Что нам помогает летать

Что нам помогает летать

Оглавление

1. Аннотация………………………………………………………………...........3

2. Актуальность ……………………....................................................................3

3. Этапы работы над проектом………………………………………….……..3

4. Первые размышления………………………………………………….…….4

5. История создания воздушных змеев………………………………….…….4

6. Технология изготовления змея……………………………………………...5

7.Как мы делали и запускали ракету…………………………………….…...6

8. Почему летают самолеты?...............................................................................8

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

5. Литература……………………………………………………………………10

6. Приложение № 1……………………………………………………………..11

7. Приложение № 2……………………………………………………………..13

8. Приложение № 3……………………………………………………………..20

Аннотация

Данная работа посвящена изучению силы, которая помогает предметам тяжелее воздуха летать в небе словно птицы. В работе использованы следующие методы: наблюдение за полетом бумажного самолетика, воздушного змея, самолетов; моделирование и запуск воздушного змея, проведение опытов по изучению реактивной силы, изучение и анализ литературы, использование Интернета.

В результате исследования была произведена видеозапись «Воздушный змей», «Реактивная сила», собран фотоальбом «Подъемная и реактивная силы». Эти материалы могут быть использованы на уроках окружающего мира и физики.

Актуальность

Все предметы падают на землю. А что происходит с предметами, которые летают? Изучив литературу по современной физике, через исследование движения тела в потоке газа познакомиться с летательными аппаратами, которые используют различную подъемную силу.

Цель проекта: Найти причину, которая помогает тяжелым предметам летать. Провести опыты, основываясь на предметах, которые окружают нас в быту.

Задачи проекта:

• подобрать и изучить материал из книг и Интернета по интересующей теме;
• на основе изученного материала проделать опыты, доказывающие, какая сила помогает лететь аппаратам тяжелее воздуха;
• развивать исследовательские качества, творческие способности, умение обобщать, систематизировать и оформлять полученную информацию.

Этапы работы над проектом

1мая – 30 июля 2018 года

• Сбор  и изучение материала о подъемной силе;
• Проведение опытов;

1июня – 31 июля 2018 года

• Проведение эксперимента «Реактивная ракета»;
• Конструирование и запуск воздушного змея;

01 августа – 01сентября 2018 года

• Оформление  проекта и фотоальбома.

Сроки работы над проектом – 4 месяца. Над проектом работал я, помогали мама, папа, дедушка и Гайдукова Галина Николаевна-классный руководитель.

Первые размышления, предшествующие работе, появились после запуска бумажного самолетика, совершавшего планирование после его запуска. Почему все предметы, брошенные в воздух, падают на землю, а самолетик парит, плавно опускаясь вниз. А настоящий самолет? Ракета? Как такие большие и тяжёлые машины могут подниматься высоко в небо и не падать? Что же такого в них есть, что они летают, как птицы, и какая сила поднимает их в небо?

Я решил узнать, почему одни предметы падают быстро, другие плавно опускаются вниз, а некоторые наоборот стремятся вверх. Для этого я стал экспериментировать.

Приложение № 1

Опыт первый:

Я взял лист бумаги и камень. Бросил их одновременно и увидел, что камень упал на землю быстрее, чем лист бумаги.

Вывод: Чем легче предмет, тем он дольше задерживается в воздухе.        

(слайд 2)

Опыт второй:

Я взял одинаковые листы бумаги. Один из них смял, другой оставил развернутым. Бросил их одновременно и увидел, что смятый лист бумаги упал быстрее, чем развернутый.

Вывод: Развёрнутый лист падает медленнее, чем смятый, потому что у него больше площадь и воздух задерживает его падение. 

 (слайд 3)

Из проведенных опытов я понял, что все предметы все равно падают. А что же происходит с предметами, которые летают по воздуху? Чтобы это понять я обратился к родителям.

(слайд 4)

Оказывается, тысячи лет люди с восхищением и завистью следили за птицами, легко и свободно парящими высоко в небесах, но это было сказочной мечтой и только отважных людей не покидали мысли о полетах в небе. Много столетий подряд люди пытались научиться летать. Чего они только не выдумывали за это время! Один изобретатель даже собирался отправиться в полет на лодке, которую повезут по воздуху дрессированные голуби и орлы! Но годы шли. Мечтатели продолжали грезить о небе…          И после многих неудач им на помощь пришел…

История создания воздушных змеев.

(слайд 5)

Воздушный змей – первый летательный аппарат, который изобрели люди. Сведения о нем можно найти в древних китайских и японских рукописях с рисунками; возраст этих рукописей более 4000 лет.

Воздушные змеи были изобретены в Китае. Первые воздушные змеи китайцы начали делать из бамбука и листьев растений. После изобретения шелка китайцы стали делать воздушные змеи из бамбука и шелка. Наиболее часто воздушные змеи применяли в военных целях. Китайцы использовали воздушных змеев для того, чтобы измерить расстояние между своей армией и стенами замка противника. Существует легенда о том, что китайская  армия была окружена противниками, и ей грозило полное уничтожение. Говорится, что когда случайный порыв ветра сорвал с головы генерала шляпу, к нему пришла идея создания большого количества воздушных змеев, снаряженных звуковыми устройствами. Воздушные змеи были сделаны из бамбука, бумаги и шелка. Глубокой ночью эти воздушные змеи летали прямо над головами армии противников, которые, услышав загадочные завывания в небе, запаниковали и убежали.

Воздушным змеям придавали вид бабочек, рыб, жуков, но самой излюбленной фигурой был дракон – сказочный крылатый огнедышащий змей, который считался в Китае символом власти и благополучия.

Позже воздушные змеи стали известны в Японии.

Во второй половине XVIII века воздушные змеи стали применять в научных целях.

Любопытны старинные записи о первых практических применениях воздушных змеев. В одной из них говорится, что в девятом веке византийцы якобы поднимали на воздушном змее воина, который с высоты бросал в неприятельский стан зажигательные вещества.

В 1825 году был осуществлен первый полет человека на змее. Это сделал английский ученый, подняв на змее на высоту нескольких десятков метров свою дочь Марту.

Как оказалось, воздушный змей сыграл большую роль в создании первых образцов самолетов.

Я прочитал, что воздушные змеи бывают разными. Одного из них мы и сделали с папой.

(слайд 6)

Технология изготовления змея.

(Приложение № 2)

Опыт третий:

Материалы

две рейки, леска, клеенка, мусорный пакет, скотч.

Инструменты

Ножницы, плоскогубцы, степлер.

(слайд 7)

Изготовление:

Вместе с родителями по чертежу мы на клеенке начертили чертеж змея. У нас получился равнобедренный треугольник.

(слайд 8)

Далее вырезали основу змея из клеенки согласно чертежу.

Заготовили 4 рейки соответствующих размеров: две боковые одинакового размера, одну длинную продольную и одну короткую поперечную.

(слайд 9)

Загнули одинаковые стороны основы змея и скрепили их степлером так, чтобы туда можно было вставить боковые рейки. Вставили их туда, а затем скотчем посередине приклеили продольную, и в конце — центральную поперечную.

(слайд 10)

Вырезали киль. Посередине змея с помощью скотча приделали киль. По нижней части приклеили хвосты, сделанные из мусорного пакета. В свободном углу киля проделали отверстие и привязали туда леску с катушкой для запуска и управления. Для яркости тело змея разукрасили гуашью.

Воздушный змей готов!

(слайд 11)

Запуск змея

Мы поехали на берег реки, где я неоднократно пытался запустить нашего змея, но у меня ничего не получалось. Чтобы змей взлетел, нужен ветер. Если ветра нет, то необходимо хорошо разбежаться.  Оказалось, что сделать воздушного змея совсем не сложно, а вот его запустить…

(слайд 12)

Вывод: из опыта я понял, что для того чтобы воздух смог поднять летательный аппарат, его надо расположить слегка наклоненным передним краем вверх к набегающему потоку ветра. При таком расположении потоки воздуха снизу давят сильнее, чем сверху, что и приводит к появлению подьемной силы.

(видеослайд 13)

В настоящее время подъемная сила используется при полете дельтаплана, параплана, планера и парашюта, привязанного к катеру на море.

Как мы делали и запускали ракету.

Летательные аппараты с реактивным двигателем.

Опыт четвертый:

Мы взяли воздушный шарик и просто надули его, а потом отпустили. Шарик стал летать по комнате пока из него не вышел весь воздух. Это и оказалась простейшая модель летательного аппарата с реактивным двигателем, т.е. струя воздуха, вырываясь из «горлышка шарика», заставляла шарик летать.

        Мне захотелось запустить настоящую ракету на реактивном двигателе. Здесь мне помог папа. Мы нашли информацию, как сделать ракету из пластиковой бутылки.

Опыт пятый:

(Приложение № 3)

Нам понадобилось:

2-х литровая пластиковая бутылка, горлышко от еще одной бутылки, изолента, металлопластиковая водопроводная труба (длина примерно 50 см), стальной уголок, две клипсы для установки труб на стену, ниппель от машины, доска, насос.

(слайд 14)

Изготовление:

В трубку с одного торца вклеили ниппель. К нему будем подсоединять насос (компрессор).

На середину трубки надеваем обрезанное горлышко от бутылки и тоже приклеиваем его. Потом намотали на трубку изоленту для того, чтобы бутылка с водой плотно «сидела» на трубке и не выливалась вода. 

(слайд 15)

Затем сделали опору, которая будет удерживать трубку в вертикальном положении. Для этого на металлический уголок, купленный в магазине стройматериалов, прикрутили пластиковые клипсы. С помощью них можно ставить и снимать трубку с опоры. Уголок для устойчивости прикрутили на кусок доски.

(слайд 16)

Вот так выглядела готовая пусковая установка.

(слайд 17)

Запускаем:
Поскольку мы прочитали, что высота взлета ракеты, изготовленной на основе двухлитровой бутылки, при запуске составляла до 30 м (выше девятиэтажного дома), то для запуска ракеты мы вышли в поле, подальше от окон и автомобилей. 

Воду в ракету налили примерно на одну треть бутылки.

Одели бутылку на трубку, плотно накрутив ее на изоленту.

Подсоединили и включили компрессор (насос).

(слайд 18)

Теперь в бутылку накачиваем насосом воздух. И через 10-20 секунд она под давлением срывается и летит вверх. Полет продолжался недолго, но его мы повторяли еще и еще, просто налив в бутылку новую порцию воды.

(слайд 19)

Ракета летит очень высоко, выше деревьев. Траектория ее полета практически непредсказуема. Ее полет основан на том, что из корпуса ракеты под давлением сжатого воздуха вытесняется струя воды, заставляя ракету двигаться в противоположном направлении. При накачивании воздуха в бутылке создается высокое давление над водой в верхней части корпуса ракеты. Воздух выталкивает воду через горлышко. И когда бутылка срывается с пусковой установки, струя воды продолжает вырываться вниз, создавая реактивную тягу, и толкая ракету вверх.

(видеослайд 20)

Несмотря на то, что ракета на водяном реактивном двигателе не более чем игрушка и в реальной жизни такие двигатели не используются, этот же принцип положен в основу движения настоящих ракет. Сила действия настоящей ракеты - это раскаленные газы, вырывающиеся из сопла ракеты, сила противодействия толкает ракету вперед.

Вывод: Летательные аппараты с реактивным двигателем двигаются в результате того, что струя газа или жидкости, вырываясь из сопла, создает реактивную силу, направленную в противоположном струе направлении.

Почему летают самолеты?
Летательные аппараты, которые используют подъемную силу крыла

Неоднократно, собираясь в отпуск и садясь в самолет, мы с папой наблюдали за тем, что происходит на крыле самолета, когда тот совершает взлет и посадку. Оказывается, что большую роль при полете самолета играет крыло. Если мы посмотрим на него внимательно, то увидим, что нижняя поверхность у него плоская, а верхняя - выпуклая. Когда самолет крылом разрезает воздух, то поток воздуха, который идет снизу получается медленнее потока, который огибает выпуклость крыла сверху. Так и получается, что давление воздуха над крылом самолета ниже, чем под крылом. Вот самолет и поднимается вверх.

(слайд 12)

Конечно, самолету помогает взлетать не только крыло, но и многое другое, о чем я постараюсь узнать и рассказать в следующий раз. Может быть позже, я попробую сконструировать модель самолета, провести опыт, который доказывает, какая подъемная сила помогает ему летать.

Заключение

В результате проделанной работы я понял, что вопрос полёта волновал людей многие тысячелетия. Исследуя движение тела в потоке газа, я узнал, что не смотря на земное притяжение, есть сила, которая помогает летать аппаратам тяжелее воздуха. И ее называют подъемной силой. Она бывает разной: реактивной.., но объединив ее в одно целое люди осуществили мечту…мечту о небе.

А самое главное, я понял, что надо стремиться к осуществлению своей мечты, а для этого нужны  отличные  знания в школе.

Литература:

1. Детская энциклопедия с Чевостиком. Самолеты и авиация. Елена Кочур. Москва «Манн, Иванов и Фербер» 2017;
2. Риджуэй Г. «Как сделать и запустить воздушного змея»  2010г.
3. https://legkovmeste.ru/poleznye-sovety/vozdushnyiy-zmey-svoimi-rukami-prosto-i-interesno.html;
4. http://www.tavika.ru/2013/01/handemade-rocket.html;
5. http://www.tavika.ru/2014/06/samolet.html;
6. https://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/kak-letayut-rakety/.