Исследовательская работа "Невесомость"

Содержание

Введение…………………………………………………… 2

1.Актуальность……………………………………. 3

1.1.Что такое невесомость?........................................... 4

1.2.Невесомость в космосе. Необычное в привычном. 4

2. Как почувствовать невесомость на земле …………. 6

2.2. Опыт с невесомостью……………………………….. 6

Заключение…………………………………………………. 8

Выводы……………………………………………………….9

Список литературы………………………………………… 9

«Наступит и то время, когда космический корабль

С людьми покинет Землю и направится в путешествие.

Надежный мост с Земли в космос уже перекинут

Запуском советских искусственных спутников,

И дорога к звездам открыта!» —

Сергей Павлович Королёв

Введение

Космос-это бескрайнее пространство, пугающая красота которого притягивала к себе внимание человечества на протяжении всей истории.

Космос бесконечен, в нем миллиарды звезд и планет, и наша родная планета Земля лишь крошечная его часть.

Вселенная (Космос)очень велика, точный ее размер не известен никому .

Один из самых важнейших вопросов на свете –есть ли в Космосе кто-то ещ е похожий на нас людей, или же мы –это единственная раса разумных существ во всей Вселенной.

Даже ученые, умнейшие люди нашей планеты не могут прийти к одному ответу-существует множество разных мнений. Некоторые ученые говорят, что инопланетян нет, потому что они с нами еще не связались. А может еще не прилетел, потому что, они ждут. когда мы станем добрее, прекратим воевать и начнем жить как одна большая семья всей нашей планетой ,чтобы прилететь и предложить нам дружбу и мир.

Для исследования я выбрала тему «Невесомость»

До начала исследования мне было известно лишь то, что невесомость-состояние которое наблюдается в космосе, на космическом корабле, при котором все предметы летают, а космонавты не могут стоять на ногах, как на Земле.

Мне стало интересно, почему так происходит? Вот почему я выбрала эту тему.

Актуальность

Одним из неизвестных явлений для полета в космос стала невесомость. Даже в наши дни спустя много лет после первого запуска живого организма в космос, вопросов о невесомости все еще больше, чем ответов. И пока у человечества в перспективе длительные полеты к другим планетам, а возможно даже и звездам, изучение невесомости не перестанет быть актуальным.

Объект исследования – невесомость.

Предмет исследования – изучение влияния невесомости на живые организмы.

Цель исследования – выяснить как влияет невесомость на живые организмы.

Я выдвинул гипотезу о том, что попадая в невесомость живой организм будет чувствовать и вести себя иначе, чем в земных условиях.

Задачи, которые я поставила следующие:

-узнать как влияет долгое нахождение живого организма в невесомости

- провести опыт с невесомостью.

Методы исследования: эксперимент, фотографирование, изучение материалов по книгам и сети интернет, наблюдение, анализ данных.

А практическая значимость исследования в том, что проведенный мной опыт наглядно показывает, какую форму принимает жидкость, в том числе в организме человека, в условиях невесомости.

Теоретическая часть

Что такое невесомость?

Все мы на Земле и на любой другой планете чувствуем силу тяжести - силу притяжения Земли. То, что мы в обиходе называем "вес" предмета - это то, как мы ощущаем давление этого предмета на опору, которая не дает предмету падать под действием силы тяжести к центру Земли. 

Вот мы кладем яблоко на руку - оно нам кажется тяжелым, мы скажем: "У него большой вес". Вес - это то давление, которое чувствует наша рука, преграждая яблоку путь к Земле. Мы уберем руку - яблоко упадет на пол. Пока оно будет падать - веса у него не будет, ведь оно не давит ни на какую опору и не подвешено ни на какой веревке. А когда яблоко упадет на пол, оно опять станет весить. Потому что частицы яблока станут упираться в пол, который загораживает яблоку путь к центру Земли. В тот момент, когда яблоко падало, оно было в невесомости!

Закон всемирного тяготения открыл Исаак Ньютон, получив по голове яблоком в 1682. Согласно известной легенде, однажды гуляя по саду днем, он увидел на небе Луну. В это же время с ветки упало яблоко. Ньютон тогда занимался изучением закона движения и знал, что яблоко падает под воздействием гравитационного поля, а Луна вращается по орбите вокруг Земли.

И тут в голову гениальному ученому пришла мысль, что, возможно, яблоко падает на землю, подчиняясь той же силе, благодаря которой Луна находится на своей орбите, а не носится беспорядочно по всей галактике.

Невесомость в космосе. Необычное в привычном.

В невесомости можно легко пeрeмeщaть тяжёлыe прeдмeты и пeрeмeщaться сaмoмy, прилoжив лишь нeбoльшoe yсилиe. Прaвдa, пo этoй жe причинe любыe прeдмeты нyжнo спeциaльнo зaкрeплять, чтoбы oни нe лeтaли пo oрбитaльнoй стaнции, a нa врeмя снa кoсмoнaвты зaбирaются в спeциaльныe мeшки, прикрeплённыe к стeнe.

Плaмя в yслoвиях нeвeсoмoсти oчeнь слaбoe и сo врeмeнeм зaтyхaeт. Eсли в oбычных yслoвиях зaжeчь свeчy, oнa бyдeт гoрeть яркo, пoкa нe сгoрит. Нo прoисхoдит этo пoтoмy, чтo нaгрeтый вoздyх стaнoвится лeгчe и пoднимaeтся ввeрх, oсвoбoждaя мeстo для свeжeгo вoздyхa, нaсыщeннoгo кислoрoдoм. В нeвeсoмoсти движения вoздyхa нe нaблюдaeтся и сo врeмeнeм кислoрoд вoкрyг плaмeни выгoрaeт и гoрeниe прeкрaщaeтся.

1-пламя на Земле.

2-пламя в невесомости.

Как невесомость воздействует на человека

При переходе из условий земной гравитации к условиям невесомости у большинства космонавтов наблюдается реакция организма, называемая синдромом космической адаптации. По симптомам это состояние похоже на морскую болезнь: снижение аппетита, головокружение, головная боль, усиление слюноотделения, тошнота, иногда встречается рвота, пространственные иллюзии. Все эти эффекты обычно проходят после 3 – 6 суток полёта. При длительном (несколько недель и более) пребывании человека в космосе отсутствие гравитации начинает вызывать в организме определённые изменения, носящие негативный характер: быстрое атрофирование мышц – мускулатура фактически выключается из деятельности человека, в результате понижаются все физические характеристики организма; следствием резкого уменьшения активности мышечных тканей является сокращение потребления организмом кислорода; из-за возникающего избытка гемоглобина может понизиться деятельность костного мозга, синтезирующего гемоглобин; ограничение подвижности нарушает фосфорный обмен в костях, что приводит к снижению их прочности.

Человеческий организм, попав в условия невесомости, начинает перестраиваться. Человек худеет. Всё тело становится дряблым, как при долгом лежании в постели. Кости становятся хрупкими - они здесь не испытывают нагрузки. Мышцы работают мало. А от бездействия все органы слабеют. Похоже на то, как пролежавший в постели несколько месяцев человек заново учится ходить. В отдельных случаях после длительного пребывания в невесомости космонавты вообще первое время не могут встать на ноги.

Чтобы уменьшить вредное действие невесомости, учёные придумали разные средства: они рекомендуют космонавтам побольше заниматься в космосе физкультурой, в основном с эспандерами. Создали для космонавтов особые нагрузочные костюмы «пингвин». В эти плотно облегающие костюмы вшиты резинки, стягивающие тело в клубочек. Чтобы в таком костюме держаться прямо, приходится всё время слегка напрягать мышцы. А это как раз и нужно, чтобы они не слабели.

Делают на орбитальных станциях и «бегущую дорожку». Чтобы не уплыть, космонавт пристёгивается эластичными тяжами. Они заменяют космонавту его вес, тянут за пояс и за плечи вниз к полу, прижимают к «дорожке». Она под космонавтом бежит назад. А он по ней бежит вперёд. Не все легко переносят невесомость, особенно в первый момент. Многим кажется, что их подвесили вниз головой. У некоторых наступает тошнота. Первые день-два космонавты обычно привыкают к невесомости.

Как почувствовать невесомость на Земле?

Такое, казалось бы, чисто космическое понятие как "невесомость", на самом деле нам хорошо знакомо. Мы испытываем ее каждый раз, просто подпрыгнув - в момент, когда летим вниз мы испытываем невесомость, качаясь на качелях - в тот момент, когда они на секунду застыли перед тем как поменять направление движения и опуститься вниз. Мы испытываем невесомость на борту корабля, качаясь на волнах - именно постоянное чередование невесомости и перегрузок вызывает "морскую болезнь". Мы испытываем невесомость в момент, когда наш самолет падает в воздушную яму. Всем знакомо это ощущение легкости в животе?

Невесомость можно даже зафиксировать в домашних условиях при помощи обычных пружинных весов. Возьмите весы, подвесьте на них какой-то груз (мы взяли пакет с картошкой) и поднимите его на вытянутой руке как можно выше. Смотрите на стрелочку и резко опустите руку с грузом вниз, имитируя его падение. Вы увидите, что стрелочка на весах поднялась вверх, к нулю, фиксируя, что вес груза при падении уменьшился. (Лучше, если опыт будут делать два человека - один опускать, другой смотреть).

2.2. Опыт с невесомостью.Мы решили провести опыт наглядно показывающий, что происходит с жидкостью в невесомости. С помощью учителя мы провели опыт в классе для одноклассников.В опыте передо мной стояла задача создать условия невесомости и поместить в эти условия жидкость. Для этого мы взяли жидкости с разной плотностью – воду, спирт, растительное масло и пищевой краситель(для цвета)

Масло легче воды, и, если подлить его в банку с водой, оно соберется слоем на поверхности. А если налить это же масло в спирт, оно соберется слоем на дне. Значит, спирт еще легче, чем масло.

Для нашего опыта мы наполнили половину стакана водой. Затем аккуратно по стенке долили спирт так, чтобы вода и спирт не перемешались. Затем добавили чайную ложку растительного масла и пищевой краситель. Масло оказалось на границе между водой и спиртом, то есть в невесомости. Но масло не растеклось ровным слоем, а собралось в гладкий ровный шар.

Почему же масло превратилось именно в шар? Тут дело в том, что шар - это самая экономичная фигура. У шара площадь поверхности минимальная при максимальном объеме. То есть, говоря простым языком - у него снаружи на оболочку пойдет минимум вещества, а внутри поместиться больше вещества, чем в любой другой фигуре. Поэтому все на свете при отсутствии других сил стремиться принять форму шара. И капли воды и планеты.

Тело человека на 60 процентов состоит из воды, а кровь на 92 процента. Когда астронавты оказываются в невесомости, то кровь в организме ведет себя так же, как масло в нашем опыте. Она стремится принять форму шара. На жидкости в организме человека не действует сила тяжести, как на земле, поэтому она поднимается вверх. Что чувствуют и не чувствуют при этом астронавты? Астронавты страдают от заложенности носа и отеков лица. А вот почувствовать, когда переполнился мочевой пузырь практически невозможно. Поэтому космонавты посещают туалет по часам. Поплакать в космосе тоже не получится. Слезы не стекают по щеке, а собираются в шар и доставляют массу неприятных ощущений. Поэтому космонавты не плачут.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате работы над проектом я узнала, что такое невесомость, при каких условиях она возникает, и могу рассказать об этом своим одноклассникам.

Длительное пребывание в невесомости отрицательно влияет на организм человека, так как она вызывает изменение различных функций организма.Несмотря на это, люди продолжают совершать космические полёты, проводить в космосе опыты.

Понятие «невесомость», которое было открыто в космосе, помогло мне объяснить некоторые привычные явления на Земле.

Теперь я знаю и могу рассказать с точки зрения науки, почему, например, при качании на качелях возникает ощущение легкости в организме.

Таким образом, моя гипотеза полностью подтвердилась.

Выводы:

Я думаю, что если с таким интересным и необычным явлением, как невесомость, можно проводить опыты, значит, в космосе будет сделано еще немало открытий, важных для науки, в том числе, для медицины, и учёные постараются сделать невесомость безопасной для человека.А нам предстоит еще узнать много интересных секретов Вселенной.

Литература

1. Гальперштейн Л.Я Невесомость и растительное масло. Опыты по физике для детей. http://www.diagram.com.ua/tests/fizika/fizika160.shtml

2. Докучаев, Ю.А. Урок Гагарина / Ю.А. Докучаев – М. Детская литература, 1985. – 144 с.: ил.

3. Космос. – Русич, 2002. 128 с. (Школьная энциклопедия).

4. Я познаю мир:  Дет. энцикл.: Космос/Авт.-сост. Т.И. Гонтарук. – М. АСТ, 1998. - 448

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школас.п.Второй Лескен»

Лескенского муниципального района КБР

Районный конкурс исследовательских работ

и проектов школьников «Первые шаги в науку»

МКОУ «СОШ сп.Второй Лескен»

Класс 4

Направление: «Вперед к звездам!»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Тема: «Невесомость»

Руководитель исследовательской работы : Самгурова Оксана Хамишевна

учитель начальных классов

МКОУ «СОШ с.п. Второй Лескен»

Участник конкурса - Шагирова Раяна Юрьевна