Теория и практика решения изобретательских задач. Занятие 22.
план-конспект занятия (1, 2, 3, 4 класс) на тему

Занятие 22. Силы. Вектор.

Для изучения физики нам понадобится понятие вектор. На схеме его как правило обозначают стрелкой. Что есть у стрелки? Направление и длина.

Силы как правило обозначают векторами. Здесь важны три вещи – какие? Длина, направление и точка приложения. Изобразим силы, приложенные к кораблю.

Мы говорили о равномерном прямолинейном движении. Когда такое бывает? Когда на тело не действуют силы.

На такое движение не всегда. Какое еще может быть движение? Ускорение или замедление. Скорость и ускорение могут быть направлены в одну сторону, а могут быть в разные.

Рассмотрим разные ситуации, куда направлена скорость, куда ускорение?

1. Бегун разгоняется на старте

2. Велосипед останавливается перед пешеходным переходом.

3. Лифт начинает движение, движется между этажами, тормозит и останавливается.

4. Автомобиль перестраивается влево для обгона (скорость была направлена вперед, теперь вперед и влево, значит ускорение влево)

5. Самолет начинает снижаться. Вектор скорости был направлен вперед, теперь вперед и вниз, значит ускорение вниз.

Что заставляет тело двигаться с ускорением? Приложенная к нему сила. Если одну и ту же силу приложить к легкому и к тяжелому телу, какое будет двигаться быстрее? Сила = масса на ускорение – это второй закон Ньютона. Чем больше масса, тем меньше ускорение.

Помните, мы проводили опыт с бросанием разных тел вниз? Что мы установили? Тяжелые тела падают быстрее? Нет, если не влияет сопротивление воздуха, все тела падают одинаково. Но на них ведь действует одна и та же сила притяжения, так? А мы только что говорили о том, что чем тяжелее тело, тем оно медленнее разгоняется, если на него действует одна и та же сила. В чем же дело? На тяжелое тело сила притяжения действует сильнее. Ровно во столько раз, во сколько тяжелее тело.

Действует ли сила притяжения на Землю? Да, от Солнца от Луны и от всех предметов, которые на ней находятся. Луна вращается вокруг Земли. Что будет, если вес Луны вырастет до веса Земли? Они будут вращаться вокруг общего центра.

Мы возвращаемся к книге про Дениса-изобретателя.

1. Денис пошел с вороной в соседнюю деревню. Ворона захотела пить. Денис смог найти воду только в расщелине большого камня. Как ему напоить ворону? (трубочка, тряпочка, накидать камней).

2. Похожая задача – как спасти птенца, который провалился в щель на стройплощадке?

3. Все, что мы можем использовать при решении проблемы, называется ресурсами. Следующая задача из жизни Дениса – дядя Ваня нашел раковину, которая очень понравилась одному малышу на пляже. Но малыш не может унести и свой мячик и раковину. Дядя Ваня пообещал подвесить ее на нитку (в раковине есть дырочка). Как это сделать? Сформулируйте идеальный конечный результат. Назовите ресурсы, которые есть на пляже.

4. А теперь задача производственная, но она очень похожа на задачу с раковиной. Нужно через трубу длиной 12 метров и диаметром 10 сантиметров пропустить электрический провод. Втолкнуть его просто так нельзя: он гнется и скручивается. Как быть? Предложите несколько вариантов. Для того чтобы внутри трубы протянуть электрический кабель, нужно вначале пропустить через нее крепкий шпагат. С помощью этого шпагата в трубу можно будет затянуть тяжелый кабель. А как пропустить шпагат через трубу? Использовать можно почти все те же способы, которые мы применяли для протягивания нитки сквозь раковину. Конечно, потребуются кое-какие отличия и дополнения, но вы подумайте над ними сами.

5. Во дворе лежал огромный камень. Никто не знал, как он там появился. Только дядя Ваня вспоминал о том, что когда он был еще совсем маленьким, его дедушка рассказывал ему, что когда-то была очень сильная буря. Такая сильная, что многие деревья были повалены, вырваны с корнем и далеко унесены ветром. Казалось, что от такого ветра даже горы качались, и с них с грохотом катились большие камни. Один такой камень скатился с горы, проломил ограду и оказался на середине двора. С тех пор он и лежал там. Ограду, конечно, починили, а вот убрать камень со двора никак не могли. Он был очень большим, и даже упряжка из трех лошадей сумела продвинуть его только на один метр и остановилась в бессилии. В то время не было мощных тракторов и подъемных кранов. Пробовали расколоть камень на несколько частей и били по нему самой тяжелой кувалдой. Но он оказался очень крепким, при ударе кувалдой от него откалывались только мелкие кусочки, а сам он оставался целым. С тех пор и лежит этот камень посередине двора и всем мешает. Предложите варианты решения этой проблемы.

1. Камень можно расколоть, но не с помощью молотка или кувалды, а с помощью огня и воды. Так поступали еще древние строители. Они разводили костер под камнем и долго грели его, затем поливали холодной водой. От разности температур камень лопался на несколько мелких частей.

2. Камень с трудом, но поддается обработке. Нужно обтесать его края так, чтобы он превратился в шар, который можно выкатить за пределы двора.

3. Если задача никак не решается, то нужно попытаться превратить имеющийся недостаток в достоинство. Из камня можно сделать какую-то статую, например, черепаху, которая является символом долголетия и богатства. Из камня можно сделать обеденный стол, а над ним соорудить навес, чтобы в хорошую погоду принимать пищу на свежем воздухе. Из камня можно сделать еще очень много полезного, но это придумайте уже сами, фантазии у вас много.

4. Опыт «морковная карусель». Каждому морковка, 3 вилки, пластиковая тарелка, пластиковая бутылка, нож, игла.

5. Опыт Наполните две одинаковые бутылки водой и запечатайте их. Пусть одна бутылка будет заполнена на одну четверть, а другая — целиком. Чем больше воды, тем выше центр тяжести. Поставьте бутылки рядом; слегка наклоните их, а затем отпустите. Постепенно увеличивайте угол наклона, пока одна из бутылок не упадет. Первой упадет та бутылка, которая обладает меньшей механической устойчивостью.

6. Как отличить вареное яйцо от сырого. Оказалось, что все знают.

Литература к уроку.

1. Луис А. Блумфилд. «Как все работает»

2. Г.Иванов. «Денис-изобретатель»

3. http://naukaveselo.ru/chto-takoe-ravnovesie-ili-morkovnaya-karusel.html

4. http://class-fizika.spb.ru/index.php/opit/625-op-ravn3