Проектная работа «Почему корабли не тонут»

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа» с. Золотая Долина Партизанского муниципального района

Районный конкурс исследовательских и проектных работ «Юный исследователь»

Технические науки

Почему корабли не тонут?

Автор: Кудрявцева Полина

Кучер Артем

Солодкий Данил

учащиеся 1 класса

Руководитель: Вьюн Наталья Дмитриевна

учитель начальных классов

с. Золотая Долина, 2014

Оглавление

Введение. 3

Основная часть

1) История вопроса; 5

2) Почему корабли не тонут – проведение опытов; 6

3) Модели кораблей. 8

Заключение. 9

Список использованной литературы. 10

Приложение. 11

Введение

Однажды, отдыхая летом на пляже с родителями, я увидела далеко в море корабли. И у меня как то сразу возник вопрос: «Почему корабли не тонут?», ведь я, не умея плавать, даже в море зайти боюсь, а корабли?

Я решила заняться исследованием этого вопроса.

Первым делом я спросила у мамы, она посоветовала сходить в библиотеку, посмотреть в книгах ответ на этот вопрос.

Библиотекарь порекомендовала мне несколько книг. Так у меня оказалась целая наука о кораблях, которую мне предстояло изучить.

Но одно обстоятельство меня остановило, ведь я не умею читать, поэтому я решила оставить решение этого вопроса до поступления в школу.

В школе, на одном из уроков окружающего мира, я вспомнила о своей проблеме. Многих одноклассников заинтересовал мой вопрос. Мы решили узнать в школе у ребят старших классов ответ на наш вопрос. Мы провели опрос. Вопросы были такие:

Плавал ли ты на кораблях?

Почему корабли не тонут?

Умеешь ли ты делать кораблики из бумаги?

Результаты опроса мы отразили в диаграмме (см. Приложение 1).

Они оказались не утешительными, не точными, разными. Не все ребята точно могут сказать, почему же корабли не тонут…

На вопрос «Почему не тонут корабли?» больше всего голосов ребята отдали ответу «неведомая сила выталкивает корабль из воды».

А также ребята считают, что особое строение корабля влияет на его плавучесть.

Многие не плавали на кораблях, даже не умеют их изготавливать из бумаги… А мне казалось, раз старшеклассники, то знают все!

Таким образом, мой вопрос стал открытым, и наша цель исследования ответить на вопрос: «Почему корабли не тонут?».

Задачи, которые стоят перед нами:

1) Собрать и проанализировать информацию о причинах плавания кораблей.

2) Разработать серию опытов, объясняющих, что позволяет кораблям держаться на воде;

3) Подготовить описания опытов, чтобы каждый желающий мог легко их повторить и получить знания, позволяющие понять многие природные явления;

4) Изготовить бумажные корабли

5) Сделать выводы.

Объект исследования: Причины плавания кораблей.

Предмет исследования: Изучение взаимодействия жидкости и предметов, помещенных в нее.

Гипотезы:

1 Корабли делают из материала, который не тонет.

2 Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму и строение.

3 Воздух внутри него держит корабль на плаву.

4 На корабли в воде действует сила, позволяющая им держаться на плаву.

Методы исследования:

1 Беседы с взрослыми

2.Анкетирование

3 Изучение научной литературы и анализ прочитанного.

4 Изучение информации, полученной из Интернета.

5 Проведение опытов

6 Оценка результатов проведенных опытов.

Основная часть

1) История вопроса

Судостроение, если верить историческим фактам, зародилось еще до начала нашей эры. Историки утверждают, что еще в Древних Египте и Китае существовало большое количество кораблей, которые обычно использовались для торговли и военных нужд.

Если говорить о восточных славянах, которых с определенной натяжкой можно смело называть нашими предками, то еще в седьмом веке они строили суда, которые состояли из каркасной основы, а обтягивали их чаще всего кожей. Однако всего несколько столетий спустя появились корабли с полностью дощатой обшивкой.

Почему корабли не тонут, в отличие, например, от утюга? Они же тоже железные? Потому что на них (как и на утюг) действует сила, действие которой впервые описал древнегреческий учёный Архимед.

Согласно выводам Архимеда на всякое тело, погружённое в жидкость, постоянно действует выталкивающая сила и величина её равна весу вытесненной этим телом воды. Если эта архимедова сила больше или равна весу тела, то оно не утонет. Корабли не тонут именно по этой причине. 

Нетрудно догадаться, что тело большого размера (объёма) вытеснит значительно больше воды, чем маленькое тело одинакового с ним веса и если утюг «раскатать» в достаточно тонкий лист фольги, то, аккуратно опущенный на поверхность воды, он будет на ней держаться. 

Железные суда проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии (это называется водоизмещением корабля). В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины. Вот одна из причин, почему корабли не тонут.

Можно объяснить, почему корабли не тонут, немного по-другому: тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по её поверхности. Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений и средняя его плотность значительно меньше плотности воды.

2)Почему корабли не тонут – проведение опытов.

Из энциклопедии мы узнали, что корабли строят так, чтобы они в воде не утонули.

Грузовая ватерлиния - это контроль-отметка, до которой можно загружать судно, она всегда находится над водой.

Днище корабля специально делают такой формы, что когда корабль наклоняется вбок, он волей-неволей стремится опять выпрямиться.

Палубы на корабле закрывают его нутро как хорошие крышки. Поэтому вода не попадает в него, и даже в самый сильный шторм корабль не становится заметно тяжелее. Конечно, если надежно задраены палубные люки.

Далее я решила разобраться в этом вопросе практическим путём.

Опыт 1. «Материал»

Поочередно погружаем в воду, предметы из металла, дерева, стекла и пробки. Как видно, предметы из стекла и металла утонули, а из дерева и пробки – нет (см. Приложение 2).

Таблица 1 «Материал»

Моя учительница, Наталья Дмитриевна, объяснила мне, что все окружающие нас предметы и вещества состоят из крошечных, не видимых взгляду частичек – молекул. Те тела, в которых молекулы располагаются очень близко друг другу – обладают большей плотностью и быстрее идут ко дну. А тела, в которых молекулы расположены далеко друг от друга, обладают меньшей плотностью, поэтому остаются плавать на поверхности воды. У железа и стекла плотность больше плотности воды, и поэтому они утонули. Тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают на ее поверхности. Однако, современные корабли сделаны из металла.

Вывод: «Плавучесть» корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен. Следовательно, гипотеза №1 не верна.

Опыт 2. Влияние формы на плавучесть корабля.

Берем пластилин, погружаем его в воду и видим, что он утонул.

Придаем пластилину форму корабля, погружаем его в воду и видим, что он не утонул, а поплыл. Ура! Волшебство свершилось, тонущий материал плавает на поверхности (см. Приложение 3)!

Вывод: Корабль не тонет, потому что имеет особую форму и строение, гипотеза №2 верна.

Опыт 3. Воздух.

Берем пластиковый шарик и бросаем его в воду. Шарик не тонет, даже если надавить на него сверху рукой (см. Приложение 4).

Вывод: Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву, гипотеза №3 верна. Оказывается, когда-то давно древнегреческий учёный Архимед исследовал проблему плавучести тел и сформулировал закон: на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости, который известен сейчас как Закон Архимеда.

Таким образом, в нашем опыте на шарик снизу, из таза, действовала сила Архимеда, которая выталкивала шарик на поверхность.

Опыт 4. Выталкивающая сила воды (см. Приложение 5).

Берем пластиковый стакан и ставим его в полный таз с водой, затем постепенно добавляем в стакан монетки, и наблюдаем, как плавает стакан, а из тазика постепенно выливается вода. При добавлении 13 монет стакан утонул. Взвешиваем стакан с монетами и стакан с вытесненной водой и видим, что вес стакана с монетами больше.

Вывод: корабль держится на плаву до тех пор, пока вес вытесненной им жидкости будет больше или равен весу корабля.

Опыт 5. Плотность воды(см. Приложение 6)

Мы опустили в пресную воду картофель. Он утонул. Значит плотность картофеля больше плотности воды. Добавили в воду на 1 литр 300 г. соли, растворили ее и опустили туда картофель. Картофель всплыл. Плотность воды стала больше, чем плотность картофеля.

Вывод: плотность воды влияет на выталкивающую силу воды

Вот оказывается, почему корабли не тонут.

3) Модели кораблей

Ребята моего класса решили в ходе исследования научить меня делать простые корабли – из бумаги. Предлагаем несколько вариантов моделей кораблей. Данные модели представлены в Приложении 7.

Заключение

Я нашла ответы на свой вопрос «Почему корабли не тонут».

1. Корабли не тонут, потому что на них действует выталкивающая (подъемная) сила, по закону Архимеда, направленная вверх и равная весу жидкости, вытесненной кораблем.

2. Корабль будет находиться на плаву до тех пор, пока его вес будет меньше или равен весу вытесненной им жидкости, что достигается, в том числе и наличием прослойки воздуха в отсеках корабля, а воздух легче воды

3.Выталкивающая (подъемная) сила зависит от плотности жидкости. Следовательно, в море, где вода солёная (с большей плотностью), выталкивающая сила, действующая на корабль больше, чем в реке или озере, где вода пресная.

4. Корабли специально строят такой формы и такого строения, чтобы они не тонули.

Конечно, есть еще много того, что я не понимаю, например физические понятия, законы, формулы, но, думаю, в старших классах я смогу разобраться в этом вопросе подробнее.

Список использованной литературы

1. Перля З. Н. Корабли / З. Н. Перля: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». – Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1960. – С. 443-459.

2. Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». – Москва: «Детская литература», 1993. – С. 7-36. 3. 3. Ушаков С. З. Плавание тел / С. З. Ушаков: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». – Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1961. – С. 279-288.

Использование Интернет-ресурса:

http://www.elfik.by.yandex.ru

http://www.1september.ru/2006/02/07.htm

http://www.vseznayem.ru/detskiye-pochemu-o-tekhnike/60-pochemu-korabli-ne-tonut

http://pochemu.su/pochemu-korabli-ne-tonut/

http://ppt4web.ru/fizika/korabli-pochemu-oni-ne-tonut.html

http://shishkinles.ru/shishkinles/Matilda/sovinform/zasedaniya/Pochemu_korabli/

http://nsportal.ru/ap/ap/drugoe/pochemu-ne-tonut-korabli

http://www.docme.ru/doc/42594/pochemu-ne-tonut-korabli

http://www.bolshoyvopros.ru/questions/179788-pochemu-korabli-ne-tonut.html

http://www.maaam.ru/detskijsad/-pochemu-korabli-ne-tonut.html

Приложение 1.

Результаты опроса «Корабли»

Единица измерения диаграмм – чел.

Плавал ли ты на кораблях?

Почему корабли не тонут?

Умеешь ли ты делать кораблики из бумаги?

Приложение 2.

Приложение 3.

Приложение 4.

Приложение 5.

Приложение 6.

Приложение 7.

М одель 1. Бумажный кораблик.

Берём лист бумаги и складываем его пополам, углы листа подгибаем на сгибе к центру, затем загибаем кверху свободные нижние края, загибаем на противоположную сторону углы краёв.

Следующий этап сводим противоположные углы получившегося треугольника.

У нас должна получиться фигура как на рисунке.

Далее подгибаем нижние углы, каждый со своей стороны, к верхушке.

У получившегося треугольника сводим противоположные углы и последнее, берёмся за верхние уголки и разводим их в стороны.

Модель 2. Лодочка.

Модель 3. Пароход.

Модель 4.

Для изготовления нам понадобится квадратный лист бумаги.

Подгибаем все 4 угла  к центру листа и это действие производим еще два раза.

Окончательно переворачиваем нашу конструкцию, отгибаем и раскрываем два противоположных квадратных «гнёздышка». 

Два других противоположных «гнёздышка» оттягиваем в стороны за уголки.

Сделайте несколько корабликов оригами разного цвета и размера. Советуем вам делать кораблики из бумаги, которая плохо впитывает воду, чтобы они дольше не размокали в воде. Еще можно окунуть бумажные кораблики в расплавленный пчелиный воск или парафин, тогда они станут водонепроницаемыми.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/35741-proektnaja-rabota-pochemu-korabli-ne-tonut