Проектная работа: Путешествие гелиевого шарика

Аннотация

Исследовательская работа рассматривает вопрос о появлении в жизни современного человека  гелиевых шариков, без которых не обходится ни один праздник. В ходе работы мы выясняем, что заставляет гелиевый шарик подниматься    вверх и от каких факторов зависит его падение. В результате работы были получены сведения об истории возникновения гелиевых  шариков и их создателях, выявлены причины, по которым шары поднимаются вверх  и опускаются  вниз.

1

Содержание

Введение………………………………………………………………………………..3

Основная часть…………………………………………………………………………4

1. Немного истории………………………………………….…………………………4

2. Практические наблюдения …………………………………………………………5

2.1 Анкетирование……………………………………………………………………..5

2.2 Результаты анкетирования………………………………………………………..6

2.3 Подтверждение и опровержение гипотез………………………………………..6

Заключение……………………………………..………………………………………9

Список используемой литературы……………………………………………………10

Приложение 1 ………………………………………………………………………….11

Приложение 2………………………………………………………………………….12

Приложение 3………………………………………………………………………….13

2

Путешествие гелиевого шарика

Введение

Вот и прошел мой день рождения. Это был  самый лучший, самый замечательный день в моей жизни. Родители рано утром пока я спал, украсили мою комнату гелиевыми шарами. В комнате было очень празднично и красиво.  Мама купила торт в виде машинки. Я пригласил своих друзей.  Спустя три дня я заметил что шары, которые висели под потолком,  с каждым днем  на несколько сантиметров спускались вниз. И мне стало интересно, почему гелиевые шары поднимаются вверх, а спустя некоторое время падают.

Цель исследования: выяснить, почему гелиевый шарик поднимается всегда вверх,  от каких факторов зависит время его падения.

Предмет исследования: гелиевые шарики.

Задачи исследования:

1. Найти ответ на вопрос: что заставляет взлететь  шарик, наполненный гелием?
2. Провести наблюдения в течения нескольких дней за гелиевым шариком.
3. Узнать, по какой причине гелиевые шарики со временем  опускаются вниз.

Гипотезы исследования:

1. Шарику помогает подниматься вверх ветер.
2. Предположим, что газ в шарике легче воздуха, поэтому воздух поднимает шарик вверх.
3. Возможно, шарик падает, так как газа в нем становится меньше.

Методы исследования:

1. Изучение литературы.
2. Поиск информации в сети Internet .
3. Наблюдение.
4. Изучение мнения других людей.
5. Сравнение и сопоставление фактов.

3

Основная часть

1. Немного истории...

Гелиевые шары  приносят радость и поднимают настроение каждому. А знаете ли вы историю шаров, наполненных гелием? Многим известно, что гелиевые шарики – это  «последователи» воздушных шаров, но практически никто не задумается о том, где и когда появились первые шары.

Впервые упоминания о летящих в воздухе шарах были констатированы еще в карельских рукописях. В дошедших до наших времен записях описывается создание шара, который изготавливался  из кожи быка и кита. Если верить летописям XII века, то такие шары имела каждая семья, ведь они помогали решить проблему бездорожья: преодолевать немалые расстояния между населенными пунктами. Однако такие путешествия были небезопасны. Ведь кожа животного не могла долгое время выдерживать давление воздуха и рано или поздно шары взрывались.  Верить или не верить этим легендам – дело каждого. Но спустя семь веков английскому ученому,  профессору Майклу Фарадею удалось изобрести резиновые воздушные шары. Применив смекалку, а также предварительно изучив и оценив эластические свойства каучука, изобретатель слепил из него две лепешки и обработал с внутренней стороны мукой, чтобы не слипались. Склеив края, Фарадей получил что-то похожее на мешочек, используя его для опытов с водородом. Такой мешочек через 80 лет стал одним из наиболее популярных развлечений: шары из каучука стали применять на городских праздниках. Возвышающийся вверх шар воспринимался толпой как своего рода чудо.

Хотя сегодняшние гелиевые шары и не воспринимаются как чудо, но по-прежнему актуальны и вызывают восторг. Малыши с нетерпением ждут следующего праздника, когда выйдут с родителями в парк или на городскую площадь, где продается огромное количество разноцветных шаров – настоящее великолепие. Тут уж глаза разбегаются: какой шарик выбрать? Ведь сегодня гелиевые шарики удивляют своим разнообразием форм и расцветок.

4

Опасное развлечение.

В конце 19 века шарики все еще наполняли водородом. По свойствам водород  легче, чем воздух, он может быстро поднимать изделие вверх. Этот газ обладает одним негативным свойством — это взрывоопасность. Неприятное событие произошло в США 1922 года. Изделие, наполненное водородом,  разорвалось и причинило травму важному американскому чиновнику. После этого инцидента было решено использовать гелий.

Так появились воздушные шары с гелием для украшения. Их популярность с каждым годом росла, а неприятные ситуации больше не возникали.

В 1931 году Нейл Тайлотс создал латексный шарик. Благодаря использованию нового материала, можно было разнообразить форму, цвет таких изделий. Со временем гелиевые шары для оформления люди стали использовать повсеместно. Предметы быстро перекочевали с больших праздничных площадок в особняки и квартиры.

2. Практические наблюдения.

И так, я решил выяснить, что заставляет шары наполненные гелием улетать высоко в небо и со временем опускаться вниз.  Для начала нужно узнать мнение моих одноклассников и учеников нашей школы. С этой целью я провел анкетирование:

2.1 Анкета

1)  Помогает ли гелиевому шарику   ветер подниматься вверх?

2)  Шарик  летит, потому что газ в нём легче воздуха?

3) Шарик постепенно падает, потому что из него выходит воздух?

4) Шарик падает, потому что гелия в шарике становится меньше?

2.2 Результаты анкетирования:

5

Просмотрев ответы моих ровесников, я выяснил, что большая часть  опрошенных (85%) считают,   шарику помогает лететь ветер. 15% считают, газ в шарике легче воздуха. Шарик падает  потому что, постепенно из него выходит воздух посчитали 40% детей. Шарик падает, потому что воздуха в нем становится  больше чем гелия, посчитали 60% детей.

Я сделал вывод, что мне придется опытным путем выяснить, что заставляет двигаться воздушный шарик и поделиться  результатами опытов с ребятами.

2.3 Подтверждение и опровержение гипотез

Что заставляет двигаться   шарик, наполненный гелием?

Гипотеза 1. Допустим, ему помогает ветер.

Надуем шарик гелием, и отпускаем его не на улице, а в комнате. Наблюдаем, что шарик поднялся к потолку, а в комнате нет ни ветра, ни сквозняка.

. 

Вывод: все-таки шарик взлетает сам без помощи ветра.  Значит, моя гипотеза  не подтвердилась.

Гипотеза 2. Предположим, что газ в шарике  легче воздуха, поэтому он летит.

Изучив литературу я узнал, что еще Архимед открыл эту тайну, доказав, что на тело, находящееся в однородной среде и полностью в нее  погруженное, действует выталкивающая сила.

6

То есть среда сама выталкивает тело из себя, и если вес одной единицы объёма тела меньше веса такой же единицы объёма среды, то тело будет подниматься вверх. Вес гелия внутри шарика равен примерно 1 грамму, а вес воздуха в таком же шарике составит 7 граммов.  Разница – очень ощутимая.

Окружающая среда для гелиевого шарика – это атмосферный воздух, который давит на него и стремится вытолкнуть из себя вверх, выше и выше. И чем больше объём шара, тем больше его подъёмная сила или давление на него внешней среды, то есть летучесть, стремление подняться в заоблачную высь у большого шара тоже больше. И даже если шар наполнить смесью гелия с воздухом, как это и делается при надувании праздничных шариков, всё равно его подъёмной силы будет достаточно, чтобы подняться вверх. Но если внутри будет только воздух, то подъёмной силы не хватит для полета, ведь вес единицы объёма внутри шара будет равным наружному. Для хранения гелия используются специальные баллоны с насадками для смешивания его с воздухом. Обычный состав смеси – 80% гелия и 20% воздуха  

Вывод: эта гипотеза оправдалась. 

              7

Гипотеза 3.  Шарик падает, потому что воздуха в нем становится  больше чем гелия.  

Проведем наблюдение:

1. Возьмем три  гелиевых воздушных шарика и оставим их в комнате

      2.Спустя время мы замечаем, что шары  приблизились к полу на разное расстояние

     3. Форма шаров не изменена, они такие же упругие.

   Изучив информацию в сети Интернете  я узнал что:

8

 Шарики изготавливаются из латекса. Этот материал имеет микроскопические   поры, через которые легко проникает гелий. Поэтому с определённым временем гелий просто выходит из шарика, и он падает.  

Вывод:  таким образом, данная гипотеза является верной. 

Заключение

Итак, подведем итоги... В ходе изучения данной темы, я выяснил, что, во-первых, гелиевый шарик летает, потому что гелий, находящийся в нем легче воздуха, и воздух его выталкивает вверх. Моя первая гипотеза не подтвердилась: никоим образом ветер не играет роли в летучести гелиевого шарика. Вторая гипотеза подтвердилась. А падает шарик, потому что воздуха в нем постепенно становится больше чем гелия. Еще шарик также может постепенно падать, если он плохо завязан и гелий из него  выходит.  Таким образом, гипотеза   третья  оправдалась.

Благодаря изучению этой темы, я узнал много нового и интересного. Я познакомился с историей создания современного   гелиевого шарика и его создателя. Выяснил причины, по которым он летает и падает. Узнал, что вес гелия внутри шарика равен примерно 1 грамму, а вес воздуха в таком же шарике составит 7 граммов.

Я мечтаю изобрести шарики в виде фигур людей, животных или героев фильмов, состоящих из отдельных частей и которые будут наполняться гелием  в результате чего смогут  медленно передвигаться под действием ветра.   А называться они будут «Шарочеловечки» и «Зверошарики»

Проект  шарочеловечка –« Человек паук»

9

Список используемой литературы:

1. «Википедия». Свободная энциклопедия. Vikipedia.ra 
2. Вопросы и ответы. Энциклопедия.Иэдательства «Махаон»,2005г
3.  Гальперштеин Л.Я. Моя первая энциклопедия.Масква, «Росман»,2006г.
4. Детская энциклопедия от А до Я. Эрудит. Что? Зачем? Почему?/Т.Л.Шереметьева.-Минск :Харвест,2013.
5. Я познаю мир: Феномены мира: Детская энциклопедия./ С.Н.Зигуненко – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2003.

10

Приложение 1

Это интересно

Папа   купил моему братику Саше  воздушный шарик, наполненный гелием,  и я задумался, а сколько надо их, чтобы поднять его в воздух? И понеслось. Нашел подходящий предмет по весу, чтобы определить, сколько грамм поднимет один воздушный шар.
Этим предметом оказалась деталь от конструктора ЛЕГО, ее вес составил 13 грамм.
Дальше просто,  1 кг = 1000 грамм, 1000/13=76.9 (округляем до 77). То есть,  чтобы поднять один килограмм веса, понадобится 77 шариков, наполненных гелием.
Чтобы поднять маленького брата, который весит около 14.5 кг, понадобится 14,5х77=1116,5 (округляем до 1117). Итого: 1117 шариков нужно чтобы поднять маленького ребенка.  
         Человек в среднем весит 70-80 кг. Возьмем 70 кг к примеру, получим: 70 х 77=5390 шариков.
Получается, чтобы поднять в воздух взрослого человека, нужно около 5390 воздушных шариков, наполненных гелием

11

Приложение 2

Игры с гелиевыми шариками

Комарики на воздушном шарике

Самый тихий конкурс, наверное. Всем детям — по шарику и качественному маркеру для стекла и пластика. Нужно разрисовать шарик насекомыми за отведенное время. Можно только комариками, как у Чуковского, а детям 8-10 лет предложите  вспомнить и других представителей фауны: бабочек, стрекоз, гусениц, божьих коровок, мух и так далее. В конце считаем и выявляем победителя.

Эстафета «Сороконожка»

Разделите детей на команды (в команде может быть от 2-х до бесконечности). Дети становятся друг за другом, шарик зажимается между спиной предыдущего и животом последующего ребенка. Руки опущены вниз. А теперь — пошли! Нужно так пройти 5-7 метров до стула, взять «земляничку» (маленький красный шарик берет первый игрок), обойти стул и вернуться к началу дистанции. Гусеница, которая не рассыплется по дороге, победила!

Сестрица Аленушка

Нужно на скорость повязать шарику платок и нарисовать лицо. Честно говоря, получается чаще Баба Яга, но это уже формальности. Суть ясна. Кстати, для примера можете показать детям веселых человечков из шариков.

Снегурочка. Или опять Чучело огородное….

Тут без помощи взрослых ничего не выйдет, сразу говорю. Даже 12-летние дети не всегда могут справиться с двусторонним скотчем, а он очень нужен для сборки очередной красавицы. Пусть кто-то готовит для детей кусочки скотча, а уж они сами соберут из шариков разного калибра и формы фигуру человечка. Нос — маленький шарик, а глаза путь лучше будут бумажные. Для волос приготовьте лохматые парички.

12

Приложение 3

Загадки про воздушные шарики

1.Твой хвостик

Я в руке держал,

Ты полетел –

Я побежал.

(Воздушный шарик)

2.Его держу за поводок,

Хотя он вовсе не щенок.

А он сорвался с поводка

И улетел под облака.

(Воздушный шар)

3.Круглый, гладкий,

как арбуз…

Цвет – любой,

на разный вкус.

Коль отпустишь с поводка,

Улетит за облака.

(Воздушный шар)

4.Сегодня все ликует!

В руках у детворы

От радости танцуют

Воздушные ... (Шары)

13