Исследовательская работа по теме Волшебное парение

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Гимназия №18»

Исследовательская работа

по теме:

Волшебное парение

Винникова Анастасия

Ученица 3 «Б» класса

Научный руководитель

Пономарева Т.Р.

Старый Оскол - 2014

На уроках литературного чтения мы читали произведение Николая Носова «Приключения Незнайки и его друзей». Путешествие героев на воздушном шаре произвело на меня огромное впечатление.

Я, как и Знайка, очень люблю читать книги о дальних странах и разных путешествиях. Вечерами я закрываю глаза и представляю, что оказалась, например, в Германии в замке Гогенцоллерн, примеряю реликвию королевской сокровищницы Корону Кайзера Вильгельма II или плыву на корабле с алыми парусами вместе с Асоль на остров Мнемба - одно из самых уединенных мест в Африке, окруженном рифами, где бродят гигантские черепахи и непуганые крабы.

В своих фантазиях я вместе с Незнайкой, Пончиком, Торопыжкой и другими коротышками отправляюсь в путешествие на самодельном воздушном шаре. Вместе мы открываем сказочные города и находим новых друзей.

Так родилась идея о создании воздушного шара. Такова цель моего исследования: создать воздушный шар.

Задачи:

1. Изучить историю и строение воздушных шаров.

2. Выяснить, какие законы физики лежат в основе полета.

3. Изготовить воздушный шар.

Гипотеза: воздушный шар, сделанный из подручных средств, полетит.

Объект исследования: воздушный шар.

Предмет исследования: свойства воздуха.

Впервые в истории в свободный полет на воздушном шаре, построенном братьями Монгольфье, отправились химик Жан Франсуа Пилатр де Розье вместе со своим другом маркизом Франсуа д'Арландом 21 ноября 1783 года.

Первый советский воздушный шар под названием «СССР» поднялся на высоту 19 тысяч метров 30 сентября 1933 года, инженером которого был Константин Дмитриевич Годунов.

Что же такое воздушный шар?

Возду́шный шар - аэроста́т - летательный аппарат легче воздуха, использующий для полёта подъёмную силу заключённого в оболочке газа или нагретого воздуха.

В современном мире, всё большей популярности обретают свободные аэростаты, именуемые в народе, как воздушные шары.

Как и во времена братьев Монгольфье, современный тепловой аэростат состоит из:

оболочки;

гондолы (корзины);

тепловой установки - горелки.

В то же время все элементы имеют принципиальные отличия в конструкции и применяемых материалах.

Оболочка (купол) теплового воздушного шара шьется из прочных нейлоновых тканей.

Гондола (корзина) - единственный элемент воздушного шара, не изменившийся за 200 лет. Ее по-прежнему плетут из лозы или ротанга, растущего в Юго-Восточной Азии.

Неузнаваемо изменились горелки. Теперь это устройства, насыщенные специальными механизмами.

Какие же законы физики лежат в основе этого волшебного парения?

Воздушный шар плывет по воздуху, потому что наполняющие его газы весят меньше, чем воздух, окружающий его. Но как может шар из пластика или шелка, наполненный воздухом, весить меньше, чем окружающий его воздух? Все очень просто: газ при нагревании расширяется. Таким образом, литр горячего воздуха содержит молекул меньше, чем литр более плотного холодного воздуха, а значит, воздушный шар с горячим воздухом весит меньше, чем холодный воздух. Благодаря этой разности воздушный шар и летит!

Древнегреческий ученый Архимед вывел такой закон: на всякое тело, погруженное в жидкость или плавающее в воздухе, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости или воздуха. Если эта сила больше веса тела, то тело плавает, если меньше - тело опускается вниз.

Докажем это. При нагревании воздух расширяется и становится легче. Чтобы в этом убедиться, мы в кипящую воду поместили пустую бутылку с шариком. Воздух в бутылке стал нагреваться и расширяться, а шарик - надуваться. Воздуху потребовалось больше пространства.

Далее мы проделали еще один опыт. На рычаги весов мы подвесили одинаковые колбы. Одну из них стали подогревать над пламенем спиртовки. Подогретая колба устремилась вверх. Это происходит потому, что теплый воздух легче холодного. В этом легко убедиться, если над нагретой колбой подвесить кусочки тонкой легкой бумаги. Нагретый воздух из колбы поднимается вверх и кусочки бумаги тоже.

Делая выводы, можно сказать, нагретый воздух расширяется и устремляется вверх.

Эти знания помогли нам при изготовлении воздушного шара. Вместе с ребятами моего класса мы сделали коротышек и посадили их в корзину для путешествия. Затем мы из полиэтиленовых пакетов склеили оболочку шара. Из проволоки сделали каркас, на котором закрепили сухое горючее. Зажгли горючее. Подождали пока воздух прогреется, начнет расширяться и заполнять все пространства шара. Постепенно шар стал подниматься. Мы прикрепили корзину с нашими путешественниками и отпустили их. Шар начал быстро подниматься вверх. Началось волшебное парение в воздухе.

В этот момент мне вспомнились стихи, которые сочинил Цветик:

Огромный шар, надутый паром,

Поднялся в воздух он недаром.

Наш коротышка хоть не птица,

Летать он все-таки годится.

И все доступно уж, эхма!

Теперь для нашего ума!

Так, в процессе нашего исследования, гипотеза подтвердилась - мы смогли сделать воздушный шар, который полетел, а помогли нам в этом знания свойств воздуха и закон Архимеда. Шары взлетают благодаря подъемной силе нагретого воздуха, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха.

В ходе данного исследования у меня появилась новая мечта - побывать на фестивале воздухоплавательного спорта в Великих Луках. Я верю, когда ты желаешь чего-нибудь очень сильно, вся Вселенная помогает тебе достигнуть этого.