Внеклассное мероприятие "Физика и кошка"

Внеклассное мероприятие “Физика и кошка”.
Программа вечера:
Вступление.
1. Механика в жизни кошки.
2. Тепловые явления в кошкиной судьбе.
3. Электричество и кошка.
4. Как видит кошка.
5. Существо с шестым чувством.
6. Кошка в искусстве.
На классной доске разместили большой лист с крупными фотографиями ко-
шек, написали тему вечера и эпиграф, взятый из произведения А.Вознесенского:
"Мой кот, как радиоприемник, зеленым глазом ловит мир".
Учитель. Физика наука о природе. 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.
На нашем вечере присутствует знатная гостья очаровательная киска ...
ообщается ее кличка), грациозное, во многом загадочное и многими любимое
домашнее животное.
Итак, начинаем. Сначала немного истории. Первые представители кошачьего
семейства появились около 50 млн. лет назад. Это были хищные животные, похожие
на горностая. Из них путем эволюции и последующего одомашнивания и возникла
современная кошка. Биолога отмечают, что уховный мир" кошки утончен, но
вместе с тем дик. Зверек не раскрывает его перед людьми, навязывающими ему
свою любовь; кошка различает интонации человеческого голоса, делит ощущения
на приятные и неприятные, умеет выражать удовольствие и неудовольствие, радость,
печаль, страх, надежду, отвращение, гнев.
Сегодня кошка откроет нам мир физики в себе самой, причем не только мир
физики, но и мир искусства, ведь во все века она пользовалась вниманием поэтов,
писателей, художников.
А теперь, внимание! Первый вопрос нашего вечера "Механика в жизни
кошки".
В е д у щ и й п е р в о й гр у п п ы . Мы расскажем вам о походке, беге, прыжках
кошки с точки зрения физики; о положении кошки при падении; о простых
механизмах в анатомии кошки; о том, что такое мурлыканье и как кошка
добивается обтекаемости своего тела; о некоторых механических параметрах
кошки, например, производимом ею давлении на пол, массе животного, высоте его
прыжков. Всю эту информацию вам представят ... (называет имена содокладчиков
из этой группы).
Примерное содержание первого доклада.
Мы знаем, что ни одно животное, ставшее домашним, не претерпело за время
одомашнивания столь малых изменений внешнего облика, как кошка. Ее тело, как
считают специалисты, представляет собой высочайшее анатомическое достижение
природы: оно приспособлено и по конструкции, и по "манере" движения к тому
образу жизни, который ведет кошка.
Кошачья походка. Кошка ходит "на цыпочках". Основания лап у нее круглые,
и след она оставляет округлый. На бегу она втягивает когти и ступает на толстые и
мягкие подушечки пальцев. При беге кошка использует раскачивающуюся иноходь:
она делает шаг попеременно то обеими правыми, то обеими левыми лапами. Это
необычная походка. Ходьбу и бег кошки можно рассматривать как колебательное
движение, в процессе которого то нарушается, то восстанавливается равновесие
тела. Движения кошки удивительно быстры, легки, грациозны. Что позволяет ей
достичь этого? Кошка движется, отталкиваясь от опоры. При этом внешние силы
силы тяжести, сила трения, сопротивления среды, вступают во заимодействие" с
внутренними силами организма (напряжение мышц). Движение происходит
благодаря совместной деятельности всех мышц и силе трения покоя. При беге
животного возникает особый ритм: каждый очередной мах конечностей состоит из
чередующихся ускорений и замедлений. Установлено, что только 1/5 часть из 40
мышц лапы кошки работает на передвижение, другие же остаются в покое как бы
про запас, на случай чрезвычайных перегрузок. Кошка при беге может развивать
скорость до 50 км/ч.
При прыжке же, когда кошка старается преодолеть большое расстояние, ее
спина как бы расширяется, что позволяет ей планировать; кошка напоминает
при этом мелкий парашют. При прыжке все мышцы ее ведут себя как сложная
система амортизаторов; при приземлении они включаются не одновременно, а
поочередно, одна за другой до тех пор, пока не поглотят всю энергию прыжка
полностью.
Кошка в падении. Перед полетами в космос ученые искали способы
правильной ориентировки космонавтов в пространстве, лишенном действия силы
тяжести. Их волновал вопрос, как космонавт будет двигаться внутри и вне
корабля? При поиске ответа на этот вопрос они обратили внимание на удиви-
тельные способности падающей кошки: из какого бы положения падение ни нача-
лось приземляется она на все четыре лапы. Просмотрели кадры киносъемок об
этом. Много раз на пленке запечатлевали все фазы движения падающей кошки.
Поражала виртуозная способность кошки переворачиваться в воздухе вокруг
собственной оси; объясняется она прекрасными функциональными качествами ее
хребта, который легко и сильно сгибается и растягивается — кошка прекрасно
управляет его деформациями.
То, что падающая кошка корректирует положение тела с помощью хвоста
в этом не было открытия; однако теперь были получены количественные
характеристики. 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.
Когда была изучена техника приземления кошки, эту технику постарались
приспособить для человека. Поскольку природа не наделила его хвостом,
космонавту были предложены соответствующие вращательные движения ног.
Падение кошки подчиняется закону сохранения момента количества
движения.
Простые механизмы в анатомии кошки. В скелете этого животного можно
найти кости-рычаги: это череп, челюсть, лапы. Есть и такой простой механизм, как
клин: это острые зубы, когти. С их помощью кошка может создать очень большие
давления, что служит хорошей защитой или помогает нападению: ведь своими
когтями и зубами она буквально может вспороть кожу противника. Еще один клин
бугорки на языке. Шершавый, с бугорками язык кошки действует, как щетка:
поэтому кошка ловко чистит им шерсть, удаляя пыль, остатки грязи.
Что такое мурлыканье. Это чередование двух звуковых импульсов, которые
производятся при вдохе и выдохе. Тогда голосовые связки колеблются в потоке
вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. При этом мускулатура гортани сокращается от
20 до 30 раз в 1 с.
Форма тела кошки с точки зрения обтекаемости. Так как кошка перемещается
быстро, природа создала ее такой, чтобы при беге и прыжках она испытывала
наименьшее (из возможных при ее размерах) сопротивление воздуха. По данной
причине волоски, образующие ех" у кошки, расположены по правилам
оптимального обтекания: волоски укладываются назад и друг на друга, образуя
гладкую поверхность; кроме того, это позволяет ей не намокать и легко пролезать
в узкие проходы, быстро двигаться в траве, в густом кустарнике.
А теперь некоторые цифры: скорость кошки до 50 км/ч, высота прыжка
до 3 м, длина прыжка — может в 15 раз превышать длину тела.
Учитель. Представляю вам вторую подтему "Тепловые явления в кошкиной
судьбе".
Ведущий второй группы. Мы познакомим вас с таким материалом: ка-
кова температура тела кошки, как идет теплообмен, почему кошка иногда свер-
тывается в клубок, народные приметы, некоторая дополнительная информация.
Привожу краткое содержание доклада и его отдельных частей.
Температура тела кошки. В нормальном состоянии она колеблется в пределах
38,0 39,С, у котят более высокая. Температура тела зависит от физической и
психической активности кошки. Частота дыхания в среднем 20 30 дыхательных
движений в минуту. При повышении температуры окружающей среды или сильном
возбуждении кошки начинают дышать с открытым ртом, что способствует увели-
чению теплообмена.
Теплообмен. В обычных ситуациях теплорегуляционную функцию
выполняет явление теплообмена между телом кошки и окружающей средой.
Теплорегуляцию обеспечивают также немногочисленные потовые железы
кошки, находящиеся на кожистых концах лапок. Ведь известно, что при испарении
жидкости с поверхности тела температура его понижается и тем сильнее, чем
активнее идет процесс испарения. Происходит это потому, что для отрыва молекул
жидкости, т.е. разрыва межмолекулярных и межатомных связей и перевода жидкости
в газообразное состояние, требуется энергия; берется же она у самого тела, с
поверхности которого идет испарение. На теле кошки и ее голове потовых желез
нет; природа сделала так потому, чтобы кошку не могли "заметить" по запаху. Но все
же ей тоже приходится потеть. Потеют у нее лапки, вернее, концы лапок, но при
этом лапки прижимаются к земле, и, следовательно, добыча преждевременно не
испугается подкрадывающейся кошки и не учует ее запаха.
Большую роль в теплообмене играет шерсть кошки: ее волосяной покров.
Когда холодно, мышечным усилием шерсть "поднимается дыбом" между
волосинками скапливается больше воздуха, чем обычно, а воздух, как известно,
плохой проводник тепла; так кошка пытается сохранить свое тепло, свою
температуру. Помогает этому и подшерсток мелкие короткие пушистые волоски,
находящиеся между более длинными; они тоже задерживают воздух, создавая
плотную воздушную оболочку вокруг туловища.
Когда и почему кошка свертывается в клубок ? Ответ на этот вопрос таков:
когда холодно; делает она это для того, чтобы сохранить тепло, так как у
свернувшейся кошки меньше свободная поверхность тела, поэтому и меньше
теплообмен, меньше охлаждение. Чем теплее в комнате, тем больше распрямляется
тело кошки, пока не вытянется в прямую линию. Однако при сильной жаре кошка
снова немного сворачивается; но этот факт не нашел пока научного объяснения.
Интересен и вопрос о том, почему кошка в сильный мороз может ходить по
снегу, не обмораживая лап: ведь на подушечках нет шерсти? Да, шерсти нет, но на
подушечках лап есть тонкий слой, обладающий плохой теплопроводностью; он-то и
"держит" большой перепад температур.
Ведущий второй группы. А теперь вспомним дошедшие до нас
старинные приметы, связанные с предсказанием погоды по поведению кошки. Одна
из них отражена в стихотворении А.Фета:
Мама! Глянь-ка из окошка —
Знать, вчера недаром кошка
Умывала нос.
Грязи нет, весь двор одело,
Посветлело, побелело —
Видно, есть мороз.
Учитель. На очереди третье сообщение — "Электричество и кошка"
Ведущий третьей группы. Из нашего сообщения вы узнаете об электри-
зации шерсти кошки, увидите несколько интересных опытов, связанных с этим яв-
лением, получите информацию о роли опытов с кошками для уточнения действия
электричества на человека.
Когда гладят кошку по шерсти, то в сухую погоду или в сухом помещении
шерсть от трения быстро электризуется. Если гладить долго или энергично, то может
произойти сильная электризация: на поверхности тела скопится большой заряд, и
как следствие возникнет разряд искра. Кошка не всегда любит, когда ее гладят: в
сухую погоду ее шерсть так сильно электризуется, что возникает достаточно сильное
электрическое поле; проскакивающие искорки вызывают у кошки неприятные
ощущения.
В связи с этим фактом демонстрируются:
а) возникновение электрического поля и электрической искры с помощью
элек-трофорной машины (объясняют, что заряд появляется вследствие трения
щеточек, возникающего при вращении рукоятки машины, о ее пластмассовые
диски);
б) способ обнаружения электрического поля с помощью неоновой лампы
или безэлектродной трубки;
в) затем, если позволит кошка-гостья, попытаемся обнаружить ее
электрическое поле.
Кошка может выдержать гораздо большее напряжение, чем человек. И именно
благодаря кошке удалось выяснить, какую большую роль в ослаблении действия элек-
трического тока на живой организм играет фактор внимания.
В заключение интересный факт: для горения электрической лампы в 15 Вт
надо было бы одновременно гладить 1,5 млрд. кошек!
Учитель. Теперь мы перенесемся из области электричества в царство "Оп-
тика" и заслушаем сообщение ак видит кошка"
В е д у щ и й ч е т в е р т о й гр уп п ы . Мы познакомим вас с устройством глаза
кошки, сравним его с глазом человека, раскроем секреты кошачьего зрения.
Устройство глаза кошки похоже на строение глаза человека (демонстрируется
таблица). Но зрачок у кошки не круглый, а вертикально-овальный, вытянутый свер-
ху вниз, щелевидный. Природа сделала его таким, чтобы кошка обладала острым зре-
нием, была способна видеть в полумраке и чтобы яркий свет не ослеплял животное.
Величина зрачка так же, как и у человека, может меняться в зависимости от освеще-
ния. Глаз кошки, как и человеческий глаз, способен к аккомодации приспособле-
нию к ясному видению предметов, находящихся от него на различных расстояниях,
путем изменения преломляющих свойств его оптической среды, сосредоточенной
главным образом в хрусталике.
Глаза — важнейший "инструмент" кошки: ведь в своей жизни она полагается в
основном на зрение, в то время как у большинства млекопитающих решающую роль
в опознании, поиске пиши и предупреждении об опасности играет обоняние. В
связи с такой ответственной функцией зрения глаза кошки велики по сравнению с
размерами ее черепа; они расположены так, что поле зрения обоих глаз наклады-
вается одно на другое (в отличие от других животных, у которых глаза расположены
так, что регистрируют два разных изображения). Угол зрения каждого глаза кошки
около 205°; это помогает ей точно оценивать расстояние, форму и взаимное распо-
ложение предметов в пространстве. Кошка, как и человек, обладает бинокулярным
зрением.
У кошки в отличие от человека есть третье веко, известное под названием
мигательная перепонка. Оно уменьшает интенсивность очень яркого света и не-
много предохраняет глаза от травм.
Глаза у кошки обладают удивительным свойством: они светятся в темноте.
Это свечение физическое явление, называемое фотолюминесценцией.
Фотолюминесценция это возбужденное светом оптическое излучение,
наступающее после того, как в веществе под действием света закончится
определенный процесс. Поглощая внешний свет, глаза кошки испускают свет
фотолюминесценции с длинами волн, соответствующими зеленому участку спектра;
поэтому они становятся зелеными, светятся зеленым светом. (Демонстрируется
опыт с набором веществ для показа фотолюминесценции и поясняется.)
Аналогичное оптическое устройство известно теперь каждому, кто видел
придорожные транспортные знаки, светящиеся в темноте, когда на них падает свет.
Цвет глаз кошки часто меняется. Глаза могут казаться зеленоватыми,
желтыми, бирюзовыми и т.д. Это связано с освещением и внутренним состоянием
кошки.
Зрение кошки. Что можно сказать о нем? Кошка хорошо видит в темноте,
однако не в абсолютной, видит примерно в 6 раз лучше, чем человек, она узнает
знакомых людей с расстояний более 100 м, обладает и цветовым зрением.
Почему кошка видит в темноте? Во-первых, за светочувствительной
сетчаткой у нее есть слой отражающих клеток; при слабом освещении они
отбрасывают свет обратно на сетчатку, и таким образом чувствительность ее глаза
как бы увеличивается вдвое. Во-вторых, в строении сетчатки глаза у кошки
преобладают палочки, чувствительные к сумеречному свету. В-третьих, в сумерках и
даже тогда, когда человек считает темноту уже полной, зрачок раскрывается
целиком, увеличивая тем свою пропускную световую способность, и это одна из
причин, которые позволяют видеть кошке при малом освещении.
Учитель. Настала очередь выслушать сообщение "Существо с шестым чув-
ством"
Ведущий пятой группы. Мы расскажем о "глазном слухе" кошки; об
особенностях ее слуха; о резервной системе ориентации; о биополе кошки и его
роли; дадим некоторую дополнительную информацию.
Примерное содержание доклада.
"Глазной,слух". Долгое время люди не представляли себе, насколько сложна
деятельность органов чувств кошки. Всем известна, например, их легендарная
способность находить обратный путь, как бы далеко их ни увозили от дома.
Эксперименты дали и совсем неожиданный результат: кошка возвращается домой
по более короткому пути, чем тот, по которому ее увезли от дома. Как она находит
нужное направление? Это стало проясняться после того, как американский ученый
Франк Морель исследовал электронными методами нервную систему кошки. Оказа-
лось, что даже в полной темноте, когда глаза кошки не получали никакого свето-
вого сигнала, примерно половина нервных клеток ее мозга, участвующих обычно в
зрении, реагировала на ультразвуковые сигналы, не доступные человеческому
слуху. Опыты доктора Мореля позволили сделать интересное заключение: кошка,
по-видимому, обладает как бы вторым органом слуха, но этот слух обеспечивается
"глазными" нервными клетками, т.е. клетками, ответственными за зрение, поэтому
его можно назвать "глазным слухом". Итак, кошка обладает повышенной
акустической чувствительностью. При отыскании дороги домой она пользуется
акустической картиной, на которой в ее мозгу записаны звуки, характерные для
данной местности. Вообще, кошка воспринимает звуковые сигналы в очень
широком диапазоне, причем свободно определяет направление звука, его силу,
высоту.
Любопытна и система дальней ориентации кошки. Издалека животное воспри-
нимает с помощью лазного слуха" акустический сигнал, который дает ей грубую
ориентацию, так же, как и самолет на дальних подступах к аэродрому ориенти-
руется по сигналам радиомаяка. На близкой, знакомой местности у кошки вклю-
чается система более тонкой ориентировки в пространстве, основанная на исполь-
зовании обычного слуха: уши кошки играют в данном случае такую же роль, как
радиолокационные приборы самолета, помогающие ему правильно зайти на посадку
и совершить ее.
Слух кошки поистине феноменальный. Кошка пробуждается от самого
глубокого сна, если где-то за каменной стеной, в 15 м от нее начинает скрестись
мышь. Бодрствующая кошка слышит мышь за 20 м от нее. Вот один из
удивительных фактов, подтверждающих это. Американская военная часть во время
второй мировой войны находилась на одном из Соломоновых островов. Кто-то из
солдат привез на остров кота по кличке Даменит. Когда этот кот выказывал
беспокойство, бил недовольно хвостом и отправлялся в сторону бункера, в
котором обычно люди прятались во время воздушных налетов японской авиации,
солдаты уже твердо знали: вскоре из-за горизонта появятся самолеты противника.
Это происходило задолго до того, как звукоулавливающие станции подавали
сигнал тревоги. Когда же в небе пролетал американский самолет, кот спокойно
продолжал сидеть на солнышке.
Способность улавливать ультразвуки дает возможность кошке чувствовать
приближение землетрясения, так как землетрясениям предшествует слабое дрожание
земной коры, порождающее ультразвуки, которые и слышит кошка уже за 2 3
дня до события и явно реагирует на них: беспокоится, уносит своих котят, убегает из
дома, прижимает уши, взъерошивает шерсть, громко кричит. Некоторые ученые
считают, что кошка чувствует и увеличение статического электричества в земной
коре, которое тоже предшествует землетрясению.
Резервная система ориентации. Даже в абсолютной темноте и тишине, когда
кошке уже не могут служить ни глаза, ни уши, она и тогда не превращается в
беспомощное существо, ибо обладает запасной системой ориентации в
пространстве; эту систему образуют длинные упругие усы (вибриссы), брови и
небольшие волоски, растущие на задней стороне передних лап. Был поставлен такой
эксперимент: кошек запускали в сложный темный лабиринт. И они неизменно
находили выход, но лишь до тех пор, пока у них не обрезали усы.
Усами, которые могут шевелиться, кошка исследует предмет, определяет ими
размеры и движение добычи, которую держит в зубах вне поля своего зрения.
Собираясь совершить прыжок, кошка старается предварительно "ощупать" усами
поверхность приземления. То же самое она делает, если надо обследовать незна-
комое место: подвижные усы животное собирает в пучок, кончик каждой волосинки
едва уловимо для человеческого глаза "бегает" по поверхности, ощупывая ее с
разных сторон. Некоторые ученые считают, что кошка добирается до своего хозяина,
когда оказывается далеко от дома, именно благодаря своим чудесным усам. Может
быть, усы кошки это своеобразные антенны, улавливающие разной частоты
звуки? На этот вопрос ответа пока нет.
Ряд ученых полагает, что кошка чувствительна к магнитному полю Земли и
способна регистрировать изменения в окружающем магнитном поле.
Биополе. Кошка обладает и своим биополем, которое может вступать во
взаимодействие с биополем человека. Возможно, благодаря именно этому свойству
кошка безошибочно находит своего хозяина и приходит к нему на помощь. Ведь
известно много загадочных случаев, когда кошки спасали людей и предотвращали
убийства. Неоспоримым является и факт благотворного влияния кошки на
состояние человека: общение с кошкой снимает стресс, нормализует артериальное
давление, успокаивает.
Новая информация. Знаете ли вы, что у кошки есть уникальный орган в виде
хрящевой трубочки, расположенный в основании пасти, который является частью
системы восприятия запахов. Он мало изучен, но предполагается, что с его по-
мощью кошка регистрирует даже незначительные изменения в химическом составе
воздуха. Данный вопрос находится в стадии изучения.
Вывод. Итак, кошка интересное и малоизученное животное из тех, которых
сумел приручить человек.
Учитель. Наше последнее сообщение тоже связано с кошкой, но не отно-
сится к сфере науки. Оно посвящено искусству, так и называется — ошка в
искусстве".
Ведущий шестой группы. Мы вспомним с вами легенды, предания и сказ-
ки, где действующее лицо — кошка, назовем картины, поговорим на тему "Кошка в
литературе и поэзии".
Привожу краткое содержание этого сообщения.
Кошка во все времена фигурировала во многих легендах, преданиях, сказках;
вспомним хотя бы сказку "Кот в сапогах"! Ее обожествляли, ей поклонялись. Пора-
женные ее грацией и красотой, этому существу посвящали свои произведения
скульпторы, живописцы, поэты, писатели.
ошки были любимыми произведениями пушкинского карандаша",
вспоминал А.Майков; известен портрет С.Д.Киселевой, выполненный поэтом;
героиня была изображена с котом, который расположился на пюпитре и
дирижировал лапкой. У известного русского живописца П.А.Федотова, жившего в
1815 1852 гг., кошка присутствует на картинах "Сватовство майора" и вежий
кавалер''. У художника А.Г.Венецианова (1780 1847) есть работа "Девушка с
котенком". У италь- янского живописца, родившегося почти 600 лет назад,
Пизанелло есть картина "Дикие кошки", которая находится теперь в Лувре. На
знаменитой картине французского живописца Э.Мане "Олимпия" изображена
маленькая черная кошечка, сопровождающая негритянку с букетом цветов. У
другого известного француза художника, скульптора и графика О.Ренуара кошка
стала милым спутником ряда красивых женщин. Этот список можно продолжать.
елательно найти репродукцию одной из картин и показать ее.)
Кошкам посвящены и великолепные произведения литературы, поэзии,
например, рассказ А.Куприна-Ю", рассказ К.Паустовского "Кот-ворюга".
Кошка заняла прочное место в игровом кино, в мультфильмах, комиксах. А
кошка в цирке!
Вот какое это существо!!
Учитель. К нашему вечеру мы тоже приготовили рисунки, стихи,
рассказы, сочинения из циклов "Случай с моей кошкой" и "За что я люблю
свою киску",
подборки открыток и фотографий этих зверьков. В предварительных конкурсах
участвовали и младшие школьники. Сейчас мы вам все это покажем (дает слово
авторам лучших работ и просит их прокомментировать сделанное).
Литература:
1. Андреев В. Кошки. Горький: Пламя,1989.
2. Заворотов В. Нужны ли роботу ноги//Юный натуралист. 1984.№ 2. С. 8 - 10.
3. Куклачев Ю. О кошках//Наука и жизнь. 1990. № 10.
4. Литинецкий И.В. Барометры природы. М.: Дет. лит., 1982.
5. Манойлов В.Е. Электричество и человек. Л.: Энергия, 1975. С. 135 - 137.
6. Непомнящий Н. Кошка в вашем доме.М.: Профиздат, 1990.
7. Непомнящий Н. Тайный язык кошек//Альманах "Ваши верные друзья". Вып. 2.
М.гропромиздат, 1991. С. 37.
8. Непомнящий Н. Кошки предсказывают будущее// Мы. 1991. № 8. С. 144
153.
9. Николаев Г. Существо с шестым чувством// Наука и жизнь. 1975. № 3. С. 93
96.
10. Перельман Я.И. Занимательная физика. Кн. I. М.: Наука, 1979. С. 26.
11. Филиппов Ю.И. Домашние кошки.М.: Росагропромиздат, 1991.
12. Фогель А., Шнайдер Х.-Э. Советы любителя кошек/ Пер. с нем. М.:
Лесная промышленность, 1987.
13. Штрауф Е.А. Молекулярная физика.М.: Гос. изд-во технико-теоретической
литературы, 1949. С. 108.