Исследовательский проект был представлен на школьном конкурсе.
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 663 КБ |
Министерство общего и профессионального образования Свердловской области.
Отдел образования Администрации Ленинского района города Екатеринбурга.
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 85.
Исследовательская работа
ученицы 2 класса «Б»
Черыговой Екатерины
Руководители:
Муратова Н.А.,
Черыгова И.А.,
Черыгов С.В.
Екатеринбург
2013
Содержание
Введение …………………………………………………………………….. 3
Глава 1. Что такое время……………………………………………………. 4
Глава 2. История часов……………………………………………………… 5
Глава 3. Создание моделей часов ………………………………………….. 15
3.1. Модель солнечных часов ……………………………………… 15
3.2. Модель водных часов …………………………………………. 17
3.3. Модель огневых часов ………………………………………... 19
3.4. Недостатки данных видов часов……………………………… 20
Глава 4. Минута, секунда – это много или мало ………………………… 21
Заключение …………………………………………………………………. 23
Источники информации …………………………………………………… 24
ВВЕДЕНИЕ
Я очень люблю рисовать. И поэтому занимаюсь в Архитектурной Академии. И вот, каждую субботу мы едем в Академию к 11 часам на занятия, которые продолжаются полтора часа. Время, которое мы тратим на дорогу туда и обратно гораздо меньше, чем длятся занятия, но мне всегда кажется, что мы так долго едем, хотя это всего 15 или 20 минут. И однажды я задумалась: а что значит – полтора часа, 15 - 20 минут? Как можно их измерить? И вообще – это много или мало? Я спросила об этом у папы и мы решили разобраться в вопросе – что такое время и как его измеряют.
Объект исследования: часы, время.
Гипотеза: я думаю, что измерять время человек начал очень давно, разновидностей часов существует много.
Цели и задачи:
Методы исследования:
ГЛАВА 1. ЧТО ТАКОЕ ВРЕМЯ
Что такое время? Если задать этот вопрос обычному человеку, он без запинки ответит: время — это длительность, интервал между какими-то событиями, которые происходят в нашей жизни. И ещё скажет, что измерять время принято в часах, минутах, секундах.
В Википедии дается такое толкование этому слову: вре́мя — одно из основных понятий философии и физики, условная сравнительная мера движения материи, а также одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел.
В толковом словаре Ожегова слову «время» даётся такое определение: время - продолжительность, длительность чего-нибудь, измеряемая секундами, минутами, часами.
В. И. Даль в своём толковом словаре определяет: время – средняя длительность бытия; пространство в бытии; последовательность существования; продолжение случаев, событий; дни за днями и века за веками; последовательное течение суток за сутками.
В этимологическом словаре М. Фасмера даётся такая версия возникновения слова «время» - заимствование из церковнославянского вместо веремя, вёдро – погода.
Время – это самое ценное, что есть у каждого человека. Потому, что только имея время можно создать что-то ценное и важное. Очень часто счёт времени люди ведут не на годы и даже не на часы, а на минуты, а где-то и на секунды. Умение ценить своё время и время окружающих – очень полезное качество, которое воспитывается в человеке с самого детства. Умение ценить каждую минуту важно именно в наши дни, потому что темп жизни, скорость передачи и усвоения знаний растут с каждым днём.
Время может быть и доктором, который помогает нам забыть неприятные события, когда-то произошедшие с нами, особенно о той «тройке» с длинным-длинным минусом. Недаром говорят - «Время лечит».
Нередки случаи, когда неумение ценить своё и чужое время, приводит к печальным и даже трагическим последствиям.
Мы часто слышим пословицы и поговорки о времени. Например: «Делу – время, потехе – час», «Поспешишь – людей насмешишь», «Всему своё время», «Счастливые часов не наблюдают», «Долог день до вечера, когда делать нечего». Эти слова подчёркивают важность времени и умения его правильно использовать.
Глава 2. ИСТОРИЯ ЧАСОВ
Часы – это инструмент, с помощью которого
можно разделить сутки на маленькие
промежутки времени и сделать
эти промежутки видимыми.
(Иоганн Литров. Тайны неба. 1834г.)
Человек издавна стремился измерить время. Сначала по луне и солнцу, но это было измерение крупных отрезков времени: год, месяц, сутки. С развитием жизни люди стали чувствовать в измерении более мелких отрезков времени. Так появились часы.
Никто не знает когда, где и кто изобрёл первые часы. Но это произошло тогда, когда люди поняли, как это важно – измерить время.
Измерить время люди пытались разными способами: с помощью солнца, воды, песка, свечей и другими методами.
2.1. СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ
В старые времени, когда люди жили в основном в местах, где жарко, удобнее всего было следить за временем с помощью солнца, которое проходило по небу один и тот же путь. Солнечные часы размещали на открытом месте, которое хорошо освещается солнцем. Это был ровный круг, в центре которого ставился столб, отбрасывающий тень на этот круг от проходящего солнца (рис. 1,2).
Но использовать эти часы люди могли не всегда. Время можно было узнать только днём, ночью и в непогоду они не работали. Да и в дом их не занесёшь.
Рис.1 Солнечные часы в г. Пальма, Майорка, Испания.
Рис. 2
2.2. ЦВЕТОЧНЫЕ ЧАСЫ
Так как у различных растений цветки открываются и закрываются в различную пору дня, то можно так подобрать растения, что по их цветению можно приблизительно узнавать время дня. Для каждой местности могут быть составлены свои цветочные часы, так как время цветения, то есть открытие и закрытие цветков, в разных местностях происходят не в один и тот же час; оно либо запаздывает, либо наступает раньше. Для того чтобы составить цветочные часы, надо произвести многолетние наблюдения над множеством растений и выбрать потом такие из них, цветение которых совершается в наиболее определённое время (рис. 3).
Использование таких часов очень затруднительно, потому что цветы цветут только летом, а наше уральское лето короткое. Зимой существование таких часов вообще невозможно.
Рис. 3
Мне очень хотелось проверить на практике действие цветочных часов, но это возможно только летом.
2.3. ВОДЯНЫЕ ЧАСЫ
Рис. 4
Для того, что бы измерить время в помещении, где нет солнца, люди стали применять воду. Это делалось, в основном, в храмах при богослужениях, когда нужно было точно знать время. В высокий и узкий стеклянный сосуд с дырочкой у дна наливали воду (рис. 4). Капля за каплей вода вытекала из отверстия. Её становилось все меньше.
Но такие часы были неудобны – все время приходилось доливать воду. Эти часы использовались и ночью, их еще называли «Ночные часы»
2.4. ПЕСОЧНЫЕ ЧАСЫ
Из того же времени к нам пришли и песочные часы. Мы можем их увидеть и в наше время в больницах. Они применяются, когда необходимо отмерить небольшой отрезок времени. Песочные часы – это два небольших сосуда из стекла в форме конусов, которые соединены между собой вершинами с узким отверстием (рис. 5). В этих сосудах находится мелкий песок, который перетекает из верхнего сосуда в нижний за определённое время, например за 1 минуту.
Рис. 5
2.5. ОГНЕВЫЕ ЧАСЫ (СВЕЧНЫЕ)
Необходимость измерения времени ночью подсказала людям возможность использования огня. Никто не знает, где впервые появились огневые часы, но они широко использовались и в Европе, и в Китае.
Это тонкие свечи длиной около метра с нанесённой по всей длине шкалой (рис. 6). Они сравнительно точно показывали время, а в ночные часы ещё и освещали жилища. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода будильником того времени.
Рис. 6 Рис. 7
Другой разновидностью огневых часов были фитильные часы. Главной частью таких часов был фитиль в виде длинной металлической палочки, покрытой слоем дегтя с древесными опилками. Иногда фитиль сворачивали в форме спирали и укрепляли на стержне над тарелкой (рис. 7). На определённом расстоянии один от другого в спираль были встроены металлические шарики, которые по мере сгорания спирали падали, отбивая время.
2.6. МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Рис. 8 Рис. 9
Через много лет после того, как люди поняли, как важно измерять время, были придуманы механические часы. Это была сжатая пружина, которая соединена с зубчатыми колёсами. Пружина распрямляется и крутит колёса, к одному из которых прикреплены стрелки. Они указывают на цифры, нанесённые на циферблат, которые и обозначают время (рис. 8,9).
Чтобы часы работали, пружину необходимо постоянно закручивать. Для этого у часов есть заводная головка. Когда мы её крутим, слышно как скрипит пружина.
2.7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ (КВАРЦЕВЫЕ) ЧАСЫ
Рис. 10
С развитием техники, люди придумали, как обойтись без пружины. Вместо неё в часах установлен совсем маленький моторчик, который вращает стрелки и работает от батарейки (рис. 10). Эти часы заводить не надо, но необходимо иногда менять батарейку. Заводная головка в таких часах нужна для перевода стрелок.
2.8. КРЕМЛЁВСКИЕ КУРАНТЫ
Во многих странах с богатой историей есть свои главные часы. Для нашей страны таким часами являются Кремлёвские куранты на Спасской башне. Их сделал в 17 веке английский мастер Христофор Галовей, за что получил от царя богатые подарки.
Через некоторое время царь Пётр 1 купил в Голландии другие часы. Сначала их везли по морю на корабле, а потом на телегах в Москву.
Потом Куранты ещё несколько раз менялись.
Много лет Спасскую башню Кремля украшают часы (рис. 11). Несколько специалистов днём и ночью следят за их состоянием. Именно по этим часам вся страна встречает Новый Год.
Рис. 11
2.9. КЛАССИФИКАЦИЯ ЧАСОВ
Чем больше я читала о часах, тем с большим и большим числом разновидностей этих приборов знакомилась. Мне захотелось как-то упорядочить свои знания, и я составила следующую классификацию часов.
По механизму действия часы делятся на:
По способу расположения (в том числе ношения) часы делятся на:
По принципу накопления энергии часы делятся на:
По указывающему прибору часы делятся на:
Таким образом, видов часов существует великое множество. А интересно, сколько часов в разных семьях, насколько привычным стал для нас этот прибор? Для ответа на этот вопрос, я провела анкетирование среди своих одноклассников и знакомых.
ПРОВЕДЕНИЕ ОПРОСА
Вопросы:
Было опрошено 50 человек, из которых 34 – ученики 1 и 2 классов, 16 человек – преподавательский состав МБОУ СОШ №85 (таблица 1).
Таблица 1
Ответы преподавателей | Ответы учеников |
Вопрос 1 | |
1 – 7 человек; 2 – 7 человек; 3 – 2 человека. | 0 – 1 человек; 1 – 14 человек; 2 – 7 человек; 3 – 7 человек; 4 – 1 человек; 5 – 1 человек; 7 – 1 человек; 8 – 1 человек; 12 – 1 человек. |
Вопрос 2: | |
1 – 1 человек; 2 – 2 человека; 3 – 3 человека; 5 – 2 человека; 6 – 2 человека; 7 – 1 человек; 8 – 1 человек; 9 – 1 человек; 10 – 2 человека; 11 – 1 человек; 15 – 1 человек. | 5 – 2 человека; 6 – 3 человека; 7 – 2 человека; 8 – 3 человека; 9 – 5 человек; 10 – 5 человек; 11 – 5 человек; 12 – 3 человека; 13 – 1 человек; 14 – 2 человека; 15 – 1 человек; 23 – 1 человек; 26 – 1 человек. |
Вывод: среди опрошенных оказался всего один человек без часов, большинство опрошенных имеют дома 2 и более часов. Это подтверждает важность для современного человека измерения времени в любой момент.
Узнав о таком многообразии часов, особенно старинных, мне захотелось проверить на практике, как они действовали, и я решила изготовить некоторые модели старинных часов.
На дворе стояла зима, и создать постоянно действующие солнечные часы было невозможно, снег мог в любую минуту засыпать мое творение. Но сделать часы, которые будут действовать хотя бы день или два я могла. Я выбрала солнечный день, начертила с помощью подходящей палки на снегу круг, в центр которого укрепила высокую прямую палку. Подождав, пока наручные часы будут показывать ровно 11 часов утра (в это время мы с папой проводили свою практическую работу), я отметила чертой на круге тень от палки (рис. 12) Затем мы, отступая от этой метки, разделили круг мы на 12 примерно равных частей.
Ждать на одном месте было холодно и мы гуляли недалеко, все время поглядывая на часы. Когда я подошла к своим солнечным часам, то увидела, что тень от палки действительно переместилась и стала гораздо ближе к отметке 12 (рис. 13). После обеда я еще подходила проверить свои солнечные часы, но они уже были закрыты тенью от дома и ничего не показывали.
Опыт по изготовлению солнечных часов
Цель: продемонстрировать через перемещение тени движение Земли вокруг Солнца.
Материалы: стержень с заострённым концом.
Ход:
Делаем солнечные часы по алгоритму: начертить на ровной площадке (снег, песок) ровный круг, точно в центре закрепить стержень и в течение дня на окружности делать отметки и ставить цифры в соответствии со временем.
Вывод:
Тень от колышка действительно перемещается по кругу. Неудобство – на дворе зима, солнце часто прячется за тучи или оно вообще скрыто – и часы в это время не работают. Кроме того, в городе такие часы очень неудобны, так как тень от домов может закрыть наши часы и они вообще перестанут показывать что-либо.
Рис. 12 Фотография 1
Примечание: Фотография сделана около 11 часов дня.
Рис. 13 Фотография 2
Примечание: Фотография 2 сделана ориентировочно через 40 минут после фотографии 1.
Для создания водяных часов нам необходима пластиковая бутылка. На бутылку наклеиваем полоску из светлой бумаги. В бутылку наливаем воду и подвешиваем ее вертикально. На бумажной полоске отмечаем маркером начальный уровень воды в бутылке (рис. 14) и приоткрываем крышку бутылки так, что бы вода через пробку начала капать в сосуд для воды, поставленный под бутылку. Включаем секундомер и отмечаем на бумажной полоске уровень воды после того, как пройдёт одна минута. Замеряем линейкой расстояние между двумя полученными полосками уровня воды и размечаем всю бумажную полоску отметками с промежутками, равными полученному результату в начале опыта. В ходе эксперимента выявлено, что уровень воды в бутылке понижается на 5 миллиметров за 1 минуту.
Рис. 14 Рис. 15
На фотографии (рис. 15) на бумажную полоску нанесено 13 отметок, что равно 13 минутам. Когда уровень воды в бутылке понизится до последней отметки, пройдёт 13 минут.
Рис. 16 На фотографии: С момента начала эксперимента прошло 8 минут.
Описание опыта по изготовлению водных часов.
Цель: продемонстрировать через течение воды возможность измерения определённых отрезков времени.
Материал: вода, пластиковая бутылка.
Ход изготовления:
Водяные часы: Берём пластиковую бутылку, наливаем в неё воду и подвешиваем вертикально горлышком вниз с закрытой крышкой. По всей длине бутылки наклеивается бумажная полоска, на которую наносятся отметки с расстоянием между отметками, равным первому, которое является контрольным. Уровень воды в бутылке при вытекании через приоткрытую крышку показывает прошедшее время с момента начала эксперимента.
Вывод: часы не удобны в употреблении. Вода вытекает – её необходимо доливать и куда-то отводить. Метод не подходит для определения больших отрезков времени, так как требует очень большого количества воды и, соответственно, большого сосуда, который будет очень тяжёлым. Данный метод подходит для того, что бы определять время до нескольких минут в зависимости от объёма бутылки.
Для создания огневых часов нам понадобилась 1 обычная бытовая свеча, которую мы купили в хозяйственном магазине. Мы с папой отмерили на свече с помощью двух плосок из тёмной цветной бумаги расстояние в 1 сантиметр (рис. 17). Потом зажгли свечу и с помощью электронных часов засекли время, за которое свеча сгорает на 1 сантиметр. В ходе эксперимента установлено, что свеча сгорает на 1 сантиметр за 1 час (рис. 18). Теперь, зная время горения одного сантиметра свечи, я могу узнать, сколько времени необходимо, что бы сгорела вся свеча. А для того, что бы отмерять отрезки времени в 1 час, надо просто нанести на свечу полоски через 1 сантиметр (рис. 19).
Фотография 1.
Рис. 17 14.00 Начало калибровки. Расстояние между полосками 1 сантиметр.
Фотография 2 .
Рис. 18 15.00 Окончание калибровки. 1 сантиметр свечи сгорел за 1 час.
Примечание: К сожалению, время на часах, расположенных на заднем плане, не видно.
Рис. 19 На фотографии: С момента начала эксперимента прошло ориентировочно 2 минуты 40 секунд.
Описание опыта по изготовлению огневых часов.
Цель: продемонстрировать через горение свечи возможность измерения определённых отрезков времени.
Материал: свеча.
Ход изготовления:
Парафиновые часы: Берется свеча, по всей длине, через 1 сантиметр наносятся отметки (изготовлены из тёмной бумаги). Зажигаем свечу и, зная за какое время свеча сгорает от метки до метки, определяем прошедшее время.
Вывод: часы не удобны в употреблении. Свеча сгорает – её не восстановишь. Метод не подходит для определения отрезков времени от нескольких секунд до нескольких минут. Данный метод подходит для того, что бы определять время от десятков минут до нескольких часов в зависимости от длины свечи.
Итак, мы рассмотрели модели солнечных, водяных и огневых часов. По ним действительно можно измерить некоторый отрезок времени, но точность измерения прошедшего времени оставляет желать лучшего. Они показывают только примерное время, не отвечая на вопрос: сколько точно прошло времени с определённого момента? А если нам необходимо сделать какую-то работу за 5, 10 минут. Как измерить более мелкие промежутки времени с использованием таких часов? Это или невозможно, или очень затруднительно.
В 16 веке великий физии Галилей открыл, что качание маятника вперёд и назад всегда происходит за одно и то же время, то есть маятник задаёт такт для часов. Используя груз, прикрепленный к механизму, состоящему из системы зубчатых колёс, в 1653 году голландец Гюйгенс изобрёл первые маятниковые часы, которые и стали прототипом всех современных часов со стрелками и циферблатом, которые позволяют более точно измерять время
Глава 4. Минута и секунда – это много или мало.
После практической работы по изготовлению часов мне захотелось определить для себя: насколько мала одна минута и одна секунда. Что можно успеть сделать за столь малый отрезок времени? Для чего нужно было вводить именно такие единицы измерения времени?
Цель моего эксперимента:
сформировать представления о единицах измерения времени – секундах, минутах, часах.
Понять: одна минута – это много или мало? Что я могу сделать за одну минуту.
Материал и оборудование:
песочные часы, секундомер, книга Н. Носова «Фантазёры», лейка, домашние цветы, англо-русский словарь.
Эксперимент:
Засечь время продолжительностью 1 мин и за это время прочесть текст, посчитать, сколько я смогу полить цветов, подсчитать, сколько английских слов я смогу выучить.
За одну минуту я прочитала текст из 75 слов (рис. 20), полила 6 цветков в больших горшках (рис. 21), выучила 1 английское слово «mankind» - человечество (рис. 22).
Рис. 20 Рис. 21
Рис. 22
Вывод: За 1 минуту можно многое сделать, поэтому необходимо ценить даже одну минуту и если время правильно распределить, можно успеть сделать очень много.
А насколько может «растянуться» секунда? Я узнала, что звук распространяется в воздухе со скоростью 331 метр в секунду, первая космическая скорость составляет 8 километров в секунду. Скорость военного самолёта может превышать скорость звука в 5 или даже 6 раз. А самой высокой скоростью обладает свет, который за одну секунду преодолевает расстояние в 300 миллионов метров. Солнечному свету требуется около 8 минут 19 секунд, чтобы достигнуть Земли.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проведённой исследовательской работ я убедилась, как важно точное измерение времени. За всё время существования людей придумано огромное количество способов измерения времени. Многие из этих способов неудобны, но для своего времени они были важны.
Кроме того, я убедилась, что современные способы измерения времени точны, приборы, которыми мы измеряем время небольшие и очень удобны. Современные часы используются во многих бытовых приборах, которые помогают нам в жизни.
Раньше я думала, что минута и секунда – это очень маленькие промежутки времени, теперь моё представление о минутах и секундах изменилось – я постараюсь не терять времени зря.
Теперь я понимаю, почему при занятии любимым делом время пролетает незаметно, а при выполнении работы, которая не очень нравится или «безделии», время тянется медленно.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
Приложение 1.
ПОСЛОВИЦЫ И ПОГОВОРКИ О ВРЕМЕНИ
Приложение 2.
ЗАГАДКИ О ЧАСАХ
Хоть и сладок утром сон,
Но упорно этот звон
Каждый раз торопит в школу.
Как, скажи, зовётся он?
(Будильник)
На стене висит тарелка,
По тарелке ходит стрелка.
Стрелка та не для красы -
Время скажут вам...
(Часы)
Из каютки в каютку
Пробегают малютки,
Считают минутки.
(Песочные часы)
Приложение 3.
СТИХИ О ВРЕМЕНИ
Мы знаем: время растяжимо,
Оно зависит от того,
Какого рода содержимым
Вы наполняете его.
Бывают у него застои,
А иногда оно течёт
Незагружённое, пустое,
Часов и дней ненужный счёт.
Пусть равномерны промежутки,
Что разделяют наши сутки,
Но, положив их на весы,
Находим долгие минутки
И очень краткие часы.
(С.Я. Маршак)
Бежит стремглав минута.
Минута коротка,
Но за минуту можно
Найти звезду, жука,
Решение задачи и редкий минерал,
Который до сих пор ещё
Никто не открывал.
(С.Я. Маршак)
Сторож
Астрономический календарь. Январь, 2019 год
Убунту: я существую, потому что мы существуем
Солнечная система. Взгляд со стороны
Прекрасная арфа