Почему не тонут корабли

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Пачинская средняя общеобразовательная школа

Яшкинского муниципального района»

Школьная научно-практическая конференция «ЭРУДИТ»

«ПОЧЕМУ НЕ ТОНУТ КОРАБЛИ?»

Автор: Пастухов Артур

ученик 4 класса

МБОУ «Пачинская СОШ Яшкинского

муниципального района»

Руководитель: Савосина Е.А.,

учитель начальных классов

МБОУ «Пачинская СОШ Яшкинского

муниципального района»

Пача 2019

Содержание

Введение ………………………………………………………………………......3

1. Что такое корабль и его устройство

   1. История кораблей ……………………………………………………...5

   2. Принцип работы корабля ……………………………………………...6

   3. История судостроения и использования судов ……………………....6

2. Практическая часть …………………………………………………………….7

Заключение …………………………………………………………...………….10

Список использованной литературы …………………………………………...12

Приложение 1 ……………………………………………………………………13

Приложение 2 ……………………………………………………………………14

Приложение 3 …………………………………………………………………....15

Введение

На занятиях по внеурочной деятельности «Юный исследователь» Екатерина Александровна нам рассказывала о свойствах различных тел. Мы проводили практические опыты. Изучали массу различных тел, их состав и свойства. Я сделал бумажный кораблик, но в воде он перевернулся и вскоре утонул. У меня возник вопрос: Почему не тонут настоящие корабли? Ведь они сделаны из железа и гораздо тяжелее моего кораблика. Мне захотелось самому это понять с помощью опытов и самостоятельно найти ответ на вопрос «Почему корабли не тонут?» Ведь так хочется, чтобы мой кораблик поплыл!

Гипотеза исследования: Предположим, корабль имеет особенности строения, позволяющие не тонуть:

1. Материал, из которого изготовлен корабль, не дает ему утонуть.

2. Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму.

3. Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву.

Цель исследования: Выявление причин, позволяющих кораблям не тонуть и не переворачиваться.

Задачи исследования:

• Разработать серию опытов, позволяющих шаг за шагом выяснить условия, при которых тела плавают в воде.

• Подготовить описания опытов, чтобы каждый желающий мог легко их повторить и получить знания, позволяющие понять многие природные явления.

• Собрать и проанализировать информацию о плавучести тел.

Методы исследования:

• Изучение научной литературы;

• Изучение интернет ресурсов;

• Наблюдения;

• Опрос;

• Проведение опытов, экспериментов.

1. Что такое корабль и его устройство

1.1 История кораблей

С древних времен корабли использовались для перевозки людей и грузов через моря и океаны. Даже в современном мире при наличии авиации и космонавтики корабли, как и ранее, остаются важнейшим транспортным средством для пассажирских перевозок и поддержания торговли. Кроме грузовых и пассажирских судов всегда были необходимы также и военные корабли для обеспечения безопасности морских торговых путей. Еще со времен Древнего Египта, Древней Греции и Древнего Рима мощью морского флота создавались и разрушались целые империи.

На протяжении столетий на кораблях поднимаются флаги для указания их принадлежности и передачи сообщений на другие корабли. Каждый флаг имеет свое значение.

С 2500 г. до н. э. до 1500 г. н. э. корабли приводились в движение веслами и парусами. С 1630 по 1850 г. самым мощным военным кораблем являлся трехпалубный деревянный парусник, имевший 100 и более пушек на борту.

Команда военного корабля XVIII в. состояла из 850 офицеров и матросов. Должности в то время: капитан, лейтенант, гардемарин, матрос, комендор, мальчик — подносчик пороха. Экипаж современного пассажирского судна состоит из людей различных профессий: штурманов, компьютерных операторов, механиков-мотористов и, конечно же, хороших поваров! Должности наше время: капитан, медсестра, штурман, механик, радист, повар.

На современных пассажирских лайнерах имеются комфортабельные каюты, кинотеатры, рестораны, бассейны и игровые суши для детей. Большое значение на них предается мерам безопасности. В прежние времена плавание на кораблях было очень опасным. Лишь после гибели в 1912 г. в результате столкновения с айсбергом супер-лайнера «Титаник», на борту которого находились около полугора тысяч членов экипажа и пассажиров, наличие спасательных жилетов для всех людей на судне стало обязательным.

1.2 Принцип работы корабля

Трюмная часть корабля вытесняет массу воды, равную ее собственной массе. Пытаясь вернуться на свое место, вытесненная вода толкает корабль вверх. Установленные под углом лопасти корабельного винта, вращаясь, создают усилие, толкающее винт и соответственно корабль вперед. На некоторых современных скоростных паромах используется водоструйный двигатель; морская вода засасывается в него, а затем выпускается высокоскоростной струей. Руль, подвешенный на шарнирах на корме судна, соединяется со штурвалом или румпелем. Если рулевой отводит румпель влево, руль и корма двигаются вправо. Если необходимо сделать поворот вправо, он отводит румпель влево.

В эпоху парусных судов была разработана такая установка парусов, которая позволяла двигаться против ветра. Делая повороты в разные стороны (идя галсами), корабль продвигался вперед, даже когда не было попутного ветра.

1.3 История судостроения и использования судов

На протяжении веков корабли неоднократно изменяли судьбы народов. На них люди отправлялись в дальние плавания в поисках новых земель, новой жизни, новых рынков. Одновременно с развитием торговых судов совершенствовались и боевые корабли, служившие для защиты торговых путей и отражения нападений вражеских флотов. Даже в нашу эпоху покорения космоса, спустя почти 5000 лет после появления первых известных кораблей, на судах перевозятся самые тяжелые грузы и создаются самые комфортабельные условия для длительных путешествий.

Создатели кораблей постоянно искали пути совершенствования судов. За время, прошедшее от однопарусных судов до лайнеров с дизельными двигателями, корабли стали намного более безопасными, комфортабельными и быстроходными. Корабли используются в различных областях человеческой деятельности: в торговле, военных действиях, перемещении людей, научных исследованиях, туризме и отдыхе, спасательных операциях, рыболовстве и даже сельском хозяйстве.

Для перевозки людей через моря и океаны существуют различные типы судов. Паромы, суда на воздушной подушке и с подводными крыльями позволяют пассажирам быстро пересекать моря вместе со своими автомобилями на борту. В конце XIX века начали строить пассажирские лайнеры — один из самых комфортабельных видов транспорта. Сейчас они, конечно, уступают в скорости и стоимости путешествия самолетам, однако такие океанские лайнеры успешно применяются для круизов и отдыха.

Суда имеют жизненно важное значение для обеспечения способности какого-либо государства вести торговлю, импортировать или экспортировать различные грузы. К торговым кораблям относятся танкеры, способные перевозить сырую нефть, и контейнерные суда, доставляющие твердые грузы. Корабли также используются для добычи морских ресурсов.

Военные корабли могут использоваться в качестве баз для войск и вооружения. Так, например, авианосец представляет собой полностью оснащенную авиабазу. Военные корабли применяются также для проведения атак против вражеских целей. Например, такие корабли, как французский эсминец «Турвиль», несет на борту управляемые ракеты.

В каждой стране, омываемой морем, имеется своя спасательная служба, и важнейшую ее часть составляют спасательные суда. Спасательные катера спускают на воду по наклонному слипу со спасательной станции на берегу моря. Для определения места крушения корабля на нем установлен радар.

2. Практическая часть

Опыт № 1 

«Влияет ли материал, из которого сделан корабль, на его плавучесть?

Поочередно погружаем в воду предметы, сделанные из металла, дерева, стекла и пластмассы. Как видно, предметы из стекла и металла утонули, а из дерева и пластмассы – нет.

Объяснение: Екатерина Александровна на уроках окружающего мира рассказывала, что все окружающие нас предметы и вещества состоят из крошечных, невидимых взгляду частичек – молекул. Те тела, в которых молекулы располагаются очень близко друг к другу – обладают большей плотностью и быстрее идут ко дну. А тела, в которых молекулы расположены далеко друг от друга, обладают меньшей плотностью, поэтому остаются плавать на поверхности воды. У железа и стекла плотность больше плотности воды, и поэтому они утонули. Тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по её поверхности. Современные корабли сделаны из металла (Приложение 1).

Вывод: «Плавучесть» корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен. Следовательно, гипотеза № 1 не верна.

Опыт № 2 

«Влияние формы на плавучесть корабля»

Берем пластилин, погружаем его в воду и видим, что он утонул. Придаем пластилину форму корабля, погружаем его в воду и видим, что он не утонул, а поплыл. Ура! Волшебство свершилось, тонущий материал плавает на поверхности! (Приложение 2).

Вывод: Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму, гипотеза 2 – верна.

Опыт № 3.

«Влияние воздуха на плавучесть корабля»

Берем два воздушных шарика, один из которых надуваем, и погружаем в воду. Вода попала внутрь не надутого шарика, и он начал постепенно погружаться в воду. Надутый шарик не тонет, даже если надавить на него сверху рукой (Приложение 3).

Вывод: Корабль не тонет, потому что воздух внутри него держит его на плаву, гипотеза 3 верна. Оказывается, когда - то давно древнегреческий учёный Архимед исследовал проблему плавучести тел и сформулировал закон: на всякое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости, который известен сейчас как Закон Архимеда. Таким образом, в нашем опыте на шарик снизу, из таза, действовала сила Архимеда, которая выталкивала шарик на поверхность.

Заключение

Из литературы и Интернет источников я узнал много интересного о кораблях и их способности держаться на поверхности воды.

В ходе своего исследования мы выяснили, что ошибались, когда думали, что в кораблестроении используются специальные лёгкие материалы. Но наши предположения о том, что стальные корабли не тонут, потому что имеют особую форму, оказались верны.

Ещё мы выяснили, что широкие корабли с высокими бортами вытесняют огромный объём воды, а чем больше объём воды, тем больше её выталкивающая сила. Это закон, который сформулировал древнегреческий учёный Архимед. Именно эта сила позволяет кораблям держаться на поверхности воды и перевозить многотонные грузы. Тело не утонет, если архимедова сила равна или больше веса тела. Железные суда проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии (это называется водоизмещением корабля). В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины. Вот одна из причин, почему корабли не тонут. Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений и средняя его плотность значительно меньше плотности воды. Именно поэтому он держит корабль на поверхности воды и не даёт затонуть. И корабль, даже с очень большим на борту грузом будет плыть по водам морей и океанов. Если железка не имеет ни одной дырочки, куда бы попал воздух, то она сразу же потонет в воде. А если смастерить кораблик по всем правилам науки — он спокойно будет держаться на плаву.

У меня остался вопрос «Почему под воздействием волн суда не переворачиваются?». На этот вопрос мы будем искать ответ в следующей своей работе.

Практическая значимость

Не всегда можно найти ответ на поставленный вопрос в учебнике. Данная работа дает возможность понять, почему корабли не тонут. Результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, при проведении классных часов и внеклассных мероприятий.

Список использованных источников

1.  Большая иллюстрированная энциклопедия школьника М. «МАХАОН», 2003 – 51 с.

2. Энциклопедический словарь юного физика. М.: Педагогика Пресс,1995. Юный исследователь. М.: "РОСМЭН",1995

3. Дитрих А., Юрмин Г., Кошурникова Р. «Почемучка» М. «Педагогика», 1991 – 160-164 с.

4. Горев Л.А. "Занимательные опыты по физике" М. Просвещение, 1985– 27-31.

5. Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли [Текст] / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». – Москва: «Детская литература», 1993. – С. 7-36.

6. http://class-fizika.spb.ru/index.php/opit/692-op-plav2

7. https://go.mail.ru

Приложение 1

Опыт № 1

«Влияет ли материал, из которого сделан корабль, на его плавучесть?»

Приложение 2

Опыт № 2

«Влияние формы на плавучесть корабля»

Приложение 3

Опыт № 3.

«Влияние воздуха на плавучесть корабля»

11