"Почему облака плывут быстрее, чем летит самолет? "
проект (3 класс) по теме

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

1. Анализ изученной литературы……………………..…………………………….....4

1. Что такое облако и основные виды облаков…………..…………….….......4
2. Почему облака плывут?...................................................................................5
3. Скорость и высота полета самолётов…………...……………………….…..6
4. Оптические иллюзии……………………………………………………….…6

2. Эксперименты

1.  Эксперимент «Кто быстрее бежит?» .………………………..….….…....…....7
2.  Тест с одноклассниками «Оптические иллюзии»…………….....………..…..7

Заключение……………………………………………………………….………...…...9

Список использованных источников и литературы……..…….……………….........10

Приложения…………………………………………………………….……………....11

ВВЕДЕНИЕ

        Однажды, возвращаясь из школы в пасмурную и ветреную погоду, я обратил внимание на облака. Они висели очень низко, буквально над головой. Меня удивило, как такие тяжелые облака так быстро плывут. Но я удивился ещё сильнее, когда увидел, что самолёт, летевший гораздо выше облаков, двигался так медленно, что облака легко обгоняли его.

        Мне стало интересно узнать, почему облака плывут быстрее, чем летит самолет.

Цель исследования: узнать, действительно ли облака плывут быстрее, чем летит самолёт.

Объект исследования – облака и самолёты.

Предмет исследования – скорость облаков и самолётов.

Задачи:

• изучить специальную литературу по теме;
• выяснить, что такое облако и почему оно плывет;
• выяснить, с какой скоростью и на какой высоте летают самолеты;
• провести эксперимент «Кто быстрее бежит?»;
• провести с одноклассниками эксперимент «Оптические иллюзии».

Предварительный анализ проблемы позволил выдвинуть следующую гипотезу исследования. 

         Гипотеза: предположим, что на самом деле облака плывут быстрее, чем летит самолет.

Методы исследования: изучение литературы, анализ, наблюдение, эксперимент, сравнение.

Практическая значимость работы заключается в использовании материалов данного исследования моими сверстниками.

Апробация работы: результаты данного исследования были изложены в выступлении перед одноклассниками.

1. АНАЛИЗ ИЗУЧЕННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Что такое облако и основные виды облаков

Так, что же такое облако? В поисках ответа на этот вопрос я  отправился в школьную библиотеку.  Библиотекарь Ольга Владимировна Лефтерова помогла мне найти книги по моей теме: «Занимательная физика», «Физика на каждом шагу», «Большая книга экспериментов для школьников». Очень много интересной информации нашел в сети Интернет [Прил. 1, фото 1].  И вот что я узнал.

Облака — это скопление мельчайших капелек воды или кристалликов льда, плаваю-

щих в воздухе и видимых человеческим глазом. Когда такие скопления образуются у поверхности земли, они называются туманом. Для образования облаков нужно, чтобы пар, содержащийся в воздухе, достиг насыщения. При подъеме пар охлаждается, конденсируется, и образуются мельчайшие капельки воды и кристаллы. Это и есть облака. Если облака состоят только из капель воды и пара, то их называют водяными, если из пара и кристаллов льда — кристаллическими. А смешанные облака включают и водяной пар, и капли воды, и кристаллы [Прил. 1, фото 2].

Все облака, за небольшим исключением, образуются на разных высотах в тропосфере и принимают различные формы. Для того чтобы наблюдатели во всем мире на метеорологических станциях одинаковым образом определяли формы облаков, созданы Международная классификация облаков и Атлас облаков, принятые Всемирной метеорологической организацией [Прил. 1,  фото 3].

Существуют три основные формы облаков:

• кучевые;
• слоистые;
• перистые.

Кучевые облака – это «классические», похожие на вату облака, медленно плывущие на высоте от 800 до 1500м над землёй. Они образуются из тёплых восходящих потоков воздуха. Чаще всего такие облака имеют ярко-белый цвет, но могут стать и тёмными, когда за них заходит солнце.

Слоистые облака – это широкие слои низкой облачности, которые, словно одеяло, покрывают небо в безветренные пасмурные дни. Эти облака расположены на высоте 3-5 километров и состоят они из больших масс мельчайших капелек воды. Высокослоистые облака очень часто застилают небо сплошной серой вуалью, через которую с трудом пробивается солнечный и лунный свет.

Перистые облака – тонкие ледяные облака, которые формируются высоко в небе, как правило, на высоте более 6 км. Перистые облака очень похожи на перья и волокна.

Некоторые облака представляют собой сочетание двух типов облаков, например:

• слоисто – кучевые;
• перисто – слоистые;
• перисто – кучевые и др.

Облака, в которых содержится столько воды, что они заслоняют собой солнечный свет и приобретают серый оттенок, называют дождевыми, потому, что обычно они приносят дожди.

Самые большие из дождевых облаков именуются кучево-дождевыми. Их иногда ещё называют грозовыми облаками, потому, что они приносят сильный дождь с громом и молнией. Эти облака могут достигать нескольких километров в высоту.

Из описания облака, за которыми я наблюдал, были кучево-дождевыми.

2.  Почему облака плывут?

Глядя на эти серые облака, я подумал: «А почему они плывут? Какая сила их заставля-

ет двигаться?» Я вспомнил строки из произведения А.С. Пушкина «Сказка о мертвой царевне и о семи богатырях»: «Ветер, ветер! Ты могуч! Ты гоняешь стаи туч!» Ну конечно же они плывут по небу, потому что их гонит ветер!

      Ветер – это перемещение воздуха относительно земной поверхности. Характеристиками ветра являются скорость и направление, откуда он дует. Ветер дует всегда в определённую сторону, имеет определённое направление. Если ветер дует с северной  стороны, его называют северным, если направление ветра с юга на север, его называют южным ветром. Направление ветра можно определить по движению облаков, направлению дыма, выходящего из трубы, по наклонению ветвей деревьев или по флюгеру [Прил. 1, фото 4]. 

Скорость ветра меняется от нулевой при полном штиле до ураганной во время смерчей. Она может достигать 130 м/с. В тот день, если верить синоптикам, дул северо-восточный ветер со скоростью 13м/с.

Если ветер на своём пути встретит преграду, он оказывает на неё давление. Давление ветра обычно называют «силой ветра». Это давление измеряется в   кГ/м². Сила ветра с давних пор используется человеком. Силу ветра принято оценивать баллами. Эта оценка основывается на ряде наблюдений за некоторыми природными явлениями [Прил. 1,  табл. 1].

3. Скорость и высота полета самолётов

Из сети Интернет я узнал, что пассажирские самолеты летают с разной крейсерской скоростью. Крейсерская скорость – это 60-80% от максимально возможной, что составляет примерно 900 км/ч. Так же я узнал, что от скорости полёта самолёта зависит высота его полёта, поэтому пассажирские авиалайнеры летают на высоте около 9-10 тыс. метров.  А значит, моя гипотеза не подтвердилась, самолёт не может лететь медленнее облаков.

4.  Оптические иллюзии

 Проанализировав полученную информацию, я сделал вывод, что дело совсем не в

скорости, с которой перемещались облака и самолёт. Но в чём же тогда дело?

В поисках ответа на вопрос я обратился к учителю физики Грибцовой Елене Викторовне. Она мне объяснила, что это обман зрения: далекие предметы движутся медленнее, чем близкие. К сожалению, наш глаз не самый точный прибор в мире, поэтому ему свойственно ошибаться. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Мы не только смотрим, но и бессознательно рассуждаем, то есть «мы смотрим не глазами, а мозгом». Поэтому человеку, смотрящему вдоль дороги, кажется, что: дороги сходятся и высота столбов телеграфной линии уменьшается [Прил. 1,  фото 5].

2. ЭКСПЕРИМЕНТЫ

5.  Эксперимент «Кто быстрее бежит?»

Чтобы проверить, действительно ли это только обман зрения, я решил провести экспе-

римент «Кто быстрее бежит?». В эксперименте участвовала вся наша семья. Папа помог мне составить план эксперимента. И вот в выходной день мы отправились на стадион.

Шаг 1. Мы определили среднюю длину моих шагов и папы. Для этого мы сделали по пять шагов (папа в беге) и измерили длину с помощью мерной ленты, а затем разделили её на количество шагов. Средняя длина моих шагов – 0,72 м, а у папы – 1, 30 м [Прил. 2,  фото 1].

Шаг 2. Определение скорости передвижения. Мама с помощью секундомера засекала время, за которое мы с папой успели сделать по 20 шагов. Я сделал 20 шагов за 10 секунд (20х0,72=14,40 м). Моя скорость – 14, 40 м за 10 секунд. Папа сделал 20 шагов за 6 секунд – это 26 м. Его скорость – 26 м за 6 секунд [Прил. 2,  фото 2]. Папа бежит в 3 раза быстрее, чем я иду!

Шаг 3. Начертили два круга: внутренний маленький круг с радиусом 5 шагов, внешний большой – 35 шагов. В центре кругов встала мама с фотоаппаратом, чтобы делать контрольные снимки. Мы с папой двигались в одном направлении: папа бежал по большому кругу, а я шагал по маленькому кругу и легко обгонял папу [Прил. 2,  фото 3].

        Вывод: человек, который быстро бежит по большому кругу, пробегает больше рас-

стояние, чем тот, который неспеша идёт по маленькому кругу. Также и самолёт, чем выше он летит, тем больше расстояние пролетает на огромной скорости. Облака находятся гораздо ближе, чем самолёт, поэтому кажется, что они плывут быстрее. Это оптическая иллюзия.

6.  Эксперимент с одноклассниками

Я решил проверить,  поддадутся ли мои одноклассники иллюзии зрительного воспри-

ятия?  Я показал им оптические иллюзии и попросил их ответить на мои вопросы.

1. Какой квадрат крупнее: белый или чёрный?

(Белые рисунки воспринимаются человеком более крупными, при том, что в реальности на картинках геометрические фигуры одинаковы [Прил. 2,  фото 4].)

2. Кофейные зёрна двигаются или они неподвижны?

(Кажется, что они шевелятся, совершают хаотичные волнообразные движения, напоминающий поднимание и опускание человеком грудной клетки при вдохе и выдохе. Это иллюзия [Прил. 2,  фото 5].)

3. Какая линия длиннее, а какая короче? Или они одинаковой длины?

(Две равные линии, ограниченные на концах в одном случае сходящимися, а в другом — расходящимися углами, воспринимаются как неодинаковые по величине: линия со сходящимися углами кажется меньшей, а линия с расходящимися углами — большей [Прил. 2,  фото 6].)

В эксперименте участвовало 30 моих одноклассников.

На 1 вопрос я получила 18 неверных ответов (60 %)  и 12 верных.

На 2 вопрос – 25 неверных ответов (83%)  и 5 верных.

На 3 вопрос – 20 неверных ответов (66,6%) и 10 верных.

Вывод: люди не могут полностью контролировать то, что они видят  и легко поддаются  иллюзии.  В  моём эксперименте – это в среднем 70% (21 ученик) учащихся за 3 опыта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Моя гипотеза, что облака плывут быстрее, чем летит самолет, не подтвердилась. Проведя исследовательскую работу, я узнал много интересного об облаках, скорости облаков и самолётов, оптических иллюзиях и сделал следующие выводы:

1. Чем выше летит самолёт, тем больше расстояние пролетает на огромной скорости.

Облака находятся гораздо ближе, чем самолёт, поэтому кажется, что они плывут быстрее. Это оптическая иллюзия.

2. Люди не могут полностью контролировать то, что они видят  и легко поддаются ил-

люзии.

По итогам этого исследования я составил тест из картинок для моих сверстников «Проверь себя». Мне очень интересна эта тема, потому что оптические иллюзии встречаются во всех областях жизни. Знания об оптических иллюзиях помогут лучше понимать некоторые природные явления, устройства некоторых предметов. Я буду продолжать работу по изучению оптических иллюзий.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006. – 260 с.
2. Перельман,  Я.И. Занимательная физика. В 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. А.В. Митрофанова. – 22-е изд., стер. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. Лит., 1986. – 272 с., ил.
3. Перельман, Я.И. Физика на каждом шагу / Я.И. Перельман. – М.: АСТ: Астрель: Полиграфиздат, 2011. – 250, [6] с.: ил.
4. http://elhow.ru\ucheba\estestvoznanieiej/na-kakoj-vysote-letajut-samolety

ПРИЛОЖЕНИЯ