Результаты работы:
- Проведено экспериментальное исследование ламп накаливания и люминесцентных ламп.
- По результатам эксперимента составлена сравнительная таблица по изменению силы (световому потоку) тока через фотоэлемент при различных положениях ламп (горизонтальном и вертикальном).
- Был проведен расчет энергосбережения по параметрам: срок службы ламп, затраты на электроэнергию для домов с газовыми плитами и для домов с электроплитами для населения г.Кирова на 2010 год. 
- Предложен способ утилизации люминесцентных ламп.

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОВ ФУКО

Автор: Сорокин Антон, МОУ СОШ № 11 г.Ейска, Краснодарский край.
Руководитель: Семке А.И.

Вихревые токи, токи Фуко (в честь Фуко, Жан Бернар Леон) – вихревые индукционные токи, возникающие в массивных проводниках при изменении пронизывающего их магнитного потока.
Впервые вихревые токи были обнаружены французским учёным Д.Ф Араго (1786 - 1853) в 1824 г. в медном диске, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск приходил во вращение. Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске токи (вихревые), которые взаимодействуют с магнитной стрелкой. Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем. Он открыл явление нагревания металлических тел, вращаемых в магнитном поле, вихревыми токами.
Токи Фуко возникают под воздействием переменного электромагнитного поля и по физической природе ничем не отличаются от индукционных токов, возникающих в линейных проводах. Они вихревые, то есть, замкнуты в кольца. Электрическое сопротивление массивного проводника мало, поэтому токи Фуко достигают очень большой силы. В соответствии с правилом Ленца они выбирают внутри проводника такое направление и путь, чтобы противиться причине, вызывающей их. Поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем. Это свойство используется для демпфирования подвижных частей гальванометров, сейсмографов и др.

81

Под действием этих ЭДС в массе металлической детали протекают вихревые токи (токи Фуко), которые замыкаются в массе, образуя вихревые контуры токов. Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые, по правилу Ленца, противодействуют магнитному потоку катушки и ослабляют его. Кроме того, они вызывают нагрев сердечника, что является бесполезной тратой энергии. 
Объект исследования: электрические токи в сплошных средах.
Предмет исследования: эффекты, возникающие при порождении токов Фуко.
Цель работы: Исследовать эффекты, возникающие при порождении токов Фуко в сплошных средах.
Задачи исследования:
1. Изучить имеющиеся информационные, научные и электронные источники информации по данной теме исследования.
2. Изготовить физический маятник.
3. Провести измерения силы сопротивления при колебаниях физического маятника в обычных условиях и при возникновении токов Фуко.
Гипотеза исследования: энергия магнитного поля, порождаемого токами Фуко, зависит от толщины медных пластин.
Результаты исследования. В ходе проведенного исследования мы обнаружили, что число затухающих колебаний зависит от значения тока Фуко и магнитного поля, его порождающего. При увеличении толщины медных пластин число колебаний уменьшается. При толщине медных пластин равной 6 мм число колебаний стало равным 1. Результаты данного исследования, возможно, использовать для проектирования тормозных устройств подъемных кранов, эскалаторов, вагонеток в промышленности и транспорте.
Энергия магнитного поля, порождаемого токами Фуко, зависит от толщины медных пластин. С увеличением числа медных пластин, а, следовательно, толщины меди, энергия магнитного поля, порождаемого токами Фуко, увеличилась.
Cиловое действие токов Фуко можно использовать в успокоителях колебаний подвижных частей приборов и аппаратов, в индукционных тормозах (в которых массивный металлический диск вращается в поле электромагнитов).

82

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕМНОЙ АКТИВНОСТИ ПРОБ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЖИЛЬЯ В ЕЙСКЕ

Автор: Сотскова Елена, МОУ Гимназия № 14 г.Ейска, Краснодарский край.
Руководитель: Семке А.И.

Знакомство с фактами отрицательного влияния ионизирующих излучений на организм человека вызывает естественный вопрос, почему же не исключить из жизни человека возможность какого-либо облучения отказавшись от изготовления и употребления источников радиации. Однако исключить полностью действие ионизирующей радиации на человека невозможно, поскольку радиоактивность не изобретена человеком, а лишь открыта им. 
Радон является продуктом радиоактивного распада радия. Радий в свою очередь является продуктом радиоактивного распада урана. Уран содержится в земной коре и в любых почвах. Поэтому радон постоянно образуется в почве повсеместно на Земле. Радон – инертный газ, поэтому в почве он не удерживается и постепенно выходит в атмосферу. Концентрация радона повышается в закрытых непроветриваемых помещения, а также в нижних этажах зданий, близких к почве.
В большинстве домов удельная активность радона и продуктов его распада составляет около 500 Бк/м³, что примерно в 25 раз выше среднего уровня удельной активности атмосферного воздуха вне зданий.
Среднее значение эквивалентной дозы облучения, обусловленной радоном и продуктами его распада, составляет 1 миллизиверт в год. Это примерно половина средней годовой дозы облучения, получаемой человеком от всех естественных источников радиации. Таким образом, среднее значение эквивалентной дозы облучения, обусловленной естественным радиационным фоном, составляет около 2 мЗв в год (0,2 бэр в год).
Цель исследования: в городских условиях измерить объемную активность проб строительных материалов.
Задачи:
1. Изучить имеющиеся информационные, научные и электронные источники информации по данной теме исследования.
2. Исследовать характеристики строительных материалов, которые используются в городе Ейске.
3. Измерить объемную активность проб строительных материалов.
Объект исследования: экологические процессы, происходящие в строениях, при строительстве которых используются современные материалы.

83

Приборы и материалы: дозиметр бытовой QUARTEX, дозиметр РКСБ-104, емкости под строительные материалы объемом 2л (полиэтиленовые пакеты).
Гипотеза исследования: строительные материалы, сделанные из природных компонентов, имеют в своем составе радионуклиды, следовательно, объемная активность этих материалов выше естественного.
Результаты исследования. В результате наших исследований мы определили, что в целом радиационный фон строительных материалов находится в норме. Но при детальном рассмотрении, радиационный фон при использовании исследуемых проб строительных материалов увеличивается от 1,55 до 2,03 раз. Максимальное отклонение от нормального радиационного фона среди исследованных проб имеют затирка для плиточных швов и цемент на 203%. На 198 % отклонение от нормального радиационного фона у негашеной извести. Среди исследованных проб минимальное отклонение от нормального радиационного фона имеют штукатурка и шпаклевка гипсовая на 155%.
Результаты измерений соответствуют нашей гипотезе исследования и обусловлено тем, что все строительные материалы изготавливаются из природных компонентов, которые насыщены радионуклидами. На основании проведенных исследований рекомендуем не использовать современные строительные смеси, так как в дальнейшем повышение радиационного фона в жилище скажется на здоровье людей.
В целом исследования проб строительных материалов покали, что объемная активность проб в норме и не превышает предельно-допустимое значение.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ГАЛАКТИК ПО ГОТОВЫМ ФОТОГРАФИЯМ

Автор: Суздорф Феликс, МОУ СОШ № 11 г.Ейска, Краснодарский край.
Руководитель: Семке А.И.

Галактики отличаются большим разнообразием: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой (баром), карликовые, неправильные и т. д. Если же говорить о числовых значениях, то, к примеру, их масса варьируется от 107 до 1012 масс Солнца, а диаметр – от 5 до 50 килопарсек.
Одной из нерешённых проблем строения галактик является тёмная материя, проявляющая себя только в гравитационном взаимодействии. Она может составлять до 90 % от общей массы галактики, а может и полностью отсутствовать, как в карликовых галактиках.

84

Цель работы: исследовать основные характеристики галактик по готовым фотографиям.
Задачи исследования:
1. Изучить имеющиеся информационные, научные и электронные источники информации по данной теме исследования.
2. Исследовать параметры галактик, характеризующие уравнение спирали.
На основе проведенных наблюдений спиральных галактик получены следующие результаты:
1. Определены параметры, характеризующие уравнение спирали, степень закрученности спиралей. Так для спиральной галактики Водоворот степень закрученности равна 58º.
2. Определен диаметр галактики NGC 5584, который составляет 3’.1 x 2’.3 или 19.4 x 14.4 Кпк. Он несколько меньше в отличие от результатов наблюдений профессиональных астрономов. Заниженный размер получился вследствие того, что наблюдения проводились на менее крупном телескопе, а самое главное с более коротким временем экспонирования.
3. Большинство галактик можно классифицировать, отнеся к одному из известных морфологических типов. Спиральные галактики имеют дискообразную форму с центральным балджем (утолщением), от которого отходят спиральные рукава. В спиральных галактиках с перемычкой балдж пересекается перемычкой из звезд, а рукава кажутся присоединенными к концам перемычки.
Эллиптические галактики. К этому типу могут принадлежать и самые маленькие, и самые большие галактики. Предполагается, что они полностью состоят из старых звезд с относительно малым количеством межзвездного вещества. Трехмерная форма галактик эллиптического типа может быть сфероидальной, в том числе и практически сферической.
Третья основная группа – неправильные галактики, которые не являются ни спиральными, ни эллиптическими. Они составляют до четверти всех известных галактик. В видимом свете неправильные галактики не показывают никакой специфической круговой симметрии и имеют хаотический вид. Небольшое число галактик имеет необычную структуру, часто приписываемую гравитационному взаимодействию с другой галактикой.
В ходе нашего исследования мы определили основные характеристики галактик и рассчитали сжатие галактик С. По этим данным мы классифицировали галактики по классификации Хаббла.
Все эти новые данные позволяют получить более полное представление о структуре спиральных галактик и вспышках сверхновых в них. Что, в конечном счете, вносит свой вклад в познании многообразной и бескрайней Вселенной.

85

Измерения, проведенные в этой работе, в первую очередь, позволяют расширить общие научные сведения и знания о космосе и окружающем нас пространстве, все эти данные хорошо согласуются с данными других ученых, полученными на других телескопах, что в очередной раз доказывает большую значимость проекта «Открытая астрономия» в образовании юных астрономов.

ФИЗИКО-ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ НИТЯНОГО МАЯТНИКА

Автор: Царенко Максим, МОУ лицей №4 г.Ейска, Краснодарский край.
Руководители: Рыжова Н.И., Каликина О.В.

Цели работы:
· Поставить физический эксперимент, в котором исследовать зависимость периода и частоты колебаний от длины нити и угла отклонения.
· Создать программу, в среде программирования Lazarus 0.9.28.2, моделирующую по заданным параметрам процесс колебаний.
В своей работе, я исследую зависимость периода и частоты гармонических колебаний нитяного маятника от длины нити и угла отклонения, и создаю программу в среде программирования Lazarus 0.9.28.2, моделирующую процесс колебаний. С помощью программы можно смоделировать процесс гармонических колебаний, и получить на экране графики зависимости координаты, скорости, ускорения от времени и значения координаты, ускорения, скорости для заданного момента времени. При моделировании колебаний пользователь должен ввести начальные данные, такие как: вид колебаний, способ вывода колебательной системы из положения равновесия, длина нити подвеса, угол отклонения, диаметр колеблющегося тела (для затухающих колебаний), момент времени, для которого рассчитать значения отклонения, скорости, ускорения тела.
В школьном курсе для расчета периода колебания используется формула: Т = 2π, но эта формула справедлива лишь для малых углов(α<5о). В программе же используется формула:

Т =2π*(1+0.25*(sin2(α π /360)) – которая верна для углов более 5^о

В ходе работы я собираю экспериментальную установку по средствам оборудования виртуальной лаборатории L-Физика. Используемая установка является моделью маятника. С помощью собранной установки я произвожу измерения для различных длин нити(50,40,30см) и различных углов отклонения(60,45,30,20).

86

Полученные данные были занесены в таблицу. По данным из таблицы я делаю вывод, что период колебания прямо пропорционально зависит от длины нити и угла отклонения.
Данные программы подтверждаются результатами физического эксперимента. Программа не нуждается в особых модификациях компьютерной системы и работает под управлением операционной системы Windows 9X/ XP/Vista/7, Linux Ubuntu 10.10(с помощью программы Wine).

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИБЛИЖЕННЫХ МЕТОДОВ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРАЛОВ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Автор: Чумак Никита, МОУ лицей №4 г.Ейска, Краснодарский край.
Руководители: Рыжова Н.И., Каликина О.В.

Актуальность: созданная мною программа представляет из себя свободное, бесплатное, удобное и стабильно работающее программное обеспечение.
Цель исследования: создание программы с дружественным интерфейсом для подсчета определенного интеграла заданной функции различными приближенными методами.
Объект исследования: приближенные методы подсчета определенного интеграла, функция лексического анализа.
Гипотеза: любая правильно заданная математическая функция может быть корректно интерпретирована компьютерной программой, может быть построен график ее функции и рассчитаны приближенные значения определенного интеграла этой функции на заданном промежутке.
Задачи исследования: введенную пользователем функцию перевести в интерпретацию, понятную компьютеру; создать алгоритмы для подсчета определенного интеграла; построить график функции на заданном отрезке.
Научная новизна:— Новый метод лексического анализа алгебраического выражения.
Практическая значимость: новый метод лексического анализа может применяться в других программах для интерпретации алгебраических выражений; удобное усовершенствование метода путем добавления новых функций или констант.
Результаты исследования. Доступная программа, которая осуществляет лексический анализ следующих математических функций: sin(), cos(), exp(), abs(), sqr(), sqrt(), число Пи, переменную х, скобки, знаки арифметических операций. Так же, по желанию пользователя, построение программой графика исследуемой функции.

87

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНОЙ КРИВОЙ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Автор: Шипитько Олег, МОУ лицей № 4 города Ейска, Краснодарский край.
Руководители: Рыжова Н.И., Каликина О.В.

Цель работы: исследовать явление электромагнитного резонанса, возникающего в колебательном контуре и создать программу, моделирующую процессы, протекающие в колебательном контуре;
Объект исследования: явление электромагнитного резонанса, возникающего в колебательном контуре;
Гипотеза: предполагаю, что резонансная частота и резонансный ток зависят от параметров колебательного контура (индуктивности катушки, емкости конденсатора, активного сопротивления, циклической частоты внешнего воздействия);
Задачи:
-Изучить теоретический материал по теме данного исследования;
-Поставить физический эксперимент, в котором исследовать зависимость резонансной частоты от параметров колебательного контура;
-Создать программу, которая позволяет моделировать процессы, протекающие в колебательном контуре, графически отображать исследуемые зависимости, рассчитывать и отображать на экране характеристики колебательного контура;
Новизна: программа, созданная в ходе работы, позволяет автоматизировать процесс изучения электромагнитных колебаний и электромагнитного резонанса и является альтернативой традиционному подсчету по формулам;
Практическая значимость: в ходе выполнения работы выполняется не только написание программы, но и ее адаптация для использования в таких областях как: 
-Медицина
-Приборостроение
-Сфера образования
Основные результаты исследования. В ходе работы мною были установлены зависимость силы тока в цепи переменного напряжения от изменяющихся параметров (индуктивности катушки, емкости конденсатора, циклической частоты колебаний, активного сопротивления цепи). На основе полученных зависимостей мною создана программа, которая строит резонансную кривую, в зависимости от заданных пользователем параметров колебательного контура. Данная программа позволяет наглядно изучать процессы, протекающие в цепи, выявлять зависимости между ними, сравнивать графики процессов с различными параметрами, а так же устанавливать значение циклической частоты колебаний в контуре, при которой происходит резонанс.

88

Секция «Инструментальные исследования в области химии»

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВКИ, РАБОТАЮЩЕЙ НА БИОГАЗЕ

Авторы: Абитова Динара, Гадян Григор, ГОУ СОШ №283, ГОУ лицей № 389 «ЦЭО», Санкт-Петербург.
Руководители: Скрижеева Е.В., Сарайская М.Б.

Обоснование выбора темы: Биомасса — шестой по запасам из доступных на настоящий момент источников энергии и пятый по производительности возобновляемый источник энергии. 

Объект и предмет исследования: Биогаз — газ, получаемый в результате метанового брожения (сбраживания органических отходов – биомассы). Из экскрементов животных методом метанового брожения можно получить биогаз, состоящий на 55-75 % из метана и на 25-45 % из углекислого газа с незначительными примесями водорода и сероводорода.

Целью исследования является выявление возможности практического применения установки, работающей на биогазе, методом физического моделирования.

Ведущая идея: с помощью собранной мини установки для получения биогаза (физической модели) определить практический выход биогаза при различных температурах, оценить ресурсные возможности создания биогазовой установки на территории, прилегающей к зданию зоокорпуса.

Логика изложения темы (план): собрать модель установки для получения биогаза из отходов зоокорпуса, измерить практический выход объема биогаза при различных температурах, оценить ресурсные возможности создания установки для получения, сооружения для сбора и хранения биогаза.

Основные результаты и выводы: Первый эксперимент проходил 21 день при температуре 14-15 оС (в холодном помещении), второй - 14 дней при температуре 20оС (в лаборатории). Объем газа, образовавшегося после брожения 400 г биомассы в обоих случаях, составил 150 мл. По результатам проведенных исследований можно судить о том, что объем выделяющегося газа одинаков при разных температурных режимах, а от температурного режима зависит лишь скорость протекания процесса. Калориметрический метод определения теплоты сгорания заключается в непрерывном сжигании измеренного объема газа и измерении изменения температур воды до и после нагревания. Доля практического выхода тепла от теоретически возможного (КПД физической модели) составляет 50%.

89

Таким образом можно заключить, что применение биогазовой установки, работающей на отходах зоокорпуса, возможно на практике и рентабельно.

СРАВНЕНИЕ МОЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ СТИРАЛЬНОГО ПОРОШКА И МЫЛА

Автор: Аксёнова Анна, ГОУ СОШ № 252, Санкт-Петербург.
Руководитель: Михеева О.С.

Моющие средства надежно вошли в нашу повседневную жизнь. В каждой семье среди средств бытовой химии для стирки белья имеются стиральный порошок и мыло. Главное их свойство – это моющая способность. Но что эффективнее для стирки: стиральный порошок или мыло? А главное, что безопаснее для человека и окружающей среды?
Актуальность работы продиктована заботой и неравнодушием к проблемам экологии родного края, необходимостью дать конкретные, подтвержденные исследованиями, ответы об эффективности различных моющих средств, об их воздействии на кожу рук и окружающую среду. Ведь в последнее время экологи бьют тревогу о повышении уровня загрязнений природных вод (в том числе и Балтийского моря) фосфатами из-за высокой доли использования синтетических моющих средств. 
Цель работы: сравнить моющую способность и воздействие на окружающую среду стирального порошка и мыла.
Для исследования были взяты стиральный порошок для ручной стирки «Миф» и хозяйственное мыло. Для сравнения также была исследована водопроводная вода.
В процессе работы изучена информация о ПАВ, их видах, химическом составе и механизме действия, проведено сравнение эффективности удаления пятен различной природы стиральным порошком и мылом. При изучении источников информации было выявлено, что моющая способность ПАВ зависит от поверхностного натяжения и способности к пенообразованию растворов. Поэтому было проведено исследование и этих показателей. Для изучения воздействия моющих средств на кожу рук и окружающую среду были проведены гидрохимические исследования: сравнение водородного показателя растворов, концентраций ортофосфат- и полифосфат-ионов, а также сравнение воздействия растворов стирального порошка и мыла на рост растений с помощью экологического моделирования. 
В процессе исследования использовались тест-комплекты фирмы «Крисмас+», динамометр и весы.

90

VI Всероссийский конкурс школьных исследовательских работ (с международным участием) «Инструментальные исследования окружающей среды»: Сборник материалов участников

СТРАНИЦЫ: [1-10] [11-20] [21-30] [31-40] [41-50] [51-60] [61-70] [71-80] [81-90] [91-100] [101-110] [111-120] [121-130] [131-140] [141-150] [151-160] [161-170] [171-180] [181-190] [191-200] [201-210] [211-220]

Издания, полные версии