Зробити корабель з фізики. Дослідницька робота у початковій школі на тему «Чому кораблі не тонуть

Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версіяроботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF

Вступ

Я дуже люблю подорожувати. Минулого літа я їздив відпочивати на Чорне море. Якось я побачив величезний танкер, що плив у море. Сучасні танкери, які перевозять нафту, самі великі корабліу світі - їх довжина сягає п'ятисотометрів, а їхні танки містяться до півмільйона тонн нафти!

По приїздудомої я змайстрував свій кораблик з паперу, але у воді він перекинувся і незабаром потонув. І тут я замислився над запитанням: чому справжні кораблі не тонуть? Адже вони зроблені із заліза і набагато важчі за мій кораблик.

Мені захотілося самому це зрозуміти за допомогою дослідів і самостійно знайти відповідь на запитання «Чому акораблі не тонуть?». Адже так хочеться, щоби мій кораблик поплив!

У зв'язку з цим ми вибрали тему своєї дослідницької роботи - «Чому кораблі не тонуть?».

Мета роботи: з'ясувати причини, що дозволяють кораблям не тонути і не перевертатися

Для досягнення мети поставлено такі завдання:

1. Знайти інформацію про перші засоби пересування по воді, історію кораблебудування, дізнатися про сучасних конструкторів, які прославили Росію та обосновні принципи роботи корабля;

2. Провести серію дослідів, що дозволяють крок за кроком з'ясувати умови, за яких тіла плавають у воді.

3. Спробувати виготовити самому кораблики (вітрильний і механічний), враховуючи властивості плавучості тіл;

4. Провести анкетування учнів 5 класів, з метою з'ясувати, що знають про плавучість тіл моїх однолітків та проаналізувати результати досліджень; аааааааааааааааааааааааааааааааааааа

5. Провести класну годину на тему: «Чому не тонуть кораблі» з демонстрацією дослідів, що дозволяють з'ясувати умови, за яких тіла плавають у воді. ааааааааааааааааааааааааааааааааа

В основу дослідження покладено гіпотеза: припустимо, корабель має особливості будівлі, що дозволяють не тонути, якщо:

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.

4. Секрети будови кораблів. ааааааааааааааааааааааааааааааа

Об'єкт дослідження- корабель

Предмет дослідження- Особливості будови корабля.

Під час виконання роботи використовувалися методи:

Метод пошуку інформації (аналіз та узагальнення літератури на тему дослідження)

Спостереження;

Анкетування.

Теоретична значимість:систематизація та узагальнення матеріалу на тему дослідження.

Практична значимість:практичне використання отриманого матеріалу на уроках, класному годиннику, у позакласних заходах

На кораблі крізь віки

I.1. Історія розвитку кораблебудування

Для збору інформації ми використовували інтернет, а також книги та інші друковані видання. У пошуку знань про стародавні суди, більшою мірою, ми використовували інтернет, так як саме там можна було знайти більш докладну і різноманітну інформацію з малюнками, фотографіями і схемами. ІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІ з

У пошуках їжі люди часто селилися на берегах річок і морів. Ці місця були дуже зручні для лову риби та полювання на звірів, що приходять на водопій. Живучи тут, людину навчився долати водні простори. З'явилися перші найпростіші засоби пересування по воді: плоти та видовбані з дерева човники. ІІІІІІІІІІІІІІ

Один із найдавніших судів, виявлених біля Росії, датують приблизно 5в. до н.е.

У всіх слов'янських мовах є слово корабель. Корінь його - "кора" - лежить в основі таких слів, як "кошик". Найдавніші арусские судна робилися з гнучких прутів, какакорзина і обшивались корою (пізніше - шкірами). Відомо, що у 8 в. наші співвітчизники плавали Каспійським морем. У 9 та першій половині 10 ст. росіяни були повними господарями Чорного моря, і не даремно в той час східні народи називали його "Російським морем".

У 12 ст. на Русі вперше було побудовано палубні судна. Палуби, призначені для розміщення воїнів, одночасно служили захистом веслярів. Слов'яни були майстерними суднобудівниками і будували судна різних конструкцій.

Завдяки цьому при стисканні льодів, серед яких доводилося плавати, судно "вичавлювалося" на поверхню, не піддаючись деформаціям і знову занурювалося у воду при розходженні льодів.

Організоване морське суднобудування в Росії почалося наприкінці 15 ст, коли в Соловецькомпмонастирі була заснована верф для будівництва промислових судів.

Пізніше вже у 16-17 ст. крок уперед зробили запорізькі козаки, які на своїх "Чайках" здійснювали рейди на турків. Методика будівництва була такою самою як при виготовленні київських набійних лодей (щоб збільшити розмір судна до довбаної і середині з боків прибивалося кілька рядів дощок).

У 1552 році після взяття Іваном Грозним Казані, а потім і завоювання в 1556 р. Астрахані, ці міста стають центрами будівництва судів для Каспійського моря.

При Бориса Годунова були зроблені безуспішні спроби заснувати в Росії військовий флот.

Перше в Росії морське судно іноземної конструкції "Фрідерік" було побудовано в 1634 р. в Нижньому Новгородіросійськими майстрами.

У червні 1693 р. Петро I заклав в Архангельську першу казенну верф для будівництва військових р. кораблів. За рік Петро знову відвідав Архангельськ. До цього часу 24-гарматний корабель "Апостол Павло", фрегат "Святе Пророцтво", галера і транспортне судно "Фламов" утворили на Білому морі першу російську військову флотилію. Почалося створення регулярного військово-морського флоту.

У 1702 р. в Архангельську були спущені два фрегати: "Святий Дух" і "Меркурій". У 1703 р. було закладено Санкт-Петербург центром якого стало Адміралтейство - найбільша суднобудівна верф країни. Першим великим судном, що зійшов зі стапеля Адміралтейської верфі був побудований Федосієм Скляєвим і Петром Першим в 1712 р. 54-гарматний корабель "Полтава". До 1714 р. Росія мала свій вітрильний флот. ……………

Найбільшим судном петровського часу був 90-гарматний корабель "Лісове" (1718).

При Петра Ір. були введені такі судна:

Кораблі - довжиною 40-55 м., трищоглові ас 44-90 гарматами;

Фрегати – довжиною до 35 м., трищоглові з 28-44 гарматами;

Шняви - довжиною 25-35 м., двощоглові з 10-18 гарматами;

Парми, буєра, флейти та ін. Довжиною до 30 м.

У 1782 р. було збудовано "водохідне судно" Кулібіна. На початку 19 ст. вдалу "машину" з використанням для птяги коней винайшов майстер Дурбажев.

Перший рейсовий пароплав нап.лінії Петербург-Кронштадт був побудований в 1815 р. На дійшов до нас видно, що його труба цегляна. Більше пізньому малюнкутруба залізна.

У 1830 р. у Петербурзі було спущено на воду вантажопасажирське судно "Нева", що мало крім двох парових машин ще й парусне озброєння. У 1838 р. у Петербурзі пройшов випробування на Неві перший у світі електрохід. У 1848 р. Амосовп. побудував перший в Росії авінтовий фрегат "Архімед".

Особливо бурхливо стало розвиватися пароплавство на Волзі та інших річках після скасування кріпосного права в 1861 р. ююююююююююююююююю

Головним суднобудівним підприємством став заснований в 1849 р. Сормівський завод. Тут були побудовані перші в Росії залізні баржі та перший товаропасажирський пароплав. Перше в світі застосування двигуна Дизеля на річкових судах було здійснено також в Росії в 1903 р.

У другій половині 19 ст. на зміну дерев'яним кораблям прийшли залізниці. Цікаво, що в Росії першими військовими металевими кораблями виявилися два підводні човни в 1834 р.

У 1835 р. було побудовано напівпідводне судно "Відважний". Воно занурювалося нижче рівня моря, залишаючи над водою тількир.димову трубу. На початку 19 ст. на суднах з'явилися парові машини, а використання спочатку кованого заліза, а потім прокатної сталі в якості конструкційного матеріалу при будівництві судів привело в 1850-60 рр.. до революції у суднобудуванні.

Перехід до будівництва залізних судензажадав запровадження нового технологічного процесу та повного перетворення заводів.

У 1864 р. була побудована перша в Росії броненосна плавуча батарея. У 1870 р.п. у складі Балтійського флоту було вже 23 броненосні кораблі. У 1872 р.о. побудований броненосець "Петро Великий" - один із найсильніших кораблів у світі на той час.

Для Чорноморського флоту А. Попова розробив проект броненосця берегової оборони Новгород у 1871р.

У 1877 р. Макаровими булир. сконструйовані перші торпедні катери у світі. У тому ж році був спущений перший у світі морехідний міноносець. "Вибух".

Російськер.транспортне суднобудування кінця 19 ст. значно відставало від військового. У 1864 р. було побудовано перше аледокольне судно "пайлот". ооо

У 1899 р. побудованийпродокол "Єрмак" (плавав до 1964 р.). ІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІ з

I.2. Сучасні конструктори, які прославили Росію

Широко відомі досягнення вітчизняних вчених та конструкторів у галузі суднобудування. У середині ХIХ століття у всьому світі починається перехід від будівництва дерев'яних вітрильних суден до парових суден, з'являються кораблі, виготовлені з металу. Вітчизняний Військово-морський флот стає броненосним.ооооооооооооооооооооооооооо

Історія залишила нам імена найвідоміших кораблебудівників, які випереджали свій час. Особливо цікава доля Петра Акіндиновича Титова, який став головним інженером найбільшого суднобудівного товариства і навіть не мав свідоцтва про закінчення. сільської школи. Знаменитий радянський акораблебудівник академік О.М. Крилов вважав себе учнем Титова.

У 1834 році, коли флот не мав жодного металевого корабля, на Олександрівському ливарному заводі була побудована підводний човен, зроблений з металу. Її озброєння складалося з жердини з гарпуном, порохової міни та чотирьох пускових установок для запуску ракет.

1904 року за проектом І.Г. Бубнова - знаменитого будівельника лінійних кораблів - було розпочато будівництво підводних човнів. Створені нашими майстрами човни "Акула" і "Барс" виявилися більш досконалими, ніж підводні судна всіх країн, що воювали в Першу світову війну.

Важливу роль у вдосконаленні вітчизняного підводного флотузіграв радянський конструктор-кораблебудівник і винахідник доктор технічних наук, академік АН СРСР Сергій Микитович Ковальов (1919). З 1955 року він працював головним конструктором Ленінградського центрального конструкторського бюро "Рубін". Ковальов - автор понад 100 наукових працьта багатьох винаходів. Під його керівництвом були створені атомні підводні човни-ракетоносці, відомі за кордоном під шифром "Янки", "Дельта" і "Тайфун".

Російський флот набагато випередив іноземні флоти у розвитку мінної зброї. Ефективні аміни були розроблені нашими співвітчизниками І.І. Фіцтумом, П.Л. Шилінгом, Б.С. Якобсоном, Н.М. Азаровим. Протичовневу рглибинну бомбу створив наш учений Б.Ю. Аверкієв.

У 1913 року російський конструктор Д.П. Григорович побудував перший у світі гідролітак. З того часу у вітчизняному Військово-морському флоті велися роботи з обладнання судів як носії корабельної авіації. Створені на Чорному морі авіатранспорти, які могли приймати до семи гідролітаків, брали участь у бойових діях у роки Першої світової війни. tttttttttt

Яскравим представником вітчизняних конструкторів-кораблебудівників є Ізраїлевіч Борис Купенський (1916-1982). Він був головним конструктором сторожових кораблів типу "Горностай" (1954-1958), перших у радянському Військово-морському флоті протичовнових кораблів із зенітно-ракетними комплексами ігазотурбінною всережимною енергетичною установкою (1962-1967), першого у ВМФ СРСР бойового надводу установкою та головного в серії атомних ракетних крейсерів "Кіров" (1968-1982) з потужним ударним та зенітним озброєнням, практично необмеженою дальністю плавання. оооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

лллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллл

І.3. Принцип роботи корабля

Трюмна частина корабля витісняє масу води, що дорівнює її власній масі. Намагаючись повернутися на своє місце, витіснена вода штовхає корабель вгору. пппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппп

Встановлені під кутом лопаті корабельного гвинта, обертаючись, створюють зусилля, що штовхає гвинт і корабель вперед. На деяких сучасних швидкісних поромах використовується водоструминний рушій; морська вода асмоктується в нього, а потім випускається високошвидкісним струменем. ппппппппппппппппппппппппппппппппппппппп

Кермо, підвішене на шарнірах на кормі судна, з'єднується зі штурвалом або румпелем. Якщо кермовий відводить румпель вліво, кермо і корми рухаються вправо. Якщо потрібно зробити поворот праворуч, він відводить румпель вліво. ррррррррррррррррррррррррррррррр

В епоху вітрильних суден було розроблено таку установку вітрил, яка дозволяла рухатися проти вітру. Роблячи повороти в різні боки (ідучи галсами), корабель просувався вперед, навіть коли не було попутного вітру. ппппппппппппппппппппппппппппппп

Висновки за розділом I

У цьому розділі ми підібрали та вивчили літературу на цю тему. Ми знайшли інформацію про перші засоби пересування по воді, історію кораблебудування, дізналися про сучасних конструкторів, які прославили Росію та основні принципи роботи корабля.

Дізналися, що суднобудування одна з найдавніших галузей промисловості. Початок його відокремлено від нас десятком тисячоліть.

Історія кораблебудування починається від появи перших плотів і човнів, видовбаних з цілого дерев'яного стовбура, до сучасних красенів-лайнерів і ракетних кораблів, сягає своїм корінням в глибоку давнину. Вона настільки багатогранна і налічує стільки ж століть, як і сама історія людства.

Головним стимулом виникнення мореплавання, як і пов'язаного з ним кораблебудування, стало розвиток торгівлі між народами, розділеними морськими і океанськими просторами. Перші кораблі пересувалися за допомогою весел, лише зрідка використовуючи як допоміжну силу - вітрило. Потім, приблизно X - XI століттях, поруч із гребними судами з'явилися суто вітрильні судна.

Суднобудівна промисловість, будучи однією з найважливіших галузей народного господарствата володіючи науково-технічними та виробничим потенціалом, надає вирішальний вплив на багато інших суміжні галузі та на економіку країни вацелом, а також на її обороноздатність та політичне становище у світі. Саме стан суднобудування є показником науково-технічного рівня країни та її військово-промислового потенціалу, акумулюючи у своїй продукції досягнення металургії, машинобудування, електроніки та новітніх технологій.

Ми запитали, чому величезні судна тримаються на воді і не тонуть. Щоб відповісти на це питання, ми провели дослідницьку роботу.

Розділ II. Дослідницька робота

Вивчивши літературу, ми вирішили провести практичну роботуз метою з'ясувати умови, за яких кораблі не тонуть. Виходячи з цього, ми поставили перед собою такі завдання:

Провести анкетування з метою з'ясувати, що знають про плавучість тіл моїх однолітків і проаналізувати результати;

Провести серію дослідів, що дозволяють крок за кроком з'ясувати умови, за яких тіла плавають у воді;

Спробувати виготовити кораблики (парусний та механічний), враховуючи властивості плавучості тіл;

Провести класну годину на тему: «Чому не тонуть кораблі» з демонстрацією дослідів, що дозволяють з'ясувати умови, за яких тіла плавають у воді.

ІІ.1. Анкетування учнів п'ятих класів

Ми провели анкетування з метою з'ясувати, що знають про плавучість тіл моїх однолітків. У цьому опитуванні брали участь 37 людей. Дітям ми поставили одне запитання: «Чому не тонуть кораблі?» і запропонували кілька варіантів відповідей:

Матеріал;

Будова.

Результати запропоновані у діаграмі (Додаток 1). Більшість хлопців (20 (54%) із 37 опитаних) вважають, що особлива будова корабля впливає на його плавучість. Ми вирішили в цьому розібратися практичним шляхом.

рррррррррррррррррррррррррррррррррррррррррррррррррррр

ІІ.2. Проведення експериментальних дослідів

Досвід №1.Чи впливає матеріал, з якого зроблений корабель, на його плавучість?

По черзі занурюємо у воду предмети, виготовлені з дерева, скла, пластмаси, металу. Ми побачили, що предмети зі скла і металу потонули, а з дерева і пластмаси - ні (Додаток 2).

Всі навколишні предмети і речовини складаються з крихітних, не видимих погляду частинок - молекул. Ті тіла, в яких молекули розташовуються дуже близько один до одного - мають більшу щільність і 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 та скла щільність більше щільностіводи, і тому вони втопилися. Тіла, щільність яких менша за щільність води, вільно плавають по її поверхні. Сучасні кораблівиготовлені з металу. ррррррррррррррррррррррррррррррррррррр

Висновок: Плавучість корабля не залежить від матеріалу, з якого він виготовлений. Отже, гіпотеза №1 не вірна.

Досвід №2.Чи впливає форма на плавучість корабля?

Ми взяли пластилін, занурили його у воду і побачили, що він потонув. Ми вирішили надати пластиліну форму корабля, занурили його знову у воду і побачили, що він не потонув, а поплив! Чари відбулися - матеріал, що тоне, плаває на поверхні! (Додаток 2)

Висновок:Корабель не тоне, тому що вона має особливу форму, отже, гіпотеза № 2 вірна. ппппппппппппппппппппппппп

Досвід 3.Секрети будови.

Кораблібудують так, щоб у воді нептонули. Навіть повністю завантажене судно не тоне. Тому що його контроль-позначка – вантажна ватерлінія – завжди знаходиться над водою. Дно корабля спеціально роблять такої форми, що коли корабель нахиляється вбік, вона волею - неволею прагне знову випростатися. Палуби на кораблі закривають його нутро як добрі кришки. Тому вода не потрапляє в нього, і навіть у найсильніший шторм корабель не стає помітно важчим. Звичайно, якщо надійно задерти палубні люки. ппппппппппппппппппппппппппппппппп

У мене залишилося останнє питання - п Чому під впливом хвиль суду не перевертаються? ппппппппппппппппппппппппппппппппппппппппп

Я згадав, як у мого братика улюбленою іграшкою була Неваляшка. Я вирішив використати порожню апластикову пляшку. У воді вона плавала. Тоді я наповнив дно монетами, і пляшка встала…..(Додаток 2)

Висновок: Центр тяжкості - нижче основної частини пляшки, і тому за будь-якої хитавиці корабель не перевернеться.

Досвід №4.Вплив повітря на плавучість корабля.

Ми взяли два повітряних кульки, один з яких надули і занурили їх у воду. Вода потрапила всередину не надутої кульки, і він почав поступово занурюватися у воду. Надута кулька не тоне, навіть якщо натиснути на неї зверху рукою. (Додаток 2)

Висновок : Корабель не тоне, тому що повітря всередині нього тримає його на плаву, отже, гіпотеза № 3 вірна. пппппппппппппппппппппп

Виявляється, колись давно давньогрецький навчений Архімед досліджував проблему плавучості тіл і сформулював закон: на всяке тіло, занурене в рідину, діє виштовхувальна сила, спрямована вгору і дорівнює ваги витісненої ним рідини, який відомий зараз як Закон Архімеда. Таким чином, у нашому досвіді на кульку знизу, з тазу, діяла сила Архімеда, яка виштовхувала кульку на поверхню.

Таким чином, атело не втопиться, якщо архімедова сила дорівнює або більше ваги тіла. Залізні судна проектують і будують з таким розрахунком, щоб при зануренні вони витісняли величезну кількість води, вага якої дорівнює їхній вазі в завантаженому стані (це називається водотоннажністю корабля). У цьому випадку на них діятиме архімедова сила, що виштовхує, відповідної величини. Ось одна з причин, чому кораблі не тонуть. Корабель усередині має безліч порожніх, наповнених повітрям приміщень і середня його щільність значно менша за щільність води. Саме тому він тримає корабель на поверхні води та не дає затонути. І корабель, навіть із дуже великим на борту вантажем, пливтиме водами морів та океанів. ппппппппппппппппппппппп

Таким чином, кораблі не тонутьтому що на них діє сила, дія якої вперше описала давньогрецький вчений Архімед. Згідно з висновками Архімеда на всяке тіло, занурене в рідину, постійно діє сила, що виштовхує, і величина її дорівнює вазі витісненої цим тілом води. Якщо ця архімедова сила більша або дорівнює вазі тіла, воно не втопиться. аааааааааааааааааааааааааааааааааааа

Якщо залізниця не має жодної дірочки, куди б потрапило повітря, то вона одразу ж потоне у воді… А якщо змайструвати кораблик за всіма правилами науки — він спокійно триматиметься на плаву. пппппппппппппппппппп

еееєєєєєєєєєєєєєєєєеєєєєєєєєєєєєеєєєєєєєєєєєєеєєєєєєєєєєєєєеєєєєєєєєєєєєєєєєєеє

ІІ.3. Виготовлення корабликів (парусного та механічного)

Ми вирішили змайструвати свої кораблики, дотримуючись основних правил, виведених із дослідів. В результаті ми змайстрували вітрильний кораблик та механічний. Для цього ми взяли дерев'яний брусок, розмітили на ньому форми майбутніх кораблів, при цьому ми дотримувалися суворої симетрії і точних розрахунків, щоб краї наших кораблів були максимально рівними і однаковими щодо бічних сторін. За допомогою напильників ми випилили форму та отримали дві заготовки. Вітрильний кораблик ми покрили лаком, за допомогою дриля зробили невеликі дірочки, щоб зміцнити щоглу та вітрила, зробили борти. Потім ми зміцнили щоглу і повісили на них вітрила. У механічного кораблика ми встановили моторчик, за допомогою напилка зробили щоглу у корабля, покрили нашу заготівлю гуашевою фарбою, розфарбували (Додаток 3). З проведених нами дослідів над корабликами ми побачили, що вони не тонуть і не нахиляються на боки, пливуть рівно і плавно. (Додаток 4). Після того, як ми провели серію дослідів, що дозволяють крок за кроком з'ясувати умови, за яких тіла плавають у воді, виготовили самі кораблики, ми провести класну годину на тему: «Чому не тонуть кораблі», де познайомили хлопців з основними правилами конструювання кораблів ( Додаток 5).

Висновки за розділом II

Таким чином ми провели дослідницьку роботу з метою з'ясувати умови, за яких кораблі не тонуть. Виходячи з цього, нами було проведено анкетування серед учнів п'ятих класів з метою з'ясувати, що знають про плавучість тіл моїх однолітків. Виявилося, що 54% опитаних вважають, що особлива будова корабля впливає на його плавучість. Ми вирішили в цьому розібратися практичним шляхом. З цією метою ми провели ряд дослідів, де з'ясувалося, що плавучість корабля не залежить від матеріалу, з якого він виготовлений, корабель не тоне, бо має особливу форму. Ми вивели головний висновок кораблі не тонутьтому що на них діє сила, дію якої вперше описав давньогрецький вчений Архімед. Згідно з висновками Архімеда на будь-яке тіло, занурене в рідину, постійно діє виштовхувальна сила і величина її дорівнює вазі витісненої цим тілом води. Якщо ця архімедова сила більша або дорівнює вазі тіла, воно не втопиться. Ми виготовили кораблики (вітрильний і механічний) і переконалися, що з огляду на властивості плавучості тіл, кораблик не потоне. Весь свій практичний висновок ми презентували на класній годині, де ще раз показали дітям досліди, що доводять властивості плавучості тіл і продемонстрували зроблені нами кораблики.

ооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооаааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

Висновок

Виходячи з основної мети нашої роботи - з'ясувати причини, що дозволяють кораблям не тонути і не перевертатися, ми:

1. Підібрали та вивчили літературу на цю тему.

Ми дізналися про перші засоби пересування по воді, історію кораблебудування, дізналися про сучасних конструкторів, які прославили Росію та основні принципи роботи корабля.

2. Провели анкетування з метою з'ясувати, що знають про плавучість тіл мої однолітки та проаналізували результати;

3. Провели серію дослідів, що дозволяють крок за кроком з'ясувати умови, за яких тіла плавають у воді;

4. Виготовили кораблики (парусний та механічний), враховуючи властивості плавучості тіл;

5. Провели класну годину на тему: «Чому не тонуть кораблі» з демонстрацією дослідів, які дозволяють з'ясувати умови, за яких тіла плавають у воді.

Ми знайшли відповідь на своє запитання “Чому кораблі не тонуть?”. Перша гіпотеза наша не підтвердилася, друга і третя підтвердилися, але ми дізналися багато нового про кораблебудування, властивості води, про закон Архімеда.

Звичайно, є ще багато того, що ми не розуміємо, наприклад, фізичних понять, законів, формул, але думаємо, у старших класах ми зможемо розібратися в цих питаннях докладніше.

Суднобудівна промисловість, будучи однією з найважливіших галузей народного господарства і володіючи науково-технічними та виробничим потенціалом, надає вирішальний вплив на багато інших суміжні галузі та на економіку країни в цілому, а також на її обороноздатність і політичне становище у світі. Саме стан суднобудування є показником науково-технічного рівня країни та її військово-промислового потенціалу, акумулюючи у своїй продукції досягнення металургії, машинобудування, електроніки та новітніх технологій.

1. Велика книга експериментів для школьников/Под ред. Антонелли Мейяні; Пров. з іт. Е.І.Мотильової. - М.: ЗАТ "РОСМЕН-ПРЕС", 2012. -

2. Літаки. Автомобілі. Кораблі. /Авт. тексту Ніколас Харріс; мул. Пітера Денніса; [Пер. з англ. А. В.аБанкрашкова]. - Москва: Астрель, 2013.

3. Енциклопедичний словникмолодого фізика. М: Педагогіка Прес, 2005

4. Молодий дослідник. М.: "РОСМЕН", 2015

5. Ушаков С. З. Плавання тіл / С. З. Ушаков: дитяча енциклопедія, том 3 «Числа та фігури, речовина та енергія». - Москва: «Видавництво Академії Педагогічних наукРРФСР», 1961.

6. citaty.su› kratkaya-biografiya-arximeda/

7. http://ua.wikipedia.org

8. http://dreamworlds.ru

9. http://planeta.rambler.ru

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа

Тезаурус

Атомний ракетний крейсер- підклас ракетних крейсерів, що відрізняється від інших кораблів цього класу, наявністю ядерної енергетичної установки(ЯЕУ). Перші атомні крейсера з'явилися в 1960-х роках. У зв'язку зі значною складністю і вкрай високою вартістю вони були лише у ВМС наддержав США і СРСР. На даний момент атомні ракетні крейсери експлуатуються лише ВМФ Росії.

Бріг (англ. brig) - двощоглове судно з прямим вітрильним озброєнням фок-щогли та грот-щогли, але з однимкосим гафельним вітрилом на гроті - грота-гаф-триселем

Броненосець— важкий артилерійський корабель, призначений знищення кораблів всіх типів і встановлення панування на море.

Канонерський човен(Від ньому. Kanonenboot) - клас невеликих бойових кораблів з потужним артилерійським озброєнням, призначених для бойових дій на річках, озерах та прибережних морських районах, охорони гаваней.

Карбас- оснащувався двома щоглами, що несли прямі рейкові або шпринтові вітрила.

Корвет- Клас військових кораблів.

Крейсер(Нідерл. kruiser, мн. ч. крейсера або крейсери, від kruisen - крейсувати, плавати за певним маршрутом) - клас бойових надводних кораблів, здатних виконувати завдання незалежно від основного флоту, серед яких може бути боротьба з легкими силами флоту і торговими судами противника, оборона з'єднань бойових кораблів та конвоїв судів, вогнева підтримка приморських афлангів сухопутних військта забезпечення висадки морських десантів, постановка мінних загороджень та інші. З другої половини XX століття тенденція до укрупнення бойових з'єднань для забезпечення захисту від авіації супротивника та спеціалізація судів для виконання конкретних завдань призвела до практичного зникнення кораблів загального призначення, Якими є крейсери, з флотів багатьох країн. Тільки військово-морські сили США, Росії та Перу використовують їх нині.

Криголам- Самохідне спеціалізоване судно, призначене для різних видівкриголамних операцій з метою підтримки навігації в замерзаючих басейнах. До криголамних операцій належать: проводка суден у льодах, подолання льодових перемичок, прокладання каналу, буксирування, околиця, виконання рятувальних робіт.

Лінійний корабель— вітрильне дерев'яне військове судно, водотоннажністю від 1 до 6 тисяч тонн, що мало 2-3 ряди гармат у бортах.

Монітор- Клас низькобортних аброненосних артилерійських кораблів, переважно прибережної дії.

Міноносець- Надводний морехідний корабель невеликої водотоннажності, основним озброєнням якого є торпедне.

Пакеботи— (від нім. Pack — тюк і Boot — човен або через нідерл. раkkеt-boot) — двощоглове судно, за допомогою якого перевозили пошту та пасажирів у деяких країнах у XVIII—XIX століттях. У ХІХ столітті використовувалися також парові пакетботи.

Пароходофрегат- фрегат, що мав крім вітрильного озброєння паровий двигун і гребні колеса як рушій.

Вітрильний корабель- Судно, яке використовує вітрило і силу вітру для руху. Перші вітрильні і парусно-гребні суду з'явилися кілька тисяч років тому в епоху найдавніших цивілізацій. Вітрильні судна здатні розвивати швидкість, що перевищує швидкість вітру.

Підводний човен- клас кораблів, здатних занурюватися та тривалий часдіяти у підводному положенні. Основне озброєння підводних сил військово-морського флоту (сил) збройних силбагатьох країн світу. Найважливіше тактичне освоєння підводного човна - скритність.

Поморська лодія- мала три щогли, несуші по прямому вітрилу.

Протичовневий крейсер- Різновид протичовнових кораблів, спеціалізованих для несення протичовнових вертольотів.

Раньшина- судно, де корпус у підводній частині мав яйцеподібну форму.

Торпедний катер- Клас швидкохідних маломірних бойових кораблів, основною зброєю яких є торпеда.

За різними джерелами, торпедні катери ведуть початок або від винаходу морських мін взагалі, або від саморушних амін, пізніше названих торпедами (з появою міни постає питання про її застосування, а значить, і носії).

Тральщик- Корабель спеціального призначення, завданням якого є пошук, виявлення та знищення морських мін та проведення кораблів (судів) через мінні загородження.

Трищогловий військовий корабель XVII-XIX ст. з прямим вітрильним озброєнням і 18-30 гарматами на верхній палубі, використовувався для розвідувальної та посилальної служби. Водотоннажність 460 тонн і більше. З 40-х років. ХІХ ст. з'явилися колісні, а пізніше - апарасно-гвинтові корвети.

Фрегат- Військовий трищогловий корабель з повним вітрильним озброєнням з однією або двома (відкритою і закритою) гарматними палубами. Фрегат відрізнявся від вітрильних лінійних кораблів меншими розмірами та артилерійським озброєнням і призначався як для дальньої розвідки, тобто дій на користь лінійного афлоту, так і крейсерської служби — самостійних бойових дій на морських та океанських комунікаціях з метою захисту торгівлі чи захоплення та знищення.

Шитик- Плоскодонне судно з навісним кермом, оснащене щоглою з прямим вітрилом і веслами.

Ескортний корабельспеціальної споруди, що у ВМС навіть Великобританії під час Другої Першої світової. Водотоннажність 500-1600 тонн, швидкість 16-20 вузлів (30-37 км / год). Озброєння: артилерійські установки калібру 76—102 мм та зенітні автомати калібру 20—40 мм, бомбомети та глибинні бомби, обладнані радіолокаційними та гідроакустичнимизасобами повітряного та підводного спостереження. З розвитком ракетної зброї оснащуються ракетними установками.

Додаток 1

Анкетування учнів п'ятих класів

Якщо ви збудуєте дерев'яний пліт, то зможете плисти на ньому. Якщо ж ви збудуєте пліт із заліза або якогось іншого металу, то він піде на дно. Причина того, що дерев'яний пліт не тоне, а залізний тоне, у різній щільності дерева і заліза. Дерево менш щільний матеріал, ніж вода, тому сила води, що виштовхує, більше сили тяжіння, що діє на дерев'яний пліт (або більше його ваги). Залізо щільніше води, і її сила, що виштовхує, не здатна подолати вагу залізного плоту.

У давні часи кораблі та човни будували в основному з дерева. Нині ж вони переважно виготовлені з металів. У чому фокус? Чому кораблі не тонуть? Може бути всередині корабля багато дерева, і воно перемагає залізо?

Звичайно, якщо взяти велику дошку та обшити її зверху тонким листом металу, то вся конструкція не потоне. Адже її середня щільність виявиться меншою за щільність води. Якщо, наприклад, щільність дерева дорівнює 600 кг/м 3 і дошка має масу 100 кг, а залізна обшивка має щільність 7800 кг/м 3 і масу 10 кг. То загальна маса становитиме 120 кг, а загальний обсяг 100/600 + 10/7800 ≈ 0,1667 + 0,0013 = 0,168 (м 3). Звідси знаходимо середню щільність конструкції 120/0,168 ≈ 714 (кг/м3). Це менше щільності води (1000 кг/м 3 ), отже, конструкція плаватиме.

Однак насправді все ще простіше. Навіщо обшивати дерево? Можна просто залишити всередині порожню порожнину та зробити так, щоб туди не потрапляла вода. Точніше не порожню, а заповнену повітрям. Щільність повітря всього 1,29 кг/м3.

Саме тому кораблі, зроблені із металів, плавають. Усередині них є великі порожнини, заповнені повітрям. В результаті цього середня щільність корабля менше щільності води, і сила, що виштовхує, утримує корабель на плаву.

Якщо в порожнині корабля потрапить вода, він звичайно ж затоне. Щоб затоплення звести на мінімум, у підводній частині корабля будують перегородки. В результаті виходять відсіки, в яких вода з одного не може потрапити до іншого. Якщо корабель отримає пробоїну, то затопиться лише відсік у місці пробоїни. Інші залишаться заповненими повітрям і утримуватимуть корабель на плаву.

У будь-якому випадку корабель має вагу. Ця вага дорівнює вазі води, об'єм якої корабель займає собою в морі.

Як відомо, кораблі плавають не просто так, а перевозять різні вантажі та людей. Порожній корабель важить менше, а отже, менше «осаджуватиметься» в морі. Якщо його навантажити, корабель осяде у воду глибше. При надмірному навантаженні корабель може взагалі піти під воду і потонути.

Тому на корпусі суден відзначають спеціальну лінію ( ватерлінію). Судно не повинне занурюватися у воду так, щоб ця лінія опинилася під водою. Інакше будь-яка сильна хвиля, хлюпнувши воду на корму, може легко затопити корабель.

З іншого боку, порожнє судно не повинно бути надто легким. Інакше його підводна частина буде надто маленькою по відношенню до надводної. У такому разі хвилі та вітер можуть перекинути корабель.

Корабель, завантажений за ватерлінією, витісняє найбільший обсяг води. Вага цієї води називається водотоннажністюконкретного судна. Вантажопідйомністьсудна - це різниця між водотоннажністю та вагою порожнього судна; або, простіше кажучи, різницю між завантаженим кораблем, коли він має осадку за ватерлінією, та вагою судна без вантажу.

Допомагав проводити Денис Зеленов. 10 років.

Влітку Денис купався на Волго-Донському каналі. Дивився на великі кораблі, як вони йдуть каналом, піднімаються і опускаються в камері шлюзу. І задумався: що дозволяє їм не лише триматися на воді, а й перевозити важкі вантажі?

Чому кораблі можуть ходити водою?

Причин кілька.

1. Щільність

Досвід 1

Всі ми знаємо, що якщо кинути у воду дерев'яну дошку, то вона лежатиме на її поверхні, а ось металевий лист такого ж розміру відразу починає тонути.

Чому так відбувається? Це визначається не вагою предмета, яке щільністю . Щільність - це маса речовини, укладена в певному обсязі.

Досвід 2

Ми взяли кубики однакового розміру 70х40х50 мм з різного матеріалу — метал, дерево, камінь і пінопласт і зважили їх. І побачили, що кубики мають різну вагу, а отже, і різну густину.

Вага кубика з:

каменю -264гр.,
пінопласту - 3 гр.,
металу - 1020 гр.,
дерева – 70 гр.

Звідси зробили висновок, що з кубиків найщільніший матеріал – це метал, потім камінь, дерево та пінопласт.

Досвід 3

А що станеться, якщо ці кубики опустити у воду? Як видно з досвіду камінь і метал потонули – їх щільність більша за щільність води, а пінопласт і дерево немає – їх щільність менша за щільність води. Значить, будь-який предмет плаватиме, якщо його щільність менша за щільність води.

Отже, корабель, щоб він тримався на воді, треба зробити так, щоб його щільність була меншою за щільність води. Припустимо, робити його з такого матеріалу, який має щільність меншу за щільність води і не тоне – наприклад, з дерева. З історії ми знаємо, що людина саме з дерева робила спочатку плоти, а потім човни, використовуючи властивість дерева – плавучість.

Сьогодні ми бачимо багато кораблів зроблених із металу, але вони не тонуть. Причина в тому, що їхній корпус наповнений повітрям. Повітря набагато менш щільна речовина, ніж вода. У корабля утворюється, як загальна, сумарна щільність повітря і металу. В результаті цього середня щільність корабля разом з величезним об'ємом повітря в його корпусі стає меншою за щільність води. Тому й не тоне важкий корабель. Підтвердимо це досвідом.

Досвід 4

Опустимо у воду плоский лист металу - він відразу ж тоне, а будь-яка посудина з бортами залишається на плаву - у ній утворюється запас плавучості. Туди навіть можна покласти вантаж.

Також діє рятувальні засоби: жилет або коло, одягнений на людину. З їхньою допомогою вдається втриматися на плаву до прибуття рятувальників.

2. Виштовхувальна сила

Крім того, на занурене у воду тіло діє виштовхувальна сила. На малюнку ми бачимо, що на тіло з усіх боків діють сили тиску:

Сили, які у горизонтальному напрямі, тобто. на борту судна, що взаємно компенсують один одного. Тиск на нижню поверхню - на днищі, перевищує тиск зверху. Внаслідок цього виникає спрямована вгору сила, що виштовхує.

Це добре видно з такого досвіду.

Досвіду 5

М'ячик із повітрям усередині, занурений у воду, з силою вилітає з неї вгору.

Це на м'яч виштовхує сила (сила Архімеда). Вона те й утримує корабель на плаву та дозволяє кораблю плавати.

1-Сили підтримки; 2-Тиск води на борт судна

Чому залежить дія виштовхуючої сили?

Перше- це від обсягу корабля і друге - від густини води, в якій корабель плаває. Ця сила тим більша, чим більший об'єм зануреного тіла. Перевіримо це досвідом.

Досвід 6

Покладемо на плаваючу дошку невеликий вантаж - вони тонуть. А ось обсяг надувного човна значно більший, і він може витримати навіть кілька людей.

Друге- Виштовхувальна сила змінюється зі збільшенням щільності води. Щільність води можна збільшити, якщо її сильно посолити.

Доведемо це наступним досвідом.

Які важчі за воду, і конструювати дирижаблі і повітряні кулі, здатні плавати в повітрі. У рятувальний жилет накачують, тому він допомагає людині триматися на воді.

Чому предмети плавають

Якщо занурити тіло у воду, воно витіснить деяку кількість води. Тіло займає місце, де раніше була вода, і рівень піднімання піднімається. Якщо вірити легенді, давньогрецький вчений (287 - 212 е.), перебуваючи у ванні, здогадався, що занурене тіло витісняє рівний обсяг води. На середньовічній гравюрі зображено Архімеда, який зробив своє відкриття. Сила, з якої вода виштовхує занурене і її тіло, називається силою виштовхування. Коли вона дорівнює вазі тіла, тіло плаває та не тоне. Тоді вага тіла дорівнює вазі витісненої їм води. Пластмасове каченя дуже легке, тому досить невеликої сили виштовхування, щоб утримати його на поверхні. Сила, спрямована вниз (вага тіла) залежить від густини тіла. Щільність є відношенням маси тіла до його об'єму. Сталева куля важча яблука того ж розміру, так як вона щільніша. Частинки речовини у кулі упаковані щільніше. Яблуко може плавати у воді, але сталева куля тоне.

Щоб тіло не тонуло, його щільність повинна бути меншою за щільність води. В іншому випадку виштовхування води недостатньо, щоб утримати тіло на поверхні. Відносною щільністю тіла називається його щільність по відношенню до густини води. Відносна щільність води дорівнює одиниці, отже, якщо відносна щільність тіла більше 1, воно втопиться, а якщо менше - плаватиме.

Закон Архімеда

Закон Архімеда говорить, що сила виштовхування дорівнює вазі рідини, витісненої зануреним до неї тілом. Якщо сила виштовхування менша за вагу тіла, то воно тоне, якщо вона дорівнює вазі тіла, воно плаває.

Як плавають кораблі

У наші дні кораблі роблять із сталі, яка у 8 разів щільніша за воду. Не тонуть же кораблі тому, що їхня загальна щільність менша за щільність води. Корабель - це не цілісний шматок сталі (докладніше про сталь у статті ««). У ньому безлічі порожнин, тому його вага розподіляється за великим простором, що призводить до невеликої загальної щільності. "Морський гігант" - одне з найбільших суден світу - важить 564 733 тонни. Завдяки великим розмірам сила, що виштовхує, для нього дуже велика.

Якщо хочете побачити, як діє сила виштовхування, киньте в посудину з водою глиняну кульку. Він втопиться, і рівень води підніметься. Позначте фломастер новий рівень води. Тепер зліпите з цієї ж глина човен і обережно опустіть його на воду. Як бачите, вода піднялася ще вищою. Човен витісняє більше води, ніж кулька, отже, і сила виштовхування більше.

Вантажні марки

Вантажні марки – це лінії, накреслені на борту. Вони показують, скільки вантажу судно може витримати тих чи інших умов. Так, оскільки холодна водащільніше теплою, вона виштовхує сильніше судно. Значить, судно може взяти на борт більше вантажу. Солона вода щільніша за прісну, отже, у прісній воді судно слід менше навантажувати. Винайшов вантажні марки Семюел Плімсол (1824-1898). Коли судно поринає у воду до відповідної лінії (див. рис.), воно вважається повністю навантаженим. Значення буквених символів: TF – прісна водатропіки, SF – прісна вода влітку, T – солона водатропіки, S – солона вода влітку, W – солона вода взимку, WNA – Півн. Атлантики взимку.

Повітроплавання

Тіла можуть літати з тих самих причин, з яких вони плавають у воді. Там діє сила виштовхування повітря. Щільність повітря така мала, що в ньому можуть плавати дуже мало тіла. Це, наприклад, балони з гарячим повітрям, яке менш щільне, ніж холодне. Повітряні куліможна також наповнити гелієм або іншими газами, які легші за повітря.

Судна та човни

Колись човни та судна плавали, підкоряючись силі вітру чи м'язовій силі людини. Створення дозволило кораблебудівникам використовувати гвинти, що штовхають судно крізь товщу води. У Останнім часомз'явилися судна на підводних крилах. «Великобританія» (побудований 1843 року) – перший залізний корабель із гребним гвинтом. Його рухав паровий двигун. Корабель був також оснащений вітрилами. Контейнеровози перевозять вантажі у великих металевих ящиках. Їх можна швидко завантажити на судно і завантажити за допомогою кранів. Одне судно може прийняти на борт до 2000 контейнерів. Танкери перевозять і інші рідини в баках, розташованих у трюмах. Деякі танкери в 20 разів довші за тенісний корт.

Допомагав проводити Денис Зеленов. 10 років.

Чому кораблі можуть ходити водою?

Причин кілька.

1. Щільність

Досвід 1

Чому так відбувається? Це визначається не вагою предмета, яке щільністю . Щільність - це маса речовини, укладена у певному обсязі.

Досвід 2

Ми взяли кубики однакового розміру 70×40х50 мм з різного матеріалу – метал, дерево, камінь та пінопласт та зважили їх. І побачили, що кубики мають різну вагу, а отже, і різну густину.

Вага кубика з:

каменю -264гр.,
пінопласту - 3 гр.,
металу – 1020 гр.,
дерева – 70 гр.

Звідси зробили висновок, що з кубиків найщільніший матеріал – це метал, потім камінь, дерево та пінопласт.

Досвід 3

Досвід 4

2. Виштовхувальна сила

Це добре видно з такого досвіду.

Досвіду 5

М'ячик із повітрям усередині, занурений у воду, з силою вилітає з неї вгору.

Це на м'яч виштовхує сила (сила Архімеда). Вона те й утримує корабель на плаву та дозволяє кораблю плавати.

1-Сили підтримки; 2-Тиск води на борт судна

Чому залежить дія виштовхуючої сили?

Перше- Це від об'єму корабля і друге - від щільності води, в якій корабель плаває. Ця сила тим більша, чим більший об'єм зануреного тіла. Перевіримо це досвідом.

Досвід 6

Друге- сила, що виштовхує, змінюється зі збільшенням щільності води. Щільність води можна збільшити, якщо її сильно посолити.

Доведемо це наступним досвідом.