Научная работа "Почему корабли не тонут?"

Исследовательская работа

Тема:  «Почему корабли не тонут?»

Направление: естествознание

Челябинск, 2022 г.

Оглавление

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

2.  История кораблей ………………………….………………………….…………3

3. Строение кораблей ……………………….….……………………………....…...3

4. Почему корабли не тонут? ……………….…………………….………………...4

4. Организация и ход практического исследования……………………….………5

6. Заключение……………………………………………………………….…...…...6

7. Список литературы…………………………………………….……………….....6

1. Введение

С самого детства меня интересовала тема кораблей. Эти морские судна завораживают своей силой и мощью. Как они плывут? Почему не тонут? Это вопрос всегда меня интересовал. Поэтому  я сразу определился с темой научной работы.

Цель работы: выяснить, почему корабли не тонут.

Для достижения цели мы поставили следующие задачи:

1. Определить, из чего и как строится корабль;
2. Провести анкетирование среди учеников нашей школы;
3. Провести практическое исследование в этой области.

Предмет исследования – корабли.

Объект исследования – строение кораблей, которое позволяет им не тонуть.

Гипотеза: мы предполагаем, что в строении кораблей есть какой-то секрет, который позволяет им не тонуть.

2. История кораблей

         Слово «корабль» имеет греческие корни. С греческого языка это слово означает «судно».

В понимании современного человека: корабль - это крупное многомачтовое парусное судно либо судно военного назначения.

С древних времен корабли использовались для перевозки людей и грузов через моря и океаны. Большую роль играли военные корабли. Они были необходимы для обеспечения безопасности морских торговых путей.

Первые корабли – это небольшие деревянные суда различной формы, передвигающиеся с помощью весел, появились задолго до нашей эры в Египте, на Крите, в Древней Греции и Риме. В 5 веке до нашей эры появились корабли с несколькими рядами весел.

 В 7-ом веке в Венеции был создан быстроходный вёсельно-парусный корабль - галера. Галера имела длину 40-50 метров, ширину 6 метров, один ряд весел, экипаж до 450 человек. Кроме весел галера имела две мачты с косыми парусами.

3. Строение кораблей

Передняя часть называется нос. Во время движения он разрезает волны и поэтому имеет такую форму, чтобы сопротивление воды было минимальным. Передняя оконечность носа носит название форштевень. А часть носа, выступающая ниже ватерлинии, называется бульб. Он изменяет направление потока воды по корпусу, благодаря чему уменьшается сопротивление, увеличивается скорость корабля и уменьшается расход топлива.

Задняя часть корабля называется кормой. Она делится на надводную и подводную части. В подводной части располагаются руль и гребной винт. На надводной части находится машинное отделение и грузовой отсек.

Боковую часть называют бортом. Фальшборт – это часть борта, расположенная над палубой.

Внутреннее пространство корабля по вертикали разделяется на помещения горизонтальным перекрытием - палубой. Палуб может быть несколько: верхняя палуба, палуба рубки, палуба надстройки, палуба бака, первая, вторая палуба и т.д. Всё зависит от размеров и назначения корабля. Например, на шлюпочной палубе размещены спасательные шлюпки. На пассажирских судах есть специальные прогулочные палубы.

По дну судна, от носа до кормы, проходит продольная балка, которая называется килем. Она обеспечивает прочность корпуса и днища.

Линия соприкосновения корпуса со спокойной поверхностью воды, называется ватерлинией. Она условно разделяет надводную и подводную части корабля.

Для того чтобы удержаться на одном месте, судно на стоянке обязательно бросает на грунт якорь.

Судовой двигатель приводит в движение судовые движители: воздушный и гребной винт, гребное колесо). На парусных судах движителями являются паруса. (Движители – это устройства, преобразующие энергию двигателя или любую другую энергию, например, энергию ветра, в работу по перемещению транспортного средства).

Водонепроницаемость судна, плавучесть и непотопляемость обеспечивает корпус. Он состоит из обшивки и набора.

4. Почему корабли не тонут?

Для того чтобы объяснить такое интересное явление, необходимо обратиться к закону великого ученого Архимеда. Закон звучит следующим образом: жидкость выталкивает любые тела с такой силой, которая равняется весу жидкости в объеме погруженной в неё части тела. Если говорить более простыми словами, то звучит это примерно так: чем больше площадь корабля, тем тяжелее он может быть и при этом не утонуть. А значит, большая площадь позволяет использовать такие тяжелые материалы, как сталь или железобетон, которыми и пользовались США для кораблестроения в начале 20-го века.

К тому же большая площадь дает возможность нагружать судно грузом. Плавучесть корабля поддерживается объемом воздуха, который заключен в объем всего судна. Стоит отметить, что воздух в 825 раз легче, чем вода. Это же и является ответом на вопрос, почему корабль не тонет. Ведь именно из-за образования так называемой воздушной подушки и при использовании закона Архимеда удается строить стальные судна, которые не уходят под воду.

5. Организация и ход практического исследования

Мы решили задать этот вопрос моим одноклассникам. Для этого провели анкетирование. Оказалось, что только 15 % смогли на него ответить, остальные дети не смогли дать ответ (приложение 1).

Но энциклопедия в полной мере не ответила на мой вопрос.

У нашей семьи есть друг, его зовут Александр. Он служил в военно - морском  флоте. Александр рассказал мне интересные факты и приметы о кораблях:

1. Слово «корабль» на английском языке женского рода;
2. Кошка, особенно чёрная, считается у моряков хорошей приметой.
3. Нельзя менять имя корабля;
4. Бегство крыс с корабля – к его гибели. Крысы не переносят сырость;
5. Нельзя свистеть на палубе;
6. На палубу принято ступать правой ногой.
7. Самый смешной факт. Кривоногий моряк – к удаче на корабле.

Александр посоветовал нам провести  некоторые опыты, чтобы понять, почему корабли не тонут.

         Опыт 1 «Дело в материале?»

Мы решили выяснить, зависит ли плавучесть корабля от материала, из которого он изготовлен. Для этого мы взяли таз с водой, опустили туда различные предметы из разных материалов. Но все предметы пошли ко дну сразу. Некоторые чуть раньше, а некоторые чуть позже.

Вывод: плавучесть корабля не зависит от материала.

Опыт 2 «Выталкивающая сила воды»

Мы взяли тот же таз с водой. Поставили на воду пластиковый стакан. Постепенно стали добавлять в стакан монетки. При добавлении нескольких монет, стакан утонул.

Вывод: на корабль действует выталкивающая сила воды. Мама сказала, что это называется законом Архимеда.

Опыт 3«Дело в объёме?»

В таз с водой мы запускали различные по объёму предметы. Совсем маленькие предметы стали тонуть, а большие по объёму остались на воде.

Вывод: плавучесть выше у тех предметов, чей объём больше.

Опыт 3  «Воздух легче»

В тот же таз с водой мы пустили предметы, наполненные воздухом.

Оказалось, что эти предметы совсем не тонут. Я сразу вспомнил себя на море, когда плаваю с кругом, наполненным воздухом. Воздух помогает мне плыть. Вывод: воздух поддерживает корабль.

Итак, выводы, которые мы сделали:

1. Корабль поддерживает воздух.
2. Большую роль играет объём корабля.
3. На корабль действует выталкивающая сила воды.         

Для своих одноклассников я провёл классный час на эту тему. А после мы снова провели анкетирование. Теперь 100 %  ребят моего класса знают, почему корабли не тонут.

Наша гипотеза подтвердилась – в строении корабля действительно есть секрет – это воздух, объём и выталкивающая сила воды.

6. Заключение

При выполнении  исследовательской работы  мы пришли к выводу,  что благодаря объёму корабля, воздуху и закону Архимеда корабли не тонут. Я нашел ответ на свой вопрос «Почему корабли не тонут?»

  Конечно, есть еще много того, что я не понимаю, например физические понятия, законы, формулы.  Думаю, в старших классах я смогу разобраться в этом вопросе подробнее. Тема кораблей по-прежнему мне интересна.

7. Список литературы

1. Большая иллюстрированная энциклопедия школьника М. «МАХАОН», 2003 – 51 с.
2. А. Дитрих, Г. Юрмин, Р. Кошурникова «Почемучка» М. «Педагогика», 1991 – 160-164 с.
3. Л.А. Горев "Занимательные опыты по физике" М. Просвещение, 1985– 27-31.
4. Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли [Текст] / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». – Москва: «Детская литература», 1993. – С. 7-36.
5. http://class-fizika.spb.ru/index.php/opit/692-op-plav2