Равновесие. Простые механизмы.
план-конспект занятия по окружающему миру по теме

Равновесие. Простые механизмы

Цель. Развивать способность использовать простые механизмы - рычаги, колеса, щипцы для колки орехов и льда  и т.д.

Задачи: о сформировать представление об изобретении человеком простых механизмов в истории; о совершенствовать представление о равновесии (устойчивом и неустойчивом).

Материал и оборудование:

        - рычажные весы;

 - толстая бечевка, ножницы, линейка, две шайбы, карандаш, стол, клейкая лента,    фломастер, три стакана по 250 мл;

- Детская энциклопедия;

     -  две метлы, веревка или толстый шнур длиной три метра;  

     - две круглые зубочистки.

Проблема: как облегчить труд человека  в быту?

Поставленные задачи:

1. Выяснить, между какими предметами можно установить равновесие.
2. Что происходит с весом предметов, если они попадают в другую среду, например в воду.
3. Доказать, что с помощью простых механизмов легко передвигать предметы.
4. Выяснить, как устроены щипцы для колки орехов или льда.
5. Продемонстрировать действия простых механизмов.

Эксперименты:

Гипотеза 1

Если вес предметов одинаков, то между ними можно установить равновесие.

Эксперимент: Работа с рычажными весами. Установление и нарушение равновесия.

Вывод:   Рычажные весы находятся в состоянии равновесия, если вес предметов в правой и левой стороне одинаков. Равновесие нарушается, если вес предметов в любой стороне становится больше или меньше, чем в другой. Гипотеза подтвердилась.

Гипотеза 2

Вес предметов в воде меняется. Предметы, находящиеся  в воде, становятся легче.

Эксперимент: «Нарушенное равновесие», демонстрирующий, что вес предметов в воде меняется. Отрезать два куска бечевки по 30 см каждый и привязать их к концам карандаша. Привязать к свободным концам бечевки по шайбе. Отрезать еще один кусок бечевки длиной 60 см и завязать один ее конец посередине карандаша, а второй с помощью клейкой ленты закрепить на краю стола. Двигать бечевку, на которой держится карандаш до тех пор, пока не будет найдено положение, при котором карандаш, параллелен полу. Шайбы при этом должны находиться сантиметрах в десяти от пола. Используя фломастер и клейкую ленту, пометить стаканы буквами А и Б.

Поставить пустые стаканы на пол так, чтобы в них свисали шайбы на бечевках. Набрать в третий стакан воды и начинать медленно наливать воду в стакан А. Что произошло?

Вывод: Когда вода покрывает шайбу, она поднимается, и карандаш наклоняется. Шайба в пустом стакане опускается вниз. Это происходит по следующей причине. Тяготение Земли действует на все предметы, и благодаря этому у них есть вес. Стаканы только кажутся пустыми, но на самом деле они наполнены воздухом. В воздухе обе шайбы весят одинаково, но когда поместили одну из них в воду, на нее начала действовать выталкивающая сила. В результате сила, с которой шайба притягивается к земле, уменьшилась. Шайба, оказавшаяся  в воде,  стала легче. Равновесие нарушилось, и шайба в пустом стакане стала опускаться вниз.

Гипотеза подтвердилась.

Гипотеза 3

Передвигать предметы с помощью механизмов намного проще и легче.

Эксперимент: «Сильнее двоих». Привязать веревку к ручке метлы. Поместить обе метлы на расстоянии 50 см друг от друга и три раза обернуть их ручки веревкой. Потянуть свободный конец веревки, в то время как двое других детей попытаются разъединить метлы.

Вывод: Несмотря на то, что двое детей пытаются развести метлы в стороны, один может сдвинуть метлы вместе, так как его сила увеличивается благодаря веревке, намотанной на ручки метел. Поэтому один человек выигрывает в силе почти в пять раз по сравнению с двумя другими. Гипотеза полностью подтвердилась.

Гипотеза 4

Зубочистку  легко сломать,  если приложить усилия к ее концам.

Эксперимент: Положить зубочистку серединой на средний палец (ближе к ногтю), а на концы - указательный и безымянный. Попытаться сломать зубочистку, надавив на нее указательным и безымянным пальцами. Что получилось? Передвинуть зубочистку на середину пальца. Снова попытаться сломать зубочистку. Почему теперь получилось?

Вывод: Когда зубочистка находилась на кончиках пальцев, сломать ее было почти невозможно. Пальцы выполнили роль рычага, похожего на щипцы для колки орехов. Точка опоры находится там, где начинаются пальцы. Чем дальше от точки опоры находится зубочистка, тем больше силы нужно приложить, чтобы ее сломать. Гипотеза не подтвердилась.

Задание:  Рассмотреть картинки из энциклопедии об истории создания простых механизмов и их применении в древности - рычаг, колесо, винт, клин, шестеренка. Подумать, в каких механизмах они используются в современной жизни. Продемонстрировать их действие.

(В современности простые механизмы используются в щипцах для колки орехов и льда, мясорубках, рычагах и др.)

Источники:

1. Дженис Ван Клив  «200 экспериментов»/ пер с англ. – М., «Джон Уайли энд Санз», 1995.-256с.