Исследовательская работа «Судно на воздушной подушке»

Муниципальное автономное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 26», г.Балаково

 

"Модель судна на воздушной подушке"

 

Научный руководитель:

Саламаткина Анна Федоровна

 

Здравствуйте, уважаемые члены жюри. Я - Владислав. Позвольте представить Вашему вниманию исследовательскую работу на тему:

«Модель судна на воздушной подушке».

При подготовке исследовательской работы мне помогали классный руководитель - Саламаткина А.Ф., моя мама - Митузова М.П. Впервые я узнал о судне на воздушной подушке в программе "Универсум", где ученые объяснили принцип действия СВП и наглядно показали зачем СВП нужна юбка.

Меня заинтересовала тема - как это возможно двигаться и над землей и над водой ? Я задумался, можно ли изготовить модель судна в домашних условиях. Так появилась тема моей исследовательской работы: «Модель судна на воздушной подушке» .

Родители купили мне набор "Эко-энергия" с научной игрушкой "Летающий диск". Я узнал, что летающий диск работает как судно на воздушной подушке. Теоретически я предположил, что летающий диск сможет передвигаться по воде, поверхности стола, снегу, снежному насту и преодолевать препятствия. Я решил проверить на практике будет ли летающий диск работать подобно судну на воздушной подушке.

Цель: изучить способность модели судна на воздушной подушке передвигаться по различным поверхностям, преодолевать препятствия, перемещаться с грузом. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение информации об СВП в энциклопедии.

2. Сконструировать действующую модель СВП (летающий диск).

3. Провести испытания сконструированной модели СВП (на столе, на воде, на снегу, через препятствия, с грузом, с разным объемом воздуха в шаре).

4. Сделать выводы подтверждающие или опровергающие теоретические предположения.

Гипотеза: предположим, что модель судна на воздушной подушке способна передвигаться по различным поверхностям, преодолевать препятствия и двигаться с грузом.

Я использовал следующие методы исследования:

• Наблюдение.

• Поиск информации в литературе.

• Поиск информации в сети интернет.

• Практическая работа.

Схема работы судна с воздушной подушкой:

Цифрой 1 на схеме обозначены винты;

цифрой 2 - голубыми стрелками изображен поток воздуха;

цифрой 3 обозначен вентилятор;

цифрой 4 - гибкая перепонка нужная для удержания воздуха.

Судно на воздушной подушке — тип судна , которое может двигаться с большой скоростью и над водой, и над твёрдой поверхностью на небольшом расстоянии над ними, на так называемой воздушной подушке, которая образуется нагнетаемым под днище воздухом. Суда на воздушной подушке применяются для перевозки пассажиров и грузов, в армии, в спорте, при спасении людей службами МЧС.

Создание модели судна на воздушной подушке Для того, чтобы сделать модель СВП я взял: компакт-диск, воздушный шарик, двустороннюю клейкую ленту, соединитель для компакт-диска, мундштук.

Сборка модели СВП: 1. Я склеил соединитель для компакт-диска с компакт-диском с помощью клейкой ленты. 2. Надел горлышко воздушного шара на мундштук. 3. Надул воздушный шар, перекрутил горлышко шара, чтобы воздух не мог выходить. Вставил мундштук в соединитель для компакт-диска, положил его на испытуемую поверхность и отпустил шар. Наблюдал за движением летающего диска.

ПЛАНИРУЕМЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ

Эксперимент№1 Летающий диск на ровной поверхности.

Эксперимент № 2 Летающий диск на поверхности воды.

Эксперимент №3 Летающий диск на поверхности мокрого снега.

Эксперимент №4 Летающий диск на поверхности снежного наста.

Эксперимент №5 Преодоление летающим диском препятствия.

Эксперимент №6 Движение летающего диска с неравномерно распределенным грузом.

Эксперимент №7 Движение летающего диска с равномерно распределенным грузом. Эксперимент

№8 Длина пути летающего диска с равномерно распределенным грузом по твердой поверхности.

Эксперимент №9 Длина пути летающего диска с шаром различного размера.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Эксперимент №1 Летающий диск на ровной поверхности Поместили летающий диск на поверхность стола.

Вывод: движение модели СВП возможно пока есть воздух в шарике, который и создает воздушную подушку между диском и поверхностью стола.

Эксперимент № 2 Летающий диск на поверхности воды Поместили летающий диск на поверхность воды.

Вывод: летающий диск способен перемещаться по поверхности воды короткое время. Я предполагаю, причинами того, что летающий диск дает крен является падение давления в шарике и неравномерное распределение воздушного потока.

Эксперимент№3 Летающий диск на поверхности мокрого снега Поместили летающий диск на поверхность мокрого снега.

Вывод: летающий диск не способен перемещаться по поверхности мокрого снега, т.к. сырой снег рыхлый и воздух из шарика проходит в глубину снега по этой причине не создается воздушная подушка между летающим диском и рыхлым снегом.

Эксперимент №4 Летающий диск на поверхности снежного наста Поместили летающий диск на снежный наст.

Вывод: снежный наст прочный и плотный, поэтому модель СВП легко движется по его поверхности за счет создания воздушной подушки.

Эксперимент №5 Преодоление летающим диском препятствия На пути движения летающего диска по столу разместили препятствие - листы бумаги. Толщина листа А4 плотностью 80 г/м2 0,1 мм.

Вывод: по результатам опыта я убедился для чего судну на воздушной подушке нужно куполообразное днище - для увеличения объема нагнетаемого воздуха. У летающего диска днище плоское и воздуху негде накопиться. Давление, создаваемое воздушным шариком недостаточно для подъема модели СВП над стопкой из 6 листов бумаги. Я думаю, именно поэтому модель не может преодолеть препятствие. При проведении опытов с №6 по №9 для движения модели СВП использовали пылесос в режиме обдува на минимальной мощности. Для движения летающего диска по прямой создали дорожку с бортиками из малярного скотча. Сделали из скотча бортики и приклеили их к полу. Надували шар с помощью автомобильного насоса.

Эксперимент №6 Движение летающего диска с неравномерно распределенным грузом Поместили на одну сторону летающего диска груз весом 33г (пластилин). Вывод: груз, расположенный на одной стороне летающего диска прижимает его к полу, не давая ему двигаться.

Эксперимент №7 Движение летающего диска с равномерно распределенным грузом Поместили груз (пластилин) на летающий диск, распределив его равномерно. Постепенно увеличивали вес груза. Вывод: модель СВП двигается с грузом до тех пор, пока возможно образование воздушной подушки. Максимальный вес с которым может двигаться летающий диск 229 г. С весом 239 г модель СВП не двигается.

Эксперимент №8 Длина пути летающего диска с равномерно распределенным грузом На летающий диск поместили кольца из пластилина. Постепенно увеличивали вес груза. Измерили расстояние, пройденное моделью СВП с равномерно распределенным грузом разного веса. Полученные данные представлены на диаграмме. Вывод: чем больше вес груза, тем меньше длина пути модели СВП.

Эксперимент №9 Длина пути летающего диска с шаром различного размера Для опыта воздушный шар накачивали разными объемами воздуха: 1) накачали шарик, нажав на насос 5 раз; 2) накачали шарик, нажав на насос 10 раз; 3) накачали шарик, нажав на насос 15 раз. Измерили длину пути летающего диска. Для достоверности провели пять попыток с шаром каждой величины. Средние результаты испытаний представлены на диаграмме. Вывод: чем больше воздуха в шаре, тем длиннее расстояние, пройденное моделью СВП.

Выводы 1. Модели СВП проще передвигаться по плотным ровным поверхностям (стол, пол, снежный наст), чем по поверхности воды и мокрого снега. 2. Модель СВП преодолевает препятствия высотой 0,5 мм. 3. При равномерном распределении груза модель СВП может поднять более тяжелый груз (229 г), чем при неравномерном (менее 33 г). 4. Чем больше вес груза, тем меньше длина пути модели СВП. 5. Чем больше воздуха в шаре, тем длиннее расстояние, пройденное моделью СВП. В результате проведенного нами исследования гипотеза, выдвинутая нами вначале: 1) частично подтверждена: модель СВП свободно передвигается по плотным и ровным поверхностям; преодолевает препятствия высотой 0,5 мм; способность летающего диска передвигаться с грузом зависит от равномерности распределения груза на диске; длина пути модели СВП зависит от величины груза и объема воздуха в шаре. 2) частично опровергнута: модель СВП дает крен при движении на воде; летающий диск не движется на поверхности мокрого снега. Список использованных источников Для изучения информации об СВП я пользовался "Википедией", другими источниками из интернета, смотрел телепередачу "Универсум", для создания модели СВП - инструкцией из набора "Эко-энергия".