблема сопротивления атмосферы. Причем она будет усложняться с увеличением высоты, с которой сбрасывается портфель или тетрадь (для последней и с малой высоты будут трудности). В школах и вузах обычно эти проблемы решают с помощью машины Атвуда. Идея в том, чтобы замедлить процесс падения до такого уровня, чтобы можно было бы использовать ручной секундомер и не учитывать сопротивление атмосферы. Идея хороша, но слишком привычна, да и трение в блоках мешает. Кроме того, ее ведь тоже надо построить - эту машину Атвуда. В общем, дело это требует тоже специальной подготовки. Если учесть теперь сказанное, то становится ясно, что использование данных о движении спутников снимает большинство проблем. Характерное время падения спутника - это оборот вокруг Земли, а это не менее 1 часа. Правда , спутник не видно и использовать ручной секундомер не удастся. Но есть система NORAD со своим секундомером и со своей линейкой. Почему бы не поручить ей проведение прямых измерений, оставив для себя задачу использовать полученные ею измерения. При этом, как выясняется, вычисление ускорения не сводится к совсем уж простому делению чисел. NORAD измеряет не совсем то, что нам надо. Поэтому извлечь из ее данных нужную информацию - задача, если и не крайне увлекательная, но весьма поучительная. Еще два преимущества CtrlAlt отметил совершенно точно. Система NORAD проводит измерения постоянно, без каникул и прогулов, и главное - она следит за тысячами спутников одновременно. Если захочется получить такой набор данных в школе, то всем ученикам пришлось бы по нескольку раз в день сбрасывать свои портфели из окон самого верхнего этажа школы на головы стоящих внизу товарищей с секундомерами. При этом надо было бы каждому набивать портфели вской всячиной, чтобы масса портфелей была разной. В общем, портфели пришлось бы менять каждый день, что обошлось бы в год, наверное, не меньше, чем запуск одного спутника на орбиту. В противовес этому, наш практикум предлагает сидеть у компьютера при минимуме опасности и использовать данные, полученные с огромной относительной точностью, такой, что в школе добиться невозможно. И, в конце концов, вычислять ускорения свободного падения разнообразных спутников на различных высотах от сотен до тысяч километров, движущихся практически в вакууме. И самое главное - это одновременно приобщаться к великому освоению человечеством космического пространства, начавшемуся 52 года назад.
Спасибо за искреннее неожиданное и очень необходимое мнение. Это лишний раз доказывает, что космофизический практикум продолжает вызывать интерес, задевая за живое даже авторов проекта.
Теперь по существу.
1. В спутники вложены огромные средства, труд и творчество многих талантливых людей. И если, даже выработав ресурс, спутники продолжают быть объектом исследования, они отдают энергетику вложенных в них усилий. Миллионы людей каждый год посещают Пизанскую башню, не повторяя опытов Галилея, но что-то их влечет к этому месту. Можно воспринимать спутники не как космический мусор, а как движущиеся памятники, но это уже лирика.
2. Ни один опыт на Земле с книгой и соседом Васей не продемонстрирует зависимость силы тяготения к Земле от высоты над поверхностью, а практикум это дает наглядно.
3. Это первая попытка понятным, пусть примитивным методом привлечь внимание юного поколения к самым современным достижениям человечества, начиная даже с первого класса школы. Главное - заинтересовать, а потом, найдя увлеченных, неравнодушных школьников и студентов, использовать данные, передаваемые от сотен действующих активных спутников. Конечно, отслужившие спутники - проблема, но пока она не решена, пусть "исторические" спутники станут объектом исследования, а не обидным "мусором". Если космофизический практикум будет применяться в школах, отслужившие спутники получат "второе дыхание" и, может быть, помогут пользователям совершить открытия. "Не стареют душой ветераны..."
4. В XXI веке, молодым людям, общающимся с компьютером «на ты», надо давать реальную информацию для размышления. Спутники достойны внимания.
5. Резерфорд еще в начале XX века сказал, что все, что лежало на поверхности, уже открыто учеными: надо искать новые возможности для познания окружающего мира.
Благодарю за доставленные эмоции.
Пользователь Натали не несет отвественности за данный комментарий.