«УДИВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ДЯТЬКОВСКАЯ ГОРОДСКАЯ ГИМНАЗИЯ»

ДЯТЬКОВСКОГО РАЙОНА

БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

НОМИНАЦИЯ

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ

«УДИВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ»

Выполнила ученица 3г класса

МАОУ «ДГГ»

Терлецкая Арина Евгеньевна

Руководитель:

учитель начальных классов

МАОУ «ДГГ»

Тарасова Елена Владимировна

Дтьково 2019

СОДЕРЖАНИЕ

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

1.  Дерево – поделочный материал…………….............................................5

1. Свойства древесины………………………………………………..……..6

1. Свойства, определяющие внешний вид древесины……………6

1.1.2 Механические свойства древесины ………………………………..7

          1.1.3. Технологические свойства древесины………………………..….8

2. Экспериментальная часть…………………………………………….……10

2.1Выводы…………………………………………………….…………….....13

Заключение…………………………………………………………………....14

Список литературы и источников…………………………………………...15

Приложения 1…………………………………………………………............16

Приложение 2…………………………………………………………………17

Приложение 3…………………………………………………………………..18

Введение

Еще пару веков назад ни сельское хозяйство, ни строительство, ни промышленность не обходились без древесины. Не потеряла она своего значения и сегодня, несмотря на то, что появилось много новых материалов, вытеснивших древесину из различных областей ее применения. Кроме того, возникли новые направления и сферы использования этого материала – медицина, текстильная, деревоперерабатывающая и химическая промышленность, появились новые строительные технологии, в которых древесина оказалась незаменима.

Играясь с младшим братом при купании, я обратила внимания на игрушку, брошенную в ванную. Она не тонула. Игрушка была деревянная. Мне захотелось узнать, а какими еще свойствами  обладает дерево.

Имея небольшие знания о некоторых породах древесины из уроков окружающего мира я решила расширить свой кругозор и узнать побольше о свойствах древесины.

Актуальность проекта: Изготовление  мелких изделий – поделок предъявляет определенные требования к выбору материалов. Не все породы древесины для этого годятся. Так как они обладают разными физическими, механическими, дизайнерскими качествами, а также природными дефектами и текстурами. Проведение опытнической работы позволит самостоятельно изучить  свойства древесины и применять на практике.

Проблема: увидеть на практике свойства дерева.

Цель работы: Познакомиться со свойствами древесины с помощью экспериментальных действий. Расширить представления  о разнообразии деревянных изделий, их назначении.

Задачи. 

1. Провести обзор источников по данной проблеме.
2. Описать опыты, проведенные с деревом.
3. Изучить информацию о пользе дерева.
4. Воспитывать бережное отношение к природе

Объект исследования: Образцы разных пород древесины, газетные и журнальные статьи, представленные в сети Интернет о свойствах разных пород с учетом его физических механических, химических свойств, текстуры.

Предмет исследования: особенности проявленных свойств древесины в ходе проведения опыта.

Практическая значимость данной работы состоит в том, что она содержит много полезной и интересной информации, которую можно использовать на уроках окружающего мира и технологии, во внеурочной деятельности. В конце проекта подготовить, и оформить коллекцию срезов разных пород древесины,  для демонстрации в начальной школы.

Методы исследования:

1. Поисковый – подбор литературного материала по теме;
2. Исследовательский – изучение материала о деревьях;
3. Творческий – создание презентации;
4. Экспериментальный - проведение опытов с изделиями из древесины и со спилами разных пород

          1.  Дерево – поделочный материал

    Дерево – один из самых распространённых строительных и поделочных материалов, любимый и широко применяемый человеком на протяжении многих веков. Обилие лесов позволяло всегда иметь его под рукой, а природные качества – прочность, податливость в обработке, красивая текстура, водонепроницаемость – привлекали мастеров. Из дерева возводились целые поселения, изготовлялись орудия труда, средства передвижения (телеги, сани, лодки), предметы быта (мебель, посуда), музыкальные инструменты, игрушки, сувениры. Часто их отделывали резьбой, выжиганием, мозаикой, росписью красками, создавая настоящие произведения декоративно-прикладного искусства. Вспомним Кижи – старинное русское поселение на берегу Онежского озера, в котором сохранились творения русского народного деревянного зодчества XVIII в.

Значительное место в художественных промыслах России занимает деревянная игрушка, именно с нее человек начинает познавать окружающий его мир. В России деревянную игрушку делали повсеместно, изначально между делом, чтобы детей потешить, со временем это стало особым ремеслом. Работали целыми семьями с утра до вечера, детей приучали к работе с трех лет, к восьми годам они уже были мастерами.

Идеальная игрушка для ребенка – это игрушка из дерева (Приложение 1). На ощупь это твердый, нежный и теплый материал, разрешенный даже грудным младенцам. И игрушки из дерева известны с самых древних времен. Не задумывались, почему из всех предложенных игрушек ребенок выберет непременно деревянную? Откуда у детей любовь к деревянным лошадкам и матрешкам? Наверное, они интуитивно чувствуют, что такие игрушки более полезны. Ведь они изготовлены из натурального материала – дерева, впитавшего в себя энергию солнца. Такие игрушки сохранили в себе это природное тепло и несут положительную энергетику.

1.1.   Свойства древесины

Не каждая древесина может подойти для изготовления изделий. Древесину для поделок выбирают по определенным свойствам.

1. СВОЙСТВА, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНЕШНИЙ ВИД ДРЕВИСИНЫ

 К ним относятся цвет, блеск, запах и текстура.

Цвет зависит от породы, возраста, района и условий произрастания и состояния (наличия пороков) древесины. Древесина может иметь различные оттенки. Например, дуб насчитывает до 20 цветовых оттенков, а орех — до 40. Цвет учитывается в производстве мебели и художественных работах.

Блеск зависит от плотности, количества и размеров сердцевинных лучей и плоскости разреза. Красивым блеском обладают дуб, бук, ильм, клен и другие древесные породы. К потере блеска приводит загнивание. Блеск древесины учитывается при изготовлении изделий без подкраски.

Запах зависит от содержания в древесине смолистого эфирового масла, дубильных и ароматических веществ. Наиболее cильным запахом обладают деревья хвойных пород (сосна, кедр), содержащие смолу, из лиственных — дуб. Поражение грибами, а также загнивание и длительное хранение вызывают выветривание ароматических веществ и потерю естественного запаха. Запах древесины учитывается при изготовлении тары под пищевые продукты. Для этой цели применяют в основном древесину липы и тополя, которая не имеет запаха.

Текстура — естественный рисунок, получаемый на поверхности древесины в результате перерезания ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Характер рисунка зависит от направления разреза, расположения волокон, размера сердцевинных лучей, ширины годичных слоев и различий в окраске между ранней и поздней древесиной. Древесину с красивой текстурой имеют дуб, ясень, орех, красное дерево. Химические окраски и грибные поражения вызывают изменение этого свойства. Текстура древесины имеет существенное значение при изготовлении мебели и в художественных работах.

Влажность. Она характеризуется содержанием влаги в древесине. Наличие влаги связано с ростом дерева. Влажность древесины срубленного дерева и неверные условия хранения являются причинами ее гниения. В зависимости от степени влажности древесина делится на: мокрую — длительное время находившуюся в воде, ее влажность выше 100%; свежесрубленную — влажность 50—100%; воздушно-сухую — долгое время хранившуюся на воздухе, влажность 15—20%; комнатно-сухую — влажность 8—12%; абсолютно сухую — влажность 0%. Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.

1.1.2 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

 К ним относятся прочность, твердость и ударная вязкость. Эти свойства характеризуют способность древесины сопротивляться воздействию внешних сил (растяжению, изгибу, сдвигу и кручению). 

 Прочность — это способность древесины сопротивляться разрушению (разделению на части) под действием механических усилий. Прочность древесины зависит от направления и скорости действия нагрузки, породы древесины, ее плотности, влажности и наличия пороков: пороки, особенно сучки и трещины, сильно снижают прочность древесины; с увеличением плотности древесины увеличивается и ее прочность; влажность уменьшает прочность древесины. Прочность зависит от характера и направления действия нагрузок. Например, прочность древесины вдоль волокон под действием растягивающих нагрузок около 130 МПа, а под действием сжимающих нагрузок — около 50 МПа; прочность под действием изгибающих сил — около 100 МПа, прочность при скалывании — около 0,5 МПа

Твердость характеризуется способностью древесины сопротивляться внедрению в нее более твердого тела. Твердость древесины в торцовом направлении выше твердости в тангенциальном и радиальном направлениях в среднем на 30-40%. Твердость древесины, высушенной до 12% влажности, в 1,5-2,0 раза больше твердости древесины 30%-ной влажности. Чем выше твердость древесины, тем труднее ее обрабатывать.

Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения. Вязкость древесины деревьев лиственных пород примерно в 1,5-2,0 раза выше вязкости древесины хвойных пород.

1.1.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

При оценке свойств древесины, как конструкционного материала учитывают ее способность удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы и т. п.), износостойкость, способность древесины к изгибу и сопротивление раскалыванию.

Рассмотрим способность древесины удерживать металлические крепления (гвозди, шурупы, скрепы и др.). Для выдергивания гвоздей, забитых поперек волокон, требуется усилие в 1,5 раза выше, чем гвоздей, забитых в торец. Для выдергивания шурупов требуется приложить значительно большее усилие, чем для выдергивания гвоздей, так как приходится преодолевать трение и разрушать волокна, между которыми находится резьба шурупа. Однако забитый шуруп удерживает соединение слабее гвоздя. Поэтому необходимо правильно выполнять соединение шурупами, т. е. шурупы следует завинчивать. Способность древесины удерживать металлические крепления возрастает с увеличением ее плотности.

Износостойкость характеризуется способностью древесины противостоять разрушению в процессе трения. Наибольшей износостойкостью обладают торцовые поверхности. Износ уменьшается с повышением твердости и плотности древесины, а также с уменьшением влажности.

Раскалываемость — способность древесины под действием клина разделяться на части вдоль волокон. Сопротивление древесины раскалыванию увеличивается с повышением ее вязкости. Наличие пороков, например сучков, ухудшает раскалываемость древесины[ 2,4,5].

II . Экспериментальная часть

Этапы работы:

1. Сбор материала
2. Сбор информации
3. Проведения опытов, с дальнейшим анализом результатов.
4. Создание коллекции образцов.

В начале исследовательской деятельности, мы с папой пошли на пилораму и собрали образцы разных деревьев. Экземпляры произрастали  в одной местности,  и имели одинаковые климатические условия. Образцы делали путем поперечного, продольного и косого среза. Из собранного материала (косой срез) была оформлена коллекция образцов разных пород деревьев (Приложение 2).

Сравнивая экземпляры, заметила что цвет, блеск и текстура отличается у каждого вида. Сильным запахом обладает древесины сосны и елки. [2]

 Свою исследовательскую работу я начала с поиска информации в литературных источниках и на просторах интернета.

 Древесина обладает разными свойствами, но не все свойства я могу проверить, в силу отсутствия необходимых знаний и оборудования.

Вместе с руководителем, мы определили ряд свойств, которые можно проверить опытным путем.

1 опыт. Дерево не тонет. Миф или реальность? Проведем опыт. В небольшую емкость нальем воды и поместим необработанный деревянный брусочек. Он не тонет, как игрушка из ванной. Тогда я решила опустить металлическую ложку для сравнения  - она потонула (Приложение 3 рис. 1, рис.2). Почему в одном случае тонет, а в другом нет? Ответ я нашла в энциклопедии [1]. Нередко в реках или других водоемах можно наблюдать плавающие на воде ветки, доски, обломки деревьев. Никогда на поверхности не видно камней или металлических предметов.

Вопрос: Почему одно тонет, а другое остается на плаву?- имеет несложный ответ — различная плотность веществ. Вода, плотность которой равна единице, выталкивает из себя все, что имеет отношение массы к объему тела меньше одного. Плотность необработанной древесины маленькая за счет наличия в ней пустот, заполненных воздухом. Но иногда при длительном нахождении в жидкости, древесина некоторых пород деревьев (Мореный дуб) впитывает в себя воду. Изменяются показатели массы и объема. В таком случае, дерево опускается на дно и образуется так называемый «топляк». [6]

2 Опыт. Может ли дерево накапливать воду? Взвесим сухой образец древесины, а потом опустим в воду на 2 часа. Проведем повторное взвешивание. Вес увеличился (Приложение 3 рис.3, рис 4. Рис 5).

Вывод: Дерево может впитывать в себя воду. Древесина, как и любой другой природный материал, реагирует на изменения влажности и температуры. Оно гигроскопично, т.е. в зависимости от окружающей обстановки дерево может изменить свой уровень влажности. Когда кто-то говорит, что «древесина дышит», имеется в виду, что она реагирует на перемены, происходящие в микроклимате помещения. Древесина может либо поглощать, либо пропускать пары воздуха и воды. [6]

   3 Опыт. Может ли древесина проводить электричество?  Способность древесины сопротивляться прохождению через неё электрического тока характеризует такое её свойство, как электропроводность. Электропроводность — это способность древесины проводить электрический ток. [6]

При помощи детского электрического набора попробуем ответить на вопрос, и определить обладает электропроводностью дерево или нет. Соберем цепь, в которую входят металлический проводник (скрепка), батарейки и лампа. Лампочка горит. В другом проводник берем из дерево. Лампочка не горит (Приложение 3 рис 6, рис.7).

Вывод: Дерево не обладает электропроводностью. Электропроводность древесины зависит от породы дерева, направления волокон и от влажности образца. [5]

4 Опыт. Обладает ли древесина теплопроводностью. Теплопроводность – явление передачи энергии от более нагретой части тела к менее нагретой в результате теплового движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Возьмем емкость с горячей водой и поместим в нее металлическую ложку и деревянную палочку. Металлическая ложка быстро нагрелась, и быстро остыла. Деревянная палочка практически не изменилась. (Приложение 3 рис. 8, рис. 9)

Вывод: Древесина обладает теплопроводностью. Поэтому очень часто строят дома из дерева. [6]

При использовании древесины в качестве топлива главное значение имеет такое тепловое свойство древесины, как теплота сгорания (теплотворная способность), составляющая для абсолютно сухой древесины 19,7...21,5 МДж/кг. Присутствие влаги сильно понижает ее значение.

Возьмем и зажжем спичку. Дерево горит. Вывод дерево обладает теплотой сгорания. Мы применяем это свойства часто: в доме и в бане топим печь, камин. Используем для мангала или просто для костра.

 Выводы

В ходе исследовательской работы мы сформулировали выводы:

 1. Свойства, определяющие внешний вид древесины отличается у каждого вида. Сильным запахом обладает древесина сосны и елки.

2.Предметы из дерева могут держаться на воде и не тонуть из-за — различной плотности веществ. Вода, плотность которой равна единице, выталкивает из себя все, что имеет отношение массы к объему тела меньше одного. Плотность необработанной древесины маленькая за счет наличия в ней пустот, заполненных воздухом. При длительном нахождении в жидкости, древесина впитывает в себя воду. Изменяются показатели массы и объема. В таком случае, дерево опускается на дно и образуется так называемый «топляк».

3. Дерево может впитывать в себя воду. Древесина, как и любой другой природный материал, реагирует на изменения влажности и температуры. Оно гигроскопично, т.е. в зависимости от окружающей обстановки дерево может изменить свой уровень влажности. Когда кто-то говорит, что «древесина дышит», имеется в виду, что она реагирует на перемены, происходящие в микроклимате помещения. Древесина может либо поглощать, либо выделять пары воздуха и воды. 

4. Дерево не обладает электропроводностью. Электропроводность древесины зависит от породы дерева, направления волокон и от влажности образца.

5. Древесина обладает теплопроводностью.

Заключение

       В данной  работе я познакомилась с разными видами древесины, самостоятельно определила основные свойства древесины. Оформила коллекцию образцов древесины разных пород дерева.     Во время работы с древесиной, я научилась правильно делать выводы, получила огромный заряд энергии, радости, удовлетворения от проведённой работы.

Список использованной литературы:

1. Генри А., Уолпол Б. Энциклопедия для любознательных «Отчего и почему»; перевод с английского Т Андреева, ЗАО Компания «Махаон», 2005.
2. Илья Мельников    Строение, характеристика и свойства древесины
3. Ресурсы интернета.
4.  Савиных В. П. Поделочные материалы. Справочник мастера. – Мн.: ООО «ХЭЛТОН», 1999.- 368с.: ил.
5.  Хорвуд Р. Столярное дело. Справочник домашнего мастера: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Ниола 21-й век», 2000.- 160с.: ил.
6. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Пер. К. Мишиной, А. Зыковой. – М. : Эксмо, 2007.
7. Шалаева Г.П. Большая энциклопедия школьника. М.: Филол. о–во «Слово» ; Изд-во Эксмо, 2005.

Приложение 1

Приложение 3

Рис 1

Рис. 2

Рис.3

Рис. 4

Рис.5

Рис. 6

Рис.7

  Рис.8

Рис.9