Итоговый проект

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Пригорская средняя школа

Смоленского района Смоленской области

Индивидуальный проект на тему:

«ЧЕТЫРЁХМЕРНОЕ ПРОСТРАНСТВО.

СОЗДАНИЕ ЧЕТЫРЕХМЕРНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В ПРОГРАММЕ CURA 3D»

Работу выполнил: ученик 9 класса А

Лукьяненков Артем Андреевич

Руководитель: учитель физики

Левчук Наталья Владимировна

С. Пригорское

2023

В середине прошлого века немецкий астроном и геометр Август Мебиус провел опыт. Он обнаружил, что на перекрученном листе ленты линия прошла по обеим сторонам, хотя его карандаш не отрывался от бумаги. Оказывается, у перекрученного кольца имеется только одна сторона. Так была выведена модель односторонней поверхности. Две стороны одного листа позволяют по аналогии представить себе одновременное существование в некотором месте, например, в комнате, обычного и альтернативного пространства.

В литературе, в основном, научной и фантастической, другие пространства называются параллельными мирами. Авторы, не имея научного обоснования, предполагают, что окружающие нас вещи и предметы в другом пространстве выглядят по-другому, то есть меняют свою форму. Но так ли это может быть в действительности? Как в четырехмерном пространстве выглядят привычные для нас геометрические тела? Можно ли создать четырехмерную модель?

После изучения данного вопроса я чётко сформулировал перед собой цель и задачи работы. Наиболее интересной мне представляется гипотеза:

геометрические тела: конус, цилиндр, шар - имеют в четырехмерном пространстве совершенно другую форму, представляя собой гиперконус, гиперцилиндр, гипершар (гиперсферу). Четырехмерную фигуру можно создать своими руками или при помощи современных технологий.

1. Изучить и систематизировать представления о четырехмерном пространстве и четырехмерных фигурах.

2. Создать модель куба в программном обеспечении для программы CURE 3D.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- познакомиться с историей возникновения учения о многомерных пространствах,

- рассмотреть изображение четырехмерных фигур;

- изучить тему многомерности пространства в научной и фантастической литературе, искусстве;

- изучить программу Cura 3D, для получения в компьютере цифрового файла для cоздания модели куба.

Методы исследования:

- теоретические: изучение теоретической литературы, сбор и обработка информации.

- практические: программирование.

Куб, что же в нём такого особенного. А то, что его можно буквально вывернуть наизнанку. Гипнотически завораживающие зрелище. А как насчёт сделать такую фигуру в специальной программе. Если всё задаться такой целью то главная проблема с которой придётся столкнуться - это её рёбра они должны легко увеличивать или уменьшать свою длину как минимум 2,5 раза. Не так уж и много, но для этого нужно использовать телескопические механизмы. Это примерно 600 деталей, создать такое количество в одной программе сложно. Поэтому я ограничился неподвижной моделью.

1. Для создания модели куба я изучил принцип работы программы Cura 3D.

2. Разработал самостоятельно модель куба с помощью специальной компьютерной программы Cura 3D.

(Скриншот программы)

В ходе изучения темы многомерности пространства, я столкнулся с проблемой существования четырёхмерного пространства и многомерных фигур. Отвечая на свои вопросы о том, как будут выглядеть обычные геометрические фигуры в четырёхмерном пространстве, я создал неподвижную модель октаэдра. Исследуя эту проблему, я также изучил научную и фантастическую литературу, которая даёт мне основание считать, что моя гипотеза подтверждена.

Практическая значимость: помощь в объяснении и открытии физических законов.

Данная тема меня очень заинтересовала. Работая над темой, я еще раз убедился в том, что моя работа - лишь малый шаг в познании мира.

В процессе работы над проектом, я самостоятельно научился пользоваться программой Cura 3D .Создавать четырехмерные модели фигур в этой программе.

Меня заинтересовала 3д-печать и я планирую изучить её на более глубоком уровне, так как 3д-технология очень востребована в различных областях применения.