🗊МОУ «Начальная общеобразовательная школа №2»

МОУ «Начальная общеобразовательная школа №2»

Однажды я с папой слепил из пластилина корабль. Мы решили опустить его на воду. Я увидел, что корабль на самом деле плавает и не тонет!!!

Мне стало интересно: « Почему он не тонет, он же из пластилина? А настоящие корабли? Они ведь очень большие и не из пластилина, а из стали?!» Я решил провести исследование и найти ответ на вопрос.: «Почему корабли не тонут? Цель: Исследование вопроса: «Почему корабли не тонут?» Задачи: 1. Собрать и проанализировать информацию о причинах, по которым корабли держатся на плаву. 2. Провести опыты, объясняющие, почему корабли не тонут. Гипотезы: 1. Пластилин легкий материал, поэтому пластилиновый кораблик не тонет в воде. 2. Стальные корабли не тонут, потому что они легче воды, так как в них есть воздух.

Методы исследования: «Подумай сам». «Посмотри в книгах». «Спроси у других людей». «Используй компьютер». «Понаблюдай». «Проведи опыты, эксперимент». План исследования: Проверка гипотез. Изучение литературы и анализ. Наблюдение в бассейне и в ванной. Проведение опытов и экспериментов. Работа с компьютером.

Я узнал от папы, что есть тела и вещества легче воды и тяжелее воды. Вначале, я решил проверить правильность своей гипотезы о том, что пластилин легкий материал, и поэтому мой кораблик не затонул. Я скатал шарик из такого же куска пластилина, что и кораблик, и опустил его в воду. Пластилиновый шарик затонул. Гипотеза не подтвердилась! Вывод: Пластилин не легкий материал, он тяжелее воды. Далее, я решил обратиться к литературе. Так как меня интересует способность любых кораблей держаться на воде и не тонуть, я решил узнать об этом побольше. С чего начался корабль? С бревна. Повалил человек дерево. Обрубил сучья. Выдолбил ствол, сел и поплыл. Эскимосы делали лодки из кожи животных, египтяне из папируса. Устал грести человек и сделал парус. Как сказать, смелого море не остановит… В дальнейшем люди начали строить корабли из других материалов: металла, пластика и.т.д. Из своих наблюдений мы знаем, что пластик и дерево хорошо держатся на воде, а металл погружается в воду. Как же стальным кораблям удается держатся на плаву и не тонуть?

Из книг я узнал, что вода умеет выталкивать любые тела. Если стоять в плавательном бассейне по горло в воде, опустив руки по бокам, то руки будут постепенно подниматься. Вода выталкивает их. Это действительно так, я пробовал. Проверим это утверждение на опыте 1: «Тонет, не тонет.» Вывод: Пробковые и деревянные тела вода выталкивает, а металлические и стеклянные – нет. Значит ли это, что приведенное выше утверждение неверно?

Проведем следующий опыт 2: «Шайба на резинке». Привяжем к металлической шайбе тонкую резиновую нить так, чтобы шайба висела на нити. Затем, измерим длину резинки – 22 см. Опустим шайбу, подвешенную на резинке, в сосуд с водой. Измерим теперь длину резинки – 20 см. Длина резинки стала короче – на 2 см!!! Вывод: Вода выталкивает и металлические тела. Значит, утверждение о том, что вода выталкивает любые тела – верно. Только одни тела ей выталкивать легко, а другие – нет. А еще, я узнал, что для выталкивающей силы воды люди придумали еще одно название – поддерживающая.

Куда же направлена выталкивающая сила? Выталкивающая сила всегда направлена вертикально вверх. Это видно на следующем опыте 3: «Только вверх» Привяжем камень короткой ниткой к пробке и опустим в воду. Камень затащил пробку под воду. Отвесно натянутая нить показывает, что выталкивающая сила, которая действует на пробку, направлена вертикально вверх. 287 – 212 лет до н.э. жил древнегреческий ученый Архимед. Он открыл один из основных законов физики, который гласит что «…На тело, частично или полностью погруженное в жидкость, действует вертикально вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом…» Стальной корабль не тонет, потому что он вытесняет много воды. Чем больше какой-то предмет вытесняет воды, тем сильнее она выталкивает его.

А сколько весит вода, которую вытесняет мой кораблик? А сколько весит сам кораблик? Определю массу этих предметов. Опыт 4: «Что сколько весит?» Ставим в большой таз тазик поменьше, наливаем в меньший таз воду доверху, опускаем кораблик, собираем вытесненную воду в пластиковый стакан и ставим на весы. Масса воды со стаканом – 49 г 200 мг. Ставим на чашу весов кораблик и пластиковый стакан. Масса кораблика со стаканом – 28 г 200 мг Вывод: Вес вытесненной корабликом воды и вес самого кораблика не совпадают. Масса кораблика легче массы воды на 21 г. Он плавает и не тонет. Продолжаем опыт: Нагрузим кораблик до 49 г. Он затонул. Уменьшаем вес груза. Кораблик держится на плаву, если вес груза не превышает 16 г. Я прочитал, что судостроителям приходится так рассчитывать корпус всякого корабля, чтобы при погружении его в воду до определенного уровня (до грузовой ватерлинии) вес вытесненной воды оказался бы равным весу судна с его грузом. Такую задачу удается решить потому, что внутри корпуса корабля много пространства, заполненного воздухом (который легче воды): помещение для жилья, грузовые трюмы, погреба, служебные помещения. Кроме того, на корабле много предметов изготовлено из дерева, пластмасс, затем есть мазут и масла. Все это легче воды. Даже при значительном возвышении корпуса корабля над водой, вес вытесненной воды равен весу корабля со всем его грузом.

Заключение. Я нашел ответ на свой вопрос «Почему корабли не тонут». Первая гипотеза моя не подтвердилась, вторая подтвердилась частично, но я узнал много нового про кораблестроение, про свойства воды, про закон Архимеда. Конечно есть еще много того, что я не понимаю, например физические понятия, законы, формулы, но, думаю, в старших классах я смогу разобраться в этом вопросе подробнее. А сейчас, я смогу рассказать своим друзьям и одноклассникам о своих открытиях. Еще я приготовил для них интересные вопросы, может быть, кто-нибудь тоже заинтересуется этой темой, и мы будем проводить исследования вместе. Вопросы. 1. Почему больно лежать на морской гальке на берегу, а не больно лежать на таких же камешках погрузившись в море? 2. Почему тяжесть ведра с водой мы начинаем ощущать только с того момента, когда ведро показывается над поверхностью воды в колодце или реке? 3. Как Архимед помог наказать недобросовестного ювелира?

Список литературы: Ушаков С. З. Плавание тел [Текст] / С. З. Ушаков: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». – Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1961. – С. 279-288. Перля З. Н. Корабли [Текст] / З. Н. Перля: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». – Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1960. – С. 443-459. Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли [Текст] / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». – Москва: «Детская литература», 1993. – С. 7-36.