Проект по физике: 30 тем с установкой из подручного, как считать погрешность и что писать в практической части
Физический проект держится на трёх вещах: установка, которую можно собрать из того, что есть, серия измерений с погрешностью и вывод, который из этих измерений следует. Ниже 30 тем по разделам с 7 по 11 класс, каждая с тем, что измеряется и из чего собирается установка, коротко про погрешность, без которой практическую часть по физике не принимают, и структура практической части.
Из чего собирается установка
Школьная лаборатория есть не везде и не всегда доступна. Хорошая новость: для двух третей тем ниже хватает смартфона и того, что лежит дома.
| Прибор | Чем заменить | Точность |
|---|---|---|
| Секундомер | Смартфон, видео с замедленной съёмкой 240 кадров в секунду | До 0,004 с по кадрам |
| Датчик звука | Приложение-шумомер на смартфоне | Относительные измерения надёжны, абсолютные с оговоркой |
| Люксметр | Приложение по датчику освещённости телефона | Для сравнения источников достаточно |
| Динамометр | Кухонные весы и блок из катушки | До 1 грамма |
| Термометр | Кухонный электронный термометр с щупом | До 0,1 градуса |
| Акселерометр | Встроенный в смартфон, приложение для записи | Достаточно для маятника и колебаний |
| Измеритель длины | Рулетка, штангенциркуль за 300 рублей | До 0,1 мм |
30 тем по разделам
| Раздел, класс | Тема | Что измеряется | Установка |
|---|---|---|---|
| Механика, 7 | Скорость падения предметов разной формы: парашюты из бумаги | Время падения с 3 метров | Видео на телефон, рулетка |
| Механика, 7 | Трение подошв обуви по пяти покрытиям | Сила трения через угол наклона | Доска, транспортир |
| Механика, 7 | Давление в шинах велосипеда и длина выбега | Путь до остановки | Велосипед, манометр, рулетка |
| Механика, 7 | Плотность тел неправильной формы: метод вытеснения | Объём, масса, плотность | Мерный стакан, весы |
| Механика, 9 | Период маятника: зависимость от длины и проверка формулы | Период за 20 колебаний | Нить, груз, секундомер |
| Механика, 9 | Дальность полёта струи воды от высоты отверстия | Дальность струи | Бутылка с отверстиями |
| Механика, 9 | Центр тяжести: где он у человека и как меняется с позой | Положение центра через две весы | Доска, двое весов |
| Механика, 10 | Коэффициент восстановления мяча по высоте отскока | Высота отскока, замедленное видео | Мячи, линейка на стене |
| Тепло, 8 | Какая кружка дольше держит чай: стекло, керамика, металл, термокружка | Температура каждые 5 минут | Термометр с щупом |
| Тепло, 8 | Теплота сгорания: сколько воды нагреет одна свеча | Прирост температуры на грамм воска | Банка, свеча, весы |
| Тепло, 8 | Испарение: скорость с площади, ветра и температуры | Убыль массы за час | Блюдца, весы, вентилятор |
| Тепло, 8 | Теплоизоляция окон: тепловизор из термометра по точкам | Температура стекла, рамы, стены | Инфракрасный термометр |
| Тепло, 10 | Влажность в классе за учебный день и её связь с усталостью | Влажность, температура, опрос | Гигрометр, анкета |
| Электричество, 8 | Батарейки трёх ценовых категорий: сколько живут под одной нагрузкой | Время до 0,9 вольта | Лампочка, вольтметр |
| Электричество, 8 | Сопротивление карандашного грифеля: резистор из бумаги | Сопротивление от длины линии | Мультиметр, карандаш |
| Электричество, 8 | Сколько электричества потребляет зарядка телефона за год | Мощность, время, счёт | Ваттметр из розетки |
| Электричество, 10 | Солнечная панель с набора: мощность от угла и облачности | Ток и напряжение по часам дня | Панель, мультиметр |
| Электричество, 10 | Электромагнит: сила от числа витков и тока | Масса удерживаемых скрепок | Гвоздь, провод, батарейка |
| Оптика, 8 | Фокусное расстояние очков и лупы: измерение и расчёт диоптрий | Фокус по солнечному пятну | Линейка, линзы |
| Оптика, 8 | Освещённость рабочего стола: лампы трёх типов на одной высоте | Люксы на столе | Приложение люксметра |
| Оптика, 11 | Дифракция на компакт-диске: измерение длины волны лазерной указки | Углы максимумов | Диск, указка, линейка |
| Оптика, 11 | Поляризация: почему очки водителя гасят блики | Освещённость через два фильтра по углу | Две плёнки, люксметр |
| Звук, 9 | Скорость звука по эху во дворе | Задержка между хлопком и эхом | Запись на телефон, рулетка |
| Звук, 9 | Частота струны гитары от натяжения и длины | Частота по спектру записи | Гитара, приложение-тюнер |
| Звук, 9 | Звукоизоляция материалов: картон, пенопласт, ткань, вата | Децибелы за перегородкой | Коробка, динамик, шумомер |
| Атом и космос, 11 | Радиационный фон в школе, дома и в подвале | Микрозиверты в час | Бытовой дозиметр |
| Атом и космос, 11 | Высота Солнца в полдень за три месяца и широта места | Длина тени шеста | Шест, рулетка |
| Атом и космос, 11 | Период вращения Солнца по пятнам на снимках обсерваторий | Смещение пятна по дням | Открытые снимки, линейка |
| Прикладная, 10 | Аэродинамика бумажных самолётов: дальность от формы крыла | Дальность, 10 бросков | Пять моделей, рулетка |
| Прикладная, 10 | Эффективность чайника: сколько энергии уходит в воду | Энергия по ваттметру и по нагреву | Чайник, ваттметр, термометр |
Погрешность за десять минут
Практическую часть по физике без погрешности не принимают, и это единственное, что отличает физический проект от любого другого. Делается это проще, чем звучит.
- Каждое измерение повторяется не меньше пяти раз. В таблице все пять значений.
- Считается среднее.
- Считается разброс: наибольшее отклонение от среднего. Это и есть случайная погрешность в школьном проекте. Стандартное отклонение для 10 и 11 класса, если руководитель попросит.
- Приборная погрешность берётся как половина цены деления: линейка с миллиметрами даёт 0,5 мм, секундомер телефона 0,01 с.
- Итог записывается как «период 1,42 плюс минус 0,03 с». На графике у точек отрезки погрешности.
Вывод в физическом проекте сравнивает измеренное с расчётным и объясняет расхождение погрешностью или неучтённым фактором: «скорость звука 336 плюс минус 12 метров в секунду при табличных 343 для этой температуры, расхождение внутри погрешности». Если расхождение больше погрешности, это не провал, а лучшая часть работы: надо найти причину. Таблица методов и как их записывать в статье про методы исследования.
Практическая часть по разделам
- Цель измерения и гипотеза. Что ожидаете по формуле из учебника. «По формуле период должен расти как корень из длины».
- Установка. Схема или фотография с подписями, список приборов с ценой деления.
- Порядок измерений. Что меняли, что держали постоянным, сколько повторов.
- Таблица результатов со всеми повторами, средним и погрешностью.
- График с отрезками погрешности и, если есть, теоретическая кривая рядом.
- Сравнение с теорией и вывод.
Теоретическая часть в физическом проекте короткая: формула, из которой следует ожидание, и один абзац о том, откуда она. Десять страниц истории открытия закона в теорию не входят. Как удержать теорию в границах практики, разобрано в статье про индивидуальный проект в 10 классе.
Продукт физического проекта
Установка сама по себе продукт, если она работает и снабжена инструкцией. Также принимают: таблицу или калькулятор для практического выбора (какая кружка, какие батарейки, какая лампа), демонстрационный опыт для урока с методичкой, памятку с расчётом. Видео опыта продуктом не считается, если к нему нет данных.
Частые вопросы
Как посчитать погрешность в школьном проекте по физике?
Повторить измерение не меньше пяти раз, найти среднее, взять наибольшее отклонение от среднего как случайную погрешность, добавить приборную как половину цены деления, записать результат в виде «1,42 плюс минус 0,03 с» и показать отрезки погрешности на графике.
Чем заменить лабораторные приборы дома?
Секундомер и акселерометр есть в смартфоне, замедленное видео заменяет датчик времени, приложения дают шумомер и люксметр, кухонные весы и термометр с щупом заменяют динамометр и лабораторный термометр, штангенциркуль стоит около 300 рублей.
Что делать, если результат не сошёлся с теорией?
Сравнить расхождение с погрешностью. Если оно внутри погрешности, результат подтверждает формулу. Если больше, искать неучтённый фактор: сопротивление воздуха, нагрев, трение. Найденная причина расхождения это лучшая часть работы, а не провал.
Тема, вид работы «школьный проект», и сервис соберёт слайды в порядке защиты: цель, установка, таблица и график, сравнение с теорией, продукт, выводы. Речь докладчика в заметках. План слайдов бесплатно, файл от 149 ₽.
Собрать план презентации бесплатно Как сформулировать гипотезу