В данной статье проведено исследование существующих физических явлений на примере домашнего питомца — кошки Ласки. Определяется, что кошачья жизнь сопряжена с механическими, тепловыми, электрическими и оптическими физическими явлениями.
Ключевые слова: физические явления, методы изучения, механические, тепловые, электрические, оптические явления.
Как сказал знаменитый британский физик, отец «ядерной физики» Эрнест Резерфорд: «Все науки делятся на физику и коллекционирование марок». В этих простых словах кроется большая истина, ведь физика — одна из основных наук о природе.
Вездесущность физических явлений натолкнула меня на мысль о том, что физика — это наука понимать природу. Мы, как и «братья наши меньшие», домашние животные, частицы этой природы, следовательно, все законы физической науки должны найти и в нас, и в них свое проявление. Таким образом, была сформирована цель исследования и вытекающие из нее задачи.
Цель: определить физику как науку о явлениях природы, физические явления и способы изучения физических явлений на примере повседневной жизни домашней кошки.
Гипотеза: если физика окружает нас повсюду, то животные, в том числе и моя кошка Ласка, должны подчиняются основным физическим законам.
Задачи исследования:
изучить литературу, содержащую информацию о физических явлениях и методах их изучения
определить, какие конкретно физические явления присутствуют в жизни домашней кошки Ласки
Явления природы, изучением которых занимается физика, называются физическими. Все их условно можно разделить на такие группы:
- механические
- тепловые
- электромагнитные
- световые (оптические)
Для изучения физических явлений в природе используют различные методы. Самым доступным является наблюдение.
Однако наблюдения не всегда могут удовлетворить ученых. Происходит это по ряду причин:
– часто явление протекает быстро, например, молния;
– их не всегда и не везде можно наблюдать, например, полярное сияние:
– в природе явления почти не встречаются в “чистом виде”, их сопровождают другие явления. Например, капля дождя при своем падении может испаряться.
– природные условия далеко не всегда позволяют ответить на вопрос, что будет со свойством вещества при изменении условий. Например, какой будет твердость алмаза при очень низкой температуре?
Поэтому для изучения многих явлений приходится осуществлять их в лаборатории, т. е. ставить опыты. Опыты отличаются от наблюдений тем, что их проводят с определенной целью, по заранее обдуманному плану и во время опыта обычно выполняются специальные измерения. Наблюдения и опыты — источники физических знаний.
Полученные в ходе наблюдений и опытов факты надо объяснить, опираясь на уже известное. Это — этап теоретического осмысления. Он требует от человека обширных знаний, способности к догадке и обобщению. Ученые выдвигают догадку (гипотезу), т. е. дают объяснение, почему происходит то или иное явление. Когда выдвинута гипотеза — это еще не значит, что сделано открытие. Для того чтобы убедиться в правильности выдвинутой гипотезы (догадки), ученые ставят контрольный опыт
Последний этап — опытная проверка правильности найденного объяснения. Таким образом, изучение физического явления обычно проходит следующие четыре этапа.
1-й этап. Наблюдение явления в природе.
2-й этап. Воспроизведение явления в лаборатории, т. е. постановка опыта.
3-й этап. Осмысление явления и его объяснение, выдвижение гипотезы.
4-ый этап. Опытная проверка правильности найденного объяснения (контрольный опыт) [6].
Таким образом, к методам изучения физических явлений относят:
– наблюдение;
– эксперимент;
– моделирование.
Объектом исследования данной работы являлась кошка Ласка. Возраст — 5 лет, вес — 7,3 кг. Как объект экспериментальных и теоретических исследований кошка всегда привлекала выдающиеся физические умы. Классическим примером стали рассуждения о способности кошки подтверждать закон сохранения момента импульса — она всегда приземлялась на четыре лапы. Подробно этот феномен освещался во многих трудах [5].
Проанализируем механические явления в жизни кошки. Механическое явление — это движение тел, то есть изменение их взаимного положения в пространстве, а также взаимодействие между телами. Механические явления встречаются в жизни кошки Ласки буквально на каждом шагу, так как ходьба — это движение, при котором мы взаимодействуем с Землей. Ходьба, прыжки, приземления на лапы, потягивание, простые механизме в скелете, обтекаемая форма меха при беге, даже мурлыканье — это все механические явления.
Ходьбу и бег кошки можно рассматривать как колебательное движение, в процессе которого, то нарушается, то восстанавливается равновесие тела
Рис.1. Приземление кошки на лапы
Хвост во время падения совершает вращение, заставляющее все тело животного поворачиваться в обратном направлении; так продолжается до тех пор, пока органы равновесия кошки не отметят, что ее голова заняла правильное положение относительно поля тяготения. Затем происходит выравнивание тела животного относительно его продольной оси. Концом вращений кошки является сведение лап вместе, при этом она выгибает спину, хвост играет роль амортизатора.
Тепловые явления — это нагревание и охлаждение тел, а также переходы вещества, из которого состоят тела, из одного состояния в другое (из газообразного в жидкое и наоборот, а также из жидкого в твердое и наоборот). Самым основным тепловым явлением в жизни кошки является температура тела. Температура тела кошки в нормальном состоянии колеблется в пределах 38,0–39,5°С, у котят — более высокая. Температура тела зависит от физической и психической активности кошки. Нормальная температура тела кошек выше, чем у человека, так что при меньшей массе тела ей требуется больше затрат энергии для поддержания температуры на постоянном уровне. Контроль температуры тела в значительной степени увеличивается выбором кошкой своего места. В теплый день она то и дело будет переходить из солнца в тень и обратно для поддержания внутреннего комфорта. При резком повышении температуры окружающей среды (например, в закрытом автомобиле, оставленном на солнце) у кошки может случиться тепловой удар.
Большую роль в теплообмене играет шерсть кошки: ее волосяной покров. Распределение тепла в организме кошки представлено на рис.2.
Рис.2. Термограмма (распределение температуры тела) кошки
Знаете ли вы, что, даже поглаживая кошку, мы получаем электрический заряд? Правда, чтобы зажечь обычную лампочку, нам придется одновременно гладить несколько миллионов кошек. Когда кошку гладят по шерсти в сухую погоду или в сухом помещении, шерсть от трения быстро электризуется. Если гладить долго или сильно, то возникает разряд — искра. Отмечу, что данное явление вызывает у кошки неприятные ощущения.
Оптическими, или световыми, явлениями называют явления, связанные со светом. Зрение кошки — пример оптического явления (рис.3).
Рис.3. Зрение кошек
Глаз — это орган, через который кошка получает значительную часть информации. Оба глаза кошки смотрят в одном направлении. Расположение глаз кошки уникально. Ее поле зрения вдвое шире, чем у собаки, и в полтора раза, чем у человека. Даже если кошка сидит боком к вам, она вас видит. Глаза у кошек велики по сравнению с размерами их головы. У них, в отличие от человека, есть третье веко, известное под названием «мигательная перепонка». Оно ослабляет яркий свет и защищает глаза от повреждений. При ярком свете зрачок кошки сужается и превращается в узкую вертикальную полоску, а в темноте расширяется и становится круглым. Глаза у кошки обладают удивительным свойством: они светятся в темноте
Таким образом, в данной работе проведено исследование существующих физических явлений на примере домашнего питомца — кошки Ласки и определено, что кошачья жизнь сопряжена с механическими, тепловыми, электрическими и оптическими физическими явлениями.
Литература:
- Белага В. В., Ломаченков И. А., Панебратцев Ю. А. Учебник Физика — 7 Сферы. Москва «Просвещение» — 2014 г.- 143 с.
- Генденштейн Л. Э. Физика, 7 кл.: Учебник для средних общеобразовательных школ. — Х.: Гимназия, 2007. — 208 с.
- Нестерова Д. В. Кошкотерапия. Пушистое лекарство. М.: Рипол классик, 2008. — 66 с.
- Сибрук В. Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории. Научно-популярное издание. — Перевод с англ. В. С. Вавилова под ред. акад. С. И. Вавилова. — М. — Л.: ОГИЗ — Гостехтеориздат, 1946. — 158 с.
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. Том 1. Механика. М.: Наука, 1979. — 520 с.
- Физические явления и эффекты в технических системах: учеб. пособие / В. Л. Бурковский, Ю. Н. Глотова, Д. А. Ефремов, А. В. Романов. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет». 2007. — 247 с.
