Визуализация баллистического движения в Excel

Актуальность

Физика является одним из самых важных предметов в школе и автору хотелось помочь учащимся лучше разобраться в новых для них темах. Для примера была выбрана тема «баллистика». Когда ученики только начинают изучать данную тему очень важно понять и научиться решать простейшие задачи и программа в Excel поможет им, где учащиеся сначала сами решают задачу, а после сверяются с ответами из программы. При введении в таблицу начальных данных сразу построится график и найдутся неизвестные переменные.

Цель

Целью является изучение баллистического движения и создание программы в Excel для наглядности и более глубокого понимания задач оп физике на тему «баллистика»

Задачи:

• Поиски информации по теме
• Анализ информации
• Изучение принципов работы в Excel
• Изучение баллистического движения
• Создание графика
• Подготовка плана речи по теме проекта
• Защита проекта

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Компьютер

Описание

Изучив программное обеспечение Excel и тему баллистика, автор приступил к созданию программы.

Первым делом надо было вывести формулу, по которой будет строиться график.

Получение формул

Из курса 9 класс мы знаем две формулы свободного падения тела по оси OX и OY.

Данные четыре формулы являются основными. 

В этой формуле можно увидеть всем нам знакомое уравнение параболы

, причём с=0. Данная парабола будет смотреть вниз из-за отрицательного коэффициента (a)

По этой формуле мы и будем строить график в Excel.

В реальной жизни на тела брошенные под углом к горизонту действуют силы сопротивления воздуха и влияние ветра. Автор же рассматривал задачи с идеальными условиями, в которых сопротивление воздуха и влияние ветра не учитывается, тело летит с постоянной скоростью под углом к горизонту.

В задачах на свободное паление предмета используется:

• начальная скорость тела
• угол бросания
• время полета
• координаты предмета (x, y) в любой момент времени
• дальность полёта
• высота
• ускорение свободного падения

Исходными данными будут являться:

• начальная скорость тела
• угол бросания

По данному плану создавалась программа автора в Excel:

1. Создать табличку с начальными данными (углом бросания, начальной скоростью и ускорением свободного падения).
2. Создать таблицу с sin, cos и tg
3. Найти дальность полёта.
4. Построить два столбца в таблице для X и Y.
5. Записать нужную формулу в столбец Y.

• Чтобы можно было заполнить всю таблицу путём выделения столбца, нужно каждую переменную разделить знаком $, кроме переменных X. К примеру: F$4$.

6. В мастере диаграмм выбираем точечную диаграмму с гладкими кривыми и маркерами.
7. ВАЖНО чтобы все связи уравнений между собой были верными.

Результаты работы/выводы

Построение таблиц в Microsoft Office Excel - удобный для изучения объект. Он поможет наглядно представить график баллистического падения по физике и значительно упростит изучение темы. В ходе своей работы автор изучил тему «баллистика», научился решать задачи и углубил свои знания о работе в программе в Microsoft Office Excel.

Перспективы использования результатов работы

Данная программа поможет учителям наглядно показать учащимся траекторию полёта тела и её изменение к смене начальных данных (угла, начальной скорости) и поможет ученикам решать простейшие задачи по этой теме. А ученики смогут сначала сами решить задачу и после свериться с ответами из программы.

Мнение автора

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» помогает ученикам воплотить их идеи в жизнь. Очень рад, что поучаствовал в ней! Нужно больше таких проектов.