Неваляшка доклад по физике
Обновлено: 07.07.2024
В работе рассматривается физические законы и явления и принцип работы некоторых детских игрушек.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| rabota_samsonova_milana.docx | 55.64 КБ |
Предварительный просмотр:
Всероссийская школьная конференция
учебно-исследовательских и проектных работ
ТЕМА: ФИЗИКА В ИГРУШКАХ
Васильева Елена Николаевна
- Игрушки, действие которых основано на существовании архимедовой силы …………………………………………………
- Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести ……………………………………….
С самого рождения нас окружают игрушки, начиная с красочной звонкой погремушки. Позднее нам хочется общаться с другими игрушками. Наверное, каждый из нас задумывался хоть раз, как работает та или иная игрушка. Многие от любопытства даже разбирали их.
Актуальность данной темы состоит в том, что детство было у каждого и интерес к строению поющей, либо просто движущейся игрушки не уменьшается с возрастом. Когда ты сам еще маленький, ты не задумываешься над тем, почему все это работает: почему юла вращается, самолет летит, почему двигается робот… Я не раз замечал, наблюдая за игрой младшего брата, как он пытается разобрать игрушку, узнать, что внутри. Дети взрослеют, и меняются их взгляды на вещи. Их уже интересуют механизмы, находящиеся в игрушках.
Цель работы: рассмотреть применение физических явлений и законов в практической деятельности человека на примере создания детских игрушек.
Объект исследования - детские игрушки, которые помогают маленькому человеку познавать окружающий мир.
1. Классифицировать игрушки по принципу действия.
2. Объяснить принцип действия игрушек на основе законов физики.
3. Провести опыты, сделать выводы.
4. Провести исследование среди моих одноклассников.
5. Познакомить с принципом работы некоторых игрушек учащихся 4-х классов нашей школы.
Гипотеза: предположим, что в основе действия любой игрушки лежат физические законы.
Методы исследования: изучение источников информации (книги, статьи, сайты), наблюдение, эксперимент, сравнение, анализ.
- Основная часть
- Классификация игрушек
Игрушки во все исторические эпохи были связаны с игрой – ведущей деятельностью, в которой формируется типичный облик ребенка: ум, физические и нравственные качества. Игрушки помогали ребенку развиваться и учиться.
Почти все знакомые нам игрушки можно объединить в определённые группы на основе принципа их работы.
Погремушки, дудочки, бубен, барабан, пищащие игрушки, говорящие куклы
основано на существовании архимедовой силы и атмосферного давления
основано на различном положении центра тяжести
Кукла-неваляшка, кукла, с закрывающимися глазами, клоун на проволоке
Машины, зверюшки, железная дорога, заводная лодочка с гребцом
Электрическая железная дорога,
электрические автомобили, роботы, детский телефон, игра “Рыболов”, магнитные шашки и шахматы
- Игрушки, действие которых основано на законах оптики
Калейдоскоп, детские бинокли и подзорные трубы, детские фотоаппараты и камеры.
Я хочу рассказать об устройстве и действии некоторых из них.
1.2 Звуковые игрушки
Как большой сидит Андрюшка
На ковре перед крыльцом
У него в руках игрушка –
Погремушка с бубенцом.
Мальчик смотрит - что за чудо?
Мальчик очень удивлен,
Не поймет он: ну откуда
Раздается этот звон.
Самой первой игрушкой, которую ребенок берет в руки, является погремушка. Она относится к звуковым игрушкам. Что же такое звук? Звук – это колебания, которые распространяются в окружающей среде. Человек, воспринимает звуки, частота которых колеблется от 16 до 20 колебаний в секунду [4]. Внутри погремушки находятся шарики, бусинки, которые ударяясь о ее стенки, вызывают колебания. Эти колебания передаются окружающему воздуху и распространяются в нем. Звуки бывают разные: громкие и тихие, высокие и низкие. Чем чаще колеблется тело, тем выше звук.
Мы растем, и у нас появляются другие игрушки: бубны, различного рода свистульки, барабаны, свирели. Их принцип действия такой же, как и у погремушки.
1.3. Игрушки, действие которых основано на существовании архимедовой силы
Когда ребенок начинает ползать или ходить, он знакомится с другой простейшей игрушкой – мячом. Каждый малыш знает стихотворение А.Л. Барто:
Наша Таня громко плачет:
Уронила в речку мячик.
- Тише, Танечка не плачь:
Не утонет в речке мяч.
Так почему же мяч не тонет?
Оказывается, на него действует со стороны воды выталкивающая или архимедова сила (она была открыта древнегреческим ученым Архимедом). Если сила тяжести тела больше выталкивающей силы, то тело тонет. Если выталкивающая сила равна силе тяжести, то тело плавает. Если выталкивающая сила больше силы тяжести тела, то тело всплывает [1].
Выталкивающая сила зависит от объема тела.
Опыт 1. Прикрепим груз к пружине, пружина растянется. Опустим пружину с грузом в жидкость, пружина начнет сжиматься. Это происходит потому, что на груз со стороны воды действует выталкивающая или архимедова сила. В результате вес груза в жидкости уменьшается. Если к динамометру подвесить груз меньшего объёма, то длина пружины уменьшится на меньшую величину.
Так же она зависит от плотности жидкости.
Опыт 2. Опустим в сосуд с водой яйцо – оно тонет. Будем подсыпать в воду соль. По мере увеличения солёности воды яйцо всплывает. Таким образом, мы убедились, что выталкивающая сила зависит от объема тела и плотности жидкости.
На этом принципе основаны плавающие игрушки: кораблики, уточки, спасательные круги, жилеты, надувные матрасы.
К трем годам, у ребенка появляется интерес к различным механическим игрушкам. Самая простая из них – юла – древнейшая народная игрушка. Жжж-жи! Вот запустили волчок! Мы любуемся его кружением, удивляемся его устойчивости, и нам, конечно, хочется разгадать его тайну. Почему неподвижный волчок не может стоять на острие своей оси, а приведи его в быстрое движение – и, словно перед тобой совсем другой предмет, он стойко держится, вращаясь вокруг вертикальной оси? Мало того, волчок упорно сопротивляется попыткам вывести его из этого положения. Попытайтесь, толкнув его, вывести волчок из вертикального положения, опрокинуть, но волчок после толчка отскакивает в сторону и продолжает кружиться, описывая своей осью коническую поверхность.
1. 5. Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести
У каждого тела есть центр тяжести. Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри него точка - такая, что если за неё мысленно подвесить тело, то оно остается в покое и сохраняет первоначальное положение. Стоящий предмет не опрокидывается только тогда, когда отвесная линия, проведенная из центра тяжести, проходит внутри основания предмета [1].
Опыт 3. Этажерка стоит, так как отвесная линия, проведенная из центра тяжести, проходит через основание. Начнем наклонять этажерку, и пока отвесная линия будет проходить через основание, этажерка будет находиться в устойчивом положении. Как только отвесная линия выйдет за основание - этажерка упадет.
Часто для того, чтобы придать телу более устойчивое положение, центр тяжести смещают ближе к основанию.
Теперь рассмотрим, в каких положениях равновесия может находиться шар, центр тяжести которого находится в его центре.
Рассмотрим шар, лежащий на горизонтальной поверхности (рис.1).
Рис. 1. Шар в безразличном равновесии
На него действуют две силы – сила тяжести, направленная вниз и сила реакции опоры, направленная вверх. Эти силы равны по величине, направлены в противоположные стороны, уравновешивают друг друга. В этом случае, шар находится в состоянии безразличного равновесия [4].
Рассмотрим положение шара на вогнутой поверхности. Если шар находится в нижней точке, то на него также действуют две силы, и он находится в состоянии равновесия. Выведем шар из этого положения. На него опять действуют сила тяжести и сила реакции опоры, направленная под углом 90°. В результате возникает третья сила, возвращающая шар в положение равновесия. Такое положение называется устойчивым (рис. 2).
Рис. 2. Шарик в состоянии устойчивого равновесия
Если поместить тело на выпуклую поверхность и отклонить его на некоторый угол, на него также действует сила тяжести и сила реакции опоры,
но в результате сложения этих сил, возникает сила, уводящая тело от положения равновесия. Это равновесие называется неустойчивым (рис.3).
Рис. 3. Шарик, лежащий на выпуклой поверхности
Устройство и принцип работы неваляшки
Неваляшка появилась в России не так давно. Историки считают, что неваляшка пришла к нам из Японии. Эти завезённые в Россию куклы стали прообразом известной игрушки Ванька-встанька. Первые русские неваляшки, появившиеся на ярмарках в начале XIX века, назывались "кувырканами", они изображали купцов или клоунов. Такого Ваньку вытачивали на токарном станке из липы, в нижнюю часть вставляли свинцовый груз и раскрашивали яркими красками [3].
Неваляшка устроена так, что обладает положением устойчивого равновесия. Во-первых, центр тяжести ее смещен ближе к основанию, т.к. полый нижний шар заполняется чем-то тяжелым. Во-вторых, при выведении ее из положения равновесия, возникает сила, которая возвращает ее в устойчивое положение [4].
Я предложил своим одноклассникам ответить на вопросы анкеты (приложение). Было опрошено 27 человек. Результаты показаны на диаграммах.
Любимые детские игрушки
Если ты в детстве разбирал игрушки, то для чего ты это делал?
Из диаграммы видно, что самыми любимыми у моих одноклассников были плавающие игрушки. Большинство из опрошенных учеников разбирали в детстве игрушку, чтобы изучить ее внутреннее строение (11 чел.) или, чтобы понять принцип ее работы (11 чел.). Я не предполагал, что столько людей ещё в детстве интересовались этим. 3 человека злоупотребляли добротой своих родителей и ломали игрушки, чтобы получить новые в подарок. Некоторым ученикам (2 чел.) игрушки просто не нравились, и они не видели другого выхода, как сломать её.
В ходе проведенного исследования гипотеза подтвердилась. Нам удалось показать устройство игрушек, опираясь на физические законы и явления, практические опыты.
В практической части своей работы, проведя анкетирование одноклассников, мне удалось доказать, что дети с самого раннего детства проявляют любопытство и интерес к устройству и работе разных механизмов.
При выполнении этой исследовательской работы я узнал много нового, заинтересовался изучением физики и смог заинтересовать других ребят.
В дальнейшем, мне бы хотелось изучить принцип работы других детских игрушек и физические законы, лежащие в их основе, а так же принцип действия интерактивных игрушек, которые появляются в современном обществе.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Выберите документ из архива для просмотра:
Описание презентации по отдельным слайдам:
Целью данной работы является изучение строения и принципа работы неваляшки, особенности её применения. Задачи данной работы: 1.изучить теоретический материал по истории и развитию изготовления неваляшки; 2. определить в какой теме курса физики можно применять эту игрушку на уроке; 3. выяснить, что такое центр тяжести; 4. найти центр тяжести пластины; 5.изготовить неваляшку, принцип работы, которой основан на физических законах.
Русская кукла – неваляшка.
Механизм работы игрушки.
Современные игрушки – неваляшки.
Все модели неваляшек работают на одном правиле: в состоянии устойчивого равновесия центр тяжести тела должен находиться в самом низком из возможных для него положений. Вывод:
Результаты лабораторной работы.
Экспериментальная часть. Цель работы: Изготовить игрушку Ванька -Встань-ка, и опробовать её в действии.
Создание неваляшки из металлической бутылки.
Вывод по экспериментальной части работы: наш Ванька – Встань-ка так же имеет смещенный центр тяжести, поэтому он всегда стремится занять вертикальное положение
Секреты неваляшки узнали учащиеся нашей школы.
Краткое описание документа:
Целью данной работы является изучение строения и принципа работы неваляшки, особенности её применения.
Задачи данной работы:
1.изучить теоретический материал по истории и развитию изготовления неваляшки;
2. определить в какой теме курса физики можно применять эту игрушку на уроке;
3. выяснить, что такое центр тяжести;
4. найти центр тяжести пластины;
5.изготовить неваляшку, принцип работы, которой основан на физических законах.
- подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- по всем предметам 1-11 классов
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam
- Курс добавлен 31.01.2022
- Сейчас обучается 25 человек из 18 регионов
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
- ЗП до 91 000 руб.
- Гибкий график
- Удаленная работа
Дистанционные курсы для педагогов
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
5 603 413 материалов в базе
Материал подходит для УМК
§63 Центр тяжести тела
Самые массовые международные дистанционные
Школьные Инфоконкурсы 2022
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Другие материалы
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
- 14.10.2018 383
- RAR 24 мбайт
- 6 скачиваний
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Заикина Елена Васильевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Автор материала
40%
- Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- Для учеников 1-11 классов
Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов
Дистанционные курсы
для педагогов
663 курса от 690 рублей
Выбрать курс со скидкой
Выдаём документы
установленного образца!
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
В приграничных пунктах Брянской области на день приостановили занятия в школах
Время чтения: 0 минут
Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса
Время чтения: 1 минута
В ростовских школах рассматривают гибридный формат обучения с учетом эвакуированных
Время чтения: 1 минута
Инфоурок стал резидентом Сколково
Время чтения: 2 минуты
Школы граничащих с Украиной районов Крыма досрочно уйдут на каникулы
Время чтения: 0 минут
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Неваляшка появилась в России не так давно. Историки считают, что неваляшка пришла к нам из Японии. Эти завезённые в Россию куклы стали праобразом известной игрушки Ваньки-Встаньки. Первые русские неваляшки, появившиеся на ярмарках в начале 19 века, назывались "кувырканами" , они изображали купцов или клоунов.
Неваляшек вырезали ножом из липы или точили из дерева на токарном станке. Сначала делали две половинки. Снизу внутри круглой деревянной болванки закрепляли грузик. Потом две половинки аккуратно склеивали, расписывали неваляшку красками, сушили и покрывали лаком..
А если внутри подвешивали ещё и маленький бубенчик, то при качании раздавался мелодичный перезвон.
Именно поэтому Дарума изображается в виде куклы-неваляшки с не закрашенными глазами, символизирующей собой стойкость и выносливость. Эта кукла одета в традиционную для буддийских священнослужителей красную одежду.
Современные неожиданные неваляшки
Шахматные фигурки имеют округлую форму и снабжены встроенными металлическими грузами , которые играют роль балансирующего механизма, это придает им свойства "неваляшек" , - все фигуры возвращаются в исходное положение при любых наклонах. Шахматная доска внутри снабжена дубовой решеткой с вставленными в неё магнитами , к которым фигуры "неваляшки" притягиваются за счёт металлических грузов.
В современных магазинах приколов продаются капсулы, которые оживают на руке! Как бы вы не опускали эти капсулы на поверхность, они все равно сохранят первоначальное вертикальное положение. А ещё они могут прыгать и кувыркаться!
Часы-неваляшка, эдакий Ванька-встанька для взрослых: вместо мультяшной мордахи – электронное табло с крупными цифрами, отображающее время и дату. Стоит лишь тронуть пальцем , и часы начинают мерно покачивается перед глазами.
Дизайнер предложил оригинальное решение для забывчивых владельцев мобильных телефонов, теряющих свои аппараты. Небольшие размеры сотовых телефонов, делают их совершенно неприметными, например, на рабочем столе. Поэтому телефоны очень часто забывают забрать с собой во время торопливых сборов. Изобретатель утяжелил овальный чехол мобильника специальным грузом в нижней части. Принцип действия нового чехла аналогичен принципу знакомой всем детской игрушки " ванька встанька " или "неваляшка". На любой плоской поверхности мобильный телефон, засунутый в такой чехол, будет принимать вертикальное положение. Ну, а "стоящий" на столе телефон заметить гораздо проще. Другое преимущество необычного чехла состоит в том, что информация, отображаемая на его дисплее в таком положении видна намного лучше с любого места.
Другие страницы о Ваньке-встаньке, центре тяжести и равновесии:
Азбука физики
Научные игрушки
Простые опыты
Этюды об ученых
Решение задач
Презентации
У кого в детстве не было игрушки-неваляшки? Наверняка каждый хотя бы раз задавал себе вопрос о том, как она устроена и почему постоянно возвращается в исходное положение, если ее наклонить. Далеко не каждый в детстве отваживался сломать неваляшку даже при всем своем интересе. А те, кто на это все-таки пошел в силу возраста и отсутствия специфических знаний, едва ли смогли понять, как именно работает игрушка. Что ж, самое время восполнить данный пробел и во всем разобраться.
На просторах сети бытует популярная вики-легенда о том, что неваляшка пришла в Россию из Японии. На самом деле судить, откуда именно взялся Ванька-встанька – достаточно сложно. Согласиться можно главным образом с тем, что широкое распространение неваляшки в России получили в XIX веке. Тем не менее, игрушка эта достаточно старая. Свои неваляшки были в Японии – это действительно так, однако встречаются они и в других странах от Китая до Испании. Все потому, что в действительности игрушка эта достаточно простая.
Существует несколько основных видов внутреннего устройства данной игрушки, однако в основе всех их лежит один и тот же принцип: неваляшка – это тело со смещенным центром тяжести. Как известно из курса физики, любое тело имеет устойчивое положение только в том случае, когда центр его тяжести находится ниже точки опоры. В неваляшке все строго наоборот: точка опоры в ней ниже центра тяжести. Достигается это при помощи круглой формы игрушки и установки груза в нужно месте.
Работает все это предельно просто: когда ты наклоняешь неваляшку, то ее точка опоры закономерным образом смещается в сторону наклона. Однако, центр тяжести при этом не меняется и между реакцией опоры и вектором силы тяжести начинает действовать сила, которая стремится вернуть игрушку в начальное положение. Даже если кажется, что звучит все это сложно, стоит понимать – технология крайне простая. Более того, известна она была во всех развитых обществах с древних времен. Эта же технология самым широким образом применяется в судостроении, при обеспечении устойчивости борта судна.
М - центр массы. P - точка опоры тела. Зеленая стрелка - вектор опоры. Синяя стрелка - вектор центра массы. Красные стрелки - направление изменения положения неваляшки и вектора опоры, вслед за изменением точки опоры.
Так что самое главное, что есть внутри полости неваляшки – это противовес, который тянет игрушку обратно. Если кто-то разбирал советскую модель игрушки, то он должен был увидеть там загадочные спицы и плоский грузик, подвешенный на металлическом стержне. Данная система нужна в советской неваляшке лишь для того, чтобы она звенела при смене своего положения в пространстве.
Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать про нестандартные елки : идеи, которые легко воплотить в жизнь из подручных средств.
Читайте также: