Исследовательская работа "Занимательное равновесие"

Государственное учреждение образования

«Средняя школа №6 г. Жодино»

Занимательное равновесие

Автор: Гусачёнок Дарья Андреевна

18.05.2006 г.р.

3 «Д» класс

Работа выполнена индивидуально.

Руководитель: Бадун Татьяна Викторовна

учитель начальных классов

Секция: физика

«____» ____________2016 г. Подпись руководителя работы _________

Жодино, 2016

Оглавление

Введение……………………………………………………………………. 3

1. Равновесие и центр тяжести…………………………………………….4

1.1 Что такое равновесие и центр тяжести?.................................................4

1.2 Нахождение центра тяжести у фигур правильной формы…………... 4

1. Нахождение центра тяжести у фигур неправильной формы………... 4

2. Практическая часть………………………………………………………5

2.1Опыты по устойчивости равновесия и создание на основе опытов

игрушек …………………………………………………………………...…5

Заключение…………………………………………………………………..7

Список использованных источников ……………...……………….…….. 8

Приложения………………………………………………………………… 9

Введение

У меня есть игрушка–неваляшка, которая, как бы ее не положил, встает и занимает определенное положение. Я спросила у папы, почему так происходит. Папа сказал, что это зависит от центра тяжести и равновесия.

Меня очень заинтересовал его ответ, и я решила провести исследование.

Объект исследования: центр тяжести, его роль в равновесии.

Предмет исследования: занимательные игрушки.

Цель работы: изучение роли равновесия для окружающих предметов.

Задачи:

1) изучить литературу по данной теме;

2) выяснить, что такое центр тяжести и как его находить;

3) узнать какую роль он играет в равновесии предметов;

4) создать игрушки, на основе полученных знаний;

5) показать одноклассникам опыты;

6) создать книжку-раскладушку «Занимательные игрушки»

Гипотеза: если знать что такое центр тяжести, научиться его находить, понять какую роль он играет в равновесии, то можно самой изобретать интересные игрушки, которые держат равновесие.

1. Равновесие и центр тяжести разных фигур

1.1 Что такое равновесие и центр тяжести?

Равновесие. Вслушаемся в это слово. Каков его смысл? Равный вес. То есть какие-то части одного тела, сделать одинаковыми. Нарушили равновесие — и тело вышло из покоя. Если тело в покое, значит, оно находится в состоянии равновесия. Равновесие предмета зависит от положения его центра тяжести. Что же такое центр тяжести? Центр тяжести – это точка, относительно которой предмет будет находиться в равновесии.

1.2 Нахождение центра тяжести у фигур правильной формы

У каждого предмета есть центр тяжести.

У плоской фигуры правильной формы (круг, квадрат, прямоугольник) центр тяжести будет находиться в центре. Для этого нужно в квадрате и прямоугольнике провести диагонали. Точка их пересечения и является центром тяжести этих фигур.

1.3 Нахождение центра тяжести у фигур неправильной формы

А как же определить центр тяжести плоской фигуры неправильной формы? Ответ я нашла в книге и решила сама провести опыт.

Я вырезала из картона фигуру произвольной формы и сделала несколько отверстий (для большей точности лучше ближе к краям). Вколола в вертикальную деревянную стену иголку и повесила на ней фигуру. Фигура должна свободно качаться на игле! Сделала отвес из тонкой нити и груза (гайка), и повесила его на ту же иглу. Провела линию, которая совпадает с нитью. Затем повесила фигуру за другое отверстие, опять провела линию, так повторила несколько раз. Точка пересечения линий указала положение центра тяжести фигуры. Положила фигуру центром тяжести на острие карандаша, фигура - держится, она находится в равновесии (Приложение 1).

Вывод: из литературы я узнала, что такое центр тяжести, как находить центр тяжести у фигур правильной и неправильной формы.

1. Практическая часть

2.1 Опыты по устойчивости равновесия, создание на основе опытов игрушек

Опыт 1. (Приложение 2) Попробуем поставить карандаш на острие. Очень сложно. И все-таки есть очень простой способ заставить карандаш стоять. Я собрала из прищепок угол, закрепила его на карандаш. Теперь можно устанавливать карандаш.

Карандаш опирается на острие. Это его точка опоры. Но в первом случае точка опоры находится в самом низу, и карандаш падает, а во втором — под ней висят прищепки и карандаш стоит.

Ясно, что дело здесь именно в прищепках. Прищепки тяжелее, они тянут вниз и заставляют карандаш стоять.

Вывод: равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры.

Игрушка «Птичка» (Приложение 3)

Я сделала интересную игрушку с устойчивым равновесием - птичку. Она состоит у меня из пластилина, а ножки – из спичек.

На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело птички, укрепила шарик из пластилина. В тело птички проволока должна входить позади лапок. При достаточно тяжелом грузе птичка будет отлично сидеть. Ну а что будет, если груз легче птички? Усидит наша птичка или свалится? Когда мы ставили карандаш на острие, то выяснили, что равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры. Теперь главная тяжесть — туловище птички — выше точки опоры. Значит, бедняга упадет? Проверим на опыте.

Опыт 2. Передвигаю пластилиновый шарик вверх и вниз по проволоке. Пытаясь уравновесить птичку при разных положениях легкого груза, мы увидим, что птичка сидит устойчиво, когда груз сдвинут далеко вниз. А если груз высоко, под самым пальцем, то птичка будет опрокидываться.

Вывод: устойчивость равновесия зависит не только от массы, но и от положения груза.

Игрушка «Пильщик» (Приложение 4)

С помощью старой пробки и пары спичек, не трудно сделать фигурки животных и людей. Но чтобы эти фигурки стояли, им нужна третья нога или подставка, в которую были бы воткнуты ноги. Я попробовала заставить стоять такую фигурку на двух ногах.

Туловище моей игрушки состоит из пробки, голова из пластилина, ноги - спички, руки из картона. Из длинной проволоки (согнув ее) я сделала пилу. Один конец воткнула в тело пильщика, на другой - повесила груз. Поставила на край стола. Центр тяжести оказался внизу, и фигурка держит равновесие.

Игрушка «Акробат» (Приложение 5)

Я вырезала из картона клоуна, разрисовала его, поместила в ладони маленькие монетки. Маленький клоун будет балансировать везде: на пальце, на нитке. Монеты смещают центр тяжести в область ниже носа, поэтому он находится в равновесии.

Игрушка «Неваляшка» ( Приложение 6)

Внизу пластикового яйца я закрепила при помощи пластилина груз. Теперь, как бы мы не ставили перед зрителями яйцо, оно всегда будет принимать вертикальное положение!

Игрушка «Весёлый шарик» (Приложение 7)

Внутрь воздушного шарика я вложила маленький мячик. Шарик надула и завязала. Теперь воздушный шарик будет прыгать во все стороны, потому что центр тяжести шарика будет смещаться.

Игрушка «Непослушная банка» (Приложение 8)

Я взяла круглую банку, при помощи клейкой ленты прикрепила в ней груз. И смотрите, по наклонной плоскости все предметы катятся вниз, а моя банка – вверх, да ещё стоит неподвижно!

Выводы:

- я научилась находить центр тяжести у фигур;

- поняла, какую роль он играет в равновесии;

- создала удивительные игрушки своими руками.

Моя гипотеза подтвердилась.

Заключение

Тема равновесия оказалась интересной для меня. Для ответа на вопросы о центре тяжести и его влиянии на равновесие предметов, я изучила литературу по теме. Опираясь на полученные знания, я создала своими руками необычные игрушки.

Результатом моей работы стала книжка-раскладушка «Занимательные игрушки» (Приложение 9), где даны инструкции по созданию каждой игрушки.

Список использованных источников

1. Волкова Е. Играем в учёных. Проводим эксперименты с водой, магнитом,

движением, весом/ Е.В. Волкова, С.Л. Микерин – Новосибирск: Сибирское

университетское издательство, 2008.-256с.

2. Гальперштейн Л. Забавная физика/ Москва : «Детская литература»,20-25 с.

3. Кикоин И. Физика.Учебник для 9 класса средней школы/И.К. Кикоин, А.К. Кикоин –Москва «просвещение»,108 с.

4. Прес Г.Дж. 300 опытов: увлекательных, познавательных и легко

выполнимых/Г. ДЖ. Прес – М.: АСТ: Астрель, 2009.-352с.

5. Тит Т. Научные забавы и занимательные опыты/ Т. Тит – М.: АСТ: Астрель, 210.-510с.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Приложение 9

Книжка-раскладушка «Занимательные игрушки»