Исследовательская работа "Загадка воздушного шарика"

Муниципальное казённое образовательное учреждение

Новохоперского муниципального района

«Берёзовская основная общеобразовательная школа»

Секция №1            Начни исследовать

Тема исследовательской работы:

                                     Автор:

ученица 3 класса

Ворожеева Зарема

Руководитель:

учитель начальных классов

Щербакова

Юлия Владимировна

                                               2015-2016 уч.гг.

Содержание.

                                                                                                                       Стр.

Введение…………………………………………………………………… .. 3

Немного истории……………………………………………………………4

1.       Теоретическая часть. «Загадка воздушного шарика» ........................ 5

2.       Практическая часть. «Опыты с воздушным шариком»…………… .7

Заключение…………………………………………………………………10

Литература………………………………………………………………...11

Приложение

Введение.

Все дети очень любят играть с воздушными шариками, и я со своими сестрами тоже. Надувать и подбрасывать вверх, смотреть, как он летит, а потом падает на землю. Интересно, а почему шарик летит? И почему не все шарики совершают разные полёты? Случается так, что, не удержав в руках, шарик улетает. Почему? Ведь у него нет крыльев…

И я решила провести небольшое исследование и узнать, какими же свойствами обладает воздушный шарик  и что влияет на его дальность полёта.

Цель исследования: Выяснить, почему улетает не завязанный воздушный шарик и от чего зависит дальность его полета.

Предмет исследования: воздушные шарики разного размера.

Задачи исследования:

1.     Выяснить, что заставляет двигаться воздушный шарик.

2.     Провести опыты, показывающие движение шарика.

3.     Выяснить, как влияет размер шарика на дальность полета.

4.     Узнать, есть ли в растительном и животном мире представители, которые двигаются, как воздушный шарик.

5.     Узнать, как ученые использовали знания о таком движении, и как называется это движение.

Гипотезы исследования:

1.     Допустим, шарику помогает ветер.

2.     Возможно, шарику помогает выходящий из него воздух.

3.     Предположим, что размеры шарика будут влиять на дальность полёта.

Методы исследования:

1.     Изучение литературы.

2.     Поиск в Интернете.

3.     Проведение  опытов.

4.     Наблюдение.

5.     Составление таблиц.

Немного истории...

         Глядя на современные воздушные шары, многие люди думают, что эта яркая, приятная игрушка стала доступной только недавно. Некоторые, более осведомленные, считают, что воздушные шары появились где-то в середине прошлого века.

          А на самом деле - нет! История шаров, наполненных воздухом, началась гораздо раньше. В прежние времена, разрисованные шары, изготовленные из кишок животных, украшали площади, где проводились жертвоприношения и гулянья знатных людей Римской Империи. После воздушные шары стали применять бродячие артисты, создавая оформление шарами для притягивания новых зрителей. Тема воздушных шаров затрагивается также в русских летописях – скоморохи, выступая для князя Владимира, употребляли шарики, изготовленные из бычьих пузырей.

         Первые шары современного типа создал известный английский исследователь электричества, профессор Королевского университета Майкл Фарадей. Но создавал он их не для того, чтобы раздать детям или торговать на ярмарке. Просто он экспериментировал с водородом.

Интересен способ, которым создавал Фарадей свои воздушные шары. Он вырезал два куска каучука, накладывал их друг на друга, склеивал контуру, а посредине насыпал муку, чтобы стороны не липли друг к другу.

         Идея Фарадея была подхвачена пионером резиновых игрушек Томасом Ханкоком. Он создавал свои шары в форме набора «сделай сам» состоящего из бутылки с жидкой резиной и шприца. В 1847 году в Лондоне вулканизированные шары были представлены Дж. Г. Инграмом. Уже тогда он использовал их как игрушки, которые нужно продавать детям. Собственно говоря, именно они их и можно назвать прототипом современных шаров.

         Лет через 80 после этого научный мешочек для водорода превратился в популярную забаву: каучуковые шары широко использовалась в Европе во время городских праздников. За счет наполнявшего их газа они могли подниматься вверх – и это очень нравилось публике, еще не избалованной ни воздушными полетами, ни другими чудесами техники.

     В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик. И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться! До этого они могли быть только круглыми – а с приходом латекса впервые появилась возможность создавать длинные, узкие шарики.

         Это новшество немедленно нашло применение: дизайнеры, оформляющие праздники, стали создавать из шаров композиции в виде собак, жирафов, самолетов, шляп. Их стали применять клоуны, изобретая необыкновенные фигуры. [4]

1.Теоретическая часть.

В теоретической части я решила заглянуть в Интернет поискать что-нибудь о движении воздушного шарика. На одном из сайтов [4] я прочитала, что движение воздушного шарика основано на реактивном движении.

Я поинтересовалась у учителя физики , Ольги Владимировны, что же такое реактивное движение?

На что я получила следующее объяснение: Реактивное движение возникает, когда от  тела отделяется некоторая её часть. И что самое интересное, реактивное движение можно наблюдать в живой природе, в растительном мире и в технике. И я решил подробнее узнать об этих движениях.

1.     Реактивное движение в живой природе.    [рис.:1]

Реактивное движение используется многими моллюсками.

Осьминоги, кальмары и каракатицы имеют специальный мешочек. В него они  набирают воду и выпускают ее сильной струей наружу. Струя эта отталкивает животное назад. Кальмар может развивать скорость до 60–70км/ч.

Морской моллюск-гребешок, резко сжимает створки раковины, рывками двигается вперед за счет реактивной струи воды, выброшенной из раковины. Скачок крупного гребешка может достигать полуметра или даже больше в длину.

Сальпа - морское животное с прозрачным телом, при движении принимает воду через переднее отверстие и выталкивает через заднее отверстие наружу.  Так она движется вперед.

2.     Примеры реактивного движения в мире растений. [рис.:2]

Созревшие плоды “бешеного” огурца при лёгком прикосновении отскакивают от плодоножки, и из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается жидкость с семенами; сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении. Стреляет бешеный огурец более чем на 12 метров.

      3. Изобретение человечества в XX веке. [рис.:3]

Одно из главнейших изобретений человечества в XX веке - это изобретение реактивного двигателя, который позволил человеку подняться в космос. Так появились ракеты, а затем реактивные самолеты. Позже инженеры создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его назвали водометом. Такой двигатель стоит на некоторых быстроходных катерах.

2.     Практическая часть.

Опыты с воздушным шариком.

Для начала я решила узнать мнение моих одноклассников и учеников других первых классов. Как они думают, что заставляет улетать воздушный шарик, который не завязан? С этой целью я провела анкетирование. Я предложила им три варианта ответа:

         1) Шарику лететь помогает ветер.

         2) Газ в шарике легче воздуха, поэтому шарик и летит.

         3) Лететь шарику помогает выходящий из него воздух.

Просмотрев ответы моих ровесников, я увидела, что половина опрошенных (50%) считают, что газ в шарике легче воздуха. 45% считают, что шарику помогает лететь ветер. То, что шарику помогает лететь выходящий из него воздух  посчитали 5% детей. Я сделала выводы, что мне придется опытным путем выяснить, что заставляет двигаться воздушный шарик и поделиться  результатами опытов с ребятами.

1.     Выяснить, что заставляет двигаться воздушный шарик.

Гипотеза 1. Допустим, ему помогает ветер.

Надую два шарика. Один завяжу, а другой просто зажму в руке и выйду на улицу в ветреную погоду. После того, как я отпустил шарики, завязанный шарик улетел  в небо, а тот, который был не завязан, очень быстро устремился вверх, а потом сдулся и упал на землю. А через некоторое время и завязанный шарик полетал под порывами ветра и тоже упал на землю. В квартире завязанный шарик медленно падал на пол. А не завязанный – летит очень быстро, а потом так же быстро падает на пол.

Все-таки ветер помогает полету шарика. Но он летит и без ветра. Значит, моя гипотеза подтвердилась частично. [рис.:4]

Гипотеза 2. Предположим, что газ в шарике  легче воздуха, и поэтому летит.

Я знаю, что тёплый воздух легче холодного и тёплый воздух в квартире находится у потолка, думаю, что поэтому и поднимается вверх воздушный шар. Любопытно, что мы ведь надуваем воздушный шарик чаще всего лёгкими, а значит углекислым газом. Тогда получается, что углекислый газ легче воздуха?

Проведу следующий опыт. Возьму два одинаковых шарика. Один надую лёгкими, а другой с помощью маленького насоса воздухом. Свяжу их ниткой и перекину через палочку. [рис.:5] Сразу бросается в глаза, что шарик, надутый углекислым газом опустился ниже. Значит, он тяжелее. В справочнике я нашёл подтверждение моему выводу. Оказалось,  что углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха [2].

Эта гипотеза оказалась ложной.

Гипотеза 3. Возможно, шарик толкает воздух  выходящий из него.

Когда мы надуваем шарик, то резиновая оболочка растягивается и заполняется воздухом. Когда входное отверстие освобождаем, воздух с силой вырывается наружу.[рис.: 6] Шарик при этом уменьшается. Воздух из шарика летит в одну сторону, а оболочка шарика в другую. Они отталкиваются друг от друга. Путь шарика непредсказуем. Когда весь воздух выходит из шарика, он останавливается.

Я спросила об этом  у учителя физики Ольги Владимировны.

Она мне объяснила, что шарик улетает под действием реактивной силы.

Тогда я заглянула в журнал «Галилео. Наука опытным путём» [1] , чтобы прочитать подробнее, что такое реактивное движение и когда оно возникает. «Реактивное движение возникает, когда от тела отделяется с некоторой скоростью его часть…».

…Выходит, что шарик толкает воздух, который выходит из него?

Ничего себе! Мой воздушный шарик реактивный!

2.     Провести опыты, показывающие реактивное движение.

  Проведу еще опыты, показывающие реактивное движение шарика.

1.   Надую воздушный шарик, вставлю согнутую трубочку и завяжу. Прикреплю шарик к моей машинке. Трубочку из-под сока повернуть назад. Отпускаю отверстие трубочки. Воздух резко вырывается назад. Ура! Машинка едет вперёд!

2.   Такой же шарик с трубочкой опускаю в миску с водой. Трубочка должна смотреть в сторону. Освобождаю трубочку. Шарик начинает вращаться по воде под действием реактивной силы.  Очень увлекательное зрелище! [рис.:7]

3.      Узнать, как влияют размеры шарика на дальность полета.

Интересно, от чего зависит дальность полета шарика?

Возьмем шарики разные по размеру и проведем эксперимент. [рис.:9]

Возьму леску, натяну ее по комнате как можно дальше. На леску надену небольшой кусочек трубочки из-под сока. Надую шарики по очереди и  закреплю к соломинке скотчем и отпущу. Шарик пролетит по леске какое-то расстояние и остановится. После этого лентой измеряю пройденный путь и фиксирую все в таблицу.

№ опыта	Цвет шарика	Длина шарика	Пройденный путь, м
1.	фиолетовый	15 см.	6 м.85 см.
2.	зелёный	12 см.	6 м.10 см.
3.	синий	9 см.	4 м. 45 см.
4.	желтый	6 см.5 мм.	2 м.92 см.

Вывод: Чем больше размер шарика, тем дальше он летит.

Заключение.

В своей работе я ставила цель: изучить движение воздушного шарика.

Для достижения этой цели я:

- изучила  свойства воздушного шарика,

- выявила факторы, влияющие на дальность полёта шарика.

Проведя своё собственное исследование, я выяснила, что воздушный шарик летит под действием реактивной силы. А ещё без эксперимента, без практического обоснования любая наука превращается в сухой скучный набор фактов и формул. Исследование воздушного шарика оказалось интересным, познавательным и что самое главное: очень весёлым занятием.

Закончив свою работу, я поняла, насколько важно реактивное движение в природе и жизни человека.

Для меня эта работа  была не просто увлекательным занятием, а и познавательным исследованием!!!

Список литературы.

1.      Галилео. Наука опытным путём. Выпуск №1, 2011.

2.     «Занимательная физика», Я.И. Перельман, Москва, Наука, 1982г.

3.     Л.Л. Сикорук. Физика для малышей.

4.     http: //www.class-fizika.ru

Приложения

Рисунок 1

Реактивное движение в живой природе.   

Рисунок 2

Примеры реактивного движения в мире растений.

Рисунок 3

Изобретение человечества в XX веке.

Рисунок 4

Гипотеза 1. Допустим, ему помогает ветер.

Рисунок 5

Гипотеза 2. Предположим, что газ в шарике  легче воздуха, и поэтому летит.

Рисунок 6

Гипотеза 3. Возможно, шарик толкает воздух  выходящий из него.
Рисунок 7

Опыты, показывающие реактивное движение.

Рисунок 8

Как влияют размеры шарика на дальность полета.