«Изобретения Леонардо Да Винчи и их воплощение в жизнь»

Научно-исследовательская работа

Тема работы: «Изобретения Леонардо Да Винчи и их воплощение в жизнь»

Название секции: Естественнонаучное

ФИО автора: Бочаров Даниил Борисович

Места обучения: ОБПОУ «Курский автотехнический колледж»

Научный руководитель: преподаватель Авдулова Ирина Васильевна

г. Курск, 2021

Оглавление

Введение

Актуальность темы: Многие из нас знают Леонардо Да Винчи и как известного художника эпохи Возрождения, но и как гениального изобретателя своего времени. И спустя много лет, пройдя ряд усовершенствований, эти изобретения всё так же применяются в современном мире.

Предмет исследования: изобретения Леонарда Да Винчи.

Объект: механизмы, придуманные ученым.

Цель исследования: Изучить изобретения Леонардо Да Винчи, выяснить как они были воплощены в жизнь.

Задачи исследования:

• Изучить литературу и найти информацию о жизни и изобретениях Леонардо Да Винчи.

• Выяснить, почему о его изобретениях так мало известно и какие они были, в каких областях.

• Понять принцип работы механизмов, придуманных да Винчи и найти их аналоги в современном мире.

• Изготовить модель парашюта и выяснить его эффективность, систематизировать полученные результаты.

• Изучить принцип работы анемометра, выяснить его эффективность и систематизировать полученные результаты.

• Полученные результаты подготовить в форме исследовательской работы.

Методы исследования: наблюдение, сравнение, измерение, обобщение, анализ.

Научной литературы по выбранной теме много и всю охватить не предоставляется возможным. Но труды Е. С. Анцелиовича, А.А. Гастева и Ф. Капра крайне познавательны и наполнены большим количеством информации.

Эксперименты проведены в домашних условиях, на улице.

Практическая значимость: информацию, полученную в результате работы над этой темой, сможет использоваться на занятиях биологии, физики, в общении со сверстниками, работа развивает мышление, повышает интеллектуальный уровень, мы учимся делать собственные выводы, анализировать и обобщать найденный материал, изучать историческое прошлое, повышается мотивация к познанию нового, получаем знания о науке.

Работа относится к теоретическим исследованиям с небольшой проектно-расчетной частью.

Глава 1. Жизнь Леонардо да Винчи

1.1. Биография Леонардо да Винчи

Родился Леонардо Да Винчи 15 апреля 1452 г. в селении Анкиато вблизи города Винчи. Леонардо Да Винчи был внебрачным сыном нотариуса и крестьянки, в возрасте 4 лет отец забрал мальчика в свою семью.

В 1466 г. ЛеонардоДа Винчи поступил подмастерьем к художнику Верроккьо во Флоренции. В это время Леонардо Да Винчи увлекся рисованием, скульптурой и моделированием, изучал металлургию, химию, черчение, осваивал работу с гипсом, кожей, металлом. В 1473 г.Леонардо да Винчи получил квалификацию мастера в Гильдии Святого Луки.В начале творческого пути Леонардо практически все свое время посвящал работе над картинами. В 1472-1477художник создал картины «Крещение Христа», «Благовещение», «Мадонна с вазой». В конце 70-х годов закончил «Мадонну с цветком». В 1481 г. была создана первая крупная работа в творчестве Леонардо да Винчи – «Поклонение волхвов» [4].

В 1482 г. Леонардо Да Винчи переезжает в Милан. С 1487 г.Леонардо Да Винчи занимался разработкой летательной машины, которая была основана на птичьем полете. Кроме того, Леонардо Да Винчи изучал анатомию и архитектуру, открыл ботанику как самостоятельную дисциплину.В 1490 г. Леонардо Да Винчи создает картину «Дама с горностаем», а также знаменитый рисунок «Витрувианский человек», который иногда называют «каноническими пропорциями». В 1495 – 1498 г. Леонардо Да Винчи работал над одним из самых главных своих произведений – фреской «Тайная вечеря» в Милане в монастыре Санта-Мария деле Грацие.В 1502 г.Леонардо Да Винчи поступил на службу военным инженером и архитектором к Чезаре Борджиа. В 1503 г. художник создает картину «Мона Лиза» («Джоконда»). С 1506 г. Леонардо Да Винчи служит при короле Франции Людовике XII. В 1512 г. художник под покровительством папы Льва Х переезжает в Рим.С 1513 по 1516 г. Леонардо Да Винчи живет в Бельведере, работает над картиной «Иоанн Креститель». В 1516 г. Леонардо Да Винчи по приглашению французского короля поселяется в замке Кло-Люсе. За два года до смерти у художника онемела правая рука, ему было трудно самостоятельно передвигаться. Последний годы Леонардо Да Винчи провел в постели.

Умер великий художник и ученый Леонардо Да Винчи 2 мая 1519 г. в замке Кло-Люсе близ города Амбуаз во Франции[2].

1.2. Дневники ученого

О том, что Леонардо не только прекрасный живописец, но еще и великий ученый, было хорошо известно его современникам. К тому же Леонардо умело занимался «саморекламой». Так, в своем письме к миланскому герцогу Лодовико Сфорца он рекомендует себя как механика, гидравлика и военного инженера, обещает построить переносные мосты; предлагает новые способы осушения рвов и разрушения вражеских крепостей; также он готов изготовлять бомбарды, мортиры и снаряды оригинальной конструкции. И еще – подземные ходы и смертоносные повозки, способные прорвать любую оборону.

К сожалению, труды Леонардо так и остались неизданными, хотя лежали они у всех на виду – в библиотеках и частных архивах. Так в чем причина того, что его изобретения не сумели использовать потомки? [3].

Прежде всего, потому, что дневники были фактически зашифрованы. Леонардо был левшой и писал так называемым зеркальным почерком. Все записи были выполнены вперемежку, чертежи станков рядом с искусством. Причем все записи не представляли собой подробные записи, а лишь пометки для себя. Слов были написаны без промежутков, иногда сокращены и выглядели как каракули. К тому же Леонардо боялся кражи своих идей, поэтому нарочно делал ошибки в чертежах и описаниях. А сами схемы, которые были выполнены могли понять только ученые. А с учетом разнообразия областей знаний, архив должны разбирать куча специалистов. Примером, того, что многое стало понятно после того как это изобрели повторно стало, то, что в схеме автомобиля Леонардо среди всего прочего изобразил тормоз. Поняли это лишь после того, как рисунок был оцифрован и увеличен[5].

Согласно завещанияученого все бумаги, книги и инструменты достались его ученику Франческо Мельци. Почти 40 лет Леонардо заносил свои пометки на бумагу. Рисунки сопровождали все его записи. После его смерти архив составлял около тринадцати тысяч страниц, на сегодняшний момент осталось меньше половины. После смертиМельци бумаги получили его наследники, а впоследствии его труды продавали, дарили, крали. Так что их изучать стали лишь вначале XIX века, а опубликовали и вообще почти сто лет спустя.

Все труды сейчас расшифрованы, переведены на современный итальянский язык и датированы. Но раз за разом появляются новые факты и знания.

Подведем итог, изучив биографию Леонардо, я узнал, что он был не только учёным и изобретателем, но и писателем, музыкантом, одним из крупнейших представителей искусства Высокого Возрождения. Леонардо да Винчи был ярким примером «универсального человека».

Глава 2. Изобретения Леонарда Да Винчи

2.1. Гидравлика

Гидравлика попала в сферу интересов Леонардо да Винчи, когда он работал в мастерской Андреа дель Верроккьо во Флоренции. В те времена было принято обучать людей искусства инженерии. Леонардо планировал написать книги о воде и ее использовании [9]. Он дал названия будущим книгам: «Книга, показывающая, каким образом реки приносят невредимым лес, срубленный в горах», «Книга о подъеме больших мостов путем одного лишь повышения уровня вод», «Книга о превращении натиска рек, чтобы он не направлялся на город».

Леонардо да Винчи используя в работе свои знания корабельщика, пловца и гидротехника, создавал гидротехнические сооружения и экспериментировал, строя в своей мастерской модели каналов, окрашивая потоки воды в разные цвета и наблюдая за ними.

Одной из первых практических задач, поставленных перед да Винчи, явилась проблема подъема и подачи воды. На территории Италии существовала система подачи воды через так называемые архимедовы винты. Архимедов винт представляет собой полую трубу, внутри которой вращается винт. Его нижний конец зачерпывает воду, и за счет поворота вала винта она поднимается наверх. Леонардо использовал архимедовы винты при создании фонтанов и систем ирригации, а также для обустройства ванных комнат в домах богатых синьоров. Для подъема воды Леонардо использовал и другой механизм – водяные колеса с чашами.

Следующим приспособлением для поднятия воды стало водяное колесо, то есть устройство, которое преобразует энергию падающей воды в энергию вращательного движения. Леонардо разрабатывал такие колеса для использования, в частности, в сельском хозяйстве. В своих стремлениях получить наибольшую силу и энергию мастер рисовал разные колеса, в том числе расположенные горизонтально (на рис.).

Стремясь найти практическое применение силе воды, Леонардо рисует различные гидравлические устройства.

В случаях с простыми механизмами (блок и рычаг) Леонардо не придумал принципиально новых устройств. Он изучал существующие, внимательно рассматривал, как функционируют отдельные части, чтобы на их основе создать новые. Что касается теоретических идей, то в области гидростатики Леонардо верно определил условие равновесия в сообщающихся сосудах, а также был близок к тому, чтобы вывести основной закон гидростатики (закон Паскаля).

В основе всех гидротехнических проектов Леонардо лежат его исследования в области гидравлики. Именно с опытов Леонардо да Винчи историки науки ведут отсчет гидравлики как науки.

Познаний Леонардо в области математики было недостаточно, чтобы заниматься исследованиями во всей полноте – ученый в своей работе мог описывать наблюдаемые явления только качественно [8].

Для исследования течений Леонардо первым применил метод трассера: через трубочки малого диаметра он вводил жидкости разного цвета в течение построенного им модельного канала, делая выводы о течениях, наблюдая за трассерами – семенами проса или кусочками бумаги. В 1641 г ученик Галилео Галилея, итальянский математик и физик Эванджелиста Торричелли (1608–1647), рассматривая рисунки Леонардо да Винчи, вывел формулу для определения скорости вытекания жидкости из отверстий в стенке открытого сосуда. Формулу назвали в честь ее создателя – формулой Торричелли. А через 250 лет после исследований Леонардо Бернулли составил знаменитое уравнение – основное уравнение гидродинамики, связывающее скорость текущей жидкости, давление в ней и высоту расположения малого объема жидкости над плоскостью отсчета.

Паровая пушка «ARCHITRONITO». Именно благодаря записям Леонардо мы знаем о том, что Архимед изобрел архитронито. Эта «машина из тонкой меди бросает ядра из железа с большим шумом и большою силой» [10]. Чертежи времен Архимеда не сохранились. Подробные чертежи и описание машины оставил нам Леонардо. Принцип действия пушки следующий. Задняя часть ствола примерно на одну треть помещается в печь, постоянно находясь, таким образом, под действием высокой температуры. Над жаровней расположен котел с водой. В раскаленный ствол подается вода. Она мгновенно испаряется, срабатывая как порох, и ядро вылетает из дула. Ядра могут вылетать каждую минуту. В наше время были проведены испытания и как оказалось механизм способен достичь дальности полета ядра более 40 м.

Земснаряд – это плавучая машина, которая применяется для подводной разработки и выемки грунта при дноуглубительных работах в гидротехническом строительстве. Земснаряд Леонардо имеет 4 лопасти и закрепляется между двумя лодками. Лопасти прикреплены к вращающемуся барабану. Поднимая и опуская ось барабана, можно регулировать глубину выкапывания грунта. Грунт, который вычерпывается лопастями, падает на плот, расположенный между лодками. Перемещение драги осуществляется с берега наматыванием троса на барабан.

Землеройная машина (экскаватор) была одним из первых землеройных механизмов, которые Леонардо использовал при строительстве каналов. Это довольно сложное устройство стояло на понтоне и работало на системе противовесов. Основные его части – ворот, тросы, стрелы и ковши. Удивительное устройство очень похоже на современные устройства. С одним отличием – наличием привода.

Ласты. Такое простое изобретения, скорее всего, было разработано не для развлечений, а для военных целей. Леонардо первым изобразил приспособления для плавания, напоминающие перепончатые лапы водоплавающих птиц. Ласты могли дать солдатам выигрыш в скорости. Первые ласты в глобальных масштабах стали производится спустя 400 лет.

Водные лыжи. Приспособление для хождения по воде представляло собой пару плавательных ботинок и шестов для отталкивания и сохранения равновесия. Впервые появились же они в 1922 году в США, когда американец Ральф Самуэльсон решил прокатиться по воде на зимних лыжах, он запатентовал свою идею. Через 50 лет, в 1972 году, водные лыжи были показательным видом спорта на летних Олимпийских играх в Мюнхене.

Спасательный круг. Леонардо, не умевший плавать, не мог не придумать приспособление, которое удерживало бы человека на поверхности воды. Внешний вид прототипа современного круга не изменился.

Водолазный костюм. Разрабатывался он как военное оружие. Водолаз ходит по дну и топит корабли вражеского флота. Изготовлен был из свиной кожи с пропиткой рыбьего жира. Шлем был усилен, чтоб выдерживал столб воды, трудностей с линзами не возникло. Трубка для дыхания из бамбука. Наверху трубка удерживалась поплавком. Пробковый поплавок Леонардо – достаточно интересная и сложная конструкция, в схеме есть дефект специально внесенный. Скорее всего, он не просто удерживал на плаву трубку. Современные исследователи создали костюм, и он оказался вполне пригодным.

2.2. Военное дело

Леонардо да Винчи в своем труде «Codex Atlanticus» привёл схему устройства колесцового замка для пистолета (заводившегося ключом) – это единственное его изобретение, получившее массовое производство при жизни. Устройство нового замка было таково: на смену старым фитилям, требовавшим доступа стрелка к открытому огню и создававшим в процессе горения нежелательный демаскирующий эффект, пришёл курок с зажатым кусочком кремня, под курком располагалось колёсико (колесцо) с насечкой. Устройство работало посредством заводимой ключом пружины, которая после нажатия на спусковой крючок приводила в движение колёсико и опускала на него курок с кремнем (изначально с пиритом), в результате возникшего трения высекались искры, зажигавшие пороховой заряд.

Классический арбалет. Во времена Леонардо да Винчи арбалеты находились на вооружении европейских армий. Ученый хотел повысить дальность полета и скорости перезарядки и поэтому экспериментировал с комбинированием дуг. На одном из рисунков ученый изобразил в одной системе четыре дуги: первая приводит в движение вторую, вторая – третью, третья – четвертую, которая и осуществляет выстрел. Очевидно, ученый исследовал сложение скоростей. Результативности это не дало из-за потерь в энергии. Кроме того он вычислили, что способность передавать энергию зависит от угла, образованного в месте натягивания тетивы, что и показывает ученый на рисунке.

Гигантский арбалет. Гигантский арбалет Леонардо да Винчи предназначен для метания камней: «… этот лук имеет между своими ветвями, то есть где укрепляется тетива, 42 локтя, и в самом толстом месте без арматуры 12∕3 локтя, а в самом тонком месте – 2∕3 локтя. Он имеет высоту в 14 локтей, его стержень имеет 2 локтя в ширину и 40 в длину, и он бросает камни в 100 фунтов» [1].

Если перевести названные величины в привычные для нас единицы измерения, то окажется, что размах плеч арбалета составляет около 26 м, длина – 24 м, высота – около 8 м. Масса камней, которые бросает этот лук, больше 45 кг. Для приведения арбалета в боевую готовность требуется усилие 10 т. Это орудие представляет большую опасность не только для противника, но и для тех, у кого оно находится на вооружении, любая ошибка или дефект привела б печальным последствиям. Этот лук не только огромен, он имеет также сложную конструкцию. Спусковой блок движется вперед, чтобы захватить тетиву, затем тетива наматывается на длинный винт, который проходит сквозь спусковой блок. Этот винт, в свою очередь, вращением большого зубчатого колеса оттягивается в самый конец базовой части арбалета. К концу стержня прикреплена веревка, проходящая через точку опоры рычага. При нажатии на рычаг веревка поднимает стержень.

Скорострельный арбалет. Для увеличения скорости стрельбы Леонардо придумал скорострельный арбалет. Внутри огромного колеса крепятся 4 арбалета. Перезаряжаются они автоматически в результате движения колеса. Колесо вращается людьми.

Колесо для перезарядки арбалета. В отличие от предыдущего устройства в арсенале этой машины 16 арбалетов. Все они перезаряжаются автоматически. Механизмом управляет один человек, который крутит ручку, вращающую барабан.

Бомбарды. Бомбарды – крупнокалиберные артиллерийские орудия, стрелявшие каменными и железными ядрами. Орудия стоят таким образом, что под обстрелом оказывается широкая полоса за крепостной стеной противника. Ученый изучал область обстрела бомбардами, в которых использовались разрывные пушечные ядра. При ударе ядра разрывались на множество кусков. Леонардо писал про это оружие: «Это самая смертоносная машина из существующих. При падении ядра его центр поджигает другие ядра, и центральное ядро взрывается и разрывает остальные, которые вспыхивают так быстро, что не успеешь произнести: «Святая Мария!» [9].

Еще одно новшество, предложенное Леонардо, – это килевидные пушечные ядра. Мастер понимал, что взаимодействие тел со средами и в воде, и воздухе имеет сходство. Ученый не занимался математическими выкладками для определения стабильности траектории и точности попадания, но, изучая сопротивление воды и воздуха, он предложил улучшенные аэродинамические очертания для снарядов, снабдив их направляющими крыльями. Его снаряды схожи с современными. Офицер британской армии Генри Шрэпнел в самом начале XIX века создал взрывчатый артиллерийский снаряд, известный во всем мире как шрапнель.

Пулемёт – это одно из изобретений Леонардо да Винчи. Первый «пулемёт», который способен был осуществлять несколько выстрелов без перезарядки. Леонардо придумал многоствольное орудие, которое бы стреляло и перезаряжалось почти одновременно. Эта идея стала основой создания «33-ствольного органа» – орудия, состоявшего из трех рядов по 11 малокалиберных пушек, ряды соединялись в виде треугольной вращающейся платформы, к которой в свою очередь прикреплялись большие колёса. Один ряд пушек заряжался и из него производился выстрел. Затем можно было перевернуть платформу и поставить следующий ряд. Идея да Винчи состояла в том, что во время прицеливания и выстрела из одного ряда пушек, другой бы охлаждался, а третий – перезаряжался. В результате такая машина давала возможность вести непрерывную стрельбу.

Травмирующие орудия и машины убийства. Среди чертежей Леонардо много вызывающих ужас машин, назначение которых – наносить увечья и убивать. Впереди и позади всадника, мчащегося на коне, установлены специальные устройства с косами, способные смертельно ранить противника.

Лестницы. Портативная лестница. Важнейшая часть этой лестницы Леонардо да Винчи – зубчатый винтовой механизм, с помощью которого можно удлинять, укорачивать, поднимать и опускать лестницу в любом месте. Подобное устройство сейчас используется пожарными расчетами по всему миру.

Веревочные лестницы появились у человека с тех пор, как он начал строить многоэтажные сооружения. Их применяли при штурме крепостей и вылазках из них. В своей записной книжке Леонардо да Винчи, нарисовал разные виды веревочных лестниц: канат с узлами, двойную лестницу, лестницу с деревянными ступеньками.

Крытая тележка – лестница. Для штурма и атаки противника, укрывшегося за крепостными стенами, Леонардо предлагал приспособление, использовавшееся со времен Античности, — лестницу на колесной платформе, полностью закрытую треугольной крышей. Часть лестницы опускается с помощью веревок в то место стены, через которую атакующие могут проникнуть внутрь.

Бронированная машина. Примерно за 400 лет до изобретения танка Леонардо нарисовал его прототип в своих тетрадях.

Великий ученый черпал вдохновение и идеи, наблюдая за живой природой. Так, его танк формой напоминает черепаху. Да и двигаться эта конструкция могла бы только со скоростью, чуть превышающей черепашью, – со скоростью пешехода. Леонардо предполагал, что приводить в действие машину будут 6 – 8 человек. Они поворачивают рукоятки, благодаря чему начинают вращаться зубчатые колеса (здесь изобретатель применил свои уникальные исследования зубчатых передач). Эта система напоминает коленный вал в двигателе.

Бронированная машина Леонардо, сделанная из дерева и металла, обладала серьезной огневой мощью: по окружности располагалось 20 пушек, которые стреляли на уровне колен и могли производить сильные разрушения с близкого расстояния. История не оставила свидетельств серьезных разработок в этой области в период с XVI по начало XХ века. Сама идея нашла воплощение в начале XX века, во время первой мировой войны.

2.3. Волшебство полета

Леонардо оставил много рисунков птиц в полете, и одними из его первых чертежей были конструкции летательных машин. Развивая гениальную теорию полета птиц, ученый создавал чертежи летательных аппаратов. В ходе своих исследований Леонардо изучал законы физики, свойства воздуха и ветра.

Парашют. Устройство, с которого Леонардо начал создание летательных аппаратов, – прототип парашюта. Леонардо изобразил свой парашют в 1485 году. Это жесткая конструкция в форме пирамиды с квадратом в основании, покрытая тканью. В приспособлении Леонардо не предусмотрено раскрытие купола, как в современных парашютах.

Неизвестно, был ли построен парашют при жизни ученого и проводились ли его испытания. Современная история парашютизма ведет отсчет с 1797 года. Французский воздухоплаватель Андре-Жак Гарнерен поднялся на воздушном шаре на высоту около 1 км и совершил первый прыжок с парашютом, успешно приземлившись.

Воздушный винт. Примерно в одно время с созданием чертежа парашюта Леонардо начал развивать другую идею – винтовое вращение, также основанное на принципе сопротивления. Нарисованный в период между 1483 и 1486 годом спиралевидный винт положил начало серии летательных аппаратов, создавая которые Леонардо исследовал механику полета. Первоначальное назначение винта – изучение его работы в воздухе. Конструкция не задумывалась как летательный аппарат. Вертолет Леонардо был снабжен не лопастями, а спиралевидным винтом с металлической окантовкой и полотняным покрытием. Вероятно, люди должны стоять на платформе и вручную вращать винты с помощью рукояток. Леонардо да Винчи даже считают изобретателем вертолета. Его чертежи изучали многие инженеры.

Орнитоптеры. Живя в Милане с 1482 по 1499 год, Леонардо посвятил себя изучению различных летательных аппаратов, которые имели сложные механизмы и поднимались в воздух только за счет мускульной силы человека. Ученый рисовал различные виды крыльев, например, похожие на крыло стрекозы или летучей мыши, создавал модели из древесины хвойных пород и молескина, покрытого перьями и накрахмаленной тафтой. Леонардо сделал несколько чертежей махолетов (орнитоптеров) – машин, летающих за счет взмахов крыльев. Согласно чертежам 1485–1487 годов, человек должен управлять летательным аппаратом, лежа лицом вниз на раме и используя силу рук и ног.

Леонардо да Винчи детально продумал и изобразил орнитоптер с лежачим положением пилота, орнитоптер – лодку с вертикальным положением пилота (на рис.), орнитоптер с натянутым луком в качестве источника энергии и другие конструкции.

Вывод: Изучая изобретения Леонардо да Винчи, я узнал, что он прекрасно разбирался в различных отраслях науки. К сожалению его знания, опережали технологии того времени, поэтому многие его изобретения были воплощены в жизнь уже после смерти их автора. Изобретения Леонардо Да Винчи прошли большие изменения, но все так же широко применяются и по сей день.

ГЛАВА 3. Исследования

3.1. Проверка эффективности парашюта

В ходе моего исследования была поставлена задача изготовить модель парашюта и доказать его эффективность. Чтобы изготовить модель парашюта мне понадобились эскиз (рисунок ниже), небольшой кусок ткани, нитки, иголка, карандаш, линейка. После того, как модель парашюта была готова, я приступил к эксперименту.

В ходе первого эксперимента тело было поднято на высоту 2,63 метра и отпущено вниз без парашюта. С помощью секундомера определили время падения, оно составило 0,59 с. Применив форму для расчета скорости тела , где S – расстояние, которое преодолевает тело за времяt, получили скорость падения тела равную 4,45 м/с.

Во время второго эксперимента, прикрепив к телу парашют, подняли его на ту же высоту. Время падения тела с высоты 2,63 м изменилось и составило 0,78 с. Повторив расчеты, определили скорость, с которой падало тело, она составила 3,37 м/с.

Таблица 1. Измерение скорости падения тела.

Вывод: в ходе экспериментов парашют доказал свою эффективность, при его использовании скорость падения тела действительно становится меньше на 1,08 м/с.

3.2. Измерение скорости ветра анемометра

Одной из поставленных мною задач при проведении исследования, стояла задача по изучению принципа работы анемометра и доказательства его эффективности как прибора для измерения скорости ветра. Оборудование кабинета физики включает в себя чашечный анемометр. Этот прибор состоит из вертушки и шкалы, арретира, ушков, винта, циферблата, червяка.

Порядок работы с чашечным анемометром:

1. Записать начальное показание шкалы счетчика анемометра при выключенных стрелках.

2. Установить прибор в воздушный поток так, чтобы ось была перпендикулярна направлению движения воздуха.

3. Включить одновременно секундомер и стрелки анемометра. Выбрать промежуток времени t = 60 - 120 сек выключить секундомер и стрелки анемометра.

4. Записать конечное показание шкалы счетчика анемометра.

5. Определить число делений, приходящихся на 1 с.

6. С помощью графика зависимости скорости от числа делений, определить скорость ветра.

Разобравшись со способом его работы, на протяжении 5 дней в одно и тоже время проводился эксперимент по измерению скорость ветра.

Рисунок 1. График для определения скорости ветра с помощью анемометра

Таблица 2. Измерение скорости ветра с помощью анемометра.

Для эксперимента была выбрана одна точка на территории школы. Измерение проводилось раз в день на протяжении 120 секунд. После измерения и расчета скорости ветра, полученные результаты сверялись со скоростью ветра по прогнозу погоды. Сравнив полученные показания с прогнозом погоды, можно сделать вывод, что показания анемометра близки к прогнозу, погрешность измерения зависит от различия скорости ветра на отдельных участках города.

Вывод: Анемометр доказал свою эффективность, как прибор для измерения скорости ветра. Этот прибор очень прост в эксплуатации и все так же актуален в наше время, его используют синоптики при измерении скорости ветра на метеостанциях.

3.3. Катапульта Леонардо Да Винчи

Е ще одной задачей было изучение катапульты и вычисление дальности полета снаряда из нее выпущенного. Узнать, как зависит дальность полета от рычага катапульты.

Материалы для создания катапульты: веревка, 2 линейки деревянные по 30 см, резьбу с гайками из конструктора – 2шт, металлическая шпилька d=4см, бамбуковые шпажки – 6 шт., пластиковая крышка от бутылки, деревянные рейки по 10см – 3шт, палочка от мороженого (круглая), шестеренка из видеокасеты, колеса из фанеры заготовки выточенные, можно использовать колеса от детской машинки.

Создание катапульты состояло из следующих этапов:

1. Режим линейку на 12 см-2шт и 10см -2шт, просверливаем в них отверстия для основания.

2.Шпильку режим на такие же части, что и линейку.

3. Собираем основание из линейки, шпильку, колес и резьбу с гайками.

4. Сверлим отверстия в палочке и крышке и крепим к основанию.

6. С помощью изоленты соединяем шпажки между собой.

7. Палочка — это вал на него одеваем шестеренку, крепим шпажки, перекидываем веревку.

Таблица 3. Исследование зависимости дальности полета катапульты от длины шпажек.

Вывод: в ходе исследования стало ясно, что, чем меньше длина рычага, тем меньше дальность полета.

Заключение

В истории науки, являющейся историей человеческого познания, важны люди, совершающие революционные открытия. Самым ярким примером этого и является Леонардо да Винчи.

Леонардо да Винчи – итальянский художник, скульптор, архитектор, ученый, инженер, естествоиспытатель. Его необычайная и разносторонняя одаренность вызывала изумление и восхищение современников и современных исследователей. Все едино заявляют Леонардо Да Винчи человек-гений.

Среди размышлений и исследований Леонардо да Винчи особое место занимали 2 стихии: вода и воздух. Вода у него, прежде всего, была объектом наблюдений и причина существования мира. В воздушной среде Леонардо привлекало другое - он мечтал свободно летать. Это одна из немногих сфер его проектных размышлений, где он пытался возвести свою идею до конструкторской разработки. В Европе в то время было беспокойно, правители вечно готовились к войне или воевали. И Леонардо да Винчи придумывал разнообразные механизмы для нападения и защиты. Поэтому в работе мы рассмотрели изобретения именно в этих трех сферах.

Неизвестно, сколько его идей было реализовано, потому, что до нас не дошло ничего из того, что он создал. Но ученый не остался бы при дворе, если бы его изобретения не работали. Некоторые разработки Леонардо да Винчи так и остались на чертежах. Какие- то были созданы позже, но их вытеснили другие более совершенные механизмы, и они стали историей. Но все, же многие идеи изобретателя спустя столетия были воплощены в жизнь и в том или ином виде существуют до сих пор.

Детальное изучение изобретений Леонардо позволили ученым XX века оценить их потенциал. По всему миру проходят выставки изобретений ученого, где представлены действующие модели, созданные по его чертежам. Все эти испытания доказали жизнеспособность его идей.

В ходе своего исследования, я познакомился с многими изобретениями Леонардо Да Винчи и узнала, что он прекрасно разбирался в различных отраслях науки. К сожалению его знания, опережали технологии того времени, поэтому многие его изобретения были воплощены в жизнь уже после смерти их автора. Изобретения Леонардо Да Винчи прошли большие изменения, но все так же широко применяются и по сей день.

При выполнении эксперимента по эффективности парашюта, я доказал его эффективность, при его использовании скорость падения тела действительно становится меньше. Парашют уменьшил скорость падения тела на 1,08 м/с.

Эксперимент по измерению скорости ветра доказывает работоспособность и эффективность анемометра. Анемометр доказал свою эффективность, как прибор для измерения скорости ветра. Этот прибор очень прост в эксплуатации и все так же актуален в наше время, его используют синоптики при измерении скорости ветра на метеостанциях.

 При исследовании дальности полета снаряда, убедился, что она зависит от длины рычага. Чем больше длина рычага, тем больше дальность полета снаряда.

Библиографический список

1. Анцелиович Е. С. Леонардо да Винчи. (Элементы физики) [Текст] / Проф. Е. С. Анцелиович. – М. : Учпедгиз, 1955. - 87 с. : ил.; 20 см.

2. Гастев А.А. Леонардо да Винчи. Жизнь замечательных людей. – М. : Молодая Гвардия, 1982. – 400 с.

3. Дживелегов А.К. Леонардо да Винчи. – М.: Искусство, 1974. – 208 с.

4. Дитякин В. Т. Леонардо да Винчи. — М.: Детгиз, 1959. - 223 с. : ил.; 22 см.

5. Зубов В.П. Леонардо да Винчи. – М.: Наука, 2008. – 350 с.

6. Капра Ф. Наука Леонардо: Мир глазами великого гения / Перев. с англ. — М.: ООО Книжное издательство «София», 2014. — 384 с.

7. Мамфорд Л. Миф машины. Техника и развитие человечества. – Монография. (Серия "Сигма"). – М.: Логос, 2001. – 408 с.

8. Медянкина М. Код да Винчи:10 мифов о Леонардо // Вокруг света. – 2016. – №12. стр. 124-125

9. Нардини Б. Жизнь Леонардо (в четырех частях). – М.: Планета, 1978.

10. Непомнящий Н.Н. Леонардо да Винчи. Опередивший время. – М.: Вече, 2014. – 363 с.

11. Рымаренко О.С. Леонардо да Винчи. Жизнь и открытия. – М.: Эксмо,2013. – 240 с.

12. Фоли В., Содэл В. Вклад Леонардо да Винчи в теоретическую механику. // В мире науки. – 1986. – №11. стр. 76-82

1