Конкурс исследовательских проектов "Моё первое открытие" "Торнадо как природное явление"

Ленинский район

МКОУ СОШ № 66

Конкурс исследовательских проектов «Моё первое открытие»

Секция «Окружающий мир»

«Торнадо как природное явление»

Руководитель:

Мамонова Светлана Геннадьевна,

учитель начальных классов первой категории

Новосибирск

2020

Содержание

1.     Паспорт проекта	…………………………………………. 3-4
2.     Введение	…………………………………………….5
3.     Этапы работы над проектом	…………………………………………... 5-9
4.     Список литературы	………………………………………….. 10
5.     Приложения	…………………………………………11-13

Паспорт проекта

Наименование проекта	«Торнадо как явление природы».
Участники проекта	Обучающиеся 3 классов
Класс	4
Учебное заведение	МКОУСОШ № 66, города Новосибирска
Руководитель проекта	Учитель начальных классов Мамонова Светлана Геннадьевна. Заместитель директора по воспитательной работе Колесникова Ольга Васильевна.
Цель проекта	Определение направления движения водного и (или) воздушного потока.
Задачи	1. изучить теоретический материал; 2. провести опрос среди учащихся 3 классов; 3. проанализировать и систематизировать материалы опроса; 4. исследовать физическую картину явления на примере модели торнадо.
Проблема проекта	В каком направлении происходит движение водного потока при образовании воронки смерча и способность водного потока поднимать сопутствующие предметы?
Время работы над проектом	Сентябрь 2019 г. – март 2020 г.
Предметная область	Естествознание / Окружающий мир
Учебная тема	Природные явления
Тип проекта	Информационно-исследовательский
Тип проекта по предметно-содержательной характеристике	Межпредметный проект
Технологии	Исследовательская технология, основанная на следующих методах: исследовательский и проблемный методы, метод сбора и обработки данных, анализ справочных и литературных источников, обобщение результатов, мультимедийная технология.
Краткая аннотация проекта	Такое явление природы как торнадо является одним из часто встречающихся на территории НСО в последние годы. Однако в учебниках НОО не предусмотрено   изучение темы «Торнадо» для формирования понимания процесса образования такого явления у обучающихся.
Результативность	Исследование показало, что в ходе всего срока проведения проекта у обучающихся сформировалась представление о «Торнадо» как о процессе вращающегося потока.
Область применения результата проекта	На уроках предмета: Окружающий мир и в рамках внеурочная деятельность: «Я –исследователь».

Введение

Данный проект посвящен теме «Торнадо как природное явление». Тема актуальна  тем, что природные явления как смерч, торнадо стали  появляться повсеместно и Новосибирская область не исключение.  Из грозового облака по направлению к земле протягивается гигантский "черный хобот", воронкообразно расширяющийся у основания облака и сужающийся книзу. Если "хобот" достигает поверхности земли, то здесь он снова расширяется, образуя воронку, содержащую пыль, песок или почву (если смерч развивается над сушей), или воду (если смерч проходит над водной поверхностью). Следовательно, возникает вопрос, как происходит движение водных или воздушных масс. По часовой стрелке или против?

Этапы работы над проектом

Работа над проектом проходила в 6 этапов:

1. Подготовительный. Сроки реализации: сентябрь 2019 г. На данном этапе происходил выбор руководителя проекта, поиск проблемных полей для исследования в рамках учебной дисциплины «Окружающий Мир», затрагивая так же часть учебных дисциплин: «Технология», «Физика», «ОБЖ».  Выбор темы исследования и формирование участников проекта.

2. Поисковый. Сроки реализации: октябрь 2019 г. На данном этапе определена тема проекта – «Торнадо как явление природы» и поставлена цель исследования – определение направления движения водного и (или) воздушного потока.  Подобран теоретический материал для исследования по теме «Торнадо как явление природы».

Проблема, на решение которой направлено исследование заключается в следующем:

- можем ли в домашних условиях, создав модель торнадо различным способом, исследовать направление движения потока.

Предметом исследования является воронка водного и (или) воздушного потока.

Цель исследования: определение направления движения водного и (или) воздушного потока.

Задачи:

1.       изучить теоретический материал;

2.       провести опрос обучающихся третьих классов;

3.       проанализировать и систематизировать материалы опроса;

4.       исследовать физическую картину явления на примере модели торнадо.

Гипотеза.  Предположим, что струя водного и (или) воздушного потока движется по кругу.

Смерч и торнадо — это мощные воронкообразные вихри, которые вращаются с бешеной скоростью. Они опускаются из кучево-дождевого облака в виде конусообразных воронок, которые сужаются по направлению к земле.

Высота смерча может достигать 10 км. Диаметр самой широкой части воронки бывает больше 50 км. Приближаясь, вихрь издает звук, напоминающий грохотание поезда или шум водопада. По пути своего движения он втягивает в Там, где образуется смерч, должны быть грозы и перепады давления. Неудивительно, что от этого стихийного бедствия больше всего страдают жители тропиков. Вначале на небе появляется черная грозовая туча. Шторм постепенно усиливается. С одной или сразу нескольких сторон тучи образуется вихревая воронка.

В разных полушариях смерч имеет свои особенности. К северу от экватора воронка закручивается по часовой стрелке, к югу — против часовой стрелки. Вихревой поток движется со скоростью 30 м/с и более. «Хобот» достигает земли и раскручивается в гигантскую воронку.

Смерч движется с места на место, как легковой автомобиль. Он питается большими объемами теплого или холодного воздуха. Когда их не остается, воронка начинает растворяться в воздухе. «Хобот» поднимается от земли и улетает все выше.

себя все предметы — и мелкие, и крупные.

Виды торнадо

• Наиболее распространенными считают бичеподобные, тонкие и гладкие, похожие с виду на хлыст или бич.

• Водяные — образующиеся над поверхностью океанов, морей, в редких случаях озер

• Земляные — это редкость, образовываются во время разрушительных катаклизмов или оползней

• Снежные — торнадо образующиеся во время сильной метели

• Реже можно встретить расплывчатые, похожие на густые облака у земли, и составные, которые состоят из двух-трех вихрей (Приложение №1. п.5)

• Огненные. При извержении вулканов, в результате сильного пожара нередко можно наблюдать огненные смерчи, разносящие огонь на десятки километров

• В пустынях встречаются своего рода аналоги торнадо – пыльные или песчаные вихри, но, обычно, их диаметр не превышает 3-х метров

         Страной торнадо называют США, потому как ежегодно на территории штатов происходит сотни разных по силе торнадо (смерчей). Так, в штате Флорида в период с мая до середины октября смерчи появляются ежедневно, но большая часть их не несет угрозы и воронки часто не достигают поверхности земли.  Вывод: Торнадо – это мощный поток воздуха в виде вихря, который вращается в огромной скоростью.

3. Аналитический. Сроки реализации: ноябрь 2019 г.  Для своей работы я составила и провела анкету среди учеников школы №66. В моем исследовании приняли участие два класса, 3 «А» класс и 3 «Б» класс,

количество участников анкеты составило 31 человек.

Просмотрев анкеты, я составила график (в виде диаграммы) Приложение № 1, в котором указано количество обучающиеся, которые ответили на вопросы анкеты Приложение № 2.

Рассмотрим результаты опроса:

Знаете ли вы что такое «торнадо»? (да - 24 чел., нет -7 чел)

•      Приходилось Вам наблюдать его? (да – 5 чел., нет – 26 чел.)

•      Как вы думаете, несет ли оно опасность? (да – 26 чел., нет –5 чел.)

•      Можно ли создать модель торнадо в домашних условиях? (да –8 чел., нет – 23 чел.)

•      Если да, то хотели бы вы попробовать создать его? (да  - 14 чел., нет – 17 чел.)

Вывод:  Мало кто интересовался таким явлением как «торнадо», и хотел бы  изучит это явление так детально и тем более пробовал получить его в домашних условиях.

4. Практический. Сроки реализации: декабрь 2019 г.

Было решено попытаться создать модель «Торнадо как явления природы» и продемонстрировать своим одноклассникам.   

       Первый эксперимент (Приложение № 3). Для него потребуется:

1. две бутылки 2литровые;

2. крышечки от этих бутылок;

3. клей;

4. изолента (скотч);

5. ножницы;

6. вода

7. шило.

«Торнадо как явление природы водного потока».

1 Этап. Я взяла две крышки от пластиковых бутылок склеила их между собой клеем и оставила на ночь для крепкого скрепления. После того как мои крышки крепко сцепились клеем между собой, я их дополнительно замотала скотчем для того, чтобы вода не протекала во время опыта.

2. Этап.Я нарезала мелко фольгу и засыпал её в бутылку с водой, для того чтобы было лучше видно торнадо в воде.

3. Этап. На бутылку с водой я накрутила сцепленные между собой крышки и сверху прикрутила пустую бутылку.

4. Этап. Переворачиваем бутылки, так чтобы бутылка с водой оказалась сверху над пустой бутылкой. Делаю круговые движения против часовой стрелки, что бы вода не просто перелилась, а получалась воронка.

5. Этап. В процессе опыта, для себя я получила потрясающий результат рисунок 1.

                                                                                                          Рисунок 1

Мне пришла идея, а что будет, если воду в бутылке покрасить? Я решила, что можно использовать пищевой краситель, например, красный. Залила его в бутылку и повторила эксперимент. Наблюдаю это удивительное явление – Торнадо.

Вывод: Торнадо (смерч, ураган) можно получить искусственным путем. Торнадо в бутылке доказывает выше сказанные мной слова. Оно образуется при мощном потоке воздуха в виде вихря.

«Торнадо как явление природы воздушного потока №1».

Второй эксперимент. (Приложение № 4). Для него необходимо воспользоваться следующими предметами:

1.    Банка, наполненная водой

2.    Миксер с насадкой, диаметром 2 см

3.    Мыломоющее средство

В банку с водой ёмкостью 0,7 литров погружаем фольгу, заполняем 4 - 5 каплями мыльного раствора и погружаем вращательный стержень при помощи бытового миксера.

В модели торнадо мы наблюдаем воронкообразное движение по кругу с образованием «хобота»

Но почему торнадо присуще вращательные круговые движения? Нам известно, что данное явление образуется с помощью встречных потоков воздуха.

«Торнадо как явление природы воздушного потока №2».

Третий эксперимент.Я решила провести еще один эксперимент. Мне понадобились два вентилятора и верёвка из шёлка, сложенная вдвое.

1 этап. Готовлю шёлковую верёвку. Затем складываю её пополам.

2 этап. Располагаю друг против друга вентиляторы. Включаю на максимальную скорость. Вывешиваю веревку, поддерживая своей рукой.

3 этап. В ходе эксперимента провожу наблюдения. Верёвка, сложенная вдвое начала закручиваться и одновременно делать круговые движения.

Вывод. При потоках встречных воздушных масс предметы выполняют вращательные движения, что говорит о том, что воздух способен вращаться, а это присуще торнадо, смерчу, урагану.

Далее можно использовать бытовой ручной фен. Необходимо также расположить друг против друга, включив в одном приборе горячую струю воздуха, а в другом холодную струю. Таким образом мы наблюдаем закручивание той же самой нити. Это говорит о том, что явлению торнадо присуще вращательное направление движения. https://www.youtube.com/watch?v=UzfIpwC1pA4

Теоретическая значимость исследовательской работы заключается в том, что на основании изучения темы по предмету Окружающий мир «Направление ветра», выясняется, какую силу имеют воздушные массы и водные потоки, вращаясь в определенном направлении, могут поднимать вверх предметы.

А практическая значимость проекта обозначена в том, что этот эксперимент можно провести в домашних условиях. В связи с изменениями климатических условий на территории России все чаще встречаются такое явление как «Торнадо», что не характерно для данной местности. Для защиты жизни и здоровья нужно воспользоваться четкими инструкциями ГО и ЧС для данных ситуаций. https://www.youtube.com/watch?v=7FhZXRWyXSo

5. Презентационный. Сроки реализации: январь 2020 г. Подготовлено выступление на школьный этап защиты проектов с использованием мультимедийного оборудования. Результаты исследования можно использовать на уроках и внеурочных информационных мероприятиях школьного уровня.

6. Контрольный. Сроки реализации: февраль – март 2019 г. Подготовлена проектная работа на тему «Торнадо как явление природы», результаты работы представлены на школьном этапе защиты проектов для 3-4 классов.  Полученные результаты соответствуют поставленным задачам.

Приложение № 1

Результаты опроса

·     Знаете ли вы что такое «торнадо»?

     (да - 24 чел., нет -7 чел)

•      Приходилось Вам наблюдать его?

(да – 5 чел., нет – 26 чел.)

•      Как вы думаете, несет ли оно опасность?

(да – 26 чел., нет –5 чел.)

•      Можно ли создать модель торнадо в домашних условиях?

(да –8 чел., нет – 23 чел.)

•      Если да, то хотели бы вы попробовать создать его?

 (да  - 14 чел., нет – 17 чел.)

Приложение № 2

Анкета

Класс ______________

1.     Знаете ли вы что такое ТОРНАДО?_____________________________

2.     Приходилось ли вам наблюдать его?____________________________

3.     Как вы думаете, несёт ли ТОРНАДО опасность?__________________

4.     Можно ли создать ТОРНАДО в домашних условиях?______________

5.     Если да, то хотели бы вы создать его?___________________________

_____________________________________________________________

Приложение № 3     

 «Торнадо как явление природы водного потока».

Первый эксперимент.

Для него потребуется:

1. две бутылки 2-х литровые;

2. крышечки от этих бутылок;

3. клей;

4. изолента (скотч);

5. ножницы;

6. вода

7. шило.

Рисунок 1

         Рисунок 2

Приложение № 4

«Торнадо как явление природы воздушного потока №1».

Второй эксперимент.

1.    Банка, наполненная водой

2.    Миксер с насадкой, диаметром 2 см

3.    Мыломоющее средство

Рисунок 1

Рисунок 2

Список используемой литературы

1.     Большой толковый словарь русского языка. - 1-е изд-е: СПб.: Норинт С. А. Кузнецов. 1998.

2.     Лингвистический энциклопедический словарь / Гл. ред. В. Н. Ярцева. — М.: Сов. энциклопедия, 2017.

3.     Воздушные торнадо подобные вихри: математическое моделирование”, 2017.

4.     Столкновения частиц и капель в турбулентных двухфазных потоках”, А. Ю. Вараксин, 2019.

5.     https://www.youtube.com/watch?v=UzfIpwC1pA4.

6.     https://riafan.ru/1172704-v-novosibirskoi-oblasti-razygralsya-tornado-fan-tv.

7.     https://www.youtube.com/watch?v=qdYXPaqJCWE.

8.     https://vn.ru/news-nastoyashchiy-tornado-snyali-na-video-v-novosibirske/.