Проект "Почему корабли не тонут"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Лицей № 1

352690,  г. Апшеронск, ул.Ленина, 47

тел.(86152) 2-79-10,2-78-85

ИНН 23250119661

электронный адрес: scoll @aps, Kubanet. ru_

Исследовательская работа

«Почему корабли не тонут?»

                                                                       Научно-исследовательская работа

                                                ученика 3 «Б» класса

                                                  Хорошманова Никиты

                                   руководитель:

                                                                    Палатова Юлия Станиславовна,

                                                              учитель начальных классов

г. Апшеронск

2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

I .ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….........................3

II.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ………………………………………………….………….............4

II. 1.Из истории кораблестроения……………………..…………………………...4

II. 2. Строение корабля………………………………………………………..……4

III. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………….......…...........4

III. 1. Опыт № 1 «Плавучесть разных материалов»..…….………….…..…….…..4

III. 2.Опыт № 2 «Воздух легче воды».…………………………….……….............5

III. 3.Опыт № 3 «Чем больше тело, погружённое в воду, тем больше воды оно вытесняет» ……………………………………………………….........................….5

III. 4.Опыт № 4 «Плавучесть и площадь предметов»……..……………………...5

III. 5.Опыт № 5 «Больше площадь, больше груза».……………………………....5

III. 6. Опыт № 6 «Объём имеет значение». …………………..…………………...6

III. 7. Опыт № 7 «Удивительное яйцо» …………………………………………...6

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………….......................................6

V. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………….....7

VI. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Фото проведённых опытов………………….…………………....I

Введение

Известно: в мире нашем есть

Чудесные явленья.

В морях же их не перечесть,

Достойных удивленья.

Железный дом плывёт, скользя,

А рыба утопает...

Порой не верится, друзья,

И всё-таки бывает.

 Актуальность
  Мне всегда хотелось научиться строить корабли. Однажды я склеил модель деревянного кораблика, но в воде он перевернулся и  вскоре утонул. И тут я задумался над вопросом: Почему же настоящие корабли не тонут? Ведь они сделаны из железа и гораздо тяжелее моего деревянного кораблика.

Проблема.
Мне захотелось самому это понять с помощью опытов и самостоятельно найти ответ на вопрос «Почему корабли не тонут?» Ведь так хочется, чтобы мой кораблик поплыл!
 Цель
Выяснить причины, позволяющие кораблям не тонуть и не переворачиваться.

Задачи исследования:

• собрать и изучить информацию о причинах, по которым корабли держатся на плаву;
• провести опыты, объясняющие, почему корабли не тонут.

Я выдвинул следующие гипотезы:

• возможно, корабли не тонут из-за использования в кораблестроении лёгких материалов;
• я предполагаю, что есть какая-то сила, которая удерживает корабли на воде;
• может быть, корабли не тонут потому, что имеют особую форму и строение.

Объект исследования: причины плавания кораблей.

Предмет исследования: изучение взаимодействия жидкости и предметов, помещённых в неё.

Методы исследования: поиск и изучение литературы; беседы со взрослыми; проведение опытов; оценка результатов проведённых опытов.

Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, при проведении классных часов, внеклассных мероприятий.

Проблема исследования:почему же такие огромные и тяжёлые корабли не тонут?  Что позволяет им не только держаться на воде, но и перевозить тяжёлые грузы? 

           Основная часть

II.1. Из истории кораблестроения

Из литературы я узнал, что люди с давних времён хотели научиться плавать. Первыми плавательными средствами были связанные брёвна, плоты и челноки, выдолбленные из брёвен. Постепенно плавательные средства улучшались. Около 5000 лет назад шумеры и египтяне начали сооружать суда, которые ходили на вёслах и под парусом. В 19 веке паровые двигатели заменили парус, а вместо дерева начали использовать сталь. В настоящее время корабли представляют собой огромные лайнеры и авианосцы, которые бороздят просторы мирового океана и могут месяцами не заходить в порт.

II.2. Строение корабля

У каждого корабля своё предназначение, но у любого судна есть основные части: корпус корабля, нос, корма. Корабль имеет продолговатую форму, чем-то напоминающую глубокую тарелку. Палубы на корабле закрывают его как крышки. Я узнал, что на корабль наносится специальная линия (ватерлиния – контрольная отметка, до которой можно загружать судно). Если она видна над поверхностью воды, то беспокоиться не стоит. Если линия скрылась под водой - вероятность его затопления возрастает.

1. Практическая часть

Опыт № 1 «Плавучесть разных материалов»

Вывод: в наше время корабли делают из стали, а стальная формочка утонула. Значит, моё предположение о том, что корабли не тонут из-за использования в кораблестроении лёгких материалов, оказалось неверно.  

Тогда я вспомнил, что на море мне помогает плавать жилет, накачанный воздухом. Может  именно воздух удерживает корабль на поверхности?

Опыт № 2 «Воздух легче воды»

Я взял пустой стеклянный пузырёк, закрыл его и опустил в воду на самое дно. Но как только я отпустил пузырёк, он сразу поднялся на поверхность. А ведь в первом опыте стеклянное блюдце утонуло.

Вывод: воздух на самом деле удерживает предметы на поверхности. Получается, что именно воздух поддерживает корабль на плаву.

Из литературы, я узнал, что на самом деле воздух играет очень большую роль в поддержании корабля на поверхности, но есть ещё и другая сила, которая удерживает судно на плаву.

Из литературы я узнал о древнегреческом учёном Архимеде, который изучал плавучесть тел. Я узнал, что чем больше предмет, опускаемый в воду, тем больше воды он вытесняет. И я решил проверить, так ли это на самом деле.

Опыт № 3 «Чем больше тело, погружённое в воду, тем больше воды оно вытесняет»

Для начала я вылепил из пластилина две фигурки разного размера. На ёмкости с жидкостью обозначил границу воды. Воду я подкрасил гуашью, что бы мне хорошо было видно разницу. Опустил пластилин в воду и стал наблюдать за тем, как будет изменяться уровень воды в зависимости от величины шарика. Уровень воды поднялся на 0,5 см, когда я бросил в воду маленький кусок пластилина. И стал выше на 1,5 см, когда я опустил туда большой пластилиновый шарик.

Вывод: значение уровня воды зависит от размера предмета, опускаемого в воду.

В 1 опыте я опускал на дно ёмкости с водой пластмассовую фигурку, в которой нет воздуха, а она через некоторое время всплыла на поверхность. Как будто какая-то сила подняла её на поверхность. Эта сила называется «выталкивающая». Получается, чтобы предмет не тонул, он должен быть легче воды. Но как же тогда с кораблями? Ведь они плавают.

Ответ на этот вопрос я нашел в книге Л.А. Горева "Занимательные опыты по физике». В этой книге описан опыт с тарелкой, которая тонет, когда её опускают в воду вертикально и плавает, когда горизонтально. Это объясняется тем, что при увеличении площади предмета увеличивается количество воды, которую этот предмет выдавливает при погружении.  Чем больше выдавливается воды предметом, тем сильнее вода выталкивает этот предмет на поверхность. Это действие закона Архимеда.

Опыт № 4 «Плавучесть и площадь предметов»

Я взял предметы, которые использовал в 1 опыте. И опустил в воду, но уже не вертикально, а горизонтально. Из пластилина вылепил парусник.

Вывод: при увеличении площади предмета, плавучесть тел увеличивается. А это значит, что корабль не тонет, потому что он имеет особую форму и строение.

           Я продолжил своё исследование.

Опыт № 5 «Больше площадь - больше груза»

В прошлом опыте я выяснил, что плавучесть предметов зависит и от их площади. Наверное, и груз они выдержат разный? Я стал нагружать гирьками формочку. Она утонула с 30-граммовым грузом. А пиала, выдержала вес 280 граммов.

Вывод: корабль будет находиться на плаву до тех пор, пока его вес будет меньше или равен весу вытесненной им жидкости.

Опыт № 6 «Объём имеет значение»

Я взял две одинаковые пластмассовые баночки. В одну налил воды, а другую наполнил гвоздями. Взвесил. Баночка с водой весит: 68 г, а с гвоздями 125 г.

На ёмкости с жидкостью обозначил границу воды. Сначала опустил баночку с водой и отметил уровень, на который поднялась вода. То же самое я проделал с баночкой с гвоздями.

Уровень воды поднялся на одинаковую высоту, хотя вес опускаемых баночек был разным.

Вывод: вес предмета не имеет значения,  всё дело в объёме.

Вода таит ещё много секретов. Мой руководитель, предложила провести мне интересный опыт, из которого я узнал ещё одно свойство воды.

Опыт № 7 «Удивительное яйцо»

Я взял пустой стакан и положил туда яйцо. Налил в стакан воды. Яйцо осталось лежать на дне. Я взял другой стакан и проделал то же самое, но в него я стал добавлять соль. Сначала яйцо оставалось на дне, но чем больше соль растворялась в воде, тем выше поднималось яйцо.

Вывод: выталкивающая сила солёной воды больше, чем пресной.

III. Заключение

Из литературы и Интернет источников я узнал много интересного о кораблях и их способности держаться на поверхности воды.

В ходе своего исследования я выяснил, что ошибался, когда думал, что в кораблестроении используются специальные лёгкие материалы. Но мои предположения о том, что стальные корабли не тонут, потому что имеют особую форму, оказались верны.

Ещё я выяснил, что широкие корабли с высокими бортами вытесняют огромный объём воды, а чем больше объём воды, тем больше её выталкивающая сила. Это закон, который сформулировал древнегреческий учёный Архимед. Именно эта сила позволяет кораблям держаться на поверхности воды и перевозить многотонные грузы.

Корабли – это моё увлечение. Обратите внимание на выставку. Эти модели кораблей я сделал сам на занятиях в кружке судостроения.

6. Список используемой 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