XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Почему корабли не тонут?
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мы с семьей очень любим смотреть различные фильмы и сериалы. Мой самый любимый фильм – «Пираты Карибского моря». Действия разворачиваются на Карибах в первой половине 18 века. Уже в те времена были огромные корабли и судна на которых велись бои, но они были настолько крепкие, что держались на плаву даже после обстрелов. Меня это очень впечатлило и я задалась вопросом: «Почему же они не тонут?» Как такой большой корабль может удержаться на поверхности воды. Поэтому тема моего проекта: «Почему корабли не тонут?»
Цель: выяснение причин, позволяющих кораблям не тонуть.
Гипотеза: предположим, что корабли не тонут потому, что имеют особую форму строения, материал и воздух внутри корабля.
Задачи:
-
Узнать об истории кораблестроения.
-
Выяснить, от каких факторов зависит плавучесть корабля.
-
Провести опыты, объясняющие, почему корабли не тонут.
Основная часть
Для начала разберемся, что же такое корабль?
Корабль – это крупное морское судно, которое возит пассажиров, грузы или служит для военных целей.
История возникновения и развития кораблестроения.
|
Плот |
Это связанные между собой брёвна. С помощью плота люди могли переплывать широкие реки и передвигаться с одного берега на другой. Но плот был не управляемый. Если дул ветер, то его уносило. |
|
Челн,каяк |
При помощи камня люди выдалбливали в дереве углубление и заостряли концы. Так у них получалась лодка. Называли её чёлн. А эскимосы и чукчи натягивали звериные шкуры на каркас из веток. |
|
Ладья |
Затем люди решили сделать лодку побольше. Они взяли много досок и скрепили между собой. Придумали также парус, который помогал тянуть судно вперед. Такая большая лодка называлась ладья. На ней уже можно было плавать не только по рекам, но и в открытом море, а также увезти несколько десятков войнов. |
|
Корабль |
Затем суда стали строить ещё больше. На них уже отправлялись очень далеко на много месяцев. Такие громадные лодки стали называть кораблями. Корабли вмещали в себя уже сотни человек. Морские корабли были разными и назывались все поразному: каравеллы, фрегаты, шхуны, бригантины. У них уже было много парусов, которые располагались один над другим на высоких мачтах. |
|
Пароход |
Ветер хороший помощник для передвижения по морям-океанам, но для этого требовалось много матросов. Тогда люди придумали паровую машину, которая без парусов двигала корабль по воде. Кочегары кидали уголь в топку, вода закипала в специальных котлах, превращалась в пар, и под его давлением начинали крутиться огромные колеса-лопасти. Так корабль двигался вперед. Судно так и стало называться пароход. |
|
Теплоход |
В наше время пароходов уже нет. Их заменили теплоходы, электроходы и атомоходы. Вместо колес-лопастей у него гребной винт, который на много быстрее двигает судно. |
|
Военный крейсер |
Есть мощные военные крейсеры. У них толстая и крепкая броня. Они ходят по морским границам нашей страны и охраняют территорию от контрабандистов, браконьеров и других нарушителей. Есть громадные ледоколы. Они прокладывают путь другим кораблям своим тяжелым носом, ломая лёд, словно стекло. Есть корабли- пожарные, которые, если загорится нефть на море, тут же приплывут и потушат пожар. |
|
Корабль -кран |
Есть даже корабли - подъёмные краны, которые строят причалы и нефтяные вышки в море. |
Строение корабля и принцип его работы
У каждого корабля есть основные части:
Корпус корабля имеет продолговатую форму, напоминающий глубокую тарелку.
Дно или днище - это нижняя часть корабля.
Палуба- это пол на корабле. Она закрывает корабль, как крыша.
Трюм- это нижнее помещение, которое находится между днищем и палубой.
Используется для размещения груза, запасов, судовых механизмов.
Надстройка - это закрытое сооружение, которое располагается от борта до борта на палубе корабля. Она защищает палубу от волн. У неё водонепроницаемые двери и люки.
Нос- это передняя часть корпуса корабля.
Корма – это задняя часть корпуса. Она делится на две части- подводную и надводную.
Борт- это боковые части корабля. Правый борт по ходу движения моряки называют штирбортом, левый – бакбортом.
Якорь- это железная конструкция. Его опускают в воду, когда необходимо удерживать корабль на месте.
Гребной винт - это движитель корабля.
Руль - это пластина, которая поворачивается вокруг. Находится в кормовой части корабля. Служит для поворота корабля в разные стороны.
Ватерлиния – это специальная линия на корпусе корабля. Это контрольная линия, до которой можно загружать судно. Если она видна над поверхностью воды, то беспокоится не стоит. А если линия скрылась под водой, то корабль может затонуть.
Подробно изучив информацию, мне до сих пор осталось непонятно:
Почему под водой мы поднимаем камень очень легко, а воздухе – с трудом?
Когда я плаваю в бассейне или море, мое тело выталкивает на поверхность какая-то сила. Как можно объяснить это явление?
Как же такие большие корабли, которые сделаны из металла и перевозят ещё и грузы, плавают и не тонут?
Поэтому я решила провести опыты и доказать гипотезы, поставленные мною и ответить на мой главный вопрос.
Практическая работа.
Опыт №1 «Влияет ли материал, из которого сделан корабль, на его плавучесть?»
Для проведения опыта я взяла кусочек дерева, железную монету и пластмассовую крышку. Налила воду в емкость. Начала опускать предметы в воду. Монета утонула, а дерево и пластмасса - нет. А ведь современные корабли сделаны из металла!
Вывод: Плавучесть корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.
Опыт №2 «Влияет ли форма корабля на его плавучесть?»
Я взяла кусок пластилина. Опустила его в воду и увидела, что он утонул. Потом я сделала из пластилина кораблик. Также опустила его в воду и увидела, что он держится на воде и не тонет.
Вывод: Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму.
Опыт №3 «Влияет ли воздух внутри корабля на его плавучесть?»
Я взяла воздушный шарик и опустила его в воду. В него попала вода, и он начал тонуть. Потом я надула воздушный шарик. И также опустила его в воду. Надутый шарик не утонул, даже если я нажимала на него сверху рукой.
Вывод: Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву.
Наблюдение: «На корабль действует какая-то сила, которая не дает ему утонуть»
Я очень люблю плавать в бассейне и море. И я заметила, когда я ныряю и пытаюсь задержаться на дне, то ничего не получается, вода выталкивает меня наверх.
Что это такое? Какая-то сила? Мне стало интересно, и я начала искать информацию в книгах и интернете.
О казывается, когда-то давно учёный Архимед исследовал проблему плавучести тел. Он сформировал один из основных законов физики.
«На тело, которое погружено в воду, действует выталкивающая сила, которая равна весу воды, вытесненной этим телом».
Эта сила называется силой Архимеда.
Если сила тяжести больше силы Архимеда, тело будет тонуть и опускаться на дно. Если сила тяжести меньше силы Архимеда или равна ей, то тело будет плавать и не тонуть.
Опыт №4 «На корабль действует какая-то сила, которая не дает ему утонуть»
Значит, на корабль в воде действует сила Архимеда, которая позволяет ему держаться на плаву. Я взяла пластиковый стакан, опустила его в кастрюлю с водой. Взяла монетки 1рубль и потихоньку начала класть их в стакан. Наблюдала, как плавает стакан с монетками, а из кастрюли начала выливаться вода. При добавлении 69 монетки, стакан утонул. Затем я взвесила стакан с монетами и стакан с водой, которая вылилась. И увидела, что вес стакана с монетами больше.
Поэтому на корабль вдоль корпуса наносится специальная линия-ватерлиния. Это отметка, до которой можно загружать корабль, чтобы он не утонул.
Вывод: Корабль не будет тонуть, если его вес будет меньше или равен весу вытесняемой им жидкости. В этом случае на корабль будет действовать выталкивающая сила, это сила Архимеда.
Заключение
Таким образом, моя гипотеза: предположим, что корабли не тонут потому, что имеют особую форму строения, материал и воздух внутри корабля подтвердилась.
В моей исследовательской работе я нашла ответ на свой главный вопрос: «Почему корабль не тонет?»
Благодаря проведённым исследованиям, я выяснила, что:
-
Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму и плавучесть корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.
-
Воздух внутри корабля держит его на плаву.
-
На корабль действует сила Архимеда. Корабль не будет тонуть, если его вес будет меньше или равен весу вытесняемой им жидкости.
Список использованной литературы и источников.
-
Новая детская энциклопедия “РОСМЭН” 2005г.
-
А. Дитрих, Г. Юрмин, Р. Кошурникова «Почемучка» М. «Педагогика», 1991 – 160-164 с.
-
http://class-fizika.spb.ru/index.php/opit/692-op-plav2