Исследовательский проект Почему не тонут корабли

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

лицей №4

Почему не тонут корабли?

Исследовательский проект

Кривошеев Тимур Владимирович

ученик 2 б класса

Руководитель:

Кривошеева Наталья Евгеньевна

учитель начальных классов

г.Данков

2014 г.

Оглавление

1.Введение………………………………………………………………….……...2

Цели и задачи исследовательской работы…………………………………….…2

2.Основная часть.

2.1 Анкетирование одноклассников ………………………………….….….. 3

2.2 Опыт №1 Влияет ли материал, из которого сделан корабль, на его плавучесть?...........................….…………………………………………….….…4

2.3. Опыт № 2 Влияние формы на плавучесть корабля…..……….…….…... 4

2.4 Опыт № 3. Влияние воздуха на плавучесть корабля……………….…... 5

2.5 Мои наблюдения …………………………………………………………..6

2.6 Опыт № 4 Сила Архимеда …………………….…………………………..7

3. Выводы………………………………………………………………….…...… 8

4.Заключение……………………………………………………………………...8

5. Библиографический список……………….……………………………...........9

Я склеил модель корабля, но в воде он перевернулся и вскоре утонул. И тут я задумался над вопросом: «Почему же настоящие корабли не тонут? Ведь они тяжелее моего пластикового кораблика».

Цель работы - обобщить и классифицировать информацию о кораблях. Выяснить причины, позволяющие кораблям не тонуть и не переворачиваться.

Задачи:

1. Разработать серию опытов, позволяющих шаг за шагом выяснить условия, при которых тела плавают в воде.

2. Собрать и проанализировать информацию о плавучести тел.

Методы исследования:

1. Беседы с взрослыми.

2. Анкетирование одноклассников.

3. Изучение и анализ различных источников информации.

4. Проведение опытов, экспериментов.

5. Наблюдения.

Гипотезы:

1. Материал, из которого изготовлен корабль, не дает ему утонуть.

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.

Анкетирование одноклассников

Поиск причин, объясняющих, почему не тонут корабли, я начал с проведения анкетирования среди одноклассников.

На вопрос «Почему не тонут корабли?» больше всего голосов ребята отдали ответу «неведомая сила выталкивает корабль из воды». Также они считают, что особое строение корабля влияет на его плавучесть.

Далее я решил экспериментально проверить каждую гипотезу.

Опыт № 1 «Влияет ли материал, из которого сделан корабль, на его плавучесть?»

Я предположил, что корабли не тонут потому, что сделаны из материалов, которые легче воды. Для проведения эксперимента я подобрал подходящие материалы: дерево, стекло, металл, пластик, подготовил ёмкость с водой.

При поочередном погружении в воду каждого из предметов было видно, что предметы из стекла и металла утонули, а из дерева и пластмассы - нет.

Но современные корабли сделаны из металла и не тонут.

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

Объяснение: Из книг узнал научное объяснение этому явлению. Все окружающие нас предметы и вещества состоят из крошечных, не видимых взгляду частичек - молекул. Те тела, в которых молекулы располагаются очень близко друг к другу - обладают большей плотностью, чем вода, 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, поэтому они утонули. Плотность дерева и пластмассы меньше плотности воды, поэтому они свободно плавают на её поверхности.

Далее я экспериментально проверил верность второй гипотезы.

Опыт № 2 Влияние формы на плавучесть корабля

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

Затем погружаем в воду стеклянную тарелку. Она не утонула, а поплыла. То же самое проделываем с металлической пластинкой и коробочкой, сделанной из такого же металла. Коробочка, в отличие от пластинки, тоже осталась на плаву.

Ура! Волшебство свершилось, тонущий материал плавает на поверхности!

Вывод: Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму.

Следовательно, гипотеза № 2 верна.

Объяснение: В Википедии я прочитал, что корпус корабля, т.е его основная часть, имеет вид водонепроницаемого и полого внутри тела обтекаемой коробчатой формы, что позволяет кораблям держаться на воде.

Перейдём к проверке третьей гипотезы.

Опыт № 3. Влияние воздуха на плавучесть корабля.

Возьмём два шприца, один из которых заполним водой. Во второй шприц движением поршня назад закачаем воздух. Оба шприца поместим в ёмкость с водой. Первый шприц

постепенно стал опускаться на дно, а второй остался на поверхности воды.

Вывод: Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву.

Следовательно, гипотеза № 3 верна.

Объяснение: Подтверждение верности этой гипотезы я так же нашёл и в книге. Внутри корпуса корабля имеется множество пустых, наполненных воздухом помещений.

В энциклопедии я прочитал, что средняя плотность воздуха значительно меньше плотности воды, следовательно, воздух гораздо легче. Именно поэтому он держит корабль на поверхности воды и не даёт затонуть. Корабль, даже с очень большим на борту грузом будет плыть по водам морей и океанов.

Мои наблюдения

Хочу так же рассказать о своих наблюдениях. Я хожу в бассейн. На занятиях по плаванию мною была замечена интересная вещь. Когда я пытался нырнуть и задержаться на дне, то ничего не получалось.

Какая - то сила меня выталкивала вверх. Мне стало интересно узнать, что это за сила?

Я снова обратился к книге.

Оказывается, когда- то давно древнегреческий учёный Архимед

исследовал проблему плавучести тел и сформулировал один из основных законов физики:

на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная силе тяжести вытесненной этим телом жидкости. Сила называется силой Архимеда.

Условия плавания тел:

• если сила тяжести больше силы Архимеда, тело будет тонуть, опускаться на дно.

• если сила тяжести меньше силы Архимеда или равна ей, то тело будет плавать.

Я решил проверить это, проделав следующий опыт.

Опыт № 4 Сила Архимеда

Берем пластиковый стакан и ставим его в полную тарелку с водой, затем постепенно добавляем в стакан монетки, и наблюдаем, как плавает стакан, а из тарелки 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: На корабли в воде действует сила Архимеда, позволяющая им держаться на плаву.

Следовательно, гипотеза № 4 верна.

В ходе исследования у меня появился ещё один вопрос: «Корабли такие разные. Они перевозят людей и тяжёлые грузы. Как определить, какой тяжести груз может перевезти корабль и не затонуть?»

Ответ на свой вопрос я нашёл в книге. На корабль наносится специальная линия, отмеченная белой или красной краской (ватерлиния). Если судно погружено в воду так, что ватерлиния хорошо видна, то это значит, что его можно еще догрузить. А если вода подошла к этой линии или превысила ее, то это уже опасно - судно перегружено. То есть выталкивающей силы воды вот-вот не хватит, чтобы уравновесить судно вместе с грузом.

Следовательно, судно плавает, когда его сила тяжести со всеми грузами равна силе тяжести воды, вытесненной подводной частью судна. Если это равенство перестанет соблюдаться, то судно может затонуть.

Выводы

Благодаря проведенным исследованиям, я выяснил, что:

1. Корабли проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды. В этом случае на корабли будет действовать выталкивающая сила Архимеда, соответствующей величины.

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.

Заключение

Я нашел ответ на свой вопрос «Почему корабли не тонут». Три из четырёх моих гипотез подтвердились. Я узнал много нового про кораблестроение, про свойства воды, про закон Архимеда.

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

Библиографический список

1. Ушаков С. З. Плавание тел [Текст] / С. З. Ушаков: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». - Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1961. - С. 279-288.

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

3. Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли [Текст] / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». - Москва: «Детская литература», 1993. - С. 7-36.

4. Полянская В.; «Тонет? Не тонет», журнал «Игра и дети» 04.2010

5. Интернет-сайт/ Невероятно, но факт//http: //www.poznovatelno.ru/

6. Интернет-сайт/ Самодельные субмарины// http: //minisubs.narod.ru/</</p>

7. Интернет-сайт/ 100 великих изобретений // http: //izobreti.ru/index/0-75