В 332 гoдy дo нaшeй эры пo прикaзy Aлeксaндрa Мaкeдoнскoгo нeскoлькo чeлoвeк были зaпeрты в стeкляннoй клeткe и брoшeны в мoрe. Этoт экспeримeнт великому царю и полководцу был нeoбхoдим для тoгo, чтoбы люди рaсскaзaли o тoм, чтo oни видeли пoд вoдoй. Oднaкo нe yдaлoсь нaйти истoчникoв, в кoтoрых yкaзaнo, к кaким рeзyльтaтaм привeл этoт oпыт. Имeннo этo сoбытиe и стaлo нaчaлoм истoрии сoздaния пoдвoднoй лoдки.
В 1620 гoдy нидeрлaндский изoбрeтaтeль Кoрнeлиyс вaн Дрeббeль стaл сoздaтeлeм пeрвoй в мирe пoдвoднoй лoдки, кoтoрaя мoглa вмeстить в сeбe 12 грeбцoв. Oнa стaлa вeсить нaмнoгo бoльшe вoды и бeз прoблeм мoглa пoгрyзиться нa днo. Нa пoвeрхнoсть ee вoзврaщaли с пoмoщью вeсeл.
Но как же может всплывать то, что утонуло? Пробуем разобраться с помощью аналогий.
Опыт "Волшебная виноградинка"
Перед ребятами пластиковые стаканчики, сильногазированная минеральная вода и виноградинки разного размера (у нас зелёный мелкий и крупный синий). Перед ребятами проблемный вопрос: как с помощью этого набора мы можем объяснить принцип погружения и всплытия подводной лодки?
Решение нашли быстро: раз есть стаканы и вода, значит будем разливать воду. Ну а виноград будем помещать в жидкость. Но всё ещё не понимаем, как это поможет нам решить задачу. Предположения о плавучести винограда были разными, основываясь на жизненном опыте и знаниях, полученных на ранее проводимых занятиях в Лаборатории.
Была гипотеза, что виноград утонет, но было и предположение, что могут кое-какие виноградинки остаться на плаву, как в опыте с желудями. Для чистоты эксперимента выбираем самые лучшие ягоды двух видов.
Была гипотеза, что виноград утонет, но было и предположение, что могут кое-какие виноградинки остаться на плаву, как в опыте с желудями. Для чистоты эксперимента выбираем самые лучшие ягоды двух видов.
Разливаем сильногазированную минеральную воду по стаканам
Опускаем виноградинки
Наблюдаем. Утонули все ягоды...
... но практически сразу начали всплывать.
Большим синим виноградинкам нужно было больше времени для всплытия. За это время маленькие уже несколько раз всплывали и погружались.
Пытаемся понять странное поведение винограда:
почему он то всплывает, то тонет?
Ответ нашли сразу: пузыри газа покрыли не только стенки стакана, но и сами ягоды.
Когда на виноградинку «садятся» пузырьки газа, то размер ягоды увеличивается. Следовательно, увеличивается «число маленьких человечков» которые будут ее выталкивать. Виноградинка всплывает.
Когда пузырьки лопают, то под виноградинкой остается только два «маленьких водяных человечка», у которых не хватает сил удержать виноградинку, и она опускается на дно стакана.
Проект "Подводная лодка"
Смелый в нем народ живет.
Даже под полярным льдом
Может плавать этот дом.
После проведения совместных наблюдений за поведением виноградинки в газированной воде ребята высказали свои гипотезы, почему подводной лодке удаётся погружаться и всплывать, когда ей это требуется.
Фиксики и для нас соорудили подводную лодку, правда без моторчика...
Зато в ней есть отверстия для заполнения водой, дополнительный груз для погружения, трубочка для заполнения воздухом. В нашу модель подводной лодки поместили воздушный шарик, чтобы мы смогли наглядно увидеть, как происходит погружение и всплытие.
Из-за недостаточного веса груза наш аппарат не смог опуститься на дно, но благополучно погрузился в воду и скрылся с её поверхности. Через отверстия на дне бутылки вода устремилась внутрь, вытесняя воздух, - произошло погружение.
Через трубочку нагнетаем воздух в бутылку. Наш шарик надувается, воздух вытесняет воду из аппарата и происходит всплытие. Удивлению и радости ребят не было предела.
Прекращаем подачу воздуха, он спокойно выходит через трубочку, освобождая место для заполнения лодки водой - очередное погружение.
А может попробуем соорудить вместе подводную лодку из подручных материалов? Разрабатываем план действий
Заблаговременно в бутылочке от молочного коктейля проделаны 5 отверстий в ряд с одной стороны, а так же входное отверстие для трубочки в её крышке
Со стороны отверстий надёжно закрепляем грузы с помощью канцелярских резинок. Опытным путём подбираем необходимый груз.
Погружение прошло отлично
Мастерим приспособление для всплытия. Пока я готовлю трубочку, ребята разминают пластилин для герметизации.
Стоило только отпустить бутылочку, как она снова устремилась на дно, а это значит, что груз у нас работает отлично
Вставляем один конец трубочки, надёжно фиксируем пластилином
Вот и всё! Аппарат к всплытию готов! Проверяем.
Ура! Всё работает!
Контрольные всплытия-погружения
На фотографии ниже отчётливо видно, что вода из отверстий снизу вытеснена вся, а излишки воздуха устремились наружу в виде пузырей
В ходе выполнения учебного проекта «Подводная лодка» на практике проверили объяснения Фиксиков, как подводной лодке удается погружаться под воду и всплывать.
P.S. В ходе выполнения опыта мы использовали трубочки от новых систем для капельниц, соблюдая личную гигиену.
Для просмотра видео на мобильном телефоне или планшете
рекомендуется переключиться внизу страницы на веб-версию блога
Все ребята получили набор для самостоятельного повторения проекта и объяснения принципа погружения/всплытия дома с родителями. Очень надеюсь на фотографии домашнего опыта.
Дополнено 28.10.2024
Домашняя Лаборатория открытий
Аня Цупа сборку подводной лодки производила вместе с папой. Испытание проводилось под её строгим контролем, сопровождаясь комментариями и подробными объяснениями.
Саша Шумарев, как настоящий мужчина, процесс сборки подводной лодки взял в свои руки. На фотографии зафиксирован подбор необходимого для полного погружения груза.
А также Саша записал видео испытания своей лодки на всплытие
Выражаю огромную благодарность семьям ребят за поддержку стремления детей к экспериментированию и исследованиям, а так же за предоставленные фото и видеоматериалы
Комментариев нет:
Отправить комментарий