Проект исследование «Линейка, циркуль, транспортир история и современность»

ТЕМА ПРОЕКТА: «Циркуль, транспортир, линейка: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ»

Человеку понадобилось умение нарисовать не только такой предмет, который он видел, но и такой, который он хотел сделать. Когда стали возводиться большие сооружения — жилища, храмы, крепости, — возникли первые чертежи — планы. Они вычерчивались на земле в том месте, где должно было воздвигаться сооружение. А значит, человеку стали необходимы инструменты, с помощью которых можно было бы выполнять чертежи.

В своей работе мы расскажем о хорошо знакомых каждому ученику чертёжных инструментах. Все часто используют их, но не все знакомы с их историями.

Цель проекта: узнать и изучить инструменты древности и современности.

Задачи проекта:

1) Узнать о приборах древности

2) Узнать о приборах современности

3) Узнать, как они используются

4) Сделать вывод.

5) Создать учебный видеоролик

Идея создания проекта зародилась на уроках математики. Мы учились пользоваться циркулем и транспортиром. Но как появились эти инструменты у человека, как ими правильно пользоваться мы решили рассказать об этом в нашем проекте.

Предметом исследования являются следующие инструменты: циркуль, транспортир, линейка.

В ходе исследования мы использовала следующие группы методов:

теоретические: анализ литературы, моделирование общей гипотезы исследования и проектирование результатов и процессов их достижения на различных этапах работы;

эмпирические: наблюдения, опытная работа и др.;

Актуальность данной темы не вызывает сомнения т.к. с древнейших времен и до наших дней эти инструменты используются и в настоящее время.

Для нахождения материала для нашего проекта использовали учебные пособия и энциклопедические данные в сети Интернет.

Линейка

История измерительных инструментов начинается, пожалуй, именно с линейки. Когда она была точно придумана не известно. Ясно только, что ещё древние греки использовали такие дощечки с насечками, чтобы измерять небольшие расстояния. Доказательством существования линейки еще в древние времена стало нахождение ее аналога на раскопках на территории древней Помпеи.

Она представляла собой тщательно отструганную дощечку, которая помогала античным архитекторам при создании чертежей.

Есть доказательства, что в Средние века немецкими монахами также были изобретены своего рода линейки. Они были в виде разметок линий и колонок на листах, которые делались при помощи специальных свинцовых пластинок.

Во многих странах Европы линейки имели несколько иной вид. Это были железные прутья - "шильца". У русских писцов также существовал свой вид линеек, который они назвали "правильца". Не обходились без линейки — «правильца» — и русские писцы. У каждого из них на поясе рядом с глиняной чернильницей висело линованное шило. В расходных книгах московских приказов XVII века нередко встречается название «каракса». Так назывались своеобразные линейки. Они представляли собой раму в размер листа, на которую туго натягивали нити. Положив на лист бумаги караксу, писец проводил вдоль нитей костяной палочкой, выдавливая на бумаге линии-строчки. Вот почему рукописи того времени удивляют нас ровностью строк и четкими интервалами.

Линейка, которой сейчас широко пользуемся мы, появилась в послереволюционной Франции. Тогда лучшим академикам было поставлено задание: разработать новый улучшенный вид линейки с новой системой мер.

Как же была придумана такая система мер? Оказалось, все очень просто. Лучшие умы подсчитали и поделили ее на сантиметры и миллиметры.

Сантиметр - это сорокамиллионная часть географического меридиана, который проходит через Париж, а миллиметр - это десятая часть сантиметра.

Сначала французскими академиками было изготовлено две линейки. Они были сделаны из платины и имели длину один метр, а ширину 25 миллиметров. Такие размеры сразу же получили название "республиканский метр".

Дальше началось изготовление линеек из дерева, но они были доступны только ученым. С течением времени они стали доступны и широким массам.

Вскоре линейки начали производить для студентов. И только первом десятилетии XIX века эта полезная вещь начала входить в обиход школ.

В 1812 году такие "республиканские" линейки попали в Россию как военный трофей. Но там их производство было налажено только, начиная с 1899 года.

Инициатором такого хода стал Дмитрий Иванович Менделеев. Именно этот великий химик посодействовал тому, чтобы в Российской империи была внедрена метрическая система мер, а с нею и линейка.

Сегодня линейки обычно производят из пластика или дерева, реже из металлов.

Кстати, в геометрии и картографии линейка используется только для проведения прямых линий, измерение расстояния по линейке считается грубым - для этого используют измерительный циркуль.

Транспортир

Транспортир — инструмент для построения и измерения углов. Транспортир состоит из линейки и полукруга (угломерной шкалы), разделённого на градусы от 0 до 180°. В некоторых моделях — от 0 до 360°. Транспортиры изготавливаются из стали, пластмассы, дерева и других материалов. Точность транспортира прямо пропорциональна его размеру (чем больше транспортир, тем меньше цена одного деления).

История не сохранила имя ученого, который изобрел транспортир - возможно в древности этот инструмент имел совсем другое название.

С овременное название происходит от французского слова "тransporter", что означает "переносить". Историки предполагают, что транспортир изобрели в древнем Вавилоне.

Некий инструмент был обнаружен в 1906 году в Египте при раскопках гробницы зажиточного архитектора.Прибор представляет собой планку, с закрепленным сверху диском, разделенным рисунком на 16 одинаковых секторов.Для работы с прибором был необходим отвес. Прибор помещали на поверхность, после чего отвесом обозначали перпендикуляр. Разница между рисунком и отвесом позволяла вычислить угол наклона поверхности. Возраст транспортира составляет около 3400 лет.

Итальянский физик Амелия Спаравинья определила, что хранящийся в музее в Турине древнеегипетский инструмент является первым в истории транспортиром - прибором для измерения углов.

Но древние ученые производили измерения не только транспортиром - ведь этот инструмент был неудобен для измерений на местности и решения задач прикладного характера.

А именно прикладные задачи и являлись главным предметом интереса древних геометров. Изобретение первого инструмента, позволяющего измерять углы на местности, связывают с именем древнегреческого ученого Герона Александрийского (I век до н.э).

Он описал инструмент "диоптр", позволяющий измерять углы на местности и решать множество прикладных задач.

С овременный транспортир для более точных построений и измерений имеет прозрачную линейку с угломерным нониусом, которая вращается вокруг центра.

Так зарождалась геодезия - система наук об определении формы и размеров Земли и об измерениях на земной поверхности для отображения ее на планах и картах. Геодезия связана с астрономией, геофизикой, космонавтикой, картографией и др., широко используется при проектировании и строительстве сооружений, судоходных каналов, дорог.

Геодезические транспортиры бывают двух типов: ТГ-А - для построения и измерения углов на планах и картах; ТГ-Б - для нанесения точек на чертежной основе по известным углам и расстояниям. Цена деления угломерной шкалы - 0,5 градуса, прямолинейной - 1 миллиметр.

Циркуль

Циркуль — инструмент для черчения окружностей и дуг окружностей, также может быть использован для измерения расстояний, в частности, на картах. Может быть использован в геометрии, черчении, для навигации и других целей. Само слово "циркуль" происходит от латинского "circulus" - "круг, окружность, кружок", от латинского же "circus" - "круг, обруч, кольцо". В русский язык слово "циркуль" или "циркул" пришло от польского "cyrku?" или немецкого "Zirkel".

Сам принцип описывания окружности с помощью двух равноотстоящих меток (предметов) возник еще во времена каменного века. Окружности можно было описывать и с помощью надломанной или согнутой ветки, и с помощью натянутой гибкой лианы или травинки, и с помощью палки с двумя сучками. Круги могли быть размечены и группой взявшихся за руки людей... А самый простой «циркуль» - это расставленные пальцы человеческой руки, которые применялись и в рисовании дуг, и в измерениях. Главный принцип - постоянное расстояние между двумя точками инструмента - мог быть реализован по-разному.

Сейчас уже нельзя сказать, кто именно изобрел этот инструмент - история не сохранила для нас его имя, но легенды Древней Греции приписывают а вторство Талосу, племяннику знаменитого Дедала, первого "воздухоплавателя" древности. Талос — в древнегреческой мифологии сын сестры Дедала Поликасты (племянник) и его ученик. Мифы утверждают, что он был исключительно талантлив. По рассказу Овидия, когда ему было 12 лет, он взял за образец спинной хребет рыбы и изобрёл пилу и циркуль. Дедал позавидовал талантливому родственнику и, улучив момент, сбросил юношу с городского вала.

Самый старый, дошедший до нас уже не из легенды, а из реальности, железный циркуль нашли во Франции при раскопках древнего кургана. Он пролежал в земле более 2 тысяч лет. (I век н.э.).

В пепле, засыпавшем 1900 лет назад греческий город Помпеи, археологи обнаружили уже много бронзовых циркулей.

Утверждают, что у древних вавилонян и ассирийцев мастера, которые занимались росписью, пользовались в первую очередь циркулем. Именно благодаря этому, все линии и круги в их узорах идеально ровные. А ведь они были созданы больше трех тысяч лет назад.

В России же циркулем также активно пользовались, судя по тому, какое количество разнообразных узоров было нанесено. Так, один из стальных циркулей был найден в Новгороде при археологических раскопках.

Кроме того, циркуль является символом неуклонной и беспристрастной справедливости, совершенной фигурой круга с центральной точкой, источником жизни. Наряду с квадратом циркуль определяет пределы и границы прямой линии. В ритуальной архитектуре циркуль символизирует трансцендентное знание, архетип, контролирующий все работы, навигатора.

Укитайцев циркуль означает правильное поведение.

Возможно, одно из древнейших изображений такого циркуля, известное историкам, найдено в Китае. Мифические прародители китайцев Фу-Си и Нюй-Ва держат в руках геометрические инструменты: угольник и циркуль.

Но надо сказать, что гораздо более древние изображения окружностей (циркульные узоры) имеются н а изделиях протогеометрической керамики, т.е. на древних глиняных сосудах, украшенных простейшими геометрическими орнаментами, в том числе и наборами концентрических окружностей. Такие узоры были обнаружены археологами практически всех регионов мира.

Все мы привыкли воспринимать циркуль как инструмент с двумя ножками-стержнями, закреплёнными шарнирным соединением. Но истории известны и другие конструкции циркулей. Это верёвочные циркули (два стержня, связанных бечевой), штангенциркули (закреплённые на одной балке параллельные стержни) и всем знакомые кронциркули или циркули с головкой (две ножки-стержня, шарнирно соединённые головкой).

Самый простой тип циркуля – это верёвочныйциркуль, т.е. верёвка с отмеченными на ней (чаще всего узлами) расстояниями или с закреплёнными на концах стержнями. Такие инструменты использовались, например, в Древнем Египте при разметке земельных участков после очередного разлива Нила. Несмотря на свою примитивность, верёвочный циркуль используется и сейчас - там, где надо нарисовать дугу очень большого радиуса (например, при разметке спортивных арен) или там, где использование «жёсткого» циркуля неудобно - их часто можно увидеть в руках садовников и кровельщиков.

Но лучше всего нам знаком циркуль с двумя шарнирно соединёнными ножками, иликронциркуль(циркуль с головкой).

Другой вид циркуля – это штангенциркуль,или циркуль, короткие ножки которого могут передвигаться вдоль размеченной планки (штанги) - естественное усовершенствование верёвочного циркуля. Такие циркули применяются в основном при измерении - и достаточно больших объектов, и о чень маленьких. С помощью штангенциркуля можно измерять не только наружную толщину предмета, но и внут­ренний диаметр отверстий, и их глубину. Штангенциркулями пользуются и лесники для измерения стволов деревьев, и ювелиры для оценки размеров обрабатываемых миниатюрных изделий. Штангенциркули существуют достаточно давно: в европейских музеях сохранились деревянные штангенциркули сапожников - такие циркули давали достаточно грубые результаты измерений.

С древнейших времён существовали ипропорциональныециркули. Они предназначались для пропорционального и зменения в заранее заданном отношении размеров измеряемого или проектируемого объекта.

Разновидностью циркуля являлось и большинство навигационных инструментов; в сем известный секстант - это тоже кронциркуль со специфическими шкалами.

Циркуль на Руси был не только инструментом учёного. В XV-XVII веках учёт земельных угодий вёлся в соответствии с правилами «сошного письма» о начислении податей в зависимости от количества и качества земли.

С XVI века использовались специальные руководства - рукописные «Книги сошного письма», содержащие также некоторые сведения из геометрии и геодезии. Видимо, уже тогда началось исполь­зование землемерных циркулей раствором в одну сажень (около 1,5-2 метров); сейчас землемерные циркули обычно имеют раствор 1 или 2 метра.

В древности на Руси циркуль назывался «кружало».

С развитием связей России с Европой циркуль становится геральдическим символом и в нашей стране. В подражание западным традициям начинают создаваться гербы дворянских родов, и циркуль появляется на них - как на гербах старинных дворянских родов, так и на гербах, дослужившихся до дворянства чиновников и офицеров. Причем циркуль с поднятыми вверх ножками символизирует масонство, а прямой угол циркуля - твердость и прямоту обладателя герба.

Российские дворянские гербы.

А)Герб Картмазовых - «гласный» герб: изображена карта и циркуль - атрибуты рисования (мазания) карт.

Б)Герб Горихвостова, указавшего здесь своё масонство.

В )Герб Михеева, заслужившего потомственное дворянство государственной службой.

Циркули, найденные при раскопках в древних Помпеях, оказались настолько совершенными, что последующие века практически ничего не внесли в их конструкцию.

Обычно циркуль делается из металла и состоит из двух "ножек", на конце одной из них находится игла, на второй - пишущий предмет, обычно графитный грифель. В случае если циркуль измерительный, на обоих его концах расположены иглы.

Со временем конструкция циркуля практически не изменилась, но ему придумали массу насадок, так что теперь он может вычерчивать окружности от 2 миллиметров до 60 сантиметров, кроме того, обычный графитный грифель можно заменить насадкой с рейсфедером для черчения тушью.

Есть несколько основных типов циркулей: разметочный или делительный, его применяют для снятия и перенесения линейных размеров; чертежный или круговой, его применяют для вычерчивания окружностей.

Циркуль используется не только в черчении, навигации или картографии - применение ему нашлось и в медицине: например, большой и малый толстотные циркули применяются для измерения поперечных размеров тела человека и для измерения размеров черепа соответственно, а циркуль-калипер используется для измерения толщины подкожно-жировой складки.

Также известен циркуль Вебера, немецкого психофизиолога и анатома, разработанный им для определения порога кожной чувствительности.

Циркуль, как правило, всегда входил в специальный набор, содержащий еще дополнительные принадлежности (сменные стержни, иглы) и инструменты (кронциркуль, измерительный циркуль, рейсфедер). Все это лежало в футляре с соответствующими углублениями, который называется готовальня.

Казалось бы, циркуль - скучный и невзрачный инструмент... А сколь богата его история и значительно влияние на развитие нашей цивилизации!

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/260583-proektissledovanie-linejka-cirkul-transporti