Проектно-исследовательская работа «Физика морских поплавков»
проект по физике (9 класс)

Государственное областное бюджетное оздоровительное образовательное учреждение санаторного типа для детей, нуждающихся в длительном лечении, "Зеленоборская санаторная школа-интернат" (ГОБООУ ЗСШИ)

Проектно-исследовательская работа

«Физика морских поплавков»

                                             Подготовила: Абакумова Елизавета Сергеевна,

                               обучающаяся  9 класса ГОБООУ ЗСШИ                                        

                         e-mail: abakumovayelizavetah@list.ru

                                         Руководитель: Носарева Юлия Геннадьевна,

                                         учитель, ГОБООУ ЗСШИ пгт. Зеленоборский

                 e-mail: miss.nosareva@yandex.ru

Зеленоборский, 2025

Оглавление:

1. Поплавки: стеклянный и деревянный поплавок для сетей.

а. Функции поплавков в рыболовстве с помощью сетей.

б. Качество поплавков в современности.

в. Из чего сейчас делают ручные поплавки?

г. Поплавки на сети в дореволюционном прошлом: значение и методы использования.

д. Поморы в Мурманске.

е. Каким образом работают поплавки?

2. Грузило: значение в быту поморов и принципы работы с точки зрения физики.

а. Грузило и его функции в рыболовстве сетями.

б. Из чего делают грузила в современности?

в. Материалы, из которых были выполнены грузила у поморов.

3. Вывод.

4. Список электронных ресурсов.

Введение

Разнообразие природных условий отдельных поморских районов, особенности рельефа побережья, морского дна, течений, близость к ареалам миграций косяков рыб и стад морских животных определяли специфику рыболовства поморов. Рыболовные промыслы давали возможность многим жителям обеспечивать себе пропитание, иметь работу и заработок, были выгодной сферой вложения капитала. Материалы исследования позволяют выяснить условия успеха рыболовства с физической точки зрения,  проследить связь физического закона и рыболовных принадлежностей рыбаков-поморов, которые оказывали большое влияние на жизнь поморов, их труд, быт, формы организации производства.

Поплавки: стеклянный и деревянный поплавок для сетей

Функции поплавков в рыболовстве с помощью сетей

Поплавки для сетей выполняют несколько функций:

Удерживают сеть на поверхности воды. Это позволяет сети находиться в нужном месте водоёма и увеличивает её заметность. Помогают контролировать положение сети. По поплавкам можно определить, где находится сеть и как она расположена в воде. Плюсами метода удержания поплавков на поверхности воды с помощью поплавков является привычным и испытанным годами.

 Деревянные и стеклянные поплавки имеют свои особенности:

Деревянные поплавки обычно изготавливаются из лёгких пород дерева (таких как бальза или сосна, плотность которых меньше плотности других деревьев).

Они могут быть разных форм и размеров, что позволяет выбрать оптимальный вариант для конкретной сети. Деревянные поплавки могут иметь различные покрытия для защиты о влаги и повреждений на усмотрение рыбака.

Стеклянные поплавки обладают хорошей плавучестью и прозрачностью, что делает их удобными для использования. Однако они могут быть более хрупкими и менее устойчивыми к ударам, возникает вполне ясная опасность разбивания поплавка.

Выбор же между деревянными и стеклянными поплавками зависит от конкретных условий и требований рыбака. Например, деревянные поплавки могут быть предпочтительнее в условиях сильного волнения на воде, так как они более устойчивы и надёжны, можно даже не переживать за хрупкость поплавков. Стеклянные поплавки, с другой стороны, могут быть лучшим выбором для более спокойных вод, где требуется большая прозрачность с лёгкость.

Качество поплавков в современности

В настоящее время качество поплавков имеет значение при ловле рыбы на большой глубине, поскольку давление воды увеличивается с глубиной. На глубине 10 м давление воды в два раза больше, чем на поверхности, на глубине 30 м – в четыре раза больше и т. д.

Поплавок из пластика под действием давления может сжиматься, вследствие чего его плавучесть ухудшается и может быть утеряна вообще. В поры пенопластового поплавка под давлением может попасть вода, что, естественно, отрицательно сказывается на плавучести. Снижение плавучести рыболовной сети можно компенсировать добавлением съемных поплавков.

Из чего сейчас делают ручные поплавки?

Большинство рыболовных орудий оснащается поплавками и грузилами для придания им нужного положения в воде. Поплавки изготовляют из бересты, дерева , пенопласта. Берестяной поплавок представляет собой рулончик, туго свёрнутый из полос бересты. В середине рулончика оставляют продольное отверстие, сквозь которое продевают веревку или шнур. Чтобы рулончик не развернулся, его запаривают в кипятке. Размер рулончика определяется типом рыболовного орудия, а также возможностью изготовления поплавка. Чаще всего длина рулончика бывает около 10 см и толщиной около 5 см. Деревянные поплавки могут быть в виде точеных цилиндров, шариков, просверленных насквозь, но можно применять и небольшие гладкие дощечки.

Деревянные поплавки во избежание растрескивания следует проолифить и окрасить масляной краской; окраску надо периодически обновлять. Поплавки делают разнообразной формы: в виде цилиндров, пластинок и кубов. Крупнопористые поплавки можно шпаклевать смесью пенопластовых или мелких древесных опилок и масляного лака. После высыхания поплавки надо обработать шкуркой и окрасить масляной краской (нитрокраска не годится, так как растворяет пенопласт). Отверстие в Опилки и обрезки пенопласта следует растворить в растворителе  647 до консистенции лака. Потом им можно склеивать куски пенопласта и изготовлять поплавки.

Поплавки на сети в дореволюционном прошлом:

значение и методы использования

Методы использования поплавков на сетях были довольно просты на уровне времени. Поплавки крепились к верхней части сети с помощью верёвок или специальных креплений - шнуров. Их количество и размер зависели от размера и типа сети, а также от условий рыбалки. Рыбаки могли регулировать положение поплавков, изменяя их количество или перемещая вдоль верёвок, чтобы достичь оптимального баланса между удержанием сети на поверхности и контролем её расположения.

Поморы  в Мурманске

Поморская культура на берегах Белого и Баренцева морей начала формироваться в период раннего Средневековья, примерно в XII–XIV веках. Поморы жили вдоль побережья Кольского полуострова, включая Мурманскую область, и вели активную хозяйственную деятельность, в том числе рыболовство и морскую торговлю.

В нашей санаторной школе есть краеведческо-        исторический музей. Там мы обнаружили старые морские поплавки, которые когда-то крепились на настоящие сети. Поплавков было всего два вида: деревянные и стеклянные. Рассматривая их поближе, я заинтересовалась тем, какую роль имеют рыболовные поплавки с точки зрения физики.

Стеклянные и деревянные поплавки из школьного музея              

Каким образом работают поплавки?

Поплавки, используемые в рыболовных сетях или других подобных системах, работают на основе принципа поплавка или флотации. В курсе физики 7 класса мы уже прошли этот принцип и рассматривали примеры с поплавками и плотами из дерева. Поплавки в нашем случае действуют как плавающие элементы, которые помогают поддерживать сеть на поверхности воды или другой жидкости. Поплавок обычно состоит из лёгкого материала, такого как пенопласт или дерево (стекло), который имеет меньшую плотность, чем вода. Это позволяет поплавку плавать на поверхности. Когда поплавок прикреплён к сети, он помогает удерживать сеть на плаву, и обеспечивает её стабильность. Принцип работы поплавка основан на законе Архимеда, точно также пройденного в курсе физики 7 класса, который гласит, что тело, погруженное в жидкость, испытывает выталкивающую силу, равную весу вытесненной жидкости. Поплавок имеет определённую форму и объём, которые влияют на его способность плавать. Объём поплавка определяет количество вытесняемой им жидкости, а форма влияет на распределение этой жидкости и, следовательно, на плавучесть. Благодаря этому поплавок может поддерживать сеть на поверхности воды. В случае поплавка, выталкивающая сила больше, чем вес поплавка, поэтому он остаётся на поверхности. Когда поплавок погружается в воду, на него действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Эта выталкивающая сила направлена вверх и противодействует силе тяжести, которая тянет поплавок вниз. Это позволяет поплавку поддерживать сеть на плаву. Когда сеть с поплавками используется в рыболовстве,  поплавки также помогают удерживать сеть на определённой глубине и обеспечивают её эффективность. Они могут служить ориентирами для рыбаков, позволяя им определить местоположение сети. Кроме того, поплавки могут использоваться для контроля уровня жидкости в резервуарах или для измерения глубины водоёмов. В этом случае они работают по тому же принципу, но могут иметь различные формы и размеры в зависимости от конкретной задачи.

Если сравнивать стеклянный и деревянный поплавки, тогда мы видим ряд отчётливых различий:

1. Плотность. Плотность — это масса вещества, делённая на его объём. Стекло обычно имеет более высокую плотность, чем дерево, что означает, что для того же объёма поплавок из стекла будет весить больше, а поплавок из дерева — меньше. Из-за этого поплавки из дерева имеют большую плавучесть, так как они могут вытеснять больше воды, создавая большую выталкивающую силу по закону Архимеда.
2. Прочность. Стекло является более хрупким материалом по сравнению с деревом. Это значит, что поплавок из стекла может быть более подвержен разрушению при ударах или других механических воздействиях. В то же время дерево обладает большей гибкостью и устойчивостью к ударам, что делает поплавки из него более долговечными в условиях активного использования.
3. Устойчивость к воздействию воды. Стекло не впитывает воду и не меняет своих свойств при длительном контакте с ней. Дерево же может впитывать воду, что может привести к увеличению веса поплавка и снижению его плавучести. Однако некоторые породы дерева, обработанные специальными пропитками, указанными ранее, могут стать более устойчивыми к воде.
4. Теплопроводность. Стекло обладает высокой теплопроводностью, что означает, что оно быстро передаёт тепло. В жаркую погоду поплавок из стекла может нагреваться быстрее, чем деревянный, что влияет на его плавучесть. Дерево имеет низкую теплопроводность и медленно нагревается, что делает его более комфортным для длительного использования в разных температурных условиях.
5. Внешний вид. Поплавки из стекла могут иметь различные формы и цвета, что позволяет легко различать их на поверхности воды. Деревянные поплавки также могут быть разных форм и цветов, но их внешний вид может меняться со временем из-за воздействия воды и окружающей среды.

Вероятно, для поморов удобнее были поплавки, сделанные из наиболее доступных и лёгких материалов. Учитывая особенности региона, можно предположить, что они предпочитали использовать поплавки из дерева или коры, которые обладали хорошей плавучестью и были достаточно прочными. Описание поплавка в музее не противоречит данному утверждению, так как стеклянный поплавок описан был как произведённый на заводе, а не выдутый из стекла человеком. Деревянный же поплавок, в свою очередь, был изготовлен вручную.

Помимо поплавков в школьном музее мы обнаружили противоположное поплавкам орудие – грузило на сеть, выполненное из бересты в селе Княжая Губа.

Грузило из школьного музея                

Грузило: значение в быту поморов и принципы работы

с точки зрения физики.

Грузило и его функции в рыболовстве сетями

При глубоком рассмотрении грузило и поплавок выполняют одинаковые задачи для рыбака.

1. Утяжеление сети. Грузила обеспечивают, чтобы сеть находилась на нужной глубине и не поднималась на поверхность воды. Это особенно важно при ловле рыбы на определённой глубине или в условиях сильного течения.
2. Предотвращение дрейфа сети. Благодаря грузилам сеть остаётся на месте, а не перемещается под воздействием ветра или течения. Это повышает эффективность ловли.
3. Улучшение контроля над сетью. С помощью грузил можно точнее контролировать расположение сети и её движение в воде. Это помогает оптимизировать процесс ловли и повысить его результативность.
4. Стабилизация сети. Грузила помогают сети сохранять свою форму и структуру, предотвращая её запутывание или смещение. Это способствует более эффективной ловле.

Но каковы различия в их задачах?

Поплавок удерживает сеть на поверхности воды, не давая ей утонуть. Это позволяет контролировать сеть и вовремя доставать улов.

Грузило, наоборот, тянет сеть ко дну, обеспечивая её погружение. Благодаря этому сеть может ловить рыбу на определённой глубине.

Из чего делают грузила в современности?

В современности грузила для сетей могут быть изготовлены из различных материалов, в основном металлов. Вот некоторые из них:

свинец — традиционный материал, который обладает высокой плотностью и легко принимает нужную форму;

сталь — прочный и долговечный материал, но может быть более тяжёлым в обработке;

вольфрам — очень тяжёлый металл, который обеспечивает быстрое погружение сети;

различные сплавы — например, олово или латунь, которые могут сочетать в себе лёгкость обработки и достаточную массу.

Выбор материала зависит от конкретных требований к грузилам, таких как вес, форма, коррозионная стойкость и другие характеристики.

Материалы, из которых были выполнены грузила у поморов

Грузила для сетей у поморов назывались «кибасы».  Это камни, оплётённые берестой.  Кибасы изготавливали несколькими способами:

1.  Камень укладывали в берестяной конверт, края которого затем подрезали и зашивали.

2.  Камень оплетали берестяной лентой так, чтобы он оказывался в своего рода коробочке или в мешочке.

3.  Камень оплетали берестяной лентой и ею же крепили к кольцу из ивового (тальникового) прута.

Фото из сети «Интернет»

4. Также в качестве грузил у донницы могли использовать камни в бересте или парусиновые мешочки с песком (чтобы не производить шума).

В нашем случае представлено грузило, выполненное из бересты  первым способом.

Вывод

В ходе работы над проектом были рассмотрены основные принципы действия поплавков и грузил в рыболовстве поморов сетями с точки зрения физики. Были изучены их функции, влияние на процесс ловли рыбы, а также особенности выбора и использования этих элементов в зависимости от условий рыбалки. Поплавки обеспечивают плавучесть сетей и помогают контролировать их положение в воде. Грузила, в свою очередь, обеспечивают погружение сетей на нужную глубину и удерживают их на месте. Правильный выбор поплавков и грузил позволяет оптимизировать процесс ловли, повысить эффективность и результативность рыбалки. Было установлено, что поплавки и грузила играют важную роль в процессе ловли рыбы сетями. Они влияют на плавучесть, погружение и удержание сетей в нужном положении, что в итоге определяет успех рыбалки.

Список электронных ресурсов:

1. Сайт краеведческого школьного музея ГОБООУ ЗСШИ https://zbsanatoriy.ucoz.ru/index/shkolnyj_kraevedcheskij_muzej/0-27

2. Электронная библиотека «Поморский берег» https://karjalanmu.ru/category/elektronnaya-biblioteka

3. Филин П. А. «Традиции морского рыболовства поморов Терского берега Белого моря в XV - XX вв.» https://rusneb.ru/catalog/000200_000018_RU_NLR_bibl_378377

4. Физика и рыбалка https://reshyu.ru/stat/stat3.html