Физика и игрушки

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 4 им. Ю. А. Гагарина»

Направление ФИЗИКА

Физика и игрушки

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Выполнена ученицей  9 «А» класса  

МОУ «СОШ  № 4 им. Ю.А.Гагарина»

МО «Котлас» Архангельской области    

Лопаткиной Александрой Владимировной

Научный руководитель -  

учитель физики и технологии  

МОУ «СОШ  № 4 им. Ю.А.Гагарина»

МО «Котлас» Архангельской области                                                                                    

Зорин Альберт Валерьевич.

.

г. Котлас  2013 год.

Оглавление

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

Глава 1.История игрушек………………………………………………………….………….4                                                                            

Глава 2. Физические явления в игрушках………………………………………………….6                                                  

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

Список литературы………………………………………………………………………….....9                                                                                        

Приложения…………………………………………………………………………………....10                                                                                                    

Введение

Игрушка — это первое, что берет в руки маленький человек, стремясь постичь окружающий его мир. Поэтому она должна быть увлекательной и несложной. С другой стороны, чтобы удивить, нужно быть привлекательнее и интереснее всего окружающего, привычного.

«Соединить» эти два противоречивых начала в одном предмете под силу только серьезному человеку, для которого игрушка — уже не игрушка, а объект достаточно серьезных исследований.

Разбираясь в принципах работы игрушек, можно лучше понять и одну из самых серьезных наук — физику, которая коренным образом изменила быт человека за последние несколько десятков лет.

Чрезвычайно важно, пользуясь школьным курсом физики, попробовать «раскусить» секреты их работы, усовершенствовать или придумать что-нибудь новое.

В силу разных причин человеку некогда задуматься о том, что игрушки устроены и действуют также «по законам физики», следовательно, мы можем не только понять и объяснить принцип действия той или иной игрушки, но и самостоятельно предложить интересные варианты новых игрушек.

Существует особый тип игрушек,  с помощью которых можно продемонстрировать различные физические законы.

Некоторые игрушки предназначены для маленьких детей. Они развивают мелкую моторику, мышление. Другой тип игрушек предназначен для  старшего возраста. На основе их можно изучить простейшие физические явления. Третий тип игрушек можно отнести к развивающим игрушкам. Это различные физические головоломки.

В данной работе рассматривается, как на основе физических законов можно своими руками изготовить различные типы игрушек. Эти игрушки можно применять как на уроках физики, при объяснении нового материала, так и на внеклассных мероприятиях.

Объект исследования: игрушки.

Предмет исследования: применение  при изучении физических законов.

Цель данной работы  - изучить особенности применения игрушек для изучения определенных физических явлений или законов.

Задачи:

1.изучить теоретический материал по истории и развитию изготовлению игрушек;

2. определить в какой теме курса физики можно применять различные виды игрушек;

3.изготовить игрушки принцип работы, которых основан на физических явлениях.

Гипотеза: Игрушки можно применять при объяснении и демонстрации физических явлений.

Основной метод исследования:  опытно – экспериментальный.

Применение игрушек, основанных на физических явлениях или демонстрирующие их, позволит сделать урок более интересным.

Глава 1. История игрушек.

В Древней Греции и Риме погремушки дарили новорожденному в качестве оберегов: считалось, что своим шумом они отгоняют злых духов. Они изготавливались в форме различных животных: утки, лошади или свиньи, как эмблемы покровительства детям. Их делали полыми, а внутрь помещали камешки или шарики.

В Древнем Египте были популярны фигурки животных, сделанных из дерева. Там же впервые встречаются игрушки с несложным механизмом движения, который приводился в действие рукой ребенка с помощью проволочного механизма. В дальнейшем этот принцип конструкции использовали и русские мастера народной игрушки.

В начале I тыс. до н. э. в Египте при изготовлении игрушек стали использовать образ коня, в основном лошадок делали из глины. А позже появились первые лошади-качалки и детские двухколесные каталки с длинной ручкой и маленьким кузовом для ребенка.

Там же в Египте были найдены первые куклы. Их изготавливали из различных материалов. Куклы были и простыми (в виде болванчика или чурбачка), и довольно сложными, искусно вырезанными со сложными прическами, и локтевыми и коленными суставами. Древнейшие египетские куклы были погребальными дарами, и были призваны скрасить одиночество умершего.

В Древней Греции и Риме куклы для игр изготавливались из глины и дерева, а руки и ноги прикреплялись к телу с помощью ниток и палок и часто были подвижны. Более тщательно из дорогих материалов выполнялись куклы для детей знати. Но у кукол было и другое назначение, например, девушки бережно хранили эти куклы до замужества и в канун свадьбы приносили их в дар богиням - Артемиде, Венере.

На протяжении многих веков игрушки практически не видоизменялись, но к концу XIX - началу XX века в этой сфере произошел невиданный скачек, связанный в первую очередь с тем, что игрушки стали товаром, нашедшим своего покупателя.

С каждым десятилетием игрушки начали становиться все красивее, ярче, сложнее и приближеннее к реальности. Производство игрушек становится еще разнообразнее, когда их начали делать из папье-маше. Вдобавок появляется технология изготовления по формам.

В двадцатом веке игрушки начали меняться с такой скоростью, что рассматривать их нужно уже отдельными десятилетиями. В 50-х годах в СССР в моду вошли ватные елочные игрушки, плюшевые медведи и, конечно же, солдатики. Так же во всех домах стандартным украшением комодов и трюмо были фарфоровые статуэтки.

Освоение космоса внесло свою лепту в игрушки следующего десятилетия. А дальше уже советская мультипликация и Олимпиада-80 становятся источником для новых персонажей - Вини Пух и Котенок Гав, Чебурашка и Крокодил Гена.

Ну а в новейшей истории России, наряду с уже перечисленными героями, появляются многочисленные зарубежные персонажи - Барби и черепашки Ниндзя, Человек-паук и Бэтмен, феи Винкс и бакуганы.

Но несмотря на все трансформации, которые претерпевали игрушки на протяжении многих веков, их назначение осталось неизменным - все они призваны для того, чтобы помогать детям развиваться и учиться.

Игрушка во все исторические эпохи была связана с игрой – ведущей деятельностью, в которой формируется типичный облик ребенка: ум, физические и нравственные качества. Однако, конкретно-исторические условия каждой эпохи накладывают отпечаток на содержание игрушек и направленность игр.

В изменении характера игрушек на протяжении человеческой истории наглядно отражена действительная история игрушки, обусловленная историей развития общества, историей развития ребенка в обществе.

Необходимо сделать уточнение - Е.А. Аркин пишет об изначальных игрушках, и относит к ним:

а) звуковые игрушки – трещотки, жужжалки, бубенцы, погремушки и т.д.;

б) двигательные игрушки – волчок, мяч, змей, примитивные варианты бильбоке;

в) оружие – лук, стрелы, бумеранги;

г) образные игрушки – изображения животных, кукол;

д) веревочку, из которой делают различные, порой замысловатые фигуры.

 В Древнем Египте впервые встречаются игрушки с несложным механизмом движения - «Крокодил» и «Тигр». Эти миниатюрные деревянные игрушки с помощью несложного проволочного механизма, приводимого в движение рукой ребенка, открывали пасть. Интересна игрушка, изображающая месящего тесто раба. Если фигурку потянуть за нитку, она начинает двигаться вверх-вниз по наклонной дощечке. «Месильщик теста» – это прототип многих народных игрушек. Этот древнейший принцип конструкции неоднократно использовали и русские мастера народной игрушки. В этих игрушках главное передано движением, все остальное условно и скупо.

Французы приблизительно до 1523 года называли игрушку словом итальянского происхождения (дитя), и только в 1523 году впервые встречается современное слово для игрушки.

Глава 2. Физические явления в игрушках.

В результате исследования была выделена следующая классификация игрушек:

1.игрушки, работа которых основана на изменении центра тяжести тела;

2.плавающие игрушки;

3.игрушки с гироскопическим эффектом;

4.заводные;

5.инерционные;

6.светящиеся.

Применение различных видов игрушек в конкретных темах курса физики приведено в следующей таблице:

Игрушка «Кораблик». 

Эта игрушка основана на законе сохранения энергии.

Основание кораблика выпиливается из фанеры. На корме закрепляется вал с лопастями. Из упругой металлической пластинки вырезаны две полоски и укреплены вертикально на носу корабля. В верхней части просверлены отверстия и привязана нить. Другой конец нити закреплен на валу (рис.1).

Принцип работы: если наклонить пластинку, то мы сообщим потенциальную энергию (так как пластинка деформируется, расстояние между молекулами меняется, и пластинка приобретает потенциальную энергию). После выпрямления пластинка, натягивая нить, приводит в движение лопасти, в результате чего кораблик, приобретая кинетическую энергию, приходит в движение. Потенциальная энергия пластин переходит в кинетическую энергию кораблика.

Игрушка «Головоломка»

Для старшего возраста изготовлена более сложная игрушка по типу головоломки.

Головоломка состоит из двух деревянных брусков, соединенных вместе с помощью потайных металлических штифтов. Штифты свободно перемещаются внутри брусков, но не дают возможности их разъединить (рис.2).

Чтобы разобрать головоломку необходимо вспомнить понятие центробежной силы, возникающей при вращении твердого тела.

Виброход «Котенок»: 

Принцип действия этой игрушки основан на изменение центра тяжести вращающегося тела (рис.3).

Если у вращающегося тела, например, электродвигателя, сместить центр тяжести, то он начинает вибрировать. Укрепленный  на одежной щетке, электродвигатель передает вибрацию волоскам щетки. В результате этого щетка начинает двигаться непрерывно подпрыгивая.

Для изготовления игрушки  понадобились следующие материалы: щетка, электрический двигатель, батарейка, выключатель и стирательная резинка.

Процесс сборки заключался в следующем: электрический двигатель был укреплен на краю щетки, его подключили через выключатель к источнику тока. Источник тока для удобства сборки и эксплуатации игрушки, был помещен в мыльницу. На ось двигателя приклеена стирательная резинка. Провода соединены пайкой, для этого использовался паяльник и припой.

Заключение

В ходе проведенного исследования  были изучены типы игрушек основанных  на физических явлениях. Игрушки классифицированы по принципу действия.

С помощью игрушек стало возможным сделать физику не скучной и сложной наукой, а понятной и интересной каждому ребенку. Изучив то или иное явление ученик не забудет о нем после звонка с урока, а придет домой, покажет родителям свою игрушку и расскажет им об изученном. На следующем уроке ему захочется узнать про другую любимую игрушку, и он будет слушать материал внимательно, боясь что-то пропустить. Так изучать физику не сложно, а интересно.

Изготовление своими руками игрушек, на основе физических законов, является интересным и увлекательным занятием.

Список литературы

http://www.moi-roditeli.ru/preschooler/fun-and-games/toy-history.html

http://www.toybytoy.com/toy/2011-01-13-4

Аркин Е. А. Из истории игрушки // Дошкольное воспитание, 1995, № 3. – 815 с.

Приложения