Физика в игрушках

Работу выполнила

Ученица 9 класса Б

Доронина Анастасия

Руководитель:

Карбовская Анна Александровна

Оглавление

Введение………………………………………………………………..............2

1.Теоретическая часть:

1.1.История игрушки………………………………………………….................3

1.2.Виды игрушек и принцип их работы………..……………………..............4

1.3.Бумажный самолет…………………………………………………………...7

1.4.Гироскопические игрушки………………………………………………..

2. Исследовательская часть……………………………………………………..11

2.1.Опрос о физических процессах в игрушках……………….............….....14

3.Заключение………………………………………….…………………………15

Список использованных источников……………………….……………………………………..15

Приложение ………………………………………………………………..20

 Введение

        В наше время  вопрос выбора детских игрушек стал очень актуален, так как игрушки должны не только забавлять ребенка, но и развивать его. Многие из нас  в детстве не задумывались об устройстве игрушек, а другие, наоборот, пытались понять их строение. В современных игрушках используются различные законы физики, чтобы не только увлечь ребенка, но и направить его мысли на изучение предмета.  

Данная тема актуальна, так как она повышает интерес к изучению физики и доступна людям разных возрастов, даже не обладающих большими знаниями в области технических наук. Каждый человек должен иметь представление о физических явлениях и законах, с которыми непосредственно сталкивается в повседневной жизни с самого раннего детства.

Несмотря на все трансформации, которые претерпевали игрушки на протяжении многих веков, их назначение осталось неизменным - все они призваны для того, чтобы помогать детям развиваться и учиться.

Разбираясь в принципах работы игрушек, можно лучше понять и одну из самых серьезных наук — физику, которая коренным образом изменила быт человека за последние несколько десятков лет. Любое движение различных игрушек можно объяснить с помощью физических и механических законов.

Моя работа объединяет игрушки и увлекательную физику.

Цель проекта:

Объяснить принцип работы некоторых игрушек на основе законов физики, и выявить заинтересованность ребенка в  игрушках, построенных на основе физических законов.

Задачи:

1. Изучить историю, строение и  характеристики игрушек
2. Рассмотреть отдельный вид игрушки
3. Провести опрос об информированности людей об физических законах в игрушках

Методы и методики

1. изучение теоретической и специальной литературы;
2. экспериментальные методы изучения игрушек;
3. анализ полученных результатов.

1. Теоретическая часть

1.1 История игрушки

Игрушки известны человечеству с глубокой древности, они были обнаружены археологами при раскопках остатков древних цивилизаций. Игрушки, найденные при раскопках Индской цивилизации (3000—1500 до н. э.) включают маленькие повозки, свистки в виде птиц и игрушечных обезьянок, которые могут сползать по верёвке.

Самые древние игрушки сделаны из доступных природных материалов, камней, палок и глины. Технологический прогресс цивилизации повлиял и на детские игрушки. Сегодня игрушки изготовляются из пластмассы, появились игрушки с батарейками. Если раньше игрушки были самодельными, то сейчас существует целая индустрия игрушек с массовым производством и механизмами реализации.

Эволюцию игрушки можно проследить на примере кукол. Самые древние куклы были просто вырезаны из дерева или связаны из травы. В Древнем Египте куклы уже могли двигать конечностями. Куклы начала XX века уже умели говорить «мама».

Сегодня  существуют куклы, которые могут распознавать предметы, голос своего владельца, и выбирать фразы из сотен вариантов, заложенных в них программой.  Изменились игрушки, технологии их изготовления, лишь тот факт, что дети любят с ними играть остаётся неизменным на протяжении всей истории человечества. С развитием новых  физических законов, игрушки становятся более усовершенствованными, так как они отражают состояние физического прогресса.

Научные игрушки помогают детям стать заинтересованными в науке, а заодно они — зрелищные и интересные. Они могут посеять семена для будущих научных открытий и даже заложить основы будущей карьеры в науке. Правильная игрушка может гипнотизировать ребёнка в течение нескольких часов, и постепенно благодаря интересу дети узнают, как она работает, выясняют нюансы и понимают законы природы.

Наука на основе игрушки является отличным способом продемонстрировать детям основные научные принципы. Самые интересные и привлекательные научные игрушки обычно основаны на принципах в области физики. Физика обычно включает в себя физическое движение или физическое взаимодействие между объектами наблюдаемым способом. Следовательно, игрушки, основанные на физике, являются эффектным способом для визуального восприятия науки.

1.2.Виды игрушек и принцип  их работы

Игрушки с использованием физических процессов можно разделить на группы:

1. Игрушки, действие которых основано на существовании архимедовой силы и атмосферного давления

Если вы не умеете плавать, вам на помощь придут надувные резиновые игрушки. Эти игрушки обладают большой подъемной силой, потому, что их вес намного меньше действующей на них со стороны воды выталкивающей силы.

Величина выталкивающей силы зависит от плотности жидкости. Опустим в банку с пресной водой яйцо – оно тонет. Будем подсыпать в воду соль. По мере увеличения солености воды яйцо всплывает. На этом принципе созданы такие игрушки, как надувные “спасательные” круги, кораблики, лодочки, резиновые игрушки - уточки, лягушки и т.д., водяные пистолеты.

2. Заводные игрушки

Для заводных игрушек необходимо знать определение силы упругости и закон сохранения энергии. Сила упругости возникает при деформации тел и направлена в сторону, противоположную деформации. В изолированной системе механическая энергия сохраняется. Происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную и наоборот.

 Внутри этих игрушек - пружина. Сжатая пружина обладает потенциальной энергией, за счет которой тело может совершать работу. Когда мы заводим игрушку, поворачивая ключ, пружина внутри игрушки сжимается, увеличивается ее потенциальная энергия.

В основе работы заводных игрушек (машины, зверюшки, железная дорога, заводная лодочка с гребцом) лежит закон сохранения механической энергии.

3. Инерционные игрушки

Инерция - явление сохранения скорости тела. Закон инерции: если на тело не действуют другие тела, то оно движется прямолинейно равномерно или сохраняет состояние покоя.

Движение по инерции лежит в основе принципа действия игрушек - автомобилей, мотоциклов и заключается в следующем: на задней или передней оси находится ряд шестеренок, которые в свою очередь соединяются с маховиком. Мы толкаем автомобиль, шестеренки придают движение маховику. Маховик же обладает большой массой, и, следовательно, будет долго сохранять состояние движения, которое ему сообщили. 

4.   Гироскопические игрушки

Гироскоп - твёрдое тело, вращающееся вокруг оси с очень большой частотой. Используется для стабилизации. Это юла или волчок – древнейшая народная игрушка. Такие волчки приводят в движение рукояткой, снабжённой ходовым винтом. Попытки повалить быстро вращающийся волчок не удаются. Под действием толчка волчок лишь отскакивает в сторону и продолжает вращаться вокруг вертикальной оси.

Такая устойчивость вращения  связана с одним из физических законов – законом сохранения момента количества движения. Попробуем установить волчок вертикально. Это нам не удаётся. Заставим волчок быстро вращаться, и он сразу становится устойчивым. Заметим, что волчок при этом описывает своей осью коническую поверхность. В этом и состоит секрет устойчивости волчка, а само это свойство сохранения устойчивости при вращении называют гироскопическим свойством.

5. Звуковые игрушки

Звук - это механическая волна, в которой колебания среды происходят с частотой от 16 до 20000 Герц. Мы все живём в мире звуков. Где бы мы ни находились, нас сопровождают разные звуки. Совсем ещё маленький ребёнок, а уже гремит погремушкой. Это его первая игрушка, и она звуковая.

Звуки бывают разные: громкие и тихие, высокие и низкие. Чем чаще колеблется тело, тем выше звук. К этим игрушкам относятся погремушки, свирель, пищащие игрушки, говорящие куклы

6. Электрические и магнитные игрушки

Это магнитные шашки и шахматы, магнитные буквы и цифры, магнитный конструктор, магнитная рыбалка, магниты на холодильник, магнитная доска электрические автомобили и роботы. В этих игрушках используется свойство магнитов притягивать к себе некоторые железосодержащие материалы.

7. Игрушки, действие которых основано на законах оптики

В основе такой игрушки, например, калейдоскопа, лежит принцип отражения света от плоских зеркал, образующих между собой угол.

Узоры в калейдоскопе практически никогда не повторяются. Как сказано в известной книге Я.И. Перельмана, если у вас есть калейдоскоп с 20 стеклышками, и вы будете поворачивать его 10 раз в минуту, то вам понадобится 500 000 миллионов лет, чтобы просмотреть все узоры.

8. Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести

Хорошо известен принцип действия популярной детской игрушки-"неваляшки" - эффект возвращения в одно и то же состояние достигается за счёт смещения центра тяжести. Благодаря этому у неё есть только одно положение устойчивого равновесия (на основании) и только одно положение неустойчивого равновесия (на голове). У каждого предмета есть центр тяжести.

Игрушки играют важнейшую роль в жизни ребенка, они помогают развивать его.  Существуют научные игрушки, которые  помогают детям заинтересоваться  в науке, а заодно они — зрелищные и интересные. Они могут посеять семена для будущих научных открытий и даже заложить основы будущей карьеры в науке. В таких игрушках более открыто и целенаправленно рассматриваются физические законы, которые более обширно используются в настоящих механизмах.

1.3.Бумажный самолет

Я рассмотрела игрушку - бумажный самолет, как метод познания законов аэродинамики.

Бумажный самолётик — игрушечный самолёт, сделанный из бумаги. Эта игрушка популярна из-за своей простоты — изготовить её может даже  самый маленький ребенок. Простейший самолётик требует лишь шести шагов для полного сложения.

История бумажного самолетика.

Использовать бумагу для создания игрушек, как полагают ученые, начали 2000 лет назад в Китае, где изготовление и запуск воздушных змеев были популярной формой времяпровождения.

В начале 20-го века, журналы, рассказывающие о летательных аппаратах, использовали изображения бумажных самолетов для объяснения принципов аэродинамики.

Ученые, инженеры и студенты используют бумажные самолетики для изучения аэродинамики, так как на нем можно рассмотреть физические законы и детали в более уменьшенном размере. Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НАСА) отправила бумажный самолетик в космос на космическом челноке.

 Кен Блэкберн известен тем, что он  создал модели, которые били рекорды по дальности и времени полета, он доказал всем, что маленький самолетик – это точная копия большого.

Мировой рекордсмен Кен Блэкберн впервые познакомился с конструкцией бумажных самолетиков в возрасте 8 лет во время посещения любимой авиационной секции. Он заметил, что самолеты с большим размахом крыла летают лучше и выше обычных самолетов-дротиков.

Экспериментируя на протяжении многих лет с различными модификациями базового самолета, сделанного из квадратного листка бумаги, он узнавал о понятиях, с которыми не сталкивается большинство людей до тех пор, пока они не начнут обучаться на пилота или изучать аэродинамику в ВУЗе. Например, он делал дырочки в крыльях, чтобы создать турбулентный поток воздуха, таким образом, воздух не "прилипал" к поверхности крыла; позже крошечные отверстия были заменены горизонтальными складками крыла, которые, в конечном счете, уступили место диагональным складкам.

Технические характеристики самолета

Основной частью самолета является - крыло,  оно непосредственно взаимодействуют с набегающим потоком воздуха, и создает основную долю аэродинамических сил.

Крыло предназначено для создания подъемной силы, которая уравновешивает силу тяжести, действующую на самолет, а также обеспечивает изменение траектории полета. Подъемная сила на крыле появляется во время движения самолета относительно окружающего воздуха. Этот эффект создается благодаря тому, что крыло имеет определенную форму, которая характеризуется в свою очередь формой профиля, формой крыла при виде сверху (формой крыла в плане) и при виде спереди.

Силы, действующие на бумажный самолет.

Летящую модель можно сравнить с предметом, гонимым потоком воздуха. Только воздух здесь неподвижен, а модель мчится, рассекая его. При этом воздух не только тормозит полет, но при определенных условиях создает подъемную силу.

Маленькие тела, летающие в воздухе, не имеют существенного значения для современного воздухоплавания. Самолет значительно тяжелее воздуха. Чем объясняется то, что он все же может летать? Летать — давнее желание людей. Все попытки подражать полету птиц при помощи самодельных крыльев не дали результатов, так как сил человека недостаточно для собственного подъема. И только после исследования движения воздушных потоков и подъемных сил были осуществлены первые полеты человека. Большое значение имели исследования Отто Лилиенталя, который в 1891 году выполнил первый полет на своем планере.

      В начале XX столетия условия полета тел тяжелее воздуха исследовали во многих странах. Экспериментальные работы очень облегчились, когда установили следующий очень важный закон: «Безразлично, движется ли тело через неподвижный воздух или покоящееся тело обтешется воздухом. Силы, действующие на тело, равны в обоих случаях». 

Зная принцип Бернулли, можно объяснить многие физические явления, которые необходимо учитывать при создании каких-либо проектов, сооружений.

Закон швейцарского физика Д. Бернулли гласит: с увеличением скорости потока воздуха или жидкости, давление внутри потока уменьшается. Почему же самолеты такие тяжелые и летают в воздухе, не падают? Оказывается, самолет поднимается благодаря особой форме крыла. Крыло имеет аэродинамический профиль. Это означает, что верхняя часть крыла изогнута сильнее, чем нижняя. Благодаря этому, за одно и то же время поток встречного воздуха над крылом проходит большее расстояние, чем поток под крылом. Это значит, что скорость потока над крылом выше, чем под ним.

В аэродинамике воздух рассматривается как несжимаемая жидкость, то есть, такая среда, плотность которой не меняется с изменением давления.

Уравнение Бернулли имеет вид:

, 

где ρ – плотность жидкости,

ν – скорость потока,

h – высота, на которой располагается элемент жидкости,

ɡ - ускорение свободного падения,

p – давление в точке пространства, в которой расположен центр массы элемента жидкости.

Первое слагаемое уравнения Бернулли – кинетическая энергия потока, или динамическое давление. Его создаёт движение жидкости или газа (скоростным напор).

Второе слагаемое - потенциальная энергия, или гидростатическое давление. Оно создаётся весом столба жидкости или газа высотой h.

Третье слагаемое, Р – это статистическое давление, которое оказывают друг на друга соседние слои жидкости или газа.

Сумма всех слагаемых уравнения называется полным давлением.

Для трубы, расположенной горизонтально, или горизонтального воздушного потока уравнение Бернулли выглядит так:

Отсюда следует: чем выше скорость течения жидкости (скорость воздушного потока), тем меньше давление, и наоборот.

По закону Бернулли сверху крыла давление становится меньше и возникает подъемная сила. Принцип Бернулли — это то, благодаря чему птицы и самолеты могут летать. Самым частым, пожалуй, результатом стихийного бедствия — урагана — бывают сорванные вихрем крыши домов. Согласно принципу Бернулли, давление зависит от скорости движения воздушных потоков. Давление над крышей, где скорость ветра большая, много меньше чем под крышей. Разность давлений создает подъемную силу, которая и сносит крышу.

В Приложение 1 показано сечение крыла самолета. Если крыло будет расположено так, чтобы между его нижней плоскостью и направлением движения самолета был некоторый угол α (называемый углом атаки), то, как показывает практика, скорость потока воздуха, обтекающего крыло сверху, будет больше, чем его скорость снизу крыла.

А по законам физики в том месте потока, где скорость больше, давление меньше, и наоборот. Вот почему при достаточно быстром движении самолета давление воздуха под крылом будет больше, чем над крылом. Эта разность давлений поддерживает самолет в воздухе и называется подъемной силой.

В  Приложение 2 показаны силы, действующие на самолет или модель в полете. Суммарное действие воздуха на летательный аппарат представляют в виде аэродинамической силы R. Эта сила является результирующей силой, действующей на отдельные части модели: крыло, фюзеляж, оперение и т. д. Направлена она всегда под углом к направлению движения.

В аэродинамике действие этой силы принято заменять действием двух ее составляющих — подъемной силы и силы сопротивления.

Подъемная сила Y всегда направлена перпендикулярно направлению движения, сила сопротивления X — против движения. Сила тяжести G всегда направлена вертикально вниз.

Подъемная сила зависит от площади крыла, скорости полета, плотности воздуха, угла атаки и аэродинамического совершенства профиля крыла.

Сила сопротивления зависит от геометрических размеров поперечного сечения фюзеляжа, скорости полета, плотности воздуха и качества обработки поверхностей.

При прочих равных условиях дальше летит та модель, у которой поверхность отделана более тщательно. Дальность полета определяется аэродинамическим качеством К, равным отношению подъемной силы к силе сопротивления, то есть аэродинамическое качество показывает, во сколько раз подъемная сила крыла больше силы сопротивления модели.

В планирующем полете подъемная сила модели Y обычно равна весу модели, а сила сопротивления X в 10—15 раз меньше, поэтому дальность полета L будет в 10—15 раз больше высоты Н, с которой начался планирующий полет. Следовательно, чем легче модель, чем она тщательнее изготовлена, тем большей дальности полета можно достигнуть.

1.4 Гироскопические игрушки

Я рассмотрела игрушку – радиоуправляемый самолет, как метод изучения прибора – гироскоп.

Гироскоп – прибор, имеющий свободную ось вращения и способный реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором он установлен. При вращении гироскоп сохраняет свое положение неизменным. Гироскоп представляет собой массивный диск, который практически во всех современных навигационных приборах приводится во вращение электрическим путем, являясь ротором электродвигателя.

         Гироскопы для моделей бывают обычные и интегральные. Разница заключается в том, что обычный гироскоп мешает любому самопроизвольному изменению курса самолета, а интегральный – удерживает курс самолета постоянным. Лучше всего это видно в полете. Если при выполнении маневров с обычным гироскопом модель стремится развернуться по направлению своего движения, то  интегральные остаются в новом положении.

         Основные типы гироскопов по количеству степеней свободы: двухстепенные, трехстепенные. В авиационных приборах, часто используются трехстепенные гироскопы.

         Трехстепенной гироскоп (Приложение 3). Он состоит из ротора 1, внутренней 2 и наружной 3 рам. Ротор гироскопа 1 вращается в опорах вокруг оси OZв внутренняя рама вместе с ротором может поворачиваться вокруг оси OХв, а наружная рама имеет свободу вращения вокруг оси 0Ун относительно неподвижного основания.

Таким образом, ротор гироскопа имеет три степени свободы, так как может вращаться вокруг трех осей системы ОХвУнZв, пересекающихся в одной точке О. Если центр тяжести гироскопа совпадает с точкой О, то его называют астатическим.

         Гироскоп с быстро вращающимся ротором обладает рядом свойств, которые обусловливают его широкое применение в авиационных приборах. Основными свойствами трехстепенного гироскопа являются способность сохранять неизменное положение оси вращения ротора в мировом пространстве, невосприимчивость к толчкам и ударам, способность совершать прецессионное движение.

Прецессия гироскопа — такой тип движения, когда в результате постоянного действия момента внешней силы ось свободного гироскопа вращается вокруг направления данной внешней силы.

Цель гироскопа – заставить хвост самолета  оставаться в том положении, в которое мы его поставили. Когда обороты основного и хвостового роторов возрастают, хвост самолета постоянно норовит уйти в одну или другую сторону. Пилоту нужно постоянно следить за ситуацией. С установленным гироскопом все проще: система самостоятельно следит за положением модели и автоматически выравнивает аппарат в воздухе.

Благодаря использованию гироскопа радиоуправляемые самолеты значительно меньше зависят от внешних воздействий. Модель всегда остается сбалансированной в пространстве, что обеспечивает максимальную устойчивость.

Применение гироскопа для радиоуправляемого самолета дает следующие преимущества:

• обеспечение повышенной устойчивости модели в воздухе;
• улучшение управляемости;
• простота в эксплуатации;

         Учитывая эти особенности, гироскоп можно назвать практически обязательной опцией для радиоуправляемых самолетов для начинающих авиамоделистов, которые еще только осваивают тонкости управления самолетом.

3.Исследовательская часть

Для исследования физики игрушек я взяла бумажный самолетик, и в ходе исследования я узнала много не только научных, но и интересных фактов.

Все из нас делали бумажные самолетики и запускали их, глядя, как они парят в воздухе. Сегодня бумажные самолеты делают не только дети, но и серьезные авиастроительные компании — инженеры и дизайнеры.

 В ходе исследования я узнала виды бумажных самолетиков, из простого листа писчей бумаги формата А-4 можно сконструировать несколько тысяч видов бумажных самолетиков, которые демонстрируют чудеса аэродинамики, по-разному летают, сохраняют высоту и приземляются.

Виды бумажных самолетиков:  

1. Классический, к ним относятся такие модели как «стрела», «пиранья», «ястреб» и т.д. Главным правилом при создании даже самого простого классического самолетика из бумаги является симметричность обеих сторон, которые впоследствии будут крыльями. Такие модели обычно складываются в 5-6 простых действий и легко заинтересуют даже маленького ребенка.
2. Долголетающие модели (Планер, дельта) для более опытных конструкторов, однако, они также более интересны в плане аэродинамических способностей. Отличительной чертой этих видов самолетиков является дальность полёта, которая зависит от многих нюансов. Весь секрет в хвосте, если он сложен неверно, то надеяться на длительный полет не стоит. Модель должна быть симметрична во всем, иметь загнутые крылья, и сделана из лёгкого материала.
3. Далеколетающие модели. Для дальности полета необходимо выбирать узкие и длинные модели. Такая конструкция придает самолету жесткость, а центр тяжести, смещенный к носу, увеличит длину полета. Чтобы самолетик планировал, как можно дольше, то его необходимо мягко запускать.

Для исследования аэродинамических свойств бумажных самолетиков я рассмотрела три модели «Стрела» (классический тип), «Гроза» (долголетающий тип) и «Стелс», относящийся к далеколетающим моделям.

        Тип бумаги – офисный лист А4  был выбран для всех моделей одинаков.

        Место проведения эксперимента – поле за домом 30 лет Победы, 36А.

При проведении эксперимента я заметила, что запуск на открытом воздухе помимо дополнительных проблем (ветер) создает и дополнительные преимущества. Используя восходящие потоки воздуха, можно заставить самолет лететь невероятно далеко и долго. Если запускать самолетик непосредственно около дома  при сильном восходящем потоке, то можно заметить, что ударяясь о стену, ветер меняет направление на вертикальное. На открытом поле самолет летит  более плавно.

Дальность полета зависит от массы самолета и силы ветра. Чем легче бумага, из которой макет сделан, тем легче ему летать. Но при сильном ветре далеко ему лететь не удастся, его попросту сдует. Тяжёлый самолёт легче противостоит потоку ветра, но дальность полёта у него меньше.

Для  меня проще всего было конструировать самолетик классического типа. Однако, при планировании этот тип проигрывает далеко- и долголетающим  моделям.

При их моделировании я столкнулась со следующими проблемами:

1. Модель должна быть симметричной. Крылья должны быть абсолютно симметричными, так как они непосредственно влияют на характеристики полета бумажного самолета.
2. Края должны быть ровными и правильными. Ведь любой неправильный сгиб может испортить всю конструкцию. Будьте предельно аккуратны, когда будете сгибать самолетик. Крошечным самолетам - крошечные изменения; только так можно достичь гигантских улучшений!
3. Дальность, скорость и продолжительность полета можно регулировать, загибая крылья в нужных местах.
4. Узкая и длинная модель летит дальше. Конструкция должна быть жесткой и иметь смещенный к носу центр тяжести.
5. Конструкция большинства удачных самолетиков предполагает утяжеленную носовую часть. Можно прикрепить скрепки, скобки или клейкую ленту к носу, чтобы добавить веса носовой части и отрегулировать баланс самолетика или согнуть самый конец носа самолета. Эта техника поможет избежать падений. Этот совет напрямую связан с устойчивостью летательного аппарата и теорией регулирования.

При проведении экспериментов я наработала практический опыт.

• Лучше использовать легкий плавный бросок.
• При запуске самолетик «Стрела» сразу взлетел вверх, но почти сразу упал.  Я немного согнула нос бумажного самолетика, и проблема была устранена.
• Самолет летит не прямо, его тянет в сторону, тогда можно попробовать загнуть немного крыло, чтобы выровнять его ход.
• Бумажный самолет заваливается набок – необходимы стабилизаторы. В этом случае необходимо загнуть крылья по сторонам вверх.
• У самолетика «Гроза» был крен влево. Для его устранения я отогнула левую часть хвоста вниз и правую часть вверх.

На основании экспериментальных опытов я сделала следующие выводы:

1. конструировать игрушки можно не зная законов физики, только опираясь на практический опыт.
2. Зная законы физики можно усовершенствовать модели игрушек.
3.  Играя, можно изучить законы физики
4. Игрушки- это способ обучить детей физики с малых лет

3.1.  Опрос о физических процессах в игрушках.

Вопрос 1. Какие используются в игрушках физические процессы? 

• 64% опрошенных респондентов назвали архимедову силы, движение по инерции, законы оптики, аэродинамические законы.
• 15% опрошенных респондентов сказали, что ничего не знают о физических процессах;
• 22% опрошенных респондентов сказали, что физические процессы существуют в игрушках, но какие назвать не смогли.

Вопрос 2. Оказали Ваши детские игрушки влияние на выбор профессии?

• 17% опрошенных респондентов сказали, что  да;
• 8% - опрошенных респондентов сказали, что нет.
•  75% - опрошенных респондентов сказали, что на выбор профессии игрушки не повлияли, однако оставили значительный след в жизни.

Вопрос 3. Делали ли Вы когда-нибудь бумажные самолетики, если да, то для каких целей?

•  100 % опрошенных респондентов ответили, что делали бумажные самолетики, из них:
• 48% - опрошенных респондентов сказали что, для участия в классе на дальность полета.
•  14% - опрошенных респондентов ответили: для обучения подрастающего поколения.
• 38% - опрошенных респондентов ответили, что мечтали быть летчиками.

По результатам опроса я сделала следующий вывод:

1. Люди, связанные с технической деятельностью, более информированы по данному вопросу, чем поколение младше 9 лет и старше семидесяти.
2. Физические процессы в игрушках более интересны мальчикам и папам.
3. Игрушки интересны людям, независимо от их возраста, образования и их работы.

Заключение.

При выполнении этой исследовательской работы я узнала много нового, заинтересовался изучением физики и лучше стала в ней разбираться. Эта работа доступна людям всех возрастов, ведь для объяснения работы многих детских игрушек достаточно знаний школьного курса физики:

• выяснили, какие физические законы в основе принципа работы детских игрушек;
• выяснили, какие физические законы и явления, мы можем применить для объяснения принципа действия игрушки «бумажный самолетик»;
• убедились, что физика помогает объяснить устройство и принцип действия игрушек.

В ходе подготовки данной работы я выявила, что наибольший интерес, представляют те игрушки, которые сделаны своими руками:

• изготовление поделок своими руками помогает развивать пальцы рук ребёнка.
• Во время работы дети проявляют свою фантазию, тем самым развивая творческие способности и воображение.
• Самостоятельное изготовление поделок требует от ребёнка повышенной концентрации. Это поможет улучшить его внимательность и аккуратность.

В процессе работы, я выполнила поставленные цели, а именно: 1.показала игрушки не как забаву, а как физику, и, показала физику не как науку, а как забаву.

2.Исследовала, а знают ли ученики нашей школы (4,8,10 классы) и люди, более старшего возраста, какой физический принцип лежит в основе действия той или иной игрушки.

По-моему мнению, мне удалось найти ответы на поставленные задачи. Я смогла показать устройство самих игрушек, опираясь на знания такого предмета, как физики. И параллельно этому,  ознакомилась с новыми физическими законами, как с интересной забавой.

В ходе своей работы я узнала, что в основе такой простой, на первый взгляд игрушки, как бумажный самолетик» лежат аэродинамические принципы равновесия тел. В практической части своей работы я исследовала, а знают ли принципы работы той или иной игрушки. Большая часть опрошенных знают принципы работы детских игрушек. По результатам анкетирования оказалось, что большинство детей также интересовались устройством и принципами работы игрушек ещё в раннем детстве.

На примере простых игрушек, которые есть в любом доме, где только живут дети, мы показали, что физика – это не только наука о природе, а ещё и то, что её законы лежат в основе всех действующих тел, придуманных человеком для того, чтобы его жизнь была более удобной и интересной.

Список использованных источников:

1. Карл Винклер «25 опытов по физике полета»1963г.
2. http://rykovodstvo.ru/exspl/43929/index.html
3. Якуткин М. В., Овчинникова Н. А. Принцип Бернулли. Почему самолеты летают? // Юный ученый. — 2017. — №2.2. — С. 112-113. URL:
4. http://yun.moluch.ru/archive/11/805/ (дата обращения: 21.04.2019)
5. http://deltaplan.kz/content/101-osnovnyie_zakonyi_aerodinamiki
6. http://fb.ru/article/435356/formula-podyemnoy-silyi-pochemu-samoletyi-letayut-zakonyi-aerodinamiki
7. https://pandia.ru/text/78/230/20751.php
8. http://olymp.as-club.ru/publ/arkhiv_rabot 

Приложение:

Приложение 1

Рис. 1. Сечение крыла самолета
Подъемная сила -Y
Сила сопротивления X
Сила тяжести - G 
Угол атаки - a

Приложение 2

Рис. 2. Силы, действующие на самолет или модель в полете

Приложение 3

Гироскоп с тремя степенями вободы, где

1-ротор

 2-ось собстенного вращения

3-внутренняя рама карданова подвеса

4-внешняя рама карданова подвеса

5-внутренняя ось подвеса

 6-внешняя ось подвеса.