Проектно- исследовательская работа "Фридайвинг и физика"

1.Фридайвинг - это особый вид погружений на глубину, основанный исключительно на задержке дыхания. Данный вид спорта сегодня на пике популярности. Приставка «фри» («свобода») в данном слове многозначна. Фридайвер получает множество свобод: от нагромождения оборудования, от определенных рамок, например - глубина погружения выбирается пловцом произвольно, но главное – это свобода духа, которую чувствует человек, находясь внутри водной стихии.

Когда в школе на уроках физики я изучал законы Архимеда, Бойля – Мариотта, Дальтона и Генри, то и представить себе не мог, какое практическое значение они могут иметь для фридайвера. Сегодня я попытаюсь на примерах показать, что фридайвинг без физики бессилен. А начну я со снаряжения необходимого в этом виде спорта. Физика уже здесь актуальна.

В силу оптических свойств воды и строения глаз человека, мы лишены возможности видеть под водой так же ясно и отчетливо. Предметы под водой нам кажутся размытыми и нечеткими. Созерцать подводный мир во всей красе, использовать свое зрение под водой на все сто процентов, фридайверу помогает маска.

Назначение маски – обеспечить ныряльщику четкий обзор под водой и сохранить воздушное пространство перед глазами. Это воздушное пространство, ограниченное маской с одной стороны и лицом подводника с другой, называется подмасочным пространством.

Маска создает необходимую воздушную подушку, чтобы имитировать природную окружающую среду для глаза. Благодаря этому воздушному пространству, фридайвер хорошо видит под водой. Причем все объекты подводного мира видятся с увеличением, примерно на 25%. Это связано с тем, что свет перед попаданием на сетчатку глаза проходит через несколько сред: морскую воду, стекло маски, воздух в подмасочном пространстве.

Из-за этого, по началу, морские животные пугают своими размерами, всё кажется громадным, но у этого есть преимущества: можно лучше что-либо разглядеть. Физика утверждает: чем глубже идет погружение, тем больше давление воды. Давление, повышающееся по мере погружения и прижимающее маску к лицу, необходимо компенсировать (уравновешивать) путем поддувания воздуха через нос в подмасочное пространство.

При использовании маски у фридайвера есть возможность выровнять увеличивающееся с глубиной давление. При погружении стоит периодически совсем немного выдыхать воздух в маску через нос. Это простое действие будет выравнивать давление в маске с давлением окружающей среды и позволит избежать травмы глаз и головы.

Чем меньше объем воздуха в маске, тем меньше воздуха из легких (которого и так не хватает) понадобится для выравнивания давления, поддувки маски. Фридайверы используют маски с маленьким подмасочным объемом, порядка 65 см3 и малой массой - 180 г.

В последнее время в продаже появились маски с просветленными стеклами. Сущность эффекта просветления основана на явлении интерференции световых волн. Согласно законам физики падающий на стекло поток света разделяется на две части: одна преломляется и проходит через стекло, другая отражается от его внешней поверхности. Достаточно сказать, что если нанести на стекло прозрачную пленку очень малой, но вполне определенной толщины, то, возможно, существенно уменьшить часть отраженного света, увеличив тем самым проходящую часть.

Просветление помогает избежать таких явлений, как потеря резкости и изменение цветов. В итоге глаз воспринимает передаваемое светом изображение окружающих его предметов не только более ярко и контрастно, но и без хорошо знакомых каждому ныряльщику бликов.

Линзы маски максимально приближены к глазам, обеспечивая широкий обзор без мертвых зон. К некоторым моделям масок со сменными стеклами выпускают специальные диоптрийные стекла для людей с плохим зрением.

Бытует мнение, что человеку, носящему усы деваться некуда – приходится терпеть воду в маске. На самом деле, для того чтобы исключить подтекание воды в маску через усы, достаточно смазать их специальным вазелином, выпускаемым для этой цели. И здесь сразу вспоминается поговорка: Как с гуся вода! и физическое явление – несмачивание.

Ласты - важнейшая часть снаряжения.

Они помогают фридайверу передвигаться под водой наиболее эффективно

Необходимо иметь в виду, что ласты не должны сидеть на ноге слишком плотно, чтобы не нарушалось кровообращение. Это может привести в свою очередь к переохлаждению. Фридайверские ласты отличаются существенно большей жесткостью, при этом лопасти могут достигать длины в 70-85 сантиметров, что обеспечивает упругость при одновременной легкости. Ласты во фридайвинге делаются исключительно с закрытой калошей, поскольку пряжки на пятках становятся причиной дополнительного сопротивления водной среде.

Некоторых фридайверов привлекает особая конструкция – моноласта, которая представляет собой короткую ласту большой ширины с двумя колошами закрытого типа. Такая конструкция позволяет распределять часть нагрузки на мышцы спины и пресс, развивать большую скорость при меньшей затрате сил, увеличивать взаимодействие с водой.

При нырянии на большие глубины наличие гидрокостюма просто необходимо, так как температура воды понижается по мере удаления от поверхности, а при наличии термоклина – весьма значительно и скачкообразно.

Наиболее широкое распространение для занятий фридайвингом получили костюмы «мокрого» типа. Гидрокостюмы мокрого типа делают из неопрена.

Неопрен - это особый вид синтетического материала, который является разновидностью каучука. Примечательна его структура, напоминающая пчелиный улей: ячейки отделены друг от друга и каждая заполнена азотом, что увеличивает теплоизоляционные свойства неопрена.

Все ячейки выстроены в определенном порядке, имеют одинаковый размер и форму. Чаще всего фридайверы пользуются гидрокостюмами с так называемой « открытой порой» - с внутренней стороны костюма отсутствует подкладка, и «голый» пористый неопрен соприкасается с телом. Микропористая структура материала «открыта» и многочисленные воздушные пузырьки при соприкосновении с кожей работают как присоски.

За счет этого прилипания, особенно, если костюм, как говорится, «по фигуре», степень просачивания воды внутрь, «за шиворот» минимальна. А самое главное практически нет полостей под костюмом, где вода могла бы накапливаться и холодить тело.

Газовые поры в неопрене костюма понижают потери тепла через поверхность кожи и уменьшают охлаждение до тех пор, пока понижен процесс циркуляции водного слоя в костюме. Поэтому при одинаковой толщине неопрена гидрокостюм с открытой порой защищает от потери тепла намного дольше, чем обычный с тканью внутри.

Такие гидрокостюмы являются второй кожей ныряльщика, а потому практически не стесняют движения под водой. Плюс таких костюмов в лучшем обтекании и скольжении, они помогают уменьшить трение в воде.

Под давлением воды газовые пузырьки в неопрене сжимаются, поэтому, чем меньше глубина погружения, тем лучше фридайвер защищен от потери тела, так как с глубиной костюм становится тоньше и холоднее.

На сухое тело такой гидрокостюм практически невозможно надеть. Для одевания костюма с «открытой порой» требуются специальные средства или шампунь. Платье, которое можно одеть только с мылом, это сказано о неопрене с открытыми порами. Выполнить рекомендацию следует буквально. Обычно ныряльщики намыливают шампунем гидрокостюм изнутри, а затем надевают. Мыльная вода на время нейтрализует действие микроприсосок, тем самым уменьшая силу трения. При сноровке это не вызывает никаких проблем.

• 1 слайд

  Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №1 г. Ессентуки Проектно – исследовательская работа Фридайвинг и физика Автор работы: Снегирёв Дмитрий учащийся 11 Б класса МБОУ СОШ № 1 г.Ессентуки Руководитель: Карапетова Л.И. учитель физики.

• 2 слайд

  Учет физических законов и правил необходим в создании и изготовлении спортивной одежды и инвентаря, разработке правил спортивных игр и соревнований. Рассмотрение «физических основ» различных видов спорта на уроках повысит интерес школьников к предмету. Правильное использование соответствующих физических законов может помочь спортсмену в достижении успеха Актуальность темы Гипотеза Без знаний законов физики нельзя стать настоящим спортсменом - фридайвером. Объект исследования Вид спорта - фридайвинг Проблемный вопрос Как знания физики помогают фридайверу сохранить свое здоровье?

• 3 слайд

  Задачи проекта: 1. Дать общее представление о фридайвинге, как о виде спорта. 2. Показать связь между фридайвингом и физикой. 3. Рассмотреть законы физики, которые помогают спортсменам – фридайверам в данном виде спорта. 4. Выяснить, как законы физики помогают фридайверам сохранять свое здоровье. 5. Развивать познавательные и интеллектуальные способности учащихся. 6. Сформировать эмоциональное ценное отношение к людям, работа которых связана со спортом. 7. Повысить интерес к науке физике.

• 4 слайд

  Фридайвинг – особый вид погружений на глубину, основанный на задержке дыхания (апное)

• 5 слайд

• 6 слайд

  Фридайвинг – настоящий полет в толщу воды

• 7 слайд

  Подарок глубины – полное спокойствие

• 8 слайд

• 9 слайд

  Неповторимое чувство свободы

• 10 слайд

• 11 слайд

• 12 слайд

  Российские фридайверы

• 13 слайд

• 14 слайд

  В силу оптических свойств воды и строения глаз человека, мы лишены возможности видеть под водой так же ясно и отчетливо. Предметы под водой нам кажутся размытыми и нечеткими.

• 15 слайд

  Созерцать подводный мир во всей красе и использовать свое зрение на 100% помогает маска.

• 16 слайд

  Назначение маски – обеспечить ныряльщику четкий обзор под водой и сохранить воздушное пространство перед глазами Малообъемная маска для фридайвенга

• 17 слайд

  Маска создает необходимую воздушную подушку, чтобы имитировать природную окружающую среду для глаз

• 18 слайд

  Все объекты подводного мира видятся с увеличением на 25%

• 19 слайд

  Маска восстанавливает нормальное отношение показателей преломления окружающей глаз среды и вещества роговой оболочки, в результате чего изображение на поверхности сетчатки получается четким. Стекло маски Воздух Вода морская

• 20 слайд

• 21 слайд

  Чем глубже идет погружение, тем больше давление воды

• 22 слайд

  При погружении необходимо выдыхать воздух в маску через нос

• 23 слайд

• 24 слайд

• 25 слайд

  Маска с просветленными стеклами Просветление помогает избежать потерю резкости и изменение цветов

• 26 слайд

  Ласты – важнейшая часть снаряжения

• 27 слайд

• 28 слайд

  Ласты доступны в разнообразии длин, размеров и моделей

• 29 слайд

  Ласты во фридайвинге делаются исключительно с закрытой калошей

• 30 слайд

  Моноласта

• 31 слайд

• 32 слайд

• 33 слайд

• 34 слайд

  Гидрокостюмы «мокрого типа»

• 35 слайд

  Костюмы «мокрого типа» для фридайвинга

• 36 слайд

  Неопрен – это резина специального состава и специальных свойств Азот увеличивает теплоизоляционные свойства неопрена

• 37 слайд

  Пузырьки газа, при соприкосновении с кожей, работают как присоски

• 38 слайд

• 39 слайд

• 40 слайд

  Гидрокостюм – это вторая кожа!!!

• 41 слайд

• 42 слайд

• 43 слайд

• 44 слайд

  Спасибо за внимание!