Почему утюг тонет а корабль нет
Обновлено: 02.05.2024
Программное содержание: Закрепить знания детей о водном транспорте, свойствах воздуха. Развивать логическое мышление, умение рассуждать, высказывать свои предположения, аргументировать свои высказывания, познавательную активность.
Материалы: иллюстрации различных моделей кораблей и пароходов; прозрачная ёмкость с водой;металлические предметы: скрепки, магнит, ножницы, чайная ложка, ключ, две баночки из-под леденцов, одна из которых с парусом; поднос, бумажные веера.
Ход занятия: В начале занятия педагог обращает внимание детей на иллюстрации с изображением кораблей, размещенные на доске.
-Ребята, сегодня на занятии мы с вами поговорим о транспорте.Но для начала разгадайте загадку:
На работу в океан.
О чём эта загадка? (о пароходе, корабле)
Совершенно верно. Сегодня на занятии мы будем говорить с вами о кораблях. Посмотрите внимательно на доску. Что такое изображено на всех иллюстрациях, вывешенных на доске? (корабль, пароход, парусник, лодка, катер)
-Как одним словом можно назвать их всех? (водный транспорт)
-Почему все они относятся к водному транспорту? (все они передвигаются по воде)
-Для чего нужен водный транспорт? (перевозить грузы, пассажиров, путешествовать)
-Вспомните, из чего раньше строили корабли и лодки? (из дерева)
-Из чего строят корабли теперь? (из металла)
-Как вы думаете, почему?
Дети высказывают свои предположения.
-Ребята, посмотрите. Здесь на подносе у меня лежат какие-то предметы (педагог показывает лежащие на подносе скрепки, магнит, ножницы, чайную ложку, металлическую баночку из-под леденцов и предлагает детям назвать их).
-Ребята, как вы думаете, какое отношение все эти предметы имеют к кораблям? Что между ними общего? (все они также как и корабли сделаны из металла)
-Чем отличаются эти предметы между собой?
-Какими свойствами обладает металл? (он твёрдый, тяжёлый, тонет в воде).
-Если мы опустим эти предметы в воду, они поплывут? (нет) Почему? (они тяжёлые)
-А давайте попробуем.
Поочередно дети опускают предметы с подноса в воду и наблюдают за тем, что с ними происходит.
-Что с ними произошло? (они утонули, пошли ко дну)
-Значит, мы можем сделать вывод, что металлические предметы не обладают плавучестью, тонут. Но посмотрите на наши иллюстрации с кораблями. Они тоже построены из металла, и гораздо больше по размеру, однако плавают. Как такое возможно? Почему корабли, построенные из металла, не тонут? (его волны держат, они большие, и т. д.)
Педагог показывает детям металлическую баночку из-под леденцов.
-Это наш с вами кораблик. Он, как и настоящие корабли, сделан из металла. Как вы думаете, он поплывёт? (нет) Почему?
Педагог опускает банку в воду.
-Почему она не тонет?
Дети высказывают свои предположения, аргументируя их.
-Ребята, что находится внутри нашего кораблика (банки? (Воздух)
-А внутри больших кораблей воздух есть? Где он находится? Влияет ли воздух на их плавучесть? Как?
-В кораблях тоже есть воздух, который держит их на плаву. А почему тогда утонули другие металлические предметы? (в них нет воздуха)
-Почему воздух держит корабли на плаву? (он легче воды)
-И всё же, иногда случаются кораблекрушения, и корабли тонут, идут ко дну. Как вы думаете, почему это происходит?
-Как вы думаете, влияет ли на это погода? Как влияет? (сильный ветер и волны)
«….Ветер по морю гуляет
И кораблик подгоняет.
Он бежит себе в волнах
-Когда погода портится, на море начинается шторм, буря. А что такое шторм? Буря? (сильный ветер, гроза, большие волны)
-Как влияет сильный ветер на то, что корабли тонут? (рвёт паруса)
Как влияет вода на то, что корабли идут ко дну? (волны заливают корабль)
Но мы же с вами выяснили, что корабли не тонут потому, что их держит на плаву воздух. Почему же тогда во время шторма происходит с кораблями, что они могут пойти ко дну?
Дети выдвигают свои предположения.
-Давайте мы посмотрим, как влияет сильный ветер на плавучесть кораблей.
-Что происходит с кораблём при сильном ветре? (начинается шторм, буря и «кораблик терпит кораблекрушение)
-Как вы думаете, а что сильнее влияет на то, что корабли терпят кораблекрушение: вода или ветер? Почему? (они равны по силе)
В конце занятия педагог подводит итог.
-Какой серьёзный вопрос мы сегодня выясняли на нашем занятии? (почему не тонут корабли)
-И почему же они не тонут? (в полостях корабля содержится воздух. Он легче воды, поэтому держит корабль на плаву)
Материал, из которого сделан корабль, не даёт ему утонуть.
Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму.
Воздух внутри корабля держит его на плаву.
На корабль в воде действует сила, которая не даёт ему утонуть.
Провести опрос среди одноклассников.
Найти информацию о первых средствах передвижения по воде. Изучить историю возникновения и развития кораблестроения.
Изучить строение корабля и принцип его работы.
Провести опыты и доказать поставленные мною гипотезы.
Однажды после очередного просмотра фильма у меня появилось очень много вопросов:
Как строят корабли?
За счет чего они держатся на воде?
Чтобы найти ответ на этот вопрос, я начал читать энциклопедию и книги про корабли, а также искать информацию в интернете.
1. Опрос среди одноклассников
Плавал ли ты на корабле?
Почему корабль не тонет?
Ответы оказались очень разными. Не все ребята точно могут сказать, почему же корабль не тонет.
2. История возникновения и развития кораблестроения.
Сначала я начал читать энциклопедию и искать информацию в интернете про корабли. И узнал много интересного.
Много тысяч лет назад самым первым судном, на котором человек поплыл по воде, был плот. Это связанные между собой брёвна. С помощью плота люди могли переплывать широкие реки и передвигаться с одного берега на другой. Но плот был не управляемый. Если дул ветер, то его уносило.
Тогда человек придумал первую лодку, которая управлялась длинной доской веслом. При помощи камня люди выдалбливали в дереве углубление и заостряли концы. Так у них получалась лодка. Называли её чёлн.
А эскимосы и чукчи натягивали звериные шкуры на каркас из веток.
Такая лодка называлась каяк.
Так как лодки каяк и чёлн были очень маленькие и в них вмещалось только 1-2 человека, люди решили сделать лодку побольше. Они взяли много досок и скрепили между собой. Придумали также парус, который помогал тянуть судно вперед. Такая большая лодка называлась ладья. На ладье уже можно было плавать не только по рекам, но и в открытом море, а также увезти несколько десятков войнов.
Затем суда стали строить ещё больше. На них уже отправлялись очень далеко на много месяцев. Такие громадные лодки стали называть кораблями. Корабли вмещали в себя уже сотни человек. Морские корабли были разными и назывались все поразному: каравеллы, фрегаты, шхуны, бригантины. У них уже было много парусов, которые располагались один над другим на высоких мачтах.
Ветер хороший помощник для передвижения по морям-океанам, но для этого требовалось много матросов. Тогда люди придумали паровую машину, которая без парусов двигала корабль по воде. Кочегары кидали уголь в топку, вода закипала в специальных котлах, превращалась в пар, и под его давлением начинали крутиться огромные колеса-лопасти. Так корабль двигался вперед. Судно так и стало называться пароход.
В наше время пароходов уже нет. Их заменили теплоходы, электроходы и атомоходы. Вместо колес-лопастей у него гребной винт, который на много быстрее двигает судно.
Современные суда строятся на судостроительных заводах и предназначены для разных целей.
Есть мощные военные крейсеры. У них толстая и крепкая броня. Они ходят по морским границам нашей страны и охраняют территорию от контрабандистов, браконьеров и других нарушителей. Есть громадные ледоколы. Они прокладывают путь другим кораблям своим тяжелым носом, ломая лёд, словно стекло. Есть корабли- пожарные, которые, если загорится нефть на море, тут же приплывут и потушат пожар. Есть корабли-рыболовы. Они ловят рыбу огромным сачкомтралом . Есть даже корабли - подъёмные краны, которые строят причалы и нефтяные вышки в море.
3. Строение корабля и принцип его работы
У каждого корабля есть основные части:
Корпус корабля имеет продолговатую форму, напоминающий глубокую тарелку.
Дно или днище - это нижняя часть корабля.
Палуба- это пол на корабле. Она закрывает корабль, как крыша.
Трюм - это нижнее помещение, которое находится между днищем и палубой.
Используется для размещения груза, запасов, судовых механизмов.
Надстройка - это закрытое сооружение, которое располагается от борта до борта на палубе корабля. Она защищает палубу от волн. У неё водонепроницаемые двери и люки.
Нос- это передняя часть корпуса корабля .
Корма – это задняя часть корпуса. Она делится на две части- подводную и надводную.
Борт- это боковые части корабля. Правый борт по ходу движения моряки называют штирбортом , левый – бакбортом.
Якорь- это железная конструкция. Его опускают в воду, когда необходимо удерживать корабль на месте.
Гребной винт - это движитель корабля.
Руль - это пластина, которая поворачивается вокруг. Находится в кормовой части корабля. Служит для поворота корабля в разные стороны.
Ватерлиния – это специальная линия на корпусе корабля. Это контрольная линия, до которой можно загружать судно. Если она видна над поверхностью воды, то беспокоится не стоит. А если линия скрылась под водой, то корабль может затонуть.
Изучив информацию про корабли, мне по прежнему осталось не понятно:
Почему под водой мы поднимаем камень очень легко, а воздухе – с трудом?
Когда я плаваю в бассейне или море, мое тело выталкивает на поверхность какая-то сила. Как можно объяснить это явление?
Как же такие большие корабли, которые сделаны из металла и перевозят ещё и грузы, плавают и не тонут?
Поэтому я решил провести опыты и доказать гипотезы, поставленные мною и ответить на мой главный вопрос.
4. Опыты и эксперименты
Для проведения опыта я взял кусочки дерева, стекла, металла, пластмассы. Налил воду в миску. Начал опускать предметы в воду. Стекло и металл утонули. А дерево и пластмасса- нет.
А ведь современные корабли сделаны из металла!
Плавучесть корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.
Следовательно, гипотеза 1 не верна.
Я взял кусок пластилина. Опустил его в воду и увидел, что он утонул.
Потом я сделал из пластилина кораблик. Также опустил его в воду и увидел, что он держится на воде и не тонет.
Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму.
Следовательно, гипотеза 2 верна.
Я взял воздушный шарик и опустил его в воду. В него попала вода, и он начал тонуть. Потом я надул воздушный шарик. И также опустил его в воду. Надутый шарик не утонул, даже если я нажимал на него сверху рукой.
Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву.
Следовательно, гипотеза 3 верна.
Я очень люблю плавать в бассейне и море. И я заметил, когда я ныряю и пытаюсь задержаться на дне, то ничего не получается, вода выталкивает меня наверх.
Что это такое? Какая-то сила? Мне стало интересно, и я начал искать информацию в книгах и интернете.
Оказывается, когда-то давно учёный Архимед исследовал проблему плавучести тел. Он сформировал один из основных законов физики.
Эта сила называется силой Архимеда.
Если сила тяжести больше силы Архимеда, тело будет тонуть и опускаться на дно. Если сила тяжести меньше силы Архимеда или равна ей, то тело будет плавать и не тонуть.
Значит, на корабль в воде действует сила Архимеда, которая позволяет ему держаться на плаву . Я взял пластиковый стакан, опустил его в кастрюлю с водой. Взял монетки 1рубль и потихоньку начал класть их в стакан. Наблюдал, как плавает стакан с монетками, а из кастрюли начала выливаться вода. При добавлении 69 монетки, стакан утонул. Затем я взвесил стакан с монетами и стакан с водой, которая вылилась. И увидел, что вес стакана с монетами больше.
Поэтому на корабль вдоль корпуса наносится специальная линия-ватерлиния, про которую я уже рассказывал. Это отметка, до которой можно загружать корабль, чтобы он не утонул.
Корабль не будет тонуть, если его вес будет меньше или равен весу вытесняемой им жидкости. В этом случае на корабль будет действовать выталкивающая сила, это сила Архимеда.
Следовательно, гипотеза 4 верна.
На самом деле корабль был огромный. Его длина была около 270 метров, а высота около 30 метров.
Если посмотреть на макет, то можно увидеть:
• Палубы. Всего на корабле их было восемь. На верхних палубах жили богатые и знаменитые люди, на нижних- бедные. На верхних палубах располагались шикарные комнаты с дорогой мебелью для пассажиров и экипажа, рестораны, бассейн с тёплой водой ,тренажерный зал, баня и длинные палубы для прогулок. На нижних – маленькие комнаты для пассажиров, столовая и небольшая прогулочная палуба.
• Гребной винт. Всего на корабле их было три.
• Трубы. Они были очень большими, диаметром около 7 метров. Если одну из них представить, как тоннель, то через неё могли проехать три поезда вместе.
В моей исследовательской работе я нашел ответ на свой главный вопрос:
Три моих гипотезы из четырёх подтвердились.
Благодаря проведённым исследованиям, я выяснил, что:
К орабль не тонет, потому что он имеет особую форму и плавучесть корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.
Воздух внутри корабля держит его на плаву.
На корабль действует сила Архимеда. Корабль не будет тонуть, если его вес будет меньше или равен весу вытесняемой им жидкости.
Из энциклопедии и интернета я узнал много о строении корабля,
чем современные корабли отличаются от деревянных, какие из них прочнее, быстрее и зачем на бортах рисуют красную линию, а также о истории кораблестроения и законе Архимеда.
В современных условиях роль проектной и учебной исследовательской деятельности существенно возрастает. Важно не просто передать знания школьнику, а научить его овладевать новым знанием, новыми видами деятельности. Учебное исследование поддерживает мотивационно-смысловую составляющую жизни обучающихся, которая реализуется через самостоятельный познавательный поиск. Учебное проектирование формирует способности к планированию собственной деятельности, построению жизненных планов во временной перспективе. В ходе исследования учащиеся открывают новые знания и пути их открытия, а в ходе проектирования используют эти знания как средство решения практически значимых ситуаций. Проектная работа способствует воспитанию самостоятельности, инициативности, ответственности, повышению мотивации и эффективности учебной деятельности. Таким образом, создание условий для реализации проектной и исследовательской деятельности – задача современной образовательной организации.
Это особенно актуально в процессе перехода на Федеральный государственный образовательный стандарт, отличительной особенностью которого является его деятельностный характер, ставящий главной целью развитие личности школьника. Основы проектной и исследовательской деятельности закладываются в начальной школе. От современной школы требуются особых усилия по формированию комплекса условий для организации проектной и исследовательской деятельности обучающихся (начиная с 1-го класса).
Данная исследовательская работа была проведена в рамках внеурочной деятельности “Я - исследователь”.
І. Введение
1.1. Обоснование выбора темы работы
На внеурочной деятельности нас заинтересовала тема: “Предметы на воде”. Мы знали, что лёгкие предметы на воде не тонут, а тяжёлые - тонут. Но, поразмыслив, задумались над тем, что корабли в море сделаны из стали, но они не тонут. Мы решили провести исследование и найти ответ на вопрос: “Почему корабли не тонут?”
1.2. Цели и задачи работы
Цель:выяснить причины, позволяющие кораблям не тонуть и не переворачиваться; можно ли построить дом на воде?
1. Собрать и проанализировать информацию о плавучести тел.
2. Провести опыты, объясняющие условия, при которых тела плавают в воде.
1.3. Построение гипотез, определение методов исследования, составление плана работы
- материал, из которого изготовлен корабль, не даёт ему тонуть;
- корабль не тонет, потому что имеет особую форму;
- секреты строения.
Что, еслипостроить плавучий дом.
- “Подумай сам”.
- “Посмотри в книгах”.
- “Спроси у других людей”.
- “Обратись к компьютеру, посмотри в глобальной компьютерной сети Интернет”.
- “Понаблюдай”.
- “Проведи опыты, эксперимент”.
- Изучение литературы и анализ.
- Проверка гипотез экспериментальным путём.
- Работа с компьютером.
ІІ. Основная часть
2.1. Проверка гипотез с использованием научной литературы
Мы летом отдыхали на речке и замечали странную вещь. Когда мы пытались нырнуть и задержаться на дне, то у нас ничего не получалось. Какая –то сила выталкивала тела вверх.Что это за сила?
Мы решили обратиться к литературе.Оказывается, когда-то давно древнегреческий учёный Архимед исследовал проблему плавучести тел и сформулировал закон: на всякое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости.
Мы узнали от учителя физики, что есть тела легче воды, есть тяжелее. Одни тонут, а другие нет.
Предметы могут тонуть или не тонуть в зависимости от того, какова плотность материала, из которого сделан предмет и какова плотность жидкости.
Из энциклопедии мы узнали о том, что корабль имеет продолговатую форму, чем-то напоминающую глубокую тарелку. Палубы на корабле закрывают его как крышки.
Корабли строят так, чтобы они в воде не тонули
Когда судно идёт без груза, оно высоко сидит в воде.
Даже полностью гружёное судно не тонет. Потому что его контроль-отметка – грузовая ватерлиния – всегда находится над водой.
Корабли строят так, чтобы они в воде не тонули
Днище корабля специально делают такой формы, что когда корабль наклоняется вбок, он волей – неволей стремится опять выпрямиться.
Палубы на корабле закрывают его нутро как хорошие крышки. Поэтому вода не попадает в него, и даже в самый сильный шторм корабль не становится заметно тяжелее. Конечно, если надежно задраены палубные люки.
2.2. Проверка гипотез экспериментальным путём
Для проверки наших гипотез нами были проделаны следующие опыты.
Предположим,что корабль имеет особенности строения, которые позволяют ему не тонуть.
I. Материал, из которого изготовлен корабль, не даёт ему тонуть.
Провели опыт“Тонет, не тонет”: взяли железную ложку, деревянный брусок, пластмассовый предмет и стеклярус. Ложка и стеклярус затонули, а брусок и пластмасса нет. (Приложение 1)
| Тело | Вещество | Тонет | Не тонет |
| Ложка | металл | + | - |
| Контейнер | пластмасса | - | + |
| Брусок | дерево | - | + |
| Бусина | стекло | + | - |
Вывод:пробковые и деревянные тела вода выталкивает, а металлические и стеклянные – нет.“Плавучесть” корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.
А корабль сделан из стали. И он плавает.
Гипотеза не подтвердилась!
II. Корабль не тонет, потому что имеет особую форму.
Следующий опыт, который был нами проведён “Предел плавучести”.
Опустим крышку кастрюли на воду сначала в горизонтальном положении, а потом вертикально. В горизонтальном положении крышка не тонет, а в вертикальном сразу идёт ко дну. (Приложение 1)
Вывод:плавучесть предмета зависит от его плотности. Корабль не тонет, так как имеет большой объём.
Ещё один опыт, который подтверждает особенность строения корабля: “Строение”
1. Сделаем из пластилина лодочку и пустим в воду. Лодочка держится на воде.
2. Вытащим лодочку, сомнём в комок и опустим в воду. Комок пластилина опустился на дно. (Приложение 1)
Вывод:плавучесть предмета зависит от его формы. Непотопляемость корабля зависит от его строения.
III. Определённые секреты строения корабля.
Для подтверждения этой гипотезы нами были проведены следующие опыты: 1. “Сила воды”
1. Возьмём крупный фрукт, например, гранат. Привяжем к нему тонкую резиновую нить так, чтобы гранат висел на нити. Затем взвесим его с помощью безмена.
2. Опустим гранат, подвешенный на резинке, в сосуд с водой. (Приложение 1)
Вывод: Вода выталкивает предметы. На корабль, погружённый в воду, действует выталкивающая сила.
Этот закон открыл древнегреческий учёный Архимед в . в.до н.э. Стальной корабль не тонет, потому что он вытесняет много воды. Чем больше какой-то предмет вытесняет воды, тем сильнее она выталкивает его.
2. “Эффект рассола”
1. Наполнили стакан водой и опустили яйцо. Яйцо опустилось на дно.
1. Стали добавлять в воду соль (понемногу) до тех пор, пока яйцо полностью не всплыло. От соли плотность воды увеличилась. (Приложение 1)
Вывод: солёная вода плотнее пресной, поэтому выталкивающая сила воды больше в солёной воде.
“Плавучесть” корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.
Корабли не тонут, потому что на них действует выталкивающая (подъемная) сила по закону Архимеда, направленная вверх и равная весу жидкости, вытесненной кораблем.
Корабль будет находиться на плаву до тех пор, пока его вес будет меньше или равен весу вытесненной им жидкости, что достигается, в том числе, и наличием прослойки воздуха в отсеках корабля.
Выталкивающая (подъемная) сила зависит от плотности жидкости. Следовательно, в море, где вода солёная (с большей плотностью), выталкивающая сила, действующая на корабль больше, чем в реке или озере, где вода пресная.
Корабли специально строят такой формы и такого строения, чтобы они не тонули.
Узнав всё это, мы решили, что можно построить плавучий дом.
Наши эскизы с учётом всех особенностей строения. (Приложение 2)
Заглянув в Интернет, мы нашли фотографии домов на воде (Приложение 2)
ІІІ. Заключение
Мы нашли ответ на свой вопрос “Почему корабли не тонут?”. Первая гипотеза наша не подтвердилась, вторая и третья подтвердились, но мы узнали много нового про кораблестроение, про свойства воды, про закон Архимеда.
Конечно, есть еще много того, что мы не понимаем, например, физические понятия, законы, формулы, но думаем, в старших классах мы сможем разобраться в этих вопросах подробнее.
А сейчасмы сможем рассказать своим друзьям и одноклассникам о своих открытиях.
Когда мы прыгаем в бассейн, мы опускаемся на дно, как камень, брошенный в воду. Но гигантские корабли - балкеры и авианосцы - плавают на поверхности воды. Как это возможно? Почему не тонут корабли?
Большие корабли - такие, как "Петр Великий" (самый большой корабль России) - плывут, а не тонут. С другой стороны, все легкие вещи, такие как шарикоподшипники, мгновенно опускаются на дно. Не размер определяет, плавает ли что-то на воде или тонет. Так в чем же ключ?
Архимед - первый моряк
Все тела на Земле - как над водой, так и под водой - обладают удельным весом. Более 2200 лет назад Архимед заметил, что существует взаимосвязь между весом тела, погруженного в воду, и объемом вытесненной воды. Это так называемый Закон Архимеда заставляет современные корабли плыть по морям и океанам. Но тогда Архимед не думал о кораблях.
Его задачей было оценить, была ли корона Гиерона II, короля Сиракуз, сделана из чистого золота или в ней была примесь серебра. Архимед пришел к выводу, что если бы корона была сделана из чистого золота, она бы занимала меньше места, чем корона с примесью серебра того же веса - это потому, что серебро не такое плотное как золото. Сравнив объем короны, измеренный количеством вытесненной воды, с объемом золота и серебра того же веса, он смог ответить на вопрос короля. Выяснилось, что корона Гиерона II сделана не из чистого золота.
После этого события Архимед начал эксперименты, на основе которых сформулировал закон плавучести. Оказалось, что любые погруженные в воду объекты, в том числе корабли, могут плавать, если вес вытесняемой ими воды равен их собственному весу.
Почему плывут корабли?
Корабли плывут, потому что они полые и имеют правильно распределенный вес. Кусок стали, помещенный на воду, мгновенно утонет, в то время как сталь в форме чаши будет плавать на ней. Это потому, что вес стали сосредоточен на небольшом пространстве, а в форме чаши равномерно распределен.
Именно это делает все корабли похожими по форме. Глубина осадки корабля зависит от формы корпуса и его веса. При заданной загрузке корабля он вытесняет столько воды, сколько объем погруженной части. Глубина погружения каждого корабля определяется при его проектировании - инженеры, располагающие компьютерными моделями корпуса, могут определить, как изменится объём подводной части при дополнительной нагрузке или пассажирской нагрузке.
Читайте также: