Дослідницька робота - чому не тонуть кораблі, соціальна мережа працівників освіти
1. Актуальність
Я склеїв модель кораблика, але в воді він перекинувся і незабаром потонув. І тут я задумався над питанням: Чому ж справжні кораблі не тонуть? Адже вони зроблені з заліза і набагато важче мого дерев'яного кораблика.
2. Проблема.
Мені захотілося самому це зрозуміти за допомогою дослідів і самостійно знайти відповідь на питання «Чому кораблі не тонуть?» Адже так хочеться, щоб мій кораблик поплив!
3. Мета
З'ясувати причини, що дозволяють кораблям не тонути і не перевертатися.
4. Об'єкт
5. Предмет
6. Завдання -Розробив серію дослідів, що дозволяють крок за кроком з'ясувати умови, при яких тіла плавають у воді.
-Підготувати опису дослідів, щоб кожен бажаючий міг легко їх повторити і отримати знання, що дозволяють зрозуміти багато природні явища.
-Зібрати і проаналізувати інформацію про плавучості тел.
7. Гіпотеза: Припустимо, корабель має особливості будови, що дозволяють нетонуть:
1. Матеріал, з якого виготовлений корабель, не дає йому потонути.
2. Корабель не тоне, тому що він має особливу форму
3. Корабель не тоне, тому що повітря всередині нього тримає його на плаву.
• Бесіди з дорослими;
• Вивчення наукової літератури;
• Робота з комп'ютером;
• Проведення дослідів, експериментів.
Отже, можна починати дослідження.
Спочатку я запитав у однокласників. Були такі відповіді: ............... ..
Досвід № 1 «Чи впливає матеріал, з якого зроблений корабель, на його плавучість?
По черзі занурюємо в воду предмети, зроблені з металу, дерева, скла і пластмаси. Як видно, предмети зі скла і металу потонули, а з дерева і пластмаси - немає.
Пояснення: Я знав, що всі навколишні нас предмети і речовини складаються з крихітних, невидимих погляду частинок - молекул. Ті тіла, в яких молекули розташовуються дуже близько один до одного - мають більшу густину та швидше йдуть на дно. А тіла, в яких молекули розташовані далеко один від одного, мають меншу щільність, тому залишаються плавати на поверхні води. У заліза і скла щільність більше щільності води, і тому вони потонули. Тіла, щільність яких менше щільності води, вільно плавають по її поверхні
Сучасні кораблі зроблені з металу.
Висновок: «Плавучість» корабля не залежить від матеріалу, з якого він виготовлений. Отже, гіпотеза № 1 не вірна.
Досвід № 2 Вплив форми на плавучість корабля
Беремо пластилін, занурюємо його в воду і бачимо, що він потонув.
Надаємо пластиліну форму корабля, занурюємо його в воду і бачимо, що він не потонув, а поплив. Ура! Чари відбулося, потопаючий матеріал плаває на поверхні!
Висновок: Корабель не тоне, тому що він має особливу форму, гіпотеза № 3 вірна
Досвід № 3. Вплив повітря на плавучість корабля.
Беремо дві повітряні кульки, один з яких надуваємо, і занурюємо в воду.
Вода потрапила всередину не надутого кульки, і він почав поступово занурюватися в воду. Надута кулька не тоне, навіть якщо натиснути на нього зверху рукою.
Висновок. Корабель не тоне, тому що повітря всередині нього тримає його на плаву, гіпотеза № 3 верна.Оказивается, колись давно давньогрецький вчений Архімед досліджував проблему плавучості тел і сформулював закон: на всяке тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, спрямована вгору і рівна вазі витісненої ним рідини, який відомий зараз як Закон Архімеда. Таким чином, в нашому досвіді на кульку знизу, з таза, діяла сила Архімеда, яка виштовхувала кульку на поверхню.
ПІДСУМОК: Тіло не потоне, якщо архимедова сила дорівнює або більше ваги тіла. Залізні суду проектують і будують з таким розрахунком, щоб при зануренні вони витісняли величезна кількість води, вага якої дорівнює їх вазі в завантаженому стані (це називається водотоннажністю корабля). У цьому випадку на них буде діяти виштовхує архимедова сила відповідної величини. Ось одна з причин, чому кораблі не тонуть. Корабель всередині має безліч порожніх, наповнених повітрям приміщень і середня його щільність значно менше щільності води. Саме тому він тримає корабель на поверхні води і не дає затонути. І корабель, навіть з дуже великим на борту вантажем буде плисти по водах морів і океанів
Якщо залізяка не має жодної дірочки, куди б потрапило повітря, то вона відразу ж потоне в воді ... А якщо змайструвати кораблик за всіма правилами науки - він спокійно буде триматися на плаву
1 \ Temp \ msohtml1 \ 01 \ clip_image002.jpg "> 4. Секрети будови.
З енциклопедії я дізнався: Кораблі будують так, щоб вони в воді не тонули
1 \ Temp \ msohtml1 \ 01 \ clip_image003.jpg ">
Навіть повністю навантажена судно не тоне. Тому що його контроль-відмітка - вантажна ватерлінія - завжди знаходиться над водою.
Днище корабля спеціально роблять такої форми, що коли корабель нахиляється вбік, він волею - неволею прагне знову випрямитися.
1 \ Temp \ msohtml1 \ 01 \ clip_image004.jpg "> Дека на кораблі закривають його нутро як хороші кришки. Тому вода не потрапляє в нього, і навіть в найсильніший шторм корабель не стає помітно важче. Звичайно, якщо надійно задраєно палубні люки .
У мене залишився останній питання «Чому під впливом хвиль суду не перевертаються?»
Я згадав, як у маленької сестрички улюбленою іграшкою був Ванька-Встанька. Я вирішив використовувати порожню пластикову пляшку. У воді вона плавала. Тоді я наповнив дно монетами, і пляшка встала ... ..
Висновок: Центр тяжкості -нижче основної частини пляшки, і тому при будь-хитавиці корабель не переваернётся.
ВИСНОВОК: Кораблі не тонуть тому що на них діє сила, дія якої вперше описав давньогрецький вчений Архімед.
Згідно з висновками Архімеда на всяке тіло, занурене в рідину, постійно діє виштовхуюча сила і величина її дорівнює вазі витісненої цим тілом води. Якщо ця архимедова сила більше або дорівнює вазі тіла, то воно не потоне.
10. Форма представлення результатів
Ілюстрована текстова презентація та підготовка буклету з описом дослідів
3. Ушаков С. З. Плавання тіл / С. З. Ушаков: дитяча енциклопедія, том 3 «Числа і фігури, речовина і енергія». - Київ: «Видавництво Академії Педагогічних Наук РРФСР», 1961. - С. 279-288.