Исследовательская работа "Почему не тонут корабли?"

Исследовательский проект по теме: «Почему корабли не тонут?»
Автор: Грунистый Алексей, 3 класс
Образовательное учреждение: МБОУ «Гимназия №12»
Основной предмет: окружающий мир
Научный руководитель: Бассараб Светлана  Николаевна, учитель начальных классов
 

1. Актуальность
Я склеил модель кораблика, но в воде он перевернулся и  вскоре утонул. И тут я задумался над вопросом: Почему же настоящие корабли не тонут? Ведь они сделаны из железа и гораздо тяжелее моего деревянного кораблика.

2. Проблема.
Мне захотелось самому это понять с помощью опытов и самостоятельно найти ответ на вопрос «Почему корабли не тонут?» Ведь так хочется, чтобы мой кораблик поплыл!

3. Цель
Выяснить причины, позволяющие кораблям не тонуть и не переворачиваться.

4. Объект
5. Предмет
6. Задачи-Разработать серию опытов, позволяющих шаг за шагом выяснить условия, при которых тела плавают в воде.
-Подготовить описания опытов, чтобы каждый желающий мог легко их повторить и получить знания, позволяющие понять многие природные явления.

-Собрать и проанализировать информацию о плавучести тел.

7. Гипотеза:    Предположим, корабль имеет особенности строения, позволяющие не тонуть :

1. Материал, из которого изготовлен корабль, не дает ему утонуть.

 2. Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму 

3. Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву.

4. Секреты строения.
8. Методы исследования:

• Беседы с взрослыми;

 Анкетирование одноклассников

• Изучение научной  литературы;

• Работа с компьютером;

• Наблюдения;

• Проведение опытов, экспериментов.

 Итак, можно начинать исследование.

Сначала я спросил у одноклассников. Были такие ответы:……………..

Опыт № 1 «Влияет ли материал, из которого  сделан корабль, на его плавучесть?

Поочередно погружаем в воду предметы, сделанные из металла, дерева, стекла и пластмассы. Как видно, предметы из стекла и металла утонули, а из дерева и пластмассы – нет.

Объяснение: Я знал, что все окружающие нас предметы и вещества состоят из крошечных, не видимых взгляду частичек – молекул.    Те тела, в которых молекулы располагаются очень близко друг к другу - обладают большей плотностью и быстрее идут ко дну. А тела, в которых молекулы расположены далеко друг от друга, обладают меньшей плотностью, поэтому остаются плавать на поверхности воды. У железа и стекла плотность больше плотности воды, и поэтому они утонули. Тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по её поверхности

Современные корабли сделаны из металла.

Вывод: «Плавучесть» корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен. Следовательно, гипотеза № 1 не верна. 

Опыт № 2 Влияние формы на плавучесть корабля

Берем пластилин, погружаем его в воду и видим, что он утонул.

Придаем пластилину форму корабля, погружаем его в воду и видим, что он не утонул, а поплыл. Ура! Волшебство свершилось, тонущий материал плавает на поверхности!

Вывод: Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму, гипотеза № 3 верна

Опыт № 3. Влияние воздуха на плавучесть корабля. 

Берем два воздушных шарика, один из которых надуваем, и погружаем в воду.

Вода попала внутрь не надутого шарика, и он начал постепенно погружаться в воду. Надутый шарик не тонет,даже если надавить на него сверху рукой.

Вывод: Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву, гипотеза № 3 верна.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, который известен сейчас как Закон Архимеда. Таким образом, в нашем опыте на шарик снизу, из таза, действовала сила Архимеда, которая выталкивала  шарик на поверхность.   

ИТОГ: Тело не утонет, если архимедова сила равна или больше веса тела. Железные суда проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии (это называется водоизмещением корабля). В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины. Вот одна из причин, почему корабли не тонут. Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений и средняя его плотность значительно меньше плотности воды. Именно поэтому он держит корабль на поверхности воды и не даёт затонуть. И корабль, даже с очень большим на борту грузом будет плыть по водам морей и океанов

Если железка не имеет ни одной дырочки, куда бы попал воздух, то она сразу же потонет в воде… А если смастерить кораблик по всем правилам науки — он спокойно будет держаться на плаву

4. Секреты строения.

Из энциклопедии я узнал: Корабли строят так, чтобы они в воде не тонули

Даже полностью гружённое судно не тонет. Потому что его контроль-отметка – грузовая ватерлиния – всегда находится над водой.

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.

У меня остался последний вопрос  «Почему под воздействием волн суда не переворачиваются?»

Опыт №4

Я вспомнил, как у маленькой сестрички любимой игрушкой был Ванька-Встанька. Я решил использовать пустую пластиковую бутылку. В воде она плавала. Тогда я наполнил дно монетами, и бутылка встала…..

Вывод: Центр тяжести –ниже основной части бутылки, и поэтому при любой качке корабль не переваернётся.

ВЫВОД: Корабли не тонут потому что на них действует сила, действие которой впервые описал древнегреческий учёный Архимед.

     Согласно выводам Архимеда на всякое тело, погружённое в жидкость, постоянно действует выталкивающая сила и величина её равна весу вытесненной этим телом воды. Если эта архимедова сила больше или равна весу тела, то оно не утонет.

9. Сроки выполнения
Сентябрь 2011-ноябрь 2012

10. Форма представления результатов
Иллюстрированная текстовая презентация и подготовка буклета с описанием опытов

11. Библиография

1. Энциклопедический словарь юного физика. М.: Педагогика Пресс,1995
2. Юный исследователь. М.: "РОСМЭН",1995

3. Ушаков С. З. Плавание тел / С. З. Ушаков: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». – Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1961. – С. 279-288.