«Возможность изготовления действующей модели подводной лодки в домашних условиях» (творческий проект с элементами исследования)

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

детский сад № 63 «Журавлик» комбинированного вида

Киселёвского городского округа Кемеровской области

Предмет: «Окружающий мир»

Творческий проект с элементами исследования

«Возможность изготовления

действующей модели подводной лодки

в домашних условиях»

Автор:

Старцев Кирилл, 5 лет,

воспитанник МАДОУ детский сад № 63 «Журавлик» комбинированного вида.

Руководитель:

Савельева Ольга Владимировна, заместитель заведующей по учебно-методической работе МАДОУ детский сад № 63 «Журавлик» комбинированного вида.

Киселёвск

2012

Содержание

Введение

Актуальность темы

Однажды по телевизору я смотрел познавательную передачу про подводные лодки. Из нее узнал много интересного: кто первым изобрел подводную лодку, как их используют сейчас (в современном мире). Вместе с папой посмотрели в Интернете строение (конструкцию) разных моделей подводных лодок. Мне очень захотелось иметь свою подводную лодку, чтобы было интереснее купаться в ванной. В магазине продаются конструкторы для сборки моделей лодок, но они очень дорогие (от 3500 руб.). Мой дедушка предложил сделать её самим. Он с друзьями, когда был маленький, делал игрушки сам. Ведь после войны игрушек в магазинах не было.

Цель моей работы: конструирование модели подводной лодки из бросового материала (в домашних условиях).

Задачи:

1. Узнать из разных источников об истории создания, авторе, конструкции подводной лодки (подлодки).

2. Разработать этапы моделирования подлодки. Выяснить, механизм работы (погружения, всплывания) подводной лодки.

3. Смоделировать макет подводной лодки.

4. Провести опыты с моделью: грузоподъемность.

Объект исследования: модель подводной лодки.

Предмет исследования: способность самодельной подлодки к погружению и всплытию.

Гипотезы исследования:

1. Если изучить строение подводной лодки, то можно сконструировать её из бросового материала в домашних условиях.
2. Если правильно (технически грамотно) сконструировать подлодку, то она сможет погружаться под воду и подниматься на её поверхность.
3. Сконструированная в домашних условиях модель подводной лодки может поднимать грузы.

Методы исследования: анализ, наблюдение, сравнение, обобщение.

Время проведения исследования: январь-февраль 2012 г.

Новизна работы. Это первая, собранная мною модель, которая движется (действующая).

Практическая значимость исследования.

С друзьями в детском саду мы проводили опыты. Я рассказывал всё, что сам узнал о подводных лодках, как строили эту модель.

Если я смог построить при помощи взрослых действующую модель, то и другие ребята тоже смогут её сделать и играть с нею.

Используя это изобретение старшие ребята, которые занимаются в кружках технического творчества, могут его улучшить (усовершенствовать) и участвовать в соревнованиях.

Оно может помочь педагогам для проведения своих занятий с детьми.

Перспектива исследования. У подводной лодки существует два типа движений поступательное (горизонтальное) и вертикальное (погружение и всплытие). Данная подводная лодка имеет только вертикальное движение за счет балласта и воздуха. Это дает возможность для усовершенствования технического решения: придание лодки горизонтального движения за счет источников питания (аккумуляторы, двигатели).

Глава 1. Что я узнал о подводной лодке?

1. История создания.

Сначала мы с мамой сходили в библиотеку и в словаре В. Даля нашли, что обозначают слова «Подводная лодка» - класс кораблей, способных погружаться и длительное время действовать в подводном положении. И в интернете на сайте «Википедия» с папой нашли точно такое же определение.[11]

Библиотекарь подобрала нам книги с красивыми рисунками подводных лодок. Вот что я узнал про подлодки из книг и телепередачи на канале «Дискавери». Одним из первых этот аппарат сделал итальянский ученый Леонардо да Винчи. Это было очень давно, в эпоху Возрождения. Историки утверждают, что Леонардо уничтожил чертежи своей подводной лодки, потому что считал, что «…люди настолько злобны, что готовы были бы убивать друг друга даже на дне морском».

Принято считать, что первую подводную лодку построил и испытал на реке Темза в 1620 г. голландский механик и физик Корнелий Ван-Дреббель. Его деревянная лодка, обтянутая снаружи промасленной кожей, могла перемещаться с помощью весел в подводном положении на небольшие расстояния. Экипаж состоял из двенадцати гребцов и трех офицеров. Известно, что при первом погружении лодки на глубину присутствовал сам король Яков I. Исследователи не исключают использование Ван-Дреббелем сжатого воздуха, а может быть, даже и кислорода. Они так и писали: «Судно могло находиться под водой в течение нескольких часов на глубине от 4 до 5 метров. Начатые опыты прервала смерть Ван-Дреббеля».

В России первая подводная лодка появилась в 1718 году, когда плотник Ефим Никонов из подмосковного села Покровское подал челобитную царю Петру I. В ней он предложил проект «Потаенного судна», который очень напоминал подводную лодку. В 1724 году на реке Нева творение Никонова было испытано, но неудачно. «При спуске у того судна повредилось дно». При этом Никонов едва не погиб в затопленной лодке и был спасен при личном участии самого царя Петра. За неудачу царь велел изобретателя не корить (не ругать), а дать ему возможность исправить недочеты. Но вскоре Петр I умер, и в 1728 году Адмиралтейств-коллегия после очередных неудачных испытаний распорядилась работы над «потаенным судном» прекратить. Самого же малограмотного изобретателя сослали работать плотником на верфи в Астрахань, а построенная подводная лодка сгнила в заброшенном сарае.[6, 7]

2. Использование подлодки человеком.

Конечно, современные подлодки выглядят совсем по-другому, двигаются быстрее, погружаются на большую глубину. А ещё человек научился их использовать не только в военных целях, но и в мирных.

Наш флот подводные лодки в основном используются в качестве оружия для охраны границ России. Но в зависимости от класса и оснащения они ещё могут использоваться:

• для поражения важных военно-промышленных и административных центров, военно-морских баз, портов и других наземных объектов;
• для уничтожения подводных лодок, кораблей и судов противника, скрытной постановки минных заграждений;

• ведения разведки, как непосредственной, так и в системе дальнего радиолокационного обнаружения;
• использование в качестве корабля связи, осуществление ретрансляции сообщений, что теоретически позволяет поддерживать связь штаба с кораблями, находящимися в любой точке мирового океана;
• высадки диверсионно-разведывательных групп и выполнения других боевых задач.

В 2011 году военно-морской флот России получил три атомные подлодки нового поколения, изготовленные на оборонной судоверфи «Севмаш» в Северодвинске. Атомный подводный крейсер «Юрий Долгорукий», успешно прошел все испытания и практически готов приступить к выполнению военных задач. Планируется, что он будет оснащен новой баллистической ракетой, которая в этом году должна быть принята на вооружение ВМФ России. Атомная подлодка стратегического назначения «Юрий Долгорукий» поступит в распоряжение военных до конца текущего года.[5, 7]

В мирных целях подводные лодки помогают в работе учёным. Например, в экспериментах, связанных с изучением геомагнитного поля Земли, подводные лодки в погружённом положении использовались как платформы для оборудования.

Их переделывают (переоборудуют) из боевых в транспортные суда, чтобы проплыть в труднодоступные для обычных судов районы. Так, в России на базе проекта 941 «Акула» планировалось создать надводно-подводный транспорт для круглогодичного морского сообщения с Норильском арктическими маршрутами. [2, 90].

Последние десять лет всё чаще стали появляться туристические подводные лодки. В них помещается 24-64 человека. Под водой они могут осматривать подводный мир на глубинах до 100 м через большие акриловые иллюминаторы по бортам и большие панорамные окна в оконечностях лодки. Обычно такие лодки базируются на крупных морских курортах и далеко от берегов не отходят.

Много подводных лодок сохраняется в качестве кораблей-музеев или музейных экспонатов. А ещё существует большое количество памятников подводным лодкам или морякам-подводникам. Многие из них установлены как знак гибели лодки вместе с экипажем. К примеру, жители и гости Мурманска в скором будущем смогут побывать в стенах первой советской атомной подлодки. Как сообщает пресса, «атомную подводную лодку советского Военно-Морского Флота К-3 «Ленинский комсомол» решено превратить в плавучий памятник-музей на набережной морского вокзала, поместив ее рядом с первым советским атомным ледоколом «Ленин». Новый музей, открытый в стенах первой атомной подлодки, станет символизировать неподдельное уважение всего российского общества к истории и нынешнему дню отечественного подводного флота» [1, 126].

Вывод. Много я узнал интересного и ещё больше захотел иметь дома свою маленькую подводную лодку, с которой можно играть.[6]. Дедушка предложил сделать нам с папой подлодку своими руками.

Глава 2. Этапы создания подводной лодки.

1 этап - Подготовка к созданию модели.

Я, папа и дедушка внимательно изучили (рассмотрели) рисунки, которые мы с мамой отсканировали в библиотеке. Долго думали, решали и нарисовали свою конструкцию разборного макета подводной лодки, чтобы дальше её можно было сделать лучше (усовершенствовать), если нам что-то не понравиться.

Все вместе начали придумывать, как же её сделать самим из того, что есть «под рукой» дома. Стали искать подходящий материал: в папиных инструментах, дедушкиной кладовке, моих игрушках.

Нашли необходимый материал: пластиковый корпус с крышкой (или пластиковая бутылка), одна часть упаковки от «Киндер джой», шприц, капельница, воздушный шарик, крышка пластмассовая (маленькая), гвоздь, масляные краски, кисть, ракеты от старой сломанной игрушки (Рис. 1.).

Рисунок 1.

2 этап – Основной. Создание модели.

Шаг 1: В маленькой крышке проделать отверстие равное диаметру капельнице, вставить капельницу (Рис. 2.).

Рисунок 2.

Шаг 2: В пластиковом корпусе проделать равномерно много отверстий, чтобы судно могло погружаться в воду. Проделать два отверстия параллельно друг другу равные диаметру шприца, вставить шприц. Шприц будет выполнять функцию перископа (Рис.3.).

Рисунок 3.

Шаг 3: Проделать также как в шаге 2 отверстия, приклеить к пластиковому корпусу (Рис.4.). 

Шаг 4: Приклеить ракеты к корпусу (произвольно) (Рис.5.).

Рисунок 5.

Шаг 5: На крышку, которая расположена на капельнице надеть воздушный шарик (Рис.6.).

Рисунок 6.

Шаг 6: В отверстие крышки корпуса вставить шарик на капельнице и закрыть крышку корпуса (Рис. 7, 8, 9.).

Рисунок 7.                                Рисунок 8.                                    Рисунок 9.

Шаг 7: Ко дну корпуса с помощью проволоки прикрепить гвоздь, он будет при погружении подводной лодки тянуть её ко дну.

Шаг 8: При желании можно раскрасить корпус водостойкими красками.

Удобно использовать именно капельницу потому, что надув шарик можно пережать трубку, а не зажимать и держать её руками, и лодка будет свободно плавать (Рис.11, 12.).

Рисунок 11.                                Рисунок 12.

Вывод. При помощи взрослых, мне удалось создать модель подводной лодки из бросовых материалов в домашних условиях.

3 этап – Заключительный. Испытание модели.

Когда лодка была готова, приступили к её испытанию. Набрали полную ванну воды, подводную лодку опустили на воду. Она заполнилась водой и опустилась на дно (Рис.13, 14.).

Рисунок 13.                                         Рисунок 14.

Дуем в капельницу. Шарик надувается и поднимает подлодку на поверхность (Рис.15.). Чем больше надуваешь шарик, тем ближе к поверхности воды поднимается лодка.

Рисунок 15.

Вывод. Сконструированная модель подводной лодки погружается под воду и поднимается на её поверхность. Значит, мы правильно (технически грамотно) её сконструировали.

4 этап – Экспериментальный.

Стало интересно, какой вес может поднять моя модель, от чего это зависит?

Провели несколько несложных экспериментов:

Эксперимент 1. 

К лодке прикрепили груз весом 50 г. Надули шарик - 50% объема.

Подлодка поднимает такой груз.

Эксперимент 2. 

К лодке прикрепили груз весом 100г. Надули шарик - 50% объема.

Подлодка не поднимает имеющийся груз, не достаточно объема воздуха.

Эксперимент 3. 

К лодке прикрепили груз весом 100г. Надули шарик - 100% объема.

Подлодка поднимает такой груз.

Вывод. Эти эксперименты показали мне, что сконструированная в домашних условиях модель подводной лодки может поднимать грузы. А вес, который может поднять моя подлодка при всплытии (грузоподъёмность), зависит от объема воздуха, наполняемого подводную лодку.

Заключение

Итак, мне удалось сконструировать свою подводную лодку. Это первая, собранная мною модель, которая движется (действующая).

Во время своего исследования я много нового и интересного узнал про подводные лодки: кто их придумал, для чего они нужны. Мама меня записала в детскую библиотеку. А папа научил искать нужную мне информацию в интернете. Но больше всего мне понравилось самому делать подлодку и проводить с ней опыты.

Мы с папой решили на этом не останавливаться. Настоящая подводная лодка может не только погружаться и всплывать, но и двигаться вперед и назад. Наша модель только опускается под воду и поднимается за счет груза и воздуха. Поэтому её нужно доделать (усовершенствовать): приделать к ней моторчик. Вот тогда она станет самой настоящей подводной лодкой.

Считаю, что работа моя удалась. Теперь купание в ванной стало еще интереснее. А ещё мама мне купила очки для подводного плавания, теперь я могу погружаться в воду вместе со своей лодкой и наблюдать за ней.

Практическая значимость. Своим изобретением я поделился с ребятами в детском саду. Мы проводили опыты. Я рассказывал всё, что сам узнал о подводных лодках, и как мы строили эту модель.

Думаю, что если я смог построить при помощи взрослых действующую модель подлодки, то и другие ребята тоже смогут её сделать и играть с нею.

А старшие ребята, которые занимаются в кружках технического творчества, могут его улучшить (усовершенствовать) и участвовать в соревнованиях. Папа с мамой возили меня в г. Кемерово на такие соревнования. Мне очень понравилось!

Ещё мама подсказала, что наше изобретение может помочь педагогам для проведения своих занятий с детьми в детском саду или на занятии кружка.

Перспектива исследования. Теперь я знаю, что у настоящей подводной лодки существует два типа движений поступательное (горизонтальное) и вертикальное (погружение и всплытие). Моя модель подводной лодки имеет только вертикальное движение за счет балласта и воздуха. Это дает возможность для её усовершенствования: придание лодки горизонтального движения за счет источников питания (аккумулятора, двигателя).

Источники информации

1. Касаткина Ю.Н., Щигель Д.С. Все о технике. Новая Иллюстрированная детская энциклопедия. – М.: АСТ: Астрель, 2008. – 191с.

2. Золотов А.В., Кудишин И.В. Большая энциклопедия техники. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2010. – 288с.

3. Спектор А.А Большая энциклопедия школьника. – Минск: Харвест, 2010. – 160с.

4. Тарас А.Е. Дизельные подводные лодки. – М.: АСТ, Минск: Харвест, 2006. – 272 с.

5. Хияйнен Л.П. Развитие зарубежных подводных лодок и их тактика. - М., Военное издательство, 1988. – 206с.

6. История создания подводной лодки [Электронный ресурс] // http://studentbank.ru/view.php?id=14151&p=4 (дата обращения: 24.01.2012).

7. Корабли и подводные лодки всех флотов мира. История подводных лодок. Первые подводные лодки. Современные подводные лодки. [Электронный ресурс] // http://greatships.ru/2011-03-16-14-27-29.html (дата обращения: 20.01.2012).

8. Мир океана. Четыри поколения подводных лодок. [Электронный ресурс] // http://www.seapeace.ru/submarines/russia/330.html (дата обращения: 20.01.2012).

9. Подводные лодки. [Электронный ресурс] // http://flot.com/nowadays/strength/submarines (дата обращения: 20.01.2012).

10. Подводные лодки зарубежных стран второй мировой войны [Электронный ресурс] // http://www.referats.net/pages/referats/rkr/Detailed/13392.html (дата обращения: 24.01.2012).

11. Свободная энциклопедия [Электронный ресурс] // http://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения: 20.01.2012).