Исследовательская проектная работа по физике "Исследование движения реактивной лодки"

МОУ ООШ №3 г. Камешково

Исследовательская работа на тему «Исследование движения реактивной лодки»

 Работу выполнила ученица 7а класса

МОУ ООШ №3 г. Камешково

        Панова Елизавета

Руководитель: Павлова Н.В.

2011г.

Я прочитала в журнале «Наука опытным путём» статью о реактивном движении:

  «Законы движения Ньютона позволяют объяснить принципы перемещения в пространстве любой механической системы. Таких законов три. Не всё в природе подчиняется этим законам, например крошечные частицы, размер которых гораздо меньше атома, движутся совсем по другим законам. Однако в соответствии с механикой Ньютона происходит движение большинства объектов на Земле. При запуске ракеты действуют все три закона движения Ньютона, Именно благодаря знанию этих трёх основных законов стало возможным запустить космический корабль в космос. Без этого астронавтам никогда не удалось бы попасть на Луну.

Инерция и движение

  Первый закон Ньютона гласит, что если к объекту не прикладывается сила, то он остаётся в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения.

  Например, космический корабль будет находиться на стартовой площадке в состоянии покоя, пока не заработает двигатель, с помощью которого он взлетит. Такая способность объектов оставаться в состоянии покоя либо продолжать двигаться равномерно и прямолинейно называется инерцией. В космосе, в безвоздушном пространстве, космический летательный аппарат по инерции будет продолжать двигаться с прежней скоростью до тех пор, пока его двигатель не уменьшит или не увеличит скорость или же он не наткнётся на какое-нибудь препятствие. Движение на Земле несколько сложнее: объектам приходится преодолевать сопротивление воздуха или воды, что снижает скорость их движения, при этом сила притяжения тянет их вниз.

  Второй закон Ньютона описывает взаимосвязь между приложенной к объекту силой и ускорением, которое возникает в результате приложения этой силы, Ускорение зависит от величины прилагаемой силы и массы объекта. Масса автомобиля намного больше, чем у мяча, поэтому и сила, которая будет способна заставить его двигаться или останавливаться, должна быть большей,

  Третий закон Ньютона объясняет, что происходит с двумя взаимодействующими телами. Согласно ему, каждому действию соответствует противодействие, равное по силе и противоположное по направлению. Например, действию сгораемого ракетного топлива противодействует движение космического корабля в противоположном направлении. Ты можешь на практике познакомиться с законами движения Ньютона, если соберёшь своими руками лодку с реактивным двигателем».

  Меня заинтересовал этот материал. Я решила создать реактивную лодку.

Реактивная лодка.

Цель проекта: понять, как работают законы движения.

 Задачи проекта:

А) сделать реактивную лодку и двигатель для неё;

Б) измерить расстояние, пройденное лодкой в зависимости от размера шарика;

В) построить график зависимости пути, пройденного лодкой, от объёма воздуха в шарике.

Описание проблемной ситуации. Выдвижение идей.

А) для лодки с реактивным двигателем потребуется фиксатор с отверстием внутри. У меня такого нет. Я сделала отверстие в обычной пробке

Б) Для стабилизации прямолинейного движения лодки я установила киль

Выполнение эскиза модели.

Подбор материалов.

А)пластиковая трубка длиной  7,5 см

Б) фиксатор

В) небольшой кусок пенопласта

Г) воздушные шарики

Д) насос

Е) ванна, где можно отправить лодку в плаванье

Ж) киль(его можно сделать из календаря)

Модификация деталей

Фиксатор, сделанный мною из пробки, стоит под прямым углом, и лодка будет кружиться по кругу. Чтобы этого избежать, я подрезала пробку.

Сборка изделия

А) в фиксатор вставляем пластиковую трубку;

Б) обрезаем край трубки, торчащей прямой стороны пробки;

В) вставляем в пенопласт трубку с фиксатором;

Г) вставляем киль посередине нижней стороны лодки;

Д) надуваем шарик;

Е) надеваем шарик на фиксатор.

Лодка готова и может отправляться в плавание!

(Самый большой)                                    (Большой)

(Средний)                                                   (Маленький)

(Самый маленький)

Дальнейшие исследования.

Чтобы понять зависимость расстояния, которое проходит лодка, от размера шарика, можно нарисовать график.

Вывод: во время эксперимента можно было наблюдать, как воздух, выходящий из шарика позади лодки, заставлял её двигаться вперёд. Это служит иллюстрацией закона Ньютона, что каждое действие вызывает противодействие.

Можно было наблюдать также, что лодка продолжает двигаться после того, как из шарика выйдет весь воздух. Это происходит по инерции и демонстрирует действие закона Ньютона, что лодка продолжает двигаться в том же направлении, пока какая-либо внешняя сила не замедлит её движение. (Сила сопротивления воды и воздуха)

По графику, построенному в результате эксперимента, можно судить о том, что путь, пройденный лодкой, зависит от объема воздуха в шарике.