Строение корабля (внести)
Думаю, можно добавить: Как сохранить плавучесть судна?
Корабль держится на плаву, пока его обшивка исправна и не имеет повреждений. Но судьба судна окажется под угрозой, стоит ему получить пробоину. Сквозь прореху в обшивке внутрь судна начинает поступать вода, заполняя его внутренние полости. И тогда корабль вполне может затонуть.
Чтобы сохранить плавучесть судна при получении пробоины, его внутреннее пространство стали разделять перегородками. Тогда небольшая пробоина в одном из отсеков не угрожала общей живучести судна. Из отсека, который подвергался затоплению, с помощью насосов откачивали воду, а пробоину старались заделывать.
Хуже, если повреждалось сразу несколько отсеков. В этом случае судно могло утонуть из-за потери равновесия.
Закон Архимеда
Изучив литературу(УКАЗАТЬ КАКИЕ источники в квадратных скобках), я узнала, что плавучесть корабля, его способность держаться на воде изучал знаменитый древнегреческий ученый Архимед.
|
Моря и Пустыни. Земля и Луна. Свет Солнца И снега лавины... Природа сложна, но Природа одна. Законы Природы едины. Вот плот и корабль, Поплавок рыбака- Плывут, как по небу плывут облака. Но камень в воде не плывёт как бревно, И камнем бревно не уходит на дно. В чём сущность явлений? На это ответ, искал сиракузский мудрец АРХИМЕД!
|
Архимед жил в III веке до нашей эры. Это был великий ученный, физик, математик, который сделал много великих открытий.
Закон Архимеда
Архимед первый сформулировал мысль о том, что на тело, помещенное в жидкость, действует выталкивающая сила (подъемная сила). Это позволило ему объяснить, почему предметы плавают, и сформулировать свой знаменитый закон:
«На всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости».
Я хочу проверить действие этого закона для кораблей.
Я бы ещё вставила:
Чем больше объем тела, тем больше воды он вытесняет. Железный шар, опущенный в воду, тут же утонет. Но если его раскатать до состояния тонкого листа и сделать из него полый внутри шар, то такая объемная конструкция будет держаться на воде, лишь слегка в нее погрузившись.
Суда с металлической обшивкой строят таким образом, чтобы в момент погружения корпус вытеснял очень большое количество воды. Внутри корабельного корпуса имеется множество пустых областей, заполненных воздухом. Поэтому средняя плотность судна оказывается значительно меньше, чем плотность жидкости.
Методика работы.
Наша семья имеет небольшой рыбацкий корабль, поэтому свое исследование я начала с беседы с папой о плавучести предметов.
Оказывается, плавучесть различных предметов объясняется законами физики, а физика начинается с внимательности и любопытства к простым, привычным для нас предметам и состояниям.
Например, что может быть проще воды? Именно этих прозрачных капелек, облаков и снежинок, окружающих нас ежедневно. Папа предложил провести мне несколько «мокрых экспериментов» с различными предметами.
Я завела журнал наблюдений, в который я записывала свои наблюдения, опыты, порядок проведения опыта и его результаты.
Примеры опытов я нашла….. УКАЗАТЬ источники в квадратных скобках),
Для подтверждения или опровержения первой гипотезы проведем очень простой опыт:
Опыты.
Опыт 1 «Тонет - не тонет!»
Для этого эксперимента мне потребовалась ложка, пробка, зубочистка, игрушечный корабль и ёмкость с водой .
По одному опустив эти предметы в воду, я наблюдала за происходящим.
Результаты занесла в таблицу журнала наблюдений.
(предметы можно изменить, чтоб были не такие, как в Интернете)
Предмет |
Материал |
Тонет |
Плавает |
Ложка |
Металл |
+ |
- |
Пробка |
Пробка |
- |
+ |
Зубочистка |
Дерево |
- |
+ |
Игрушечный кораблик |
Пластмасса |
- |
+ |
Я увидела, что часть предметов тонет, а часть остается плавать на поверхности. На уроке окружающего мира в 3 классе мы узнали, что все окружающие нас предметы и вещества состоят из крошечных, не видимых взгляду частичек – молекул. И те вещества, в которых молекулы располагаются очень близко друг к другу – дружат и крепко держатся за «руки» – обладают большей плотностью. На это я раньше не обращала внимания, но теперь всё поняла!
Такие материалы как пробка и дерево держатся на воде, потому что обладают меньшей плотностью, чем вода. Другие материалы, например металл и стекло, тонут, потому что имеют большую плотность, чем вода.
Вывод: Все современные корабли в основном сделаны из металла, следовательно, гипотеза о том, что металл, из которого делают корабли, не тонет – неверна.
Опыт 2 Для следующего опыта мне потребовалось: кронштейн (или строительный угол), резинка и железный предмет.
Мы привязали один конец резинки к нашему прибору, а другой к металлическому предмету и измерили длину резинки в воздухе, затем опустили предмет на резинке в воду и вновь измерили длину резинки.
Вывод: Длина резинки при погружении предмета в жидкость уменьшилась, следовательно вес предмета в жидкости уменьшился, так как на предмет действует выталкивающая (подъемная) сила со стороны воды.
Опыт 3 Только вверх.
При помощи этого опыта мы определим направление выталкивающей силы. Для этого эксперимента мне потребовался футляр от киндера-сюрприза, нить и железный предмет.
Привяжем один конец нити к железному предмету, а второй конец нити к пустому футляру из- под киндера – сюрприза, и опустим в воду. Что мы видим? Железный предмет затащил футляр под воду, а натянутая нить указывает, что выталкивающая сила действующая на футляр направлена вертикально вверх.
Вывод: Выталкивающая (подъемная) сила всегда направлена вертикально вверх.
Чтобы понять, в чем смысл известного закона Архимеда, я провела еще очень простые опыты.
Опыт № 4: «Лимон»
Для этого эксперимента мне потребовался: лимон и емкость с водой.
Я набрала в емкость воду и опустила в нее лимон. Лимон плавает? Плавает. А теперь я очищу его от кожуры и снова опущу в воду. Результат - лимон утонул.
Лимон утонул из-за того, что увеличилась его плотность. Кожура у лимона менее плотная, чем его внутренность, и содержит много частичек воздуха, которые помогают лимону оставаться на поверхности воды.
Опыт № 5: «Плотность воды»
Для проведения опыта я приготовила неполный стакан с чистой водой, сырое яйцо и соль.
Опустила в стакан яйцо, если яйцо свежее — оно опустится на дно. Затем аккуратно насыпала в стакан соль и понаблюдала, как яйцо начнет всплывать. Оказывается, в яйце есть воздушный пакет, а соленая вода весит больше, чем пресная и поэтому сильнее выталкивает предметы на поверхность.
Вывод: Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости, Чем больше плотность жидкости, тем больше выталкивающая сила, действующее на тело, погруженное в нее.
Так же папа рассказал мне, что есть Мертвое море, которое очень соленое, настолько, что люди в нем не тонут, а лежат на воде, как на диване. И еще одна интересная история: до изобретения холодильников, люди проверяли, свежее яйцо или нет так: свежие яйца тонут в чистой воде, а испортившиеся — всплывают, так как внутри них образуется газ.
Опыт № 6 -- «Почему он не тонет, или все зависит от формы?»
Мне понадобилась глубокая чашка, холодная вода и 2 одинаковых кусочка пластилина размером с грецкий орех.
Я наполнил чашку наполовину холодной водой.
Сделала из одного кусочка пластилина шарик.
Аккуратно положила пластилиновый шарик на поверхность воды в чашке. Шарик утонул!
Из другого кусочка пластилина слепила лодочку. Сделала дно лодки как можно шире, а борта низкими.
Плавно опустила лодку на поверхность воды в чашке. Она поплыла.
Этот же опыт я провела и с пластинкой фольги. Записала результаты наблюдений в журнал.
-
Предмет
Материал
Тонет
Плавает
Шарик
Пластилин
+
-
Лодочка
Пластилин
-
+
Шарик
Фольга
+
-
Лодочка
Фольга
-
+
Теперь я знаю, что лодка не тонет благодаря своей форме. Ее вес распределяется по большей поверхности воды. Это значит, что под лодкой находится большее, чем под шариком, количество воды, которое удерживает ее на поверхности.
Чем больше объем тела, тем сильнее вода выталкивает его. Если вес тела меньше, чем сила, с которой вода выталкивает его, то тело плавает. Пластилиновый или стальной шарик тонет в воде, потому что у него маленький объем, а вес большой. Если тот же шарик расплющить в тонкий лист, а из листа сделать большой внутри пустой шар, то вес не увеличится, а объем сильно увеличится, и пластилиновый ли железный шар будет плавать.
Так и с кораблями: хотя они и сделаны из железа и стали, но объем их довольно большой, поэтому они не тонут, а плавают. Но если корабль получит пробоину, он наполнится водой и потонет.
Опыт № 7 -- «Определение величины выталкивающей силы» ЭТО МЫ ПОСМОТРИМ В КАБИНЕТЕ ФИЗИКИ
Для проведения опыта понадобилось:
- специальное самодельное устройство (подготовленное заранее);
- пластмассовый стакан и 15 одинаковых монет;
-бытовые весы.
Порядок выполнения опыта:
1. Наполним сосуд водой так, чтоб вода закрыла соломинку, когда вода перестанет течь через соломинку, опорожним чашу.
2. Поместим в пластиковый стаканчик 5 монет предварительно взвесим их на весах.
3, Стакан с монетами поместим в сосуд с водой и подождем пока вода перестанет течь в мерную чашу.
4. Определим на бытовых весах массу вытесненной воды.
5. Определим на бытовых весах вес вытесненной воды и стакан с монетами.
Формула для определения веса: F= m*q, где
F – вес вытесненной воды, измеренный в Ньютонах (Н);
m – масса воды ( в кг или гр?)………..