Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Азейская средняя общеобразовательная школа»

Исследовательская работа

по окружающему миру

        на тему «Почему летает воздушный шарик»        

Выполнил :

Никита Р,

ученик 3 класса

Руководитель:

Ковалевская Кристина Евгеньевна,

учитель начальных классов

2020 год,Тулун

Оглавление

Введение        3

Из истории        4

Исследовательская работа        6

Заключение        10

Используемая литература        11

Введение

Актуальность исследования: любой человек, даже раз в жизни надувал воздушный шарик. После того, как вы его  надули, то всегда возникает желание, особенно у ребёнка, подбросить его вверх, и наблюдать за тем, как он полетит. И постепенно падает на землю. И мне стало очень интересно, а почему шарик летит, а не сразу падает на землю. И почему у всех шариков разное время полёта? Ведь у них отсутствуют крылья…

И я решил провести исследование, на данную тему. И узнать, какими свойствами обладает воздушный шарик, что может влиять на дальность его полёта. Ну и конечно, узнать  историю возникновения воздушных шариков и их создателей.

Объект исследования: воздушный шарик

Предмет исследования : полёт шарики и  причина дальности его полёта.

Цель исследования: выяснить, почему улетает не завязанный воздушный шарик и от чего зависит  дальность его полёта.

Задачи исследования:

1. Выяснить, что заставляет двигаться воздушный шарик.
2. Провести опыты, которые показывают движение шарика.
3. Выяснить, как влияет размер шарика на дальность полёта.
4. Узнать, есть ли в растительном и животном мире представители, которые двигаются, как в воздушный шарик.
5. Узнать, как ученые использовали знания о таком движении.

Гипотезы исследования:

1. Предположим, что шарику помогает ветер.
2. Предположим, что газ в шарике легче воздуха, поэтому он летит.
3. Допустим, что шарику помогает выходящий из него воздух.
4. Возможно, размер шарика будет влиять на дальность полёта.

Методы исследования:

1. Наблюдение.
2. Изучение литературы.
3. Изучение справочников.
4. Поиск в Интернете.
5. Составление таблицы.
6. Мнение других людей.

Из истории

Посмотрев  на современные воздушные шары, дети и взрослые думают, что эта яркая, приятная игрушка стала доступной совсем недавно. Некоторые, более осведомленные, считают, что воздушные шары появились где-то в середине прошлого века.

            А на самом деле это не так! История шаров, наполненных воздухом, началась гораздо, гораздо  раньше. В прежние времена, разрисованные шары, изготовленные из кишок животных, украшали площади, где проводились жертвоприношения и гулянья знатных людей Римской Империи. После воздушные шары стали применять бродячие артисты, создавая оформление шарами для притягивания новых зрителей. Тема воздушных шаров затрагивается также в русских летописях – скоморохи, выступая для князя Владимира, употребляли шарики, изготовленные из бычьих пузырей.

        Первые шары современного типа создал известный английский профессор Королевского университета Майкл Фарадей. Но создавал он их не для того, чтобы раздать детям или торговать на ярмарке. Он экспериментировал с водородом.

Был очень интересный  способ, которым создавал Фарадей свои воздушные шары. Он вырезал два куска каучука, накладывал их друг на друга, склеивал контуру, а посредине насыпал муку, чтобы стороны не липли друг к другу.

        Идея Фарадея была подхвачена пионером резиновых игрушек Томасом Ханкоком. Он создавал свои шары в форме набора «сделай сам» состоящего из бутылки с жидкой резиной и шприца. В 1847 году в Лондоне вулканизированные шары были представлены Дж. Г. Инграмом. Уже тогда он использовал их как игрушки, которые нужно продавать детям. Вот  именно эти шары и можно назвать прототипом современных шаров.

        Лет через 80 после этого научный мешочек для водорода превратился в популярную забаву: каучуковые шары широко использовалась в Европе во время городских праздников. За счет наполнявшего их газа они могли подниматься вверх – и это очень нравилось публике, еще не избалованной ни воздушными полетами, ни другими чудесами техники. 

    В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик. И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться! До этого они могли быть только круглыми – а с приходом латекса впервые появилась возможность создавать длинные, узкие шарики.

        Это новшество немедленно нашло применение: дизайнеры, оформляющие праздники, стали создавать из шаров композиции в виде собак, жирафов, самолетов, шляп. Их стали применять клоуны, изобретая необыкновенные фигуры.

Исследовательская работа

Для того, чтобы ответить на данные вопросы, я решил узнать мнение своих одноклассников. С  этой целью, я провёл анкетирование среди моих сверстников.

Проработав ответы моих одноклассников, я увидел, что 45% опрошенных считают, что газ в шарике легче воздуха. 35 %  считают, что шарику помогает лететь ветер. 15 % считают, что шарику помогает лететь выходящий из него воздух. Посмотрев данные результаты, я решил, что мне необходимо опытным путем  выяснить, что же заставляет двигаться воздушный шарик и поделиться результатом опытов с ребятами.

Опыт 1. Выяснить, что заставляет двигаться, воздушный шарик.

Гипотеза 1. Допустим, ему помогает ветер.

Необходимо надуть 2 шарика. Один завязываем ниткой. Выходим на улицу в ветреную погоду. Отпустим шарики. Они летят. Завязанный шарик летит от порывов ветра. А тот, который не завязан, летит быстрее. А потом оба падают на землю. В доме, где нет ветра, завязанный шарик медленно падает на пол. А не завязанный - летит, хотя и медленнее, чем на улице. А потом падает.

   Все-таки ветер помогает полету шарика. Но он летит и без ветра. Значит, моя гипотеза подтвердилась не полностью, а частично.

Гипотеза 2. Предположим, что газ в шарике  легче воздуха, поэтому он летит.

        На уроке окружающего мира, нам рассказывали что , чем теплее воздух, тем он легче, поэтому поднимается вверх воздушный шар. Может.углекислый газ тоже легче воздуха?

        Проведем следующий опыт. Возьмем два одинаковых шарика. Один надуем сами углекислым газом, а другой с помощью насоса воздухом. Свяжем их ниткой и перекинем через палочку. Мы видим, что шарик, надутый углекислым газом опустился ниже. Значит, он тяжелее. В справочнике я нашел подтверждение моему выводу. Оказалось,  что углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха.

Эта гипотеза оказалась ложной.

Гипотеза 3. Возможно, шарик толкает воздух  выходящий из него.

        Когда мы надуваем шарик, то резиновая оболочка растягивается и он заполняется воздухом, который мы в него вдыхаем.. Когда входное отверстие освобождаем, воздух с силой вырывается наружу. Шарик при этом уменьшается. Воздух из шарика летит в одну сторону, а оболочка шарика в другую. Они отталкиваются друг от друга. Путь шарика непредсказуем. Когда весь воздух выходит из шарика, он останавливается.

        Я поинтересовался об этом  у учителя физики Ларисы Ильиничны. Онамне разъяснила, что шарик улетает под действием реактивной силы. Реактивное движение возникает, когда от тела отделяется с некоторой скоростью его часть.

        Значит, шарик толкает воздух, который выходит из него. Мой шарик -реактивный.

Опыт 2. Проводим опыт, показывающие реактивное движение.

Я решил, провести опыт, показывающий реактивное движение.

• Надуем воздушный шарик, вставим согнутую трубочку и завяжем. Прикрепляем шарик к маленькой машинке. Трубочка должна смотреть назад. Освобождаем трубочку. Воздух выходит назад. Машинка едет вперед под действием реактивной силы.
• Такой же шарик с трубочкой опускаем в емкость  с водой. Трубочка должна смотреть в сторону. Освобождаем трубочку. Шарик  начинает вращаться по воде под действием реактивной силы.  

Гипотеза 4. Узнать, как влияет форма шарика и толщина резины на дальность полета.

     А от каких  факторов зависит дальность полета шарика?

Возьмем шарики разные по размеру и толщине резины и проведем эксперимент.

Возьмем леску и натянем ее по комнате. На леску наденем часть соломинки. Будем надувать шарики насосом одинаковым количеством воздуха (8 качков).  Шарики прикрепим к соломинке скотчем и отпустим. Шарик пролетит по леске какое-то расстояние и остановится. Измерим пройденный путь.

\Для наглядности заполним таблицу результатов.        

Вывод: Чем толще резина и больше размер шарика, тем дальше он летит.

Гипотеза 5. Узнать, есть ли в животном мире представители, которые двигаются, как в воздушный шарик.

Рыбы плавают, птицы летают, звери бегают. Вроде бы все просто. Как бы не так. Хочешь есть – умей шевелиться. Не хочешь, чтобы тебя съели – умей улизнуть. Чтобы быстро передвигаться в пространстве, нужно развивать большие скорости.

Для этого, например, морской гребешок обзавелся реактивным двигателем. Он энергично выбрасывает из раковины воду и пролетает расстояние, которое в 10-20 раз больше его собственной длины! Сальпа, личинки стрекоз, рыбы– все они используют принцип реактивного движения, для перемещения в пространстве. Осьминог развивает скорость до 50 км/час и это благодаря реактивной тяге. Он даже по суше может прогуляться, т.к. есть у него на этот случай запас воды за пазухой. Кальмар – самый крупный беспозвоночный обитатель океанских глубин передвигается по принципу реактивного движения.

Примеры реактивного движения можно обнаружить и в мире растений. В южных странах произрастает растение под названием "бешеный огурец". Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду, похожему на огурец, как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном со скоростью до 10 м/с вылетает жидкость с семенами. Сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении. Стреляет бешеный огурец (иначе его называют «дамский пистолет») более чем на 12 метров.

В быту на примере душа на гибком шланге можно увидеть проявление реактивного движения. Стоит только пустить в душ воду, как рукоятка с распылителем на конце отклонится в противоположную вытекающим струям сторону.

Принцип реактивного движения помогает движению пловца. Чем сильнее пловец отталкивает воду назад, тем быстрее он плывёт. Инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом.

Как ученые использовали знания о реактивном движении.

Учёные разных эпох работали над этой проблемой. Большую роль в развитии данной темы сыграли:

• Первым применить реактивное движение для полетов в космос предложил Н. И. Кибальчич;
• Дальнейшая теоретическая разработка ракетоплаванияпринадлежит русскому ученому Циолковскому К.Э. Он первым предложил использовать в качестве ракетного топлива жидкий кислоролод. Его труды вдохновили русского конструктора и изобретателя С. П. Королёва на создание летательных аппаратов для полета человека в космос. Благодаря его идеям, впервые в мире был осуществлен запуск искусственного спутника Земли (4 октября 1957 года) и первого пилотируемого искусственного спутника Земли с летчиком - космонавтом на борту Ю.А. Гагариным (12 апреля 1961 года).
• Так же реактивное движение популярно в мультфильмах и художественных фильмах , например, «Каникулы в Простоквашино», «Ну, погоди».

Заключение

В своей работе, я ставил следующую цель:  выяснить, почему улетает не завязанный воздушный шарик и от чего зависит  дальность его полёта.

Для достижения этой цели я:

- выявил факторы, влияющие на дальность полёта шарика;

- изучил свойства воздушного шарика.

Проводя своё собственное исследование, я обнаружил, что надувать воздушные шарики не только очень интересное и веселое занятие, но и очень полезное. Оказывается, что они «дарят » здоровье нашим легким. Так же надувание шаров, влияет очень положительно на наше горло. Служит средством профилактики ангины, и помогает укрепить наш голос.  И ещё я узнал, что певцы надувают шары, эта тренировка помогает правильно дышать во время пения.

Выполнив данную работу, я убедился , что все – таки ветер помогает полёту шарика. Но он может лететь и без ветра, если он развязан. Это значит, что моя гипотеза, о том что шарик летит без ветра. Подтвердилась частично.

Вторая гипотеза оказалась ложной. Углекислый газ, которым мы наполняем шарик при надувании, тяжелее воздуха и он не помогает полету шарика.

Шарик толкает воздух, который выходит из него. Воздух из шарика летит в одну сторону, а оболочка шарика в другую. Они отталкиваются друг от друга. Путь шарика предсказать невозможно. Он улетает под действием реактивной силы. Третья гипотеза подтвердилась полностью.

И еще я узнал, что на полёт шарика влияет толщина резины и размер шарика. Чем толще резина  шарика, тем дальше он летит.

Именно для меня, это небольшое, но очень увлекательное, исследование открыло бесконечный мир космического пространства.

Новизна данной работы, заключается в том,  что она разъясняет почему летает воздушный шарик и от чего зависит дальность его полёта.

Материалы исследуемой мной работы , можно использовать на уроках окружающего мира и классных часах.

Используемая литература

1. Дорогова Е.М., Знаменская Л.Ф., Майоров В.Д. Справочник школьника для начальных классов. Русский язык. Математика. Природоведение. – М.: Стрекоза, 2009. – 520 с.
2. Анфилов Г.Р.. Книга для юных любителей физики с философским складом ума. Второе издание - М:Детская литература,1974 год-288с.
3. Ф.Рабиза «Простые опыты» - М. Дет.Лит., 2002
4. Большая детская энциклопедия. Том 2. Физика: МастерМедиа, 2006.
5. Гальперштейн Л.Я. Моя первая энциклопедия.: Науч. -поп. издание для детей/ - М.: ООО «Издательство «Росмэн-Пресс», 2003. – 255 с.
6. https://bookscafe.net/book/sautoll_ayven-pust_sharik_letit-253523.html
7. https://infourok.ru/nauchno-issledovatelskaya-rabota-reaktivnoe-dvizhenie-4165516.html