Научно-исследовательская работа «Воздушные шары»

Научно-практическая конференция «Шаг в будущее. Юниор-2019»
Забайкальский край пгт.Могойтуй

МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №2 им.Ю.Б.Шагдарова» 

Секция «Физика и познание мира»


 

Исследовательская работа

Воздушные шары

 

 

 

Работу выполнила: Цыренжапова Мария

ученица 2 «Б» класса

Руководитель: Дугарова Цыпылма Дашинимаевна

учитель начальных классов

 

2018 год

Аннотация.

Каждый человек хотя бы раз в жизни надувал воздушный шарик. Случается так, что, не удержав в руках, шарик улетает. У него нет двигателя. У него нет крыльев. Появились вопросы: почему же он улетает? и от чего зависит дальность его полета? Исследовательская работа рассматривает вопрос о появлении в жизни современного человека  воздушных шариков, без которых не обходится ни один праздник. В ходе работы мы выясняем, что заставляет воздушный шарик подниматься    вверх и от каких факторов зависит его падение. В результате работы были получены сведения об истории возникновения воздушных  шариков и их создателях, выявлены причины, по которым шары поднимаются вверх  и опускаются  вниз.

 

 

Оглавление:

Введение

История создания воздушных шаров

Практическая часть

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

 

Введение

Нас окружает мир – прекрасный и таинственный.

Человек начинает познавать этот мир с самого рождения, но не все тайны удается раскрыть. Дети очень любопытны и любят все яркое и красочное. Внимание малышей легко привлечь игрушкой, например, воздушным шариком. Оказывается, шариками можно не только играть, но и проводить интересные опыты. Воздушные шарики бесценны. Мы наблюдали за воздушными шарами и пробовали объяснить их поведение с точки зрения физики. Эту науку мы пока не изучаем, но в будущем, наши опыты пригодятся нам на уроках физики. Мы увлеклись проведением различных опытов и хочется поделиться своими наблюдениями со всеми.

Актуальность исследования: каждый человек хотя бы раз в жизни надувал воздушный шарик. Случается так, что, не удержав в руках, шарик улетает. У него нет двигателя. У него нет крыльев. Вот я и задумалась над вопросами: почему же он улетает? и от чего зависит дальность его полета? Я прочитала всю информацию, которую смогла найти по этой теме, провела наблюдения и эксперимент.

Объект исследования: воздушные шарики.

Предмет исследования: является полёт шарика и причина дальности его полета.

Цель исследования: выяснить, почему улетает не завязанный воздушный шарик и от чего зависит дальность его полета.

Задачи исследования:

Выяснить, что заставляет двигаться воздушный шарик.

Провести опыты, показывающие движение шарика.

Выяснить, как влияет размер шарика и толщина резины на дальность полета.

Узнать, есть ли в растительном и животном мире представители, которые двигаются, как воздушный шарик.

Узнать, как ученые использовали знания о таком движении.

Гипотезы исследования:

Допустим, шарику помогает ветер.

Предположим, что газ в шарике легче воздуха.

Возможно, шарику помогает выходящий из него воздух.

Методы исследования:

Изучение литературы.

Поиск в Интернете.

Проведение опытов.

Наблюдение.

Мнение других людей.

Сравнение и сопоставление фактов.

 

 

2.История создания воздушных шариков.

Анкетирование обучающихся 2-х классов.

Понимая, что моих знаний недостаточно, чтобы ответить на все интересующие меня вопросы, я обратилась сначала к своим ровесникам, ученикам 2-х классов своей школы. Вот какие ответы я получила.

Были опрошены 42 ученика из 2-х классов. Анкетирование показало, что половина опрашиваемых считает, что газ, которым наполнен шарик легче воздуха, поэтому шарик летает 60%, 33% - не знают, почему летает шарик, и 7% считают, что полетом руководит ветер.

На вопрос: от чего зависит дальность полета, 47% ответили, что от силы ветра,33 % не знают,20% от количества газа в шарике.

Вывод: мои ровесники оказались несведущими в данных вопросах, их мнения разошлись.

Листая новых книг страницы…

Понимая, что четкого ответа я не получила, я обратилась к книгам. Первыми моими помощниками стали «Большая советская энциклопедия» и «Толковый словарь русского языка» под редакцией С.И. Ожегова. Информация в них выстроена по принципу: кратко, точно, но не очень понятно. Нашла книги в библиотеке и статьи во всемирной компьютерной сети (в «Интернете»). И вот что я там прочитала.

Глядя на современные воздушные шары, многие люди думают, что эта яркая, приятная игрушка стала доступной только недавно. Некоторые, более осведомленные, считают, что воздушные шары появились где-то в середине прошлого века.

А на самом деле - нет! История шаров, наполненных воздухом, началась гораздо раньше. В прежние времена, разрисованные шары, изготовленные из кишок животных, украшали площади, где проводились жертвоприношения и гулянья знатных людей Римской Империи. После воздушные шары стали применять бродячие артисты, создавая оформление шарами для притягивания новых зрителей. Тема воздушных шаров затрагивается также в русских летописях – скоморохи, выступая для князя Владимира, употребляли шарики, изготовленные из бычьих пузырей.

Первые шары современного типа создал известный английский исследователь электричества, профессор Королевского университета Майкл Фарадей. Но создавал он их не для того, чтобы раздать детям или торговать на ярмарке. Просто он экспериментировал с водородом.

В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик. И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться! До этого они могли быть только круглыми – а с приходом латекса впервые появилась возможность создавать длинные, узкие шарики. Это новшество немедленно нашло применение: дизайнеры, оформляющие праздники, стали создавать из шаров композиции в виде собак, жирафов, самолетов, шляп. Их стали применять клоуны, изобретая необыкновенные фигуры.

Что же заставляет воздушный шарик двигаться?

Опыт1. Допустим, ему помогает ветер.

Надуем два шарика. Один из них завяжем ниткой. Выйдем на улицу в ветреную погоду. Отпустим шарики. Они летят. Завязанный шарик летит от порывов ветра. А тот, который не завязан, летит быстрее. А потом оба падают на землю. В квартире, где нет ветра, завязанный шарик медленно падает на пол. А не завязанный - летит, хотя и медленнее чем на улице, а потом падает. (Приложение 1)

Вывод: Все-таки ветер помогает полету шарика. Но он летит и без ветра. Значит, моя гипотеза подтвердилась частично.

Опыт2. Предположим, что газ в шарике, легче воздуха, и поэтому летит.

Я знаю, чем теплее воздух, тем он легче, поэтому поднимается вверх воздушный шар. Может углекислый газ тоже легче воздуха?

Проведем следующий опыт. Возьмем два одинаковых шарика. Один надуем сами углекислым газом, а другой с помощью насоса воздухом. Свяжем их ниткой и перекинем через палочку. Мы видим, что шарик, надутый углекислым газом опустился ниже. (Приложение 1) Вывод: значит, шарик надутый углекислым газом тяжелее. В справочнике я нашла подтверждение моему выводу. Оказалось, что углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха.

Опыт 3. Возможно, шарик толкает воздух, выходящий из него.

Когда мы надуваем шарик, то резиновая оболочка растягивается и заполняется воздухом. Когда входное отверстие освобождаем, воздух с силой вырывается наружу. Шарик при этом уменьшается. Воздух из шарика летит в одну сторону, а оболочка шарика в другую. Они отталкиваются друг от друга. Путь шарика непредсказуем. Когда весь воздух выходит из шарика, он останавливается.

Я спросила об этом у учителя, Цыпылмы Дашинимаевны. Она сказала, что шарик улетает под действием реактивной силы. Реактивное движение возникает, когда от тела отделяется с некоторой скоростью его часть.

Вывод: Значит, шарик толкает воздух, который выходит из него. Мой шарик реактивный.

Реактивное движение шарика.

Проведем еще несколько опытов показывающих реактивное движение шарика. (Приложение 2)

Опыт 1

Надуем воздушный шарик, вставим согнутую трубочку и завяжем. Прикрепляем шарик к маленькой машинке. Трубочка должна смотреть назад. Освобождаем трубочку. Воздух выходит назад. Машинка едет вперед под действием реактивной силы.

Опыт 2

Такой же шарик с трубочкой опускаем в миску с водой. Трубочка должна смотреть в сторону. Освобождаем трубочку. Шар начинает вращаться по воде под действием реактивной силы.

Интересно, от чего зависит дальность полета шарика?

Возьмем шарики разные по размеру и толщине резины и проведем эксперимент.

Возьмем леску и натянем ее по комнате. На леску наденем часть соломинки. Будем надувать шарики насосом одинаковым количеством воздуха (10 качков). Шарики прикрепим к соломинке скотчем и отпустим. Шарик пролетит по леске какое-то расстояние и остановится. Измерим пройденный путь. Для наглядности заполним таблицу результатов.

 

 

Вывод: чем толще резина и больше размер шарика, тем дальше он летит.

Представители в растительном и животном мире, которые двигаются, как воздушный шарик .

Реактивное движение можно наблюдать в живой природе. Реактивное движение используется многими моллюсками.

Осьминоги, кальмары и каракатицы имеют специальный мешочек. В него они набирают воду и выпускают ее сильной струей наружу. Струя эта отталкивает животное назад. Всасывая и с силой выталкивая воду, они скользят в волнах, точно живые ракеты.

Кальмар может развивать скорость до 60–70км/ч. В минуту опасности он выбрасывает струю чёрной жидкости.

Морской моллюск-гребешок, резко сжимает створки раковины, рывками двигается вперед за счет реактивной струи воды, выброшенной из раковины. Скачок крупного гребешка может достигать полуметра или даже больше в длину.

Сальпа - морское животное с прозрачным телом, при движении принимает воду через переднее отверстие и выталкивает через заднее отверстие наружу. Так она движется вперед.

Медуза выталкивает из-под своего колоколообразного тела воду, получая толчок в обратном направлении.

Примеры реактивного движения можно обнаружить и в мире растений. Бешеный огурец растет на побережье Черного моря. Созревшие плоды “бешеного” огурца при лёгком прикосновении отскакивают от плодоножки, и из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается жидкость с семенами; сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении. Стреляет бешеный огурец более чем на 12 метров: так он распространяет свои семена. Его еще называют взрывающийся огурец.

Как ученые использовали знания о реактивном движении.

Одно из главнейших изобретений человечества в XX веке - это изобретение реактивного двигателя, который позволил человеку подняться в космос. На протяжении сотен лет такие ракеты применялись сначала на Востоке, а затем в Европе как фейерверочные, сигнальные, боевые. Так появились ракеты, а затем реактивные самолеты.

Позже инженеры создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его назвали водометом. Такой двигатель стоит на некоторых быстроходных катерах.

Реактивное движение очень популярно в мультфильмах и художественных

фильмах, например, «Ивашка из дворца пионеров», «Ну, погоди!», «Каникулы в Простоквашино», «Усатый нянь».

Опыты проведенные нами, доказывают, что шарик – отличное пособие для изучения физических и химических явлений и законов. Использовать данную работу можно в школе на уроках физики в старших классах.

Помимо всего прочего мы обнаружили, что надувать воздушные шарики не только весело, но и полезно. Оказывается, что они «дарят» здоровье нашим легким. Надувание шаров положительно влияет на наше горло: даже служит средством профилактики ангины, а также помогает укрепить наш голос. Этой помощью пользуются певцы, так как такая тренировка помогает им правильно дышать во время пения. А также в шариках можно замораживать воду и использовать данные ледяные шары в качестве украшения двора зимой.

Заключение.

Выполнив эту работу, я убедилась, что все-таки ветер помогает полету шарика. Но он летит и без ветра, если он развязан. Значит, моя гипотеза, что шарику помогает ветер, подтвердилась частично.

Вторая гипотеза оказалась ложной. Углекислый газ, которым мы наполняем шарик при надувании, тяжелее воздуха и он соответственно не помогает полету шарика.

Шарик толкает воздух, который выходит из него. Воздух из шарика летит в одну сторону, а оболочка шарика в другую. Они отталкиваются друг от друга. Путь шарика непредсказуем. Шарик улетает под действием реактивной силы. Третья гипотеза подтвердилась полностью

Так же я узнала, что на полет шарика влияет толщина резины и размер шарика. Чем толще резина и больше размер шарика, тем дальше он летит. Для меня это мини-исследование приоткрыло огромный мир покорения космического пространства, поставило еще больше вопросов, которые требуют теоретической подготовки, самосовершенствования.

Новизна данной работы заключается в том, что разъясняет, почему летает воздушный шарик и от чего зависит дальность его полета. Материалы данной работы можно использовать на уроках окружающего мира, на занятиях кружка юного физика и интересных классных часах.

 

 

Литература.

1.Гальперштейн Л.Я. Моя первая энциклопедия.: Науч. -поп. издание для детей/ - М.: ООО «Издательство «Росмэн-Пресс», 2003. – 255 с.

2. Дорогова Е.М., Знаменская Л.Ф., Майоров В.Д. Справочник школьника для начальных классов. Русский язык. Математика. Природоведение. – М.: Стрекоза, 2009. – 520 с.

3. Я познаю мир: Феномены мира: Детская энциклопедия./С.Н.Зигуненко – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2003. – 396 с.

4.Ф.Рабиза «Простые опыты» - М. Дет.Лит., 2002

5.Большая детская энциклопедия. Том 2. Физика: МастерМедиа, 2006.

6. https://proshkolu.ru/user

7.https://nsportal.ru

 

 

Приложение 1

 

Опыт 1. Опыт 2. Опыт 3.
 

 

Приложение 2

 

Опыт 1. Опыт 2.

 

 

 

Анкета

Выбери правильный ответ на вопросы:

 

1.Почему шарик летает?

-газ, которым наполнен шарик легче воздуха, поэтому шарик летает

-не знаю

-полетом руководит ветер

2.От чего зависит дальность полета?

-от силы ветра

-не знаю

-от количества газа в шарике