Исследовательская работа физика полета





Скачать 147.18 Kb.
НазваниеИсследовательская работа физика полета
Дата публикации16.07.2013
Размер147.18 Kb.
ТипИсследовательская работа
100-bal.ru > Астрономия > Исследовательская работа
Исследовательская работа


физика полета
Выполнили:

учащиеся 3 кл. «Б»

МБОУ «Лицей № 36»

Лияскина Ирина

Шепелев Константин
Руководитель:

Болтанюк Л.Л.

Осинники, 2013г.

содержание
Введение…………………………………………………………………… 4

1. История возникновения и развития

летательных аппаратов……………………………………………. 5

1.1 Начало пути……………………………………………………………. 5

1.2. Прибор для спасения…………………………………………………. 6

1.3. Висеть — это не лететь………………………………………………. 7

1.4. Еще не самолет, но уже не аэростат………………………………… 9

1.5. Первый полет…………………………………………………………. 10

2. Экспериментальное исследование моделей……………. 10

2.1. Экспериментальное исследование моделей парашютов………….. 10

2.2. Экспериментальное исследование моделей бумажных самолетов. 12

Заключение………………………………………………………………. 14

Список литературы……………………………………………………. 15

Введение

Этим летом мы впервые отправились в путешествие на самолете. Первые приятные впечатления - аэропорт города Новокузнецка. Там нас ожидали вертолет, самолеты разных форм, размеров и цветов. Нас очень заинтересовало, как они такие большие и тяжелые летают?

Чтобы подробнее ответить на наши многочисленные вопросы, родители купили нам книгу о самолетах. Из нее мы узнали о различных самолетах, а также о возможности изготовления самолетов и парашютов в домашних условиях.

В начале учебного года на уроках физики мы начали изучать разновидности летательных аппаратов, которые можно сделать самим. Это еще больше заинтересовало нас. Поэтому мы решили выполнить данную работу.

Цель работы: изучение форм и видов летательных аппаратов.

В соответствии с поставленной целью нами были сформулированы следующие задачи:

  • найти и изучить историю развития летательных аппаратов;

  • ознакомиться с различными моделями самолетов и парашютов, и научиться их выполнять;

  • выяснить, что влияет на дальность и длительность полета модели;

  • провести эксперимент на длительность и дальность полета.

Объект исследования: бумажные модели самолетов и парашютов.

Предмет исследования: особенности конструкции, влияющие на длительность полета.

Гипотеза: если при одинаковых размерах изменять форму модели, то может измениться продолжительность ее полета.


1. История возникновения и развития летательных аппаратов

1.1 Начало пути

К сожалению, никому не известно, когда человек впервые поднял голову к небу и заметил парящих в воздухе птиц, а в голове его возникла мысль последовать за ними. Так родилась мечта, нашедшая вначале воплощение в легендах, а затем ставшая явью.

Ученые считают, что произошло это очень давно. И долгое время человек видел лишь одну возможность подняться в небесные высоты — уподобиться птицам и обрести крылья. Именно знакомый каждому воздушный змей является самым старым летательным аппаратом на Земле и, следовательно, самым первым. А построен первый воздушный змей был в Древнем Китае. Возможно, именно огромные перепончатые крылья летающих ящеров, размах которых достигал 75м, натолкнул древних китайцев на мысль о воздушном змее.

Современный воздушный змей, который без особого труда может построить каждый из реек, ниток, бумаги или ткани, практически ничем не отличается от змея древних китайцев, несмотря на то, что ему уже исполнилось более двух тысяч лет.

Вот только форма его несколько изменилась. В Древнем Китае в воздух поднимались огромные полотнища, по форме напоминающие голову дракона, на конце которых крепился длинный пушистый хвост. Отсюда, по-видимому, и пошло название этого удивительного летательного аппарата — змей.

Раскраска воздушных змеев древних китайцев была настолько фантастически пестрой, что ее трудно описать словами. Летающее изобретение в первую очередь было предназначено для увеселения людей на праздниках и в качестве детской игрушки. Древние китайцы также были первыми, кто использовал в качестве «пилотов» животных. А летательным аппаратом для этих целей служил обыкновенный воздушный змей.

Примерно в XV в. воздушный змей попал в европейские страны. Это уже была не просто разноцветная забава для взрослых и детей. С годами область его применения значительно расширилась. Ученые с помощью воздушного змея поднимали в небо научные приборы и таким образом получали возможность изучать движение воздушных масс и физические свойства небесного океана нашей планеты. Инженеры получили возможность проводить простейшие опыты, результаты которых в дальнейшем широко использовались в воздухоплавании и авиации. Конструкторы первых аэропланов имели перед глазами свидетельство, доказывающее возможность полетов на аппаратах тяжелее воздуха.

1.2. Прибор для спасения

Хотя летать человек начал всего лишь без малого столетие, подняться в воздух он сумел значительно раньше. Первую конструкцию парашюта разработал великий Леонардо да Винчи. "Если человек возьмет полотняный натянутый купол, - писал он, - каждая сторона которого имеет двенадцать локтей ширины и двенадцать локтей высоты, то он сможет безопасно сброситься с любой высоты". Учитывая, что площадь указанного натянутого купола примерно равна площади современного парашюта, остается только восхититься точности предсказаний гениального итальянца. Сам он не решился испытывать свое изобретение на себе, благодаря чему, видимо, и прожил долгую и счастливую жизнь. Замечательная же идея его в течение долгого времени так и оставалась на бумаге.

В 1777 году парижский профессор Дефонтаж изобрел "летающий плащ" - аппарат, который, по его утверждению, гарантировал безопасный спуск с любой высоты. Однако испытывать свое детище лично наш изобретатель также не решился. Вначале он подвешивал к небольшим парашютам корзины и спускал с высоты на потеху публике различных животных — собак, котов. Они в полном здравии и целости снижались на землю. Значит, если сделать парашют подходящих размеров, то и человек сможет благополучно спуститься с высоты в случае необходимости. Но как проверить пригодность прибора к употреблению? Кто захочет поэкспериментировать над собой? Дефонтаж обратился к судебным властям с просьбой предоставить ему для испытания "плаща" преступника, приговоренного к смертной казни. Ведь тому все равно, как погибнуть, так пусть послужит науке. Такого смертника профессор получил. Это был Жак Думье, грабитель и убийца, который ожидал смертной казни. Узнав, чего от него желает Дефонтаж, грабитель согласился. В присутствии полицейских, самого изобретателя и толпы любопытствующих, он спрыгнул с крыши парижского оружейного склада и - к великой радости - остался жив, лишь несколько повредив при приземлении колено. После чего смертная казнь была ему заменено пожизненной каторгой. К сожалению, чертежи "летающего плаща" до нас не дошли. Данное изобретение стало предшественником аппарата Ленормана, который представлял собой конусообразный купол со стропами, несколько напоминающий современные учебные парашюты, с которыми прыгают с вышки. Ленорман придумал и само слово "парашют", что означает "противопадение". С его легкой руки это наименование сохранилось по сей день.

1.3. Висеть — это не лететь

Изобретение парашюта было как никогда своевременным, потому что несколькими месяцами ранее, в небо впервые поднялся воздушный шар братьев Монгольфье. Открывалась новая страница в истории покорения неба, и человек хотел перелистнуть ее во всеоружии.

... "Скорее приготовь побольше шелковой материи, веревок, и ты увидишь одну из удивительнейших в мире вещей". Такую записку получил в 1782 году Этьенн Монгольфье, владелец бумажной мануфактуры в маленьком французском городке, от своего старшего брата Жозефа. В результате нехитрого эксперимента Э. Монгольфье увидел, как матерчатая оболочка, сшитая в форме коробки из двух кусков ткани, после наполнения ее дымом устремилась вверх. Окрыленные успехом, братья решили показать изобретение широкой публике. Они построили огромный воздушный шар диаметром более 10 метров. Демонстрация воздушного шара состоялась на базарной площади города 5 июня 1783 года в присутствии большого числа зрителей. В принципе, внутри шара может быть любой газ, лишь бы он был легче окружающего воздуха, иными словами — менее плотный. Вот за счет этой разности плотностей и возникает так называемая подъемная сила, достигающая, в зависимости от объема шара и вида газа, заметной величины.

С изобретением воздушного шара показалось, что большего не стоит и желать. Ведь вековая мечта человека осуществилась — он хоть и не обрел крылья, но получил возможность часами парить в небе как птица. Обобщенное впечатление первых воздухоплавателей гласило: «Ничто не сравнимо с блаженством ухода от земли». Усовершенствованные аэростаты были послушны воле человека, повинуясь его приказу, они то набирали высоту, то опускались на землю.

Однако довольно-таки скоро исследователи обратили внимание на одну деталь, которая сводила на нет всю прелесть полета на воздушном шаре, — он был целиком подвластен воле ветра. И если человек научился преодолевать земное притяжение, то он никак не мог повлиять на силы небесные. Сменил во время полета ветер свое направление, и шар вместо Парижа мог оказаться в Лондоне. Такая «точность» доставки груза не могла удовлетворить ни заказчика, ни самого воздухоплавателя.

На первом этапе изобретатели решили использовать в воздухоплавании богатый опыт, приобретенный моряками. Если парус судна становился бесполезным, они садились за весла. А почему бы и шар не оборудовать ими? Сказано — сделано, воздухоплаватели стали брать с собой в полет весла. Вскоре, однако, они отказались от этой затеи. Все дело в том, что моряки отталкивались веслом от воды и придавали судну скорость, а вот оттолкнуться от воздуха еще никому не удавалось. И это понятно, ведь вода в 800 раз плотнее воздуха. Воздухоплаватели лишь безрезультатно молотили веслами.

После многочисленных экспериментов, на смену неуклюжему воздушному шару пришел маневренный дирижабль — что в переводе с французского обозначало «управляемый». Следует отметить, что изменилось не только название летательного аппарата, но и его форма. Обращение к опыту построения морских судов не прошло бесследно для воздухоплавания. Вскоре появились аэростаты, оболочки которых были вытянуты и напоминали гигантскую сигару.

1.4. Еще не самолет, но уже не аэростат

Ничто в мире не случается вдруг. Каждому явлению предшествует длительная подготовка. В 1897 г. в небо поднялся необычный летательный аппарат. Случайные прохожие останавливались и удивленно поднимали головы вверх. «Человек-птица», учащенно махая крыльями, плыл над поляной. Над ним парил огромный резиновый шар. Внимательно присмотревшись, можно было заметить, что «крылатый» человек и воздушный шар были накрепко связаны веревками и составляли одно целое.

Звали человека, создавшего подобный фантастический аппарат, Василий Яковлевич Данилевский (1852—1939), и по профессии он был врачом.

Сам изобретатель относил свою конструкцию к махолетам и ставил перед собой цель подняться в воздух, используя лишь силу мускулов. В качестве помощи пилоту выступил уже хорошо зарекомендовавший себя к этому времени шар, наполняемый газом легче воздуха, — аэростат. Это позволило изобретателю как бы подвесить пилота в воздухе, а дальнейшее перемещение производилось за счет использования крыльев.

Однако вскоре оказалось, что ни у 45-летнего В.Я. Данилевского, ни даже у его более молодого помощника, недостаточно сил, чтобы обеспечить длительный полет. Их хватало на несколько минут интенсивных взмахов трехметровыми крыльями. Решение этой проблемы уже было найдено в прошлом: «Не хватает силы рук — добавь силу ног».

Через несколько месяцев новый аппарат был закончен. На этот раз помощник В.Я. Данилевского отправился в путешествие по воздуху на велосипеде, только вместо колес усилие передавалось по-прежнему на крылья.

Дальнейшее усовершенствование махолета заставило изобретателя отказаться от его главного атрибута — крыльев. В новом аппарате усилие пилота передавалось на крыльчатку, напоминающую гребной винт первых пароходов. Это позволило летательному аппарату подниматься на почти километровую высоту. Однако в одном из таких полетов улучшенные летные характеристики едва не стоили пилоту жизни. Воздушный шар нагрелся на Солнце, увеличился в размерах и потянул аппарат за собой в небо. Еще немного — и произошла бы катастрофа. К счастью, небо заволокло тучами, газ в шаре спустя некоторое время остыл и позволил совершить посадку.
1.5. Первый полет

Первым самолётом, построенным в натуральную величину в 1882 году и запатентованным, является самолёт Можайского А. Ф. Кроме того, самолёты с паровыми двигателями строили Адер и Максим.

Однако ни одна из этих конструкций не смогла подняться в воздух. Причинами этого служили: слишком высокая взлётная масса и низкая мощность двигателей. 

Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года. «Флайер» продержался в воздухе 59 секунд и пролетел 260метров. Детище Райтов было официально признано первым в мире аппаратом тяжелее воздуха, который совершил пилотируемый полёт с использованием двигателя. Дальше все только усовершенствовалось.

2. Экспериментальное исследование моделей

2.1. Экспериментальное исследование моделей парашютов

В исследовании мы ставили перед собой следующие задачи:

  • ознакомиться с инструкциями различных моделей парашютов;

  • узнать, какие вопросы возникают при изготовлении моделей;

  • провести эксперимент, направленный на исследование парашютов в полете;

  • выяснить, какое время они проводят в воздухе, и зависит ли это от формы.

Оборудование: ткань, нитки, груз, метроном, бланки для фиксирования результатов.

При проведении эксперимента была намечена следующая последовательность действий:

  • выбрать заинтересовавшие нас виды парашютов;

  • изготовить модели парашютов разной геометрической формы;

  • провести испытания парашютов в полете, с целью определения их времени полета;

  • данные занести в таблицу;

  • выбрать модель, показавшую лучшие результаты.

  • изготовить модели не так просто. При сборке моделей очень важно симметрично выполнять сгибы, это требует определенной сноровки и навыков. Достаточно сложным оказалось аккуратное прикрепление строп к полотну, а также закрепление груза, сохранив длину строп;

После выполнения этих моделей, мы провел их испытание в полете. Данные этих испытаний мы занесли в таблицу 2.

Таблица 2




Название модели

Длительность полета (ударов метронома)

1

Круглый

5

2

Квадратный

4

3

Прямоугольный

3


На основе данных проведенных испытаний мы сделали следующие выводы:

  • модель № 1 – показала лучшие результаты на длительность полета, так как продержалась в воздухе 5 ударов метронома;

  • модель № 3 – показала лучшие результаты по скорости приземления, так как продержалась в воздухе всего 3 удара метронома.


2.2. Экспериментальное исследование моделей бумажных самолетов

В исследовании мы ставили перед собой следующие задачи:

  • ознакомиться с инструкциями различных моделей бумажных самолетов;

  • узнать, какие сложности возникают при сборке моделей;

  • провести эксперимент, направленный на исследование бумажных самолетов в полете;

  • выяснить, какое время они проводят в воздухе и какова дальность их полета.

Оборудование: офисная бумага, схемы сборки бумажных моделей самолетов, рулетка, метроном, бланки для фиксирования результатов.

При проведении эксперимента была намечена следующая последовательность действий:

  • выбрать заинтересовавшие нас виды самолетов;

  • изготовить модели бумажных самолетов;

  • провести испытания самолетов в полете, с целью определения их летных качеств (дальности и времени в полете), способа запуска и простоты исполнения;

  • данные занести в таблицу;

  • выбрать модели, показавшие лучшие результаты.

После изучения большого количества инструкций моделей бумажных самолетов, мы выбрали три. Детально изучив инструкции к ним, мы выполнили эти модели из бумаги формата А4. Параметры и внешний вид моделей мы занесли в таблицу 3.

Таблица 3.

После изготовления моделей мы сделали следующие выводы:

  • собирать модели не так просто, как можно было подумать. Разобраться со схемой выполнения модели было достаточно трудно, приходилось переделывать, тем самым нарушалась целостность бумаги, сгибы на бумаге были неровными, и нужно было все начинать сначала;

  • при сборке моделей очень важно симметрично выполнять сгибы, это требует определенной сноровки и навыков. Сгибы должны быть ровными и аккуратными, у нас это получилось не сразу, было испорчено много бумаги. Поэтому, лучше потренироваться на плохой бумаге, перед тем как приступить к сборке новой модели.

Изготовив модели, мы провел их испытание в полете. Данные этих испытаний мы занесли в таблицу 4.

Таблица 4.



Название модели

Дальность полета (м)

Длительность полета (ударов метронома)

1

Усовершенствованный планер

6

7

2

Планер

4,8

7

3

Скат

4

10


Вывод: в результате многократно проведенного эксперимента были получены следующие результаты:

  • модель № 3 – показала лучшие результаты на длительность полета, так как продержалась в воздухе 10 ударов метронома;

  • модель № 1 – показала лучшие результаты на дальность полета, так как составила 6метров.


Заключение

В своей работе мы постарались ответить на поставленные вопросы и сделали следующие выводы:

  • в результате нашего исследования, мы ознакомились с различными моделями бумажных самолетов и парашютов. Они отличаются между собой сложностью изготовления, дальностью и продолжительностью полета, что подтвердилось в ходе эксперимента;

  • в ходе эксперимента, выдвинутая нами гипотеза подтвердилась: наилучших скоростных характеристик достигает самолет с острым носом и узкими длинными крыльями, а самолет с самым большим размахом крыльев выигрывает во времени полета;

  • что касается парашютов, самое плавное приземление показал образец № 1. Именно парашюты круглой формы используются для мягкого и безопасного приземления грузов и людей, а модель № 3 – для скоростного спуска спортсменов.


Перспектива: в будущем мы хотим провести эксперимент, выполняя данные модели из различных видов материалов, чтобы выбрать самый оптимальный вариант и доказать, что на полет, кроме формы, влияют и свойства материалов из которых они выполнены.


Список литературы
1. Афонькин С.Ю., Афонькина Е.Ю. Игрушки из бумаги. – М: Просвещение 2009. – 140с.

2. Бумажные самолетики. – Москва // Новости космонавтики. – 2008 –735. – 13 c

3.Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 1.издание двадцатое стереотипное. – М: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 2009-246с.

4. Руденский Е.Г. Полет на планере. – М: ДОСААФ,1977 – 256с.

5. Статья «Парашют»: http://theorphysics.info/publ/1-1-0-16

6. Статья «Уподобившись птицам»: http://www.poznovatelno.ru/avia/8252.html


7. Статья «Самый древний летательный аппарат на земле»: http://www.poznovatelno.ru/avia/8253.html

8. Щеглова О.А. Оригами. Волшебный мир бумаги. Новая книга оригами. Владис, Риппол Классик,2011 – 224с.







Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Исследовательская работа физика полета iconНаучно-исследовательская работа Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская...
Научно-исследовательская работа (нир) относится к циклу «Практики и научно-исследовательская работа» магистерской программы «Русский...
Исследовательская работа физика полета iconИсследовательская работа «Тайна имени». Выполнила ученица 6 класса...
Научно-исследовательская деятельность в Мокрушинской школе Канского района Красноярского края
Исследовательская работа физика полета iconИсследовательская работа школьников. 2007 №3 «Ученику необходимо...
Леонтович А. В. Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве: итоги научно-практической конференции....
Исследовательская работа физика полета iconФи ученика
Исследовательские работы школьников были представлены следующими жанрами: исследовательский реферат – 2, исследовательская работа...
Исследовательская работа физика полета iconК 50-летию полёта Ю. А. Гагарина
Масштабное празднование юбилея первого полёта в космос – это возможность вновь выразить наше глубокое уважение ветеранам отрасли,...
Исследовательская работа физика полета iconСписок учащихся, рекомендованных на участие в городской научно практической...
Тип работы (исследовательский реферат, исследовательская работа, проектно-исследовательская работа)
Исследовательская работа физика полета iconНаучно-исследовательская работа по направлениям, темам Физика элементарных...
Впервые при всех энергиях иследовано туннелирование, индуцированное столкновением частиц в игрушечной модели теории поля, и показана...
Исследовательская работа физика полета iconРеферат «Я хочу рассказать о…Юрии Борисовиче Левитане». 8-в класс...
Проектно – исследовательская работа «Вихрь чувств в романе А. С. Пушкина «Евгений Онегин»
Исследовательская работа физика полета iconПоисково-исследовательская работа в школьном музее (методические рекомендации)
Поисково-исследовательская работа – важнейшее направление деятельности школьного музея, которое способствует его развитию, обеспечивает...
Исследовательская работа физика полета icon1 Конференция проводится в форме (конкурсных) презентаций ученических...
Школьном этапе традиционной краевой межкадетской научно-практической конференции «Дети в мире науки»
Исследовательская работа физика полета iconОбщая характеристика нир ученическая научно-исследовательская работа-...
Ученическая научно-исследовательская работа это целенаправленная и результативная творческая работа ученика (группы учеников), выполненная...
Исследовательская работа физика полета iconСреднего профессионального образования
Самостоятельная работа студентов – это планируемая учебная, учебно-исследовательская, научно-исследовательская работа студентов,...
Исследовательская работа физика полета iconЖанры исследовательских работ школьников
Описание оценки жанров "реферат", " Исследовательский реферат ", " Исследовательская работа ", " Проектно-исследовательская работа"....
Исследовательская работа физика полета iconИсследовательская работа позволяет получить дополнительную информацию и знания по предмету
Исследовательская деятельность обучающихся на уроках русского языка и литературы и внеурочное время
Исследовательская работа физика полета iconРеферат По предмету: Физика Тема: «В. В. Терешкова 50 лет со дня полета первой женщины в космос»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа города Нестерова
Исследовательская работа физика полета iconМетодические рекомендации по изучению дисциплин в процессе внеаудиторной...
Внеаудиторная самостоятельная работа студентов – это планируемая учебная, учебно-исследовательская, научно-исследовательская работа...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск