Почему корабли не тонут. Исследовательская работа (4 класс)

Тема исследования: «Почему корабли не тонут»

Меня давно интересует вопрос, почему плавают рыбы. Почему некоторые предметы тонут, а некоторые держатся на поверхности воды.

Под водой мы можем поднять с легкостью камень, который с трудом поднимаем в воздухе. Если погрузить пробку под воду и выпустить её из рук, то она всплывёт. Когда мы плаваем в воде, наше тело выталкивает на поверхность какие-то силы. Как можно объяснить эти явления? Почему такие большие корабли, сделанные из металла, перевозят тяжелые грузы, плавают и не тонут? Мне захотелось во всем разобраться. Среди одноклассников я нашел единомышленника, с которым поделился своими идеями. Мы решили провести небольшое исследование.

Мы выдвинули следующую гипотезу исследования: вероятно, плавание тел в жидкости объясняется действием на тело выталкивающей силы со стороны жидкости, которая зависит от рода жидкости и размеров тела.

Цели исследования:

1.Исследовать явление плавания тел в жидкости.

2. Построить модель плавающего кораблика.

Исходя из цели и гипотезы исследования, нами были поставлены следующие задачи:

1. Изучить литературу по интересующей нас проблеме.

2. Экспериментально убедиться в том, что некоторые тела не тонут, а другие идут ко дну.

3. С помощью опыта показать, что из тяжелого материала может быть сделан кораблик.

4. Понаблюдать явление плавания тела в тяжелой и легкой жидкости.

5. Выбрать материал для изготовления кораблика.

6. Испытать кораблик на устойчивость и плавучесть.

7. Познакомиться с историей открытия закона Архимеда изучить условия плавания тел в жидкости

Объект исследования - тела разной формы и размеров, погруженные в жидкость.

Нами использовались следующие методы исследования:

1. Информационный поиск (статьи из научно-популярных изданий, из Интернета, беседа со специалистами, учебник физики 7 класс).

2. Экспериментальный и теоретический метод изучения явлений «Исследование предметов на плавучесть».

3. Наблюдения.

4. Сравнительный анализ.

Считается, что история судостроения и судоходства насчитывает 6000 лет!

Первым искусственным средством передвижения по воде стал плот.

В древней Сирии строили надежные суда с килем и шпангоутами из прочного ливанского кедра.

Европейцы стали строить нефы - широкие вместительные корабли.

Благодаря обшивке кравеель, такие суда стали называться каравеллами. На таких кораблях плавали в кругосветные путешествия.

300 лет назад из легкой древесины стали строить быстроходные «Клиперы», причем их длина была в 6 раз больше ширины. Я решил построить такой кораблик.

Впервые подводную часть судна стали обливать медной жестью в Англии.

Первые пароходы появились в XVIII веке и назывались они тогда «пироскафы»

Более 200 лет назад появились корабли из железа.

Прочитав книги и журналы, мы узнали, что такое

1. Плавучесть

2. Непотопляемость - способность не тонуть при заполнении водой.

3. Остойчивость - способность возвращаться в исходное положение.

4. Водоизмещение корабля - это количество воды, вытесненное плавающим судном.

Узнали о том, что идея построить корабль из железа появилась более 200 лет назад, но люди опасались, что такое судно потонет. Способность же судна удерживаться на плаву зависит от соотношения его массы (веса) и объема. Это мы хотим проверить, проделав физические опыты.

Изучение плавающих предметов.

Чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, нам хотелось услышать предположения о плавучести разных предметов у своих одноклассников.

Каждый из учащихся получил таблицу с названиями различных материалов. Учащимся было дано задание предположить, что с ними будет, если опустить их в воду - поплывут они или утонут. Свои предположения записать в таблицу.

К единому мнению ребята не пришли, так как не были уверены в том, что произойдет с предметом, если его опустить в воду.

Тогда мы решили опытным путем проверить свою гипотезу.

Занимательные опыты

Исследуем предметы на плавучесть.

Зависит ли плавучесть от размеров и формы предметов?

1 опыт. Мы погрузили в воду одинаковые по форме кусочки пенопласта, дерева, пластилина, фольги. Обнаружили, не тонут пенопласт и дерево, а пластилин и фольга утонули. Почему же они тонут? Мы выдвинули первое предположение, что фольга и пластилин - тяжелый материал, поэтому они тонут.

2 опыт. Фольге придали форму коробочки, осторожно опустили ее на воду вверх дном и стали погружать в воду, она стала всплывать.

3 опыт. Пластилину придали форму в виде лодочки и также опустили на воду. Лодочка из пластилина хорошо держалась на воде.

Наше предположения о том, что тяжелые материалы всегда тонут, не подтвердились. Значит, плавают и легкие, и тяжелые предметы. Мы установили, что эти материалы отличаются только по форме. Они имеют объемную, пустотелую форму, заполненную воздухом, а потому и не тонут.

Поэтому и не тонут большие морские корабли, сделанные из металла, потому что они пустотелые. Плавучесть предмета не зависит от размеров, но зависит от формы предмета.

Плавучесть корабля, его способность держаться на воде изучал знаменитый древнегреческий ученый Архимед. Мы выяснили, что же именно влияет на погруженное в жидкость тело. Чтобы понять,

в чем смысл известного закона Архимеда мы провели простой опыт.

4 опыт. Я опустил руку в емкость с водой. Она стала как будто легче! И вода поднялась и вытеснялась. Так Архимед по своим наблюдениям сформулировал закон: на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости.

Что будет, если кораблик из фольги проколоть иголкой? Он потонет. Почему? Потому, что заполнится водой. Так и настоящий корабль потонет, если получит пробоину и заполнится водой.

Из книг мы узнали интересный факт: при переходе судна из моря в пресный водоем оно резко опускается вниз, рискуя сесть на мель. Все это из-за изменения плотности воды. Это доказывает следующий опыт.

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

Вывод: Выталкивающая сила зависит от рода жидкости и от размера погруженного в нее тела.

Выбор материала для изготовления кораблика

Из Интернета мы узнали, что для изготовления плавающей модели кораблика, важно определить породы дерева.

В выборе нужной породы дерева нам помогли специалисты, работающие на деревообрабатывающем предприятии. Инженер Логинов Василий Викторович предложил нам использовать вишню, клен, яблоню, березу, сосну, липу, дуб т.к. эти породы деревьев более практичны.

А специалист по обработке древесины___________ обратил наше внимание на то, что такие породы как липа, береза, клен, яблоня

хорошо подходят для резьбы и токарных работ.

Для построения кораблика я выбрал яблоню, т.к. это дерево прочное, легкое и хорошо поддается обработке ножом, тесаком, долотом.

Изготовление кораблика

Форму для кораблика я выбрал как у древних кораблей «клиперов» (длина примерно в 6 раз больше ширины.) Ширину сделал в 2 раза больше, чем высоту (в старинных парусниках так делали для лучшей устойчивости на волнах). Плоский брусок менее устойчивый, поэтому я округлил борта кораблика в форме чашечки (чтобы при качке корабль возвращался в исходное положение). Я заострил нос корабля, чтобы он быстрее подрезал волны.

В конце я покрыл корпус кораблика лаком. Чтобы древесина не размокала.

Испытание кораблика

Я пустил кораблик на воду. Он хорошо держится на воде

Изготовление кораблика « Глиссер»

Наш кораблик не тонет. Но как заставить его двигаться. Это может сделать только ветер. А если на море штиль?

Мы не стали останавливаться на достигнутом. И я решил построить другую модель корабля, которая будет передвигаться при любых условиях.

Это кораблик называется «Глиссер». Он не загрязняет окружающую среду, т.к. работает на аккумуляторе, а в ветреную погоду может плыть на парусах. При этом вентилятор крутится самостоятельно от потока ветра и при помощи вращающегося генератора идет зарядка аккумуляторов. «Глиссер» - это водяной вездеход, у него плоское дно и из-за маленького сопротивления легко передвигается по воде, болоту и льду. С помощью огромного вентилятора развивает большую скорость. Применяется при спасении рыбаков оторвавшихся на льдине, в труднодоступных местах, на болотах и как прогулочная лодка под парусом.

Испытание кораблика

Заключение

Итоги исследования.

Благодаря собранной нами информации, выполненным, занимательным опытам наша гипотеза получила свое подтверждение:

-плавать могут не только легкие, но тяжелые предметы;

- форма предмета больше влияет на плавучесть, чем его вес.

И лучшее этому доказательство - это плавающие модели корабликов, построенные собственными руками.

Тема исследования: «Почему корабли не тонут»

Меня давно интересует вопрос, почему плавают рыбы. Почему некоторые предметы тонут, а некоторые держатся на поверхности воды.

Под водой мы можем поднять с легкостью камень, который с трудом поднимаем в воздухе. Если погрузить пробку под воду и выпустить её из рук, то она всплывёт. Когда мы плаваем в воде, наше тело выталкивает на поверхность какие-то силы. Как можно объяснить эти явления? Почему такие большие корабли, сделанные из металла, перевозят тяжелые грузы, плавают и не тонут? Мне захотелось во всем разобраться. Среди одноклассников я нашел единомышленника, с которым поделился своими идеями. Мы решили провести небольшое исследование.

Мы выдвинули следующую гипотезу исследования: вероятно, плавание тел в жидкости объясняется действием на тело выталкивающей силы со стороны жидкости, которая зависит от рода жидкости и размеров тела.

Цели исследования:

1.Исследовать явление плавания тел в жидкости.

2. Построить модель плавающего кораблика.

Исходя из цели и гипотезы исследования, нами были поставлены следующие задачи:

Изучить литературу по интересующей нас проблеме.

Опытным путем выяснить условия плавания тел

Выбрать материал для изготовления кораблика

Объект исследования - тела разной формы и размеров, погруженные в жидкость.

Нами использовались следующие методы исследования:

Информационный поиск

Экспериментальный и теоретический метод изучения явлений Наблюдения.

Сравнительный анализ.

История судостроения и судоходства насчитывает около 6000 лет!

Это и первое искусственное средство передвижения плот, и

надежные древнесирийские суда с килем и шпангоутами,

и широкие вместительные нефы, и легкие каравеллы, и

быстроходные «Клиперы».

В XVIII веке появляются первые пароходы «пироскафы».

Прочитав книги и журналы, мы узнали, что такое

5. Плавучесть

6. Непотопляемость

7. Остойчивость

8. Водоизмещение корабля

Узнали о том, что идея построить корабль из железа появилась более 200 лет назад, но люди опасались, что такое судно потонет. Способность же судна удерживаться на плаву зависит от соотношения его массы (веса) и объема. Это мы хотим проверить, проделав физические опыты.

Изучение плавающих предметов.

Чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, нам хотелось услышать предположения о плавучести разных предметов у своих одноклассников.

Каждый из учащихся получил таблицу с названиями различных материалов. Учащимся было дано задание предположить, что с ними будет, если опустить их в воду - поплывут они или утонут. Свои предположения записать в таблицу.

К единому мнению ребята не пришли, так как не были уверены в том, что произойдет с предметом, если его опустить в воду.

Тогда мы решили опытным путем проверить свою гипотезу.

Занимательные опыты

Исследуем предметы на плавучесть.

Зависит ли плавучесть от размеров и формы предметов?

1 опыт. Мы погрузили в воду одинаковые по форме кусочки пенопласта, дерева, пластилина, фольги. Обнаружили, не тонут пенопласт и дерево, а пластилин и фольга утонули. Почему же они тонут? Мы выдвинули первое предположение, что фольга и пластилин - тяжелый материал, поэтому они тонут.

2 опыт. Фольге придали форму коробочки, осторожно опустили ее на воду вверх дном и стали погружать в воду, она стала всплывать.

3 опыт. Пластилину придали форму в виде лодочки и также опустили на воду. Лодочка из пластилина хорошо держалась на воде.

Наше предположения о том, что тяжелые материалы всегда тонут, не подтвердились. Значит, плавают и легкие, и тяжелые предметы. Мы установили, что эти материалы отличаются только по форме. Они имеют объемную, пустотелую форму, заполненную воздухом, а потому и не тонут.

Поэтому и не тонут большие морские корабли, сделанные из металла, потому что они пустотелые. Плавучесть предмета не зависит от размеров, но зависит от формы предмета.

Плавучесть корабля, его способность держаться на воде изучал знаменитый древнегреческий ученый Архимед. Мы выяснили, что же именно влияет на погруженное в жидкость тело. Чтобы понять,

в чем смысл известного закона Архимеда мы провели простой опыт.

4 опыт. Я опустил руку в емкость с водой. Она стала как будто легче! И вода поднялась и вытеснялась. Так Архимед по своим наблюдениям сформулировал закон: на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости.

Что будет, если кораблик из фольги проколоть иголкой? Он потонет. Почему? Потому, что заполнится водой. Так и настоящий корабль потонет, если получит пробоину и заполнится водой.

Из книг мы узнали интересный факт: при переходе судна из моря в пресный водоем оно резко опускается вниз, рискуя сесть на мель. Все это из-за изменения плотности воды. Это доказывает следующий опыт.

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

Вывод: Выталкивающая сила зависит от рода жидкости и от размера погруженного в нее тела.

Выбор материала для изготовления кораблика

Из Интернета мы узнали, что для изготовления плавающей модели кораблика, важно определить породы дерева.

В выборе нужной породы дерева нам помогли специалисты, работающие на деревообрабатывающем предприятии. Мастер Логинов Василий Викторович предложил нам использовать вишню, клен, яблоню, березу, сосну, липу, дуб т.к. эти породы деревьев более практичны.

А специалист по обработке древесины Андрейкин Сергей Викторович обратил наше внимание на то, что такие породы как липа, береза, клен, яблоня

хорошо подходят для резьбы и токарных работ.

Для построения кораблика я выбрал яблоню, т.к. это дерево прочное, легкое и хорошо поддается обработке ножом, тесаком, долотом.

Изготовление кораблика

Форму для кораблика я выбрал как у древних кораблей «клиперов» (длина примерно в 6 раз больше ширины.) Ширину сделал в 2 раза больше, чем высоту (в старинных парусниках так делали для лучшей устойчивости на волнах). Плоский брусок менее устойчивый, поэтому я округлил борта кораблика в форме чашечки (чтобы при качке корабль возвращался в исходное положение). Я заострил нос корабля, чтобы он быстрее подрезал волны.

В конце я покрыл корпус кораблика лаком. Чтобы древесина не размокала.

Испытание кораблика

Я пустил кораблик на воду. Он хорошо держится на воде.

Изготовление кораблика « Глиссер»

Наш кораблик не тонет. Но как заставить его двигаться. Это может сделать только ветер. А если на море штиль?

Мы не стали останавливаться на достигнутом. И я решил построить другую модель корабля, которая будет передвигаться при любых условиях.

Это кораблик называется «Глиссер». Он не загрязняет окружающую среду, т.к. работает на аккумуляторе, а в ветреную погоду может плыть на парусах. При этом вентилятор крутится самостоятельно от потока ветра и при помощи вращающегося генератора идет зарядка аккумуляторов. «Глиссер» - это водяной вездеход, у него плоское дно и из-за маленького сопротивления легко передвигается по воде, болоту и льду. С помощью огромного вентилятора развивает большую скорость. Применяется при спасении рыбаков оторвавшихся на льдине, в труднодоступных местах, на болотах и как прогулочная лодка под парусом.

Испытание кораблика

Заключение

Итоги исследования.

Благодаря собранной нами информации, выполненным, занимательным опытам наша гипотеза получила свое подтверждение:

-плавать могут не только легкие, но тяжелые предметы;

- форма предмета больше влияет на плавучесть, чем его вес.

И лучшее этому доказательство - это плавающие модели корабликов, построенные собственными руками.