Что спасёт в гололёд?

Опубликовано Левицкая Светлана Степановна вкл 11.02.2018 - 11:50

Автор:

Дмитриев Владимир

Работа ученика «Что спасёт в гололёд?» представляет собой исследовательскую деятельность по определениюлучшей подошвы обуви в гололёд

Скачать:

Вложение	Размер
chto_spasyot_v_gololyod.docx	57.89 КБ

Предварительный просмотр:

Дмитриев Владимир Олегович МБОУ Кулундинская СОШ № 1 с. Кулунда Кулундинского района Алтайского края

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Кулундинская средняя общеобразовательная школа №1»

Кулундинского района Алтайского края

Научно-исследовательская работа

физико-математическое направление

Что спасёт в гололёд?

Дмитриев Владимир Олегович,

ученик 3 класса

Левицкая Светлана Степановна,

учитель начальных классов

Кулунда – 2018 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение _____________________________________________________3

Глава I. Обзор научно – популярной литературы __________5

гололёд или гололедица?
что такое скольжение?
приспособления против скольжения на льду
виды подошвы для обуви и их характеристики

Глава II. Опытно - экспериментальная работа ______________________8

Заключение ______________________________________________10

Литература _______________________________________________11

Приложения ______________________________________________12

Введение

Мир природы – это разнообразные проявления явлений. Пора легких заморозков и оттепелей - это условия для гололеда и гололедицы. А гололед, как известно, опасная территория. Зимнее время – это напряженное время для пешеходов. Люди ходят по дорогам, тротуарам покрытыми ледяной коркой. Это создаёт высокую травмоопасность людей.

Обоснование исследования: Тему для своего исследования я выбрал не случайно: я решил узнать, что спасет в гололед, чтобы не получить травму? Поэтому, целью моего исследования стало: выявить, какая подошва обуви более безопасна в гололед. Исследование подошв обуви – стало актуальной для меня темой. При изучении темы у меня возникли вопросы - чем отличается гололед от гололедицы? Какой должна быть подошва обуви, чтобы в ней не было скользко зимой? Что спасет от падения во время гололедицы? Почему мы скользим?

На эти вопросы я решил найти ответы в дополнительной литературе и интернет ресурсах (приложение 1). Во время работы я захотел поделиться своими знаниями с ребятами класса, для этого создать информационный буклет (приложение 2).

Я провел анкетирование среди одноклассников, в котором попросил ребят ответить на волнующие меня вопросы. В анкетировании приняли участие 22 третьеклассника (приложение 3) . По результатам анкетирования составлена диаграмма и сделан вывод: все учащиеся знают, что гололед травмоопасное явление для человека, но не все ребята знают, что обувь на грубой рифлёной подошве является лучшей, так как уменьшает скольжение.

Гипотеза: предположим, что обувь на рифлёной толстой подошве нагревается больше, и, следовательно, уменьшается скольжение, а обувь с гладкой тонкой подошвой нагревается меньше, тем самым увеличивается скольжение.

Объект исследования: подошва обуви разных характеристик

Предмет исследования: температура нагревания подошвы обуви

Цель: определить, какая подошва обуви более безопасна в гололедицу

Задачи: - выяснить, чем отличается гололед от гололедицы; - узнать, что такое скольжение; - выявить приспособления против скольжения на льду; - путём эксперимента определить, какая подошва после воздействия трением нагревается больше, а какая меньше;
- сравнить графики температур и провести анализ полученных данных; - выявить, какая подошва лучшая в зимнее время; - создать информационный буклет.

Методы работы: Теоретический: анализ, сравнение, обобщение. Практический: анкетирование, эксперимент.

Глава I. Обзор научно – популярной литературы

гололёд или гололедица?

В «Толковом словаре русского языка» С. И. Ожегова и Н. Ю. Шведовой (4-е изд. М., 1997) гололедица – слой льда на земной поверхности, образовавшийся после оттепели или дождя; время, когда образуется такой слой льда. Гололёд – слой льда на поверхности земли или на предметах, образовавшийся после замерзания капель дождя, мороси; время, когда образуется такой слой льда. То же – в «Большом толковом словаре русского языка» под ред. С. А. Кузнецова. Гололедица представляет собой лёд на земной поверхности, образовавшийся после оттепели и дождя в результате наступления похолодания, а также вследствие замерзания мокрого снега, дождя и мороси от соприкосновения с сильно охлаждённой поверхностью. Второе название этого природного явления – «скользкая дорога». Гололедица образуется путем таяния снега (или льда) во время резкого потепления. Это явление возникает довольно часто при колебаниях температуры воздуха около 0 градусов по Цельсию. Гололёд вызывается выпадением ледяного дождя или переохлаждённой мороси на земную поверхность, на различные сооружения, на провода линий электропередач. Для возникновения гололёда является приход зимой после сильных морозов относительно тёплого и влажного воздуха. Оно наблюдается при температурах воздуха от 0 до -12 градусов Цельсия и при плюсовых значениях: от 0 до +3 градусов по Цельсию. Эти понятия не имеют между собой ничего общего, но являются одинаково опасными для человека. Покрытие ледяной коркой поверхности мостовых и тротуаров создают угрозу для жизни и здоровья людей.

Вывод: гололед и гололедица, совершенно разные понятия. Первое - явление природы, второе - ее состояние (приложение 4).

что такое скольжение? По словарю С. И. Ожегова – скользить, это значит: 1. Плавно двигаться по гладкой, скользкой поверхности. 2. Не имея твёрдой опоры на скользкой поверхности, терять устойчивость. Я понял, что такое скольжение, посмотрев мульфильм «Фиксики. «Сила трения». Тепло необходимое для плавления льда под обувью, даёт сила трения. При соприкосновении с обувью лед разогревается и подтаивает, создавая скользящий слой. Но падает человек не только на гладком льду, но и на шероховатой накатанной поверхности, по такой зимней дороге ходить ещё опасней. Получается, лёд скользкий не потому, что гладкий, а по какой-то другой причине. Я обратился за разъяснением к учителю физики и вот что узнал: стоя на льду, мы опираемся на очень маленькую площадь – подошву обуви - и на эту небольшую площадь целиком давит вес нашего тела – подошва обуви при ходьбе нагревается и передаёт тепло - лёд тает (плавится). Теперь между подошвой обуви и льдом находится тонкий слой воды, он работает как смазка. Воды образуется, конечно, тонюсенький слой, и она мгновенно снова замерзает, как только человек переносит ногу. Но её вполне хватает для скольжения. Человек скользит на ледяной или накатанной поверхности, даже не ровной, потому что между подошвой обуви и поверхностью возникает в силу некоторых физических явлений тонкая пленка воды. Своеобразная «смазка», которая уменьшает трение, и люди, теряя опору, катятся и падают, не в силах контролировать движение.

Вывод: чтобы сделать обувь менее скользкой, необходимо увеличить трение между подошвой обуви и скользкой поверхностью. В доказательство того, что увеличение трения способствует уменьшению скольжения, я провел опыты с банкой, скользящей по наклонной поверхности (приложение 4).

приспособления против скольжения на льду

Для проведения опытов по снижению скольжения зимней обуви я изучил литературу, провёл опрос среди взрослых людей, а также на форумах интернета: какими средствами люди пользуются во время гололёда, чтобы ходить было менее скользко: я надевал поверх ботинок носки; натирал картофельным соком подошвы; клеил медицинский пластырь; клеил наждачную бумагу. Полученные результаты представлены в таблице (приложение 5).

Вывод: опыты с применением «народных» средств оказались отрицательными. Все способы не защищали от скольжения на продолжительное время, при соприкосновении со льдом становились более гладкими (неровности либо забивались льдом и снегом, либо сглаживались), что увеличивало эффект скольжения.

Часто мне встречалась реклама резиновых накладок со стальными шипами, надеваемых на обувь любого размера (приложение 5). В этом году приобрести такие накладки я не смог, но на следующую зиму обязательно постараюсь приобрести их для эксперимента.

Я нашел в интернете рекламу обуви со специальными антигололедными свойствами (приложение 5). Производители этой обуви утверждают: что их обувь создает прочное, надёжное сцепление с поверхностью за счёт эксклюзивной системы катушек. Но при обсуждении этой обуви на форуме в Интернете мне неоднократно встречались реплики подобные данной: «Я такие купил - если просто скользко по снегу-льду, то они приемлемы, но при сильном гололёде на асфальте они превращаются в коньки - то есть эти самые "железочки" на подошве "едут" по льду и толку от них меньше, чем от рифлёной подошвы».

Глава II. Опытно - экспериментальная работа

2.1. Для проведения эксперимента я буду использовать следующее оборудование и материалы:

Компьютер с установленным программным обеспечением Logger Lite;
датчик температуры Go! Temp;
два образца обуви с подошвами разных характеристик;
принтер.

2.2. Подготовительный этап:

- Подключил датчик температуры Go! Temp к компьютеру;

- запустил программу Loqqer Lite на компьютере;

- выбрал два образца обуви с разными подошвами;

- заполнил столбцы таблицы данных;

2.3. Проведение эксперимента

Цель: определить, какая подошва после воздействия трением нагревается больше, а какая меньше - определил температуру в классе; (убедился, что датчик лежит на парте, и никто его не трогал) - посмотрел на цифровую шкалу на экране монитора; (показания были постоянными, во время считывания показаний они были на одном и том же уровне и соответствовали комнатной температуре) - используя программу Loqqer Lite , я определил температуру в классе (монитор показывал +22 C – это соответствовало показаниям температуры в классе. Записал показание датчика в графу « Комнатная температура» таблицы данных) - выполнил сбор данных при трении щупа датчика температуры о подошву обуви (Для этого сделал следующее: взял первый образец с гладкой, тонкой подошвой. Щупом датчика температуры натёр поверхность подошвы до окончания сбора данных. Окончание сбора данных определил - 20 секунд. Положил датчик температуры на парту и не трогал его. Определил конечную температуру опыта. Подписал получившийся график).

Возникла необходимость повторить сбор данных для второго образца. При этом перед началом работы проследил, чтобы температура датчика была комнатной температуры. Понижал температуру с помощью ёмкости с водой, поместив датчик примерно на 10 секунд. Каждый образец я тёр с одинаковой скоростью и силой нажима. Получился график результатов температуры поверхности подошв обуви (приложение 6).

2.4. Анализ полученных данных

- исходная температура каждого графика была одинакова;

- конечная температура каждого графика разная, так как обувь с гладкой подошвой нагрелась меньше, а обувь с рифлёной подошвой - больше;

- у обуви с гладкой подошвой наименьший коэффициент трения, значит она скользкая;

- у обуви с рифлёной подошвой коэффициент трения больше, значит, она лучшая для использования в гололедицу. Моё предположение оказалось верным.

Выводы и заключения

Я изучил литературу по данной теме: расширил свои знания; выяснил, чем отличается гололед от гололедицы.

Узнал, что такое скольжение. Изучил вопрос, почему люди скользят и падают при передвижении по льду. Выяснил, что на это влияет сила трения.

Я узнал, что противодействует скольжению. Исследовал способы, как увеличить трение с помощью применения различных материалов. Все «народные» средства (пластырь, картофельный сок, носки, наждачная бумага) оказались кратковременными и малоэффективными, так как поверхность материалов быстро сглаживалась при ходьбе, увеличивая скольжение.

Путём эксперимента измерил температуру разных подошв. Для исследования использовал обувь с гладкой тонкой и рифлёной толстой подошвой.

Проанализировав полученные данные предполагаемая мною гипотеза полностью подтвердилась. Обувь на рифлёной толстой подошве нагрелась больше всего, тем самым уменьшалось скольжение, а обувь с гладкой тонкой подошвой нагрелась меньше, тем самым увеличилось скольжение обуви.

По результатам проведенных экспериментов пришёл к выводу, во время гололеда носить обувь на рифленой толстой подошве. Обувь, которая имеет рифленую подошву, обеспечит устойчивость на льду.

Необходимо помнить, что, кроме обуви, существуют и правила передвижения по скользкой поверхности. Они представлены в рекомендациях.

Я создал информационный буклет, чтобы поделиться своими знаниями с ребятами. Данный материал можно использовать на классных часах, уроках окружающего мира.

Литература

Беккер Х., Сам себе учёный; М. «Манн, Иванов и Фербер» 2015
Григорьев Д. , В гостях у физики; Санкт – Петербург Амфора 2015
Самкова В.А. Начинаем изучать! Основы естественных наук. – М. ПКГ « Развитие образовательных систем» 2012г.
Яковлев Л.В., Большая энциклопедия знаний школьников, "Издательская группа АСТ", 2009
Я познаю мир: Детская энциклопедия; Москва АСТ, 2010

Интернет-ресурсы

Иллюстрации:

http://fb.ru/article/168252/chto-takoe-gololed-i-gololeditsa-tehnika-bezopasnosti-i-pravila-povedeniya
https://www.liveinternet.ru/users/svetlana---/post303369496
Фото из личного архива автора

Поделиться:

Горка

Астрономы получили первое изображение черной дыры

Сказка про Серого Зайку

Анатолий Кузнецов. Как мы с Сашкой закалялись

Ворона