Проект "Гепард – рекордсмен скорости среди животных"

Тема.

Гепард –

рекордсмен скорости среди животных.

Выполнил Утивленов Руслан

ученик 4 «В» класса

 МОАУ «СОШ №6»,

руководитель О.В.Микляева

Бузулук -2014 год

План

Введение…………………………………………………………………………3

Глава первая 1. Понятие скорости и самое быстрое животное………4-10

1.  Понятие скорости и ее измерение.
2.  Рекордсмены скорости среди животных.
3.  Секреты скорости гепарда.

Глава вторая 2. Практическая часть……………………………………11-12

1.  Составление задач на скорость движения гепарда.
2.  Представление результатов в виде брошюры.

Заключение…………………………………………………………………...…13

Используемые источники ……………………………………………………14

Введение

В четвертом классе на уроках математики мы познакомились  с тем, что называется скоростью движения, узнали, в каких единицах она измеряется, и  научились её определять. Познакомившись с данной величиной, мы поняли, что со скоростью человек встречается каждодневно. В связи с этим возникает много вопросов: С какой максимальной скоростью может двигаться человек? С какой скоростью вылетает стрела из лука? А кто из животных двигается с наибольшей скоростью и как им это удается? И много других. Но последний вопрос стал наиболее интересным.

Всем известно, что рекордсмен скорости среди животных – это гепард. Британский исследователь Алан Уилсон заметил, что физические, механические основы таких невероятных способностей гепардов совершенно неизвестны. По его словам, гепарды и борзые собаки очень близки по размерам, весу и способу бега – галопу. Однако гепардам удается набирать скорость едва ли не вдвое большую, чем борзым. В чем же их секрет? Уилсон с коллегами решили разобраться, в чем тут дело.  В  этом  деле  хотим  разобраться  и  мы. Недостаточность знаний по этому вопросу и желание понять секрет скорости гепарда обусловили выбор темы исследования.

Таким  образом,  в своём  проекте  мы  хотим  узнать  о  самом быстром  животном  в мире и изучить его  скоростные возможности – это и  будет  целью  исследования.

Из  цели вытекают  следующие  задачи:

1. Раскрыть понятие скорость.
2. Проанализировать скорость движения различных животных.
3. Проанализировать  скоростные возможности гепарда.
4. Представить  результаты  поиска  в  виде  сборника задач на движение гепарда.

Гипотеза. Я  предполагаю, что  на основе данных о скоростных возможностях гепарда можно создать сборник задач на движение.

Глава первая 1.

Понятие скорости и самое быстрое животное.

1. Понятие скорости и ее измерение.

Ско́рость (часто обозначается, от англ. velocity или фр. vitesse) векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчёта.

Скорость – это одно из ключевых понятий не только математики, но и физики, химии, биологии и других областей знаний. Наша жизнь устроена таким образом, что все происходящее с нами происходит во времени и с определенной скоростью. С начала своего существования мы «обречены» на встречу с теми сторонами мира, знание о которых храниться человеком в понятии «скорость». Попробуем разобраться в его сущности.

Скорость – это одна из величин, характеризующих изменения во времени.

Еще в IV веке до н. э. Автолик из Питаны  определил равномерное движение (то есть скорость) так: «О точке говорится, что она равномерно перемещается, если в равные времена она проходит равные и одинаковые величины».

Сейчас мы это определение можем представить в виде формулы:

V = S : t

где V – скорость, S – расстояние, пройденное за единицу времени (t).

На уроках математики мы познакомились с единицами измерения скорости, научились вычислять скорость по формуле, сравнивать скорости различных объектов и использовать эти знания при решении задач на движение.

Таким образов, мы определили, что термин «скорость» используют не только в математике, но и в других науках, понимая под ним быстроту изменения какой-либо величины в зависимости от другой (чаще подразумеваются изменения за единицу времени). Так, например, говорят о скорости движения, скорости изменения температуры, скорости химической реакции, групповой скорости и т. д. В нашей работе нас интересует скорость движения вообще и скорость движения гепарда в частности.

2. Рекордсмены скорости среди животных.

Если человек достигает спортивных рекордов ради славы и наград, то животные каждый день должны устанавливать рекорды скорости и силы, чтобы выжить.  

Состязание, соревнование - основной механизм выживания, развития и совершенствования жизни на Земле с самых древних времен. Конечно, имеются в виду не только "спортивные" состязания, хотя и они играют важную роль. Понятие борьбы за существование, включающее разные формы состязания животных между собой, впервые ввел Чарльз Дарвин. Основными «видами спорта» животных были и остаются бег, плавание, единоборства и поднятие тяжестей. Бег необходим хищникам, чтобы поймать добычу, а травоядным животным - чтобы скрыться от хищника-преследователя. Ученые обнаружили, что у животных есть и упражнения, предназначенные для обучения детенышей для увеличения скорости бега.

Самое быстрое наземное животное - гепард. Сверхэластичный позвоночник и длинные лапы позволяют ему разгоняться за 2 секунды до 75 км/ч, а за 3 - до 110 км/ч, что превосходит показатели разгона большинства спортивных автомобилей. Известен случай, когда гепард преодолел расстояние около 650 метров за 20 секунд, что соответствует скорости 120 км в час. Абсолютный рекорд скорости гепарда - 128 км в час. Если человеческий рекорд в беге на 100 метров, установленный ямайцем Усейном Болтом, составляет 9,58 секунды, то гепард может пробежать стометровку за 3,5 секунды. При этом гепард может поддерживать высокую скорость не более полукилометра. Во время спринтерского забега частота его дыхания возрастает до 150 в минуту.

Второе место в скорости среди наземных животных принадлежит вилорогу (вилорогая антилопа), обитающему в Северной Америке. Рекорд скорости вилорога - 98 км/ч, при этом вилорог может бежать на высокой скорости значительно дольше гепарда. Примечательно, что такие навыки бега вилорог приобрел в конкуренции с ныне вымершим хищником - североамериканским гепардом. В современной Северной Америке нет хищника, который мог бы тягаться с вилорогом в скорости.

Третье место в скорости среди наземных животных принадлежит африканской антилопе гну, которая может развить скорость свыше 80 км/ч.

Таким образом, рекордсмен скорости среди наземных животных – это гепард. Его абсолютный рекорд – 128 км/ч.

3. Секреты скорости гепарда.

Гепард- удивительный зверь! Он как бы смесь двух животных. Голова, тело, хвост, пятнистая окраска – это от кошки, а длинные сухие ноги и лапы с когтями – собачьи. Действительно, это кошка, созданная природой для быстрого бега. А скорость для  гепарда - основа удачной охоты!

Напомним, британский исследователь Алан Уилсон заметил, что, гепарды и борзые собаки очень близки по размерам, весу и способу бега – галопу. Однако гепардам удается набирать скорость вдвое большую, чем борзым. Ученым удалось выяснить, почему гепарды способны бегать почти вдвое быстрее, чем борзые собаки, притом что и у тех, и у других мышцы имеют одинаковый принцип работы, да и стиль бега идентичен. Чтобы разобраться, с чем связана разница в максимальной скорости бега, которую способны развивать эти животные, британские исследователи устроили четвероногим спринтерам забег по дорожке, оснащенной специальными датчиками, и сняли его на высокоскоростную камеру.

Оказалось, что при ускорении у гепардов увеличивается частота шагов, тогда как у борзых она не изменяется. Получается, что самые быстробегающие на земле существа буквально переключают передачи, что позволяет им развивать такую большую скорость.

При спокойном беге (около 31 км/ч) гепарды делают в секунду 2,4 шага, когда же они разгоняются до 61 км/ч, то частота шагов возрастает до 3,2 в секунду. Борзые, которые бегают похожим образом, независимо от своей скорости делают в секунду примерно 3,5 шага.

Кроме этого, исследователи также обнаружили, что при высокой скорости бега гепарды 70% своего веса переносят на задние конечности, а гончие только 62%. Это может давать гепардом дополнительное преимущество, так как распределение веса подобным образом препятствует проскальзыванию во время разгона.

Ученые отмечают, что борзая во время эксперимента сумела разогнаться быстрее, чем гепард – до 64 км/ч. Алан Уилсон, руководивший исследованием, поясняет, что это связано с тем, что участвовавшие в эксперименте хищники родились в зоопарке и никогда сами себе не добывали пищу, поэтому они не научились по максимуму использовать данные им природой способности.

Рассмотреть  строение тела гепарда.

Голова гепарда заметно отличается от других представителей семейства кошачьих. Тело стройное, с развитой мускулатурой и практически без жировых отложений, кажется даже хрупким. У гепарда небольшая голова, высоко расположенные глаза и маленькие закруглённые уши — то есть аэродинамическое построение тела, что служит для лучшей обтекаемости во время бега. Окраска песочно-жёлтая, с разбросанными по всему телу мелкими чёрными пятнами, по бокам морды — тонкие чёрные полосы. Масса взрослого гепарда — от 40 до 65 кг, длина тела — от 115 до 140 см, довольно массивный хвост имеет длину до 80 см.

Когти частично втяжные, что не характерно для кошачьих и кроме гепарда наблюдается лишь у кошки-рыболова, суматранской и ириомотейской кошек.

У гепардов, как и у других кошек, имеются мускульные волокна разных типов. Одни из них, например, способны работать очень долго, затрачивая при этом мало энергии. Такие мускулы обычно задействованы, когда животное идет не спеша. Мускулы другого типа в разы мощнее, но они не могут долго сокращаться - быстро накапливается усталость. Такие мускульные волокна включаются в работу тогда, когда гепард быстро бежит.

Как рассказала BBC профессор Наоми Вада, у гепардов мускулы первого типа находятся в основном на передних конечностях, а второго - на задних. Если сравнить гепарда с автомобилем, то получается, что, когда он идет, у него включается передний привод. Когда же гепарду нужно ускориться, он переключается на задний привод.

Гепарды — дневные хищники. Они охотятся преимущественно на некрупных копытных: газелей, импал, телят гну, — а также на зайцев. Втроём гепарды могут одолеть страуса. 87 % добычи гепарда — газель Томсона. Гепарды охотятся обычно рано утром или вечером, когда ещё не очень жарко, но уже достаточно светло. Ориентируются больше по зрению, чем по запаху. В отличие от других кошачьих, гепарды охотятся, преследуя добычу, а не из засады. Сначала они приближаются к выбранной жертве на расстояние около 10 метров (при этом практически не скрываясь), а затем пытаются поймать её в коротком забеге. С невероятной скоростью гепард бросается за стремительно убегающей газелью. Две- три минуты напряженной погони, и добыча схвачена. В погоне за жертвой развивает скорость до 110—115 км/ч, разгоняется до 75 км/ч за 2 секунды. Бежит зверь прыжками длиной 6—8 м, затрачивая на каждый прыжок меньше 0,5 секунды. Недаром гепард- самый быстрый зверь в мире!

Приведенные выше факты, говорят о том, что аэродинамическое строение тела, чистота шагов, перенос веса при беге и мускульная ткань разных типов – вот секрет скорости гепарда.

Глава вторая 2. Практическая часть.

1. Составление задач на скорость движения гепарда.

При изучении скорости на уроках математики, мы учились решать задачи на движение. Идея составить задачи о гепарде появилась после того как мы получили домашнее задание придумать задачу на движение.

Для начала распределим данный вид задач на группы:

• Простые задачи (нахождение скорости, времени, расстояния по формуле).

• Составные задачи (задачи на движение в одном направлении, на встречное движение, на движение в противоположном направлении, с отставанием и вдогонку).

Затем используя данные о скорости гепарда, мы составили простые задачи на движение (стр. 4-9 ЗАДАЧА №1,2,3,4,5,6).

Следующим этапом было составление задач на движение в различных направлениях (стр. 10-11 ЗАДАЧА №7,8). Но выяснилось, что для составления задач знать скорость одного объекта недостаточно, необходимо информация о скорости других объектов.  Из дополнительной литературы (энциклопедии) были взяты сведения о скорости движения слона, черепахи, страуса, льва, акулы.

Мы приняли решения разнообразить наш сборник не только задачами, но и заданиями на составление задач (по чертежу и таблице).

Далее необходимо было представить результаты нашей работы в виде брошюры.

2. Представление результатов в виде брошюры.

Будучи учениками 4 класса, то есть на своем собственном опыте, мы заметили, что задачи на движение являются одними из самых трудных в курсе математики начальной школы. Поэтому было решено использовать составленные  задачи для закрепления данной темы и представить материал в виде сборника задач (брошюра).

Для создания сборника была использована программа Microsoft Word (печать брошюры).

Сборник задач был распространен среди учеников 4 «В» класса, то есть тиражом 25 экземпляров. Несколько одноклассников предложили включить свои задачи в сборник, что планируется сделать в ближайшее время (во втором издании).

Заключение

В процессе своего исследования мы изучили энциклопедическую, учебную литературу. Было установлено, что скорость – эта величина, которая характеризует быстроту перемещения и направление движения объекта. Данную величину изучает не только математика, но и физика, химия, биология и другие науки.

Нам удалось выявить абсолютного рекордсмена скорости среди животных, путем сравнения скоростей гепарда, велорога и антилопы. В результате первое место было присвоено гепарду с рекордом скорости 128 км/ч. Проанализировав исследования ученых, мы выяснили секрет его скорости.

В своём  исследовании  мы узнали  о  самом быстром  животном  в мире и изучили его  скоростные возможности, то есть достигли цели нашего исследования.

Создав сборник задач на движение на основе данных о скоростных возможностях гепарда, мы подтвердили нашу гипотезу.

Проанализировав результаты нашего исследования, мы решили продолжить работу по созданию сборника задач, а следовательно и по изучению скорости движения других животных.

Используемые источники

1. «ВОКРУГ СВЕТА. Борзая кошка. Борис Жуков №7 (2790) | Июль 2006. Рубрика «Зоосфера»
2. Большая Советская Энциклопедия (1970 - е). Гепард
3. Гепард убивает ускорением. Газета.Ру.  www.gazeta.ru
4. ЖИВОТНЫЕ-РЕКОРДСМЕНЫ.  Udivitelno.com
5. Игорь Акимушкин, «Жизнь животных», 1981
6. Математика. Учебник. 4 класс. Моро М.И., Бантова М.А., Бельтюкова Г.В. и др., 2013 год
7. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Скорость.
8. Скорость гепардов впервые измерили в дикой природе. Наука и техника. 13 АПРЕЛЯ 2014. lenta.ru 
9. Фильм ВВС. Тайна скорости гепарда. Мэтт Бардо Репортер Би-би-си. 8 сентября 2012 г. 

 -рекордсмен скорости среди животных.

(сборник задач)

Составитель Утивленов Руслан

ученик 4 «В» класса

 МОАУ «СОШ №6»,

Бузулук -2014 год

Этот зверь быстрее ветра,
И могу заверить вас,
Что сто двадцать километров
Развивает скорость в час!
Избежать пытаясь плена,
Он почти неуловим.
И коварен, как гиена, -
Очень плохи шутки с ним.
У него прямые ноги,
Словно у борзого пса,
Но причислен он в итоге
Всё же к кошкам. Чудеса!
Этот зверь немногочислен,
В книгу Красную зачислен.
Очень схож с ним леопард.
А зовут его …
(гепард)

ЗАДАЧА №1

Реши задачу.

Из зоопарка убежал гепард. Его поймали через 3 часа за 336 км от зоопарка. С какой скоростью бежал гепард?

ЗАДАЧА №2

Сделай чертеж и реши задачу.

Скорость гепарда 1850 м/мин, а скорость собаки 800 м/мин. На сколько метров гепард обгонит  собаку за 2 минуты?

ЗАДАЧА №3

Составь таблицу и реши задачу.

            Гепард развивает  за 4 минуты  скорость 1600м/мин. За сколько минут гепард пробежит тоже самое расстояние, со скоростью 800 м/мин?

ЗАДАЧА №4

Реши задачу.

Гепард – хищник и питается, главным образом, антилопами. Так вот, чтобы догнать антилопу, гепард должен бежать на 30 км быстрее, чем плывет акула, а её скорость составляет 80 км/ч. Найдите скорость гепарда.

ЗАДАЧА №5

Составь задачу по таблице и реши ее.

ЗАДАЧА №6

Реши задачу.

Скорость движения слона в два раза меньше скорости движения гепарда. Они пробежали одно и то же расстояние. Кто из них затратил меньше времени и во сколько?

ЗАДАЧА №7

Сделай  чертеж и реши задачу.

Два гепарда вышли на охоту из одной засады в разных направлениях, через 2 часа расстоянии между ними  было 466 км. С какой средней скоростью двигался один из них, если другой двигался с абсолютным рекордом скорости 128 км/ч.

ЗАДАЧА №8

Составь и реши задачи о гепарде по чертежам.

   =70 км/ч                  =110 км/ч

      =100 км/ч        = 60 км/ч

 -рекордсмен скорости среди животных.

Дорогие одноклассники, если возникнут трудности в решении задач, я готов помочь в них разобраться.

С уважением

Руслан Утивленов.

Тираж 25 экземпляров.

Бузулк 2014 год