Что такое гравитация для детей
Конспект НОД по познавательному развитию Тема: «Детям о Гравитации»
Анастасия Смородина
Конспект НОД по познавательному развитию Тема: «Детям о Гравитации»
Продолжительность – одно занятие.
Интеграция образовательных областей: «Социализация», «Познание», «Коммуникация».
Задачи:
— Активизировать словарь детей на основе углубления знаний о ближайшем окружении. Поддерживать навыки свободного общения со взрослыми и детьми.
— Совершенствовать умение участвовать в беседе, давать полный ответ на вопросы и задавать их.
— Развивать любознательность, побуждать отвечать на вопросы познавательного характера полным предложением.
— Воспитывать интерес, уважение к профессии космонавт, желание быть сильным и смелым.
— Воспитывать взаимопомощь, дружеские взаимоотношения, умение работать в команде, согласовывая свои действия с действиями сверстников.
— Развивать и обогащать словарь детей.
Словарная работа: планета, Земля, Луна, гравитация, притяжение, магнит, сопротивление, мощность, космонавты, луноходы, скафандр, кратер, ось Земли.
Предварительная работа: чтение художественной и научной литературы по теме, рассматривание иллюстраций по теме, посещение экскурсий в планетарий.
Оборудование: большой мяч, большое блюдо, фигурки трех слонов и игрушечная черепаха (можно использовать кубики с наклеенным изображением зверей на одной грани, картинка с изображением Земли в представлении черепаха-слоны, фигурка человека, магниты большой и поменьше, доска, стекло, железная скрепка (или другой легкий железный предмет, лист бумаги, пакет, камень (или другой тяжелый предмет, видеоролик про космонавтов на Луне, два надувных шара с ручкой, два обруча, наклейки с изображением Луны (либо звезды). Можно еще подготовить видеоролик о том, как планеты Солнечной системы двигаются вокруг Солнца.
Посредине комнаты стоит шатер, из которого играет загадочная музыка группы Спейс «Глубокая зона», дети проходят и садятся на стульчики.
Воспитатель: А, что это такое (указывает на шатер? (Ответы детей)
Воспитатель раскрывает шатер, а там стоит большой светящийся глобус.
Воспитатель: Смотрите, да тут целая планета! Как она называется? Какой она формы? (Ответы детей).
Воспитатель: представляете, раньше все думали, что она плоская! И даже не просто плоская, а еще к тому же лежит на слонах, которые стоят на черепахе!
На экране появляется изображение черепаха-слоны.
Воспитатель: Давайте с вами представим, что вот это большое блюдо – Земля, которая стоит на слонах и черепахе (поставить по схеме). Представим, что человек пошел по Земле, дошел до края Земли и… УПАЛ!
А теперь наш человек пойдет по круглой Земле (ведем игрушку вокруг глобуса). Он обойдет вокруг Земли и снова вернется домой! Так и есть на самом деле!
Ведь мы знаем, что путешественники отправляются, например, в кругосветное плавание вокруг Земли.
Но как же наш человечек, идущий по Земле не падает? (Ответы детей).
Воспитатель: Оказывается, есть сила, которая пронизывает насквозь любое пространство (комнату, вагон поезда). Эта сила называется ГРАВИТАЦИЕЙ – земное притяжение. Ей не мешают стены и горы! Она удерживает нас самих от свободного полета или падения. И именно благодаря силе притяжения Земля притягивает к себе все предметы! Как большой магнит!
Воспитатель: Посмотрите, у меня два магнита.
Показать свойства магнитов на доске: движение меньшего магнита, благодаря движению большого за доской, а также движение железной скрепки через стекло, благодаря магниту.
Воспитатель: И так, также, как магнит, Земля обладает силой притяжения и притягивает к себе все!
Одновременно бросить лист бумаги и тяжелый предмет (камень).
Воспитатель: Но почему же лист бумаги не притягивается к Земле также быстро как, например, камень? (Ответы детей).
Воспитатель: Дело в том, что воздух упирается, сопротивляется воздуха. И если мы наберем пакет воздуха, завяжем его и попробуем сжать, то сделать нам это будет сложно – воздух внутри пакета сопротивляется! И если бы не сила притяжения, то и листок, и кирпич падали бы одинаково быстро, потому, что сила притяжения – гравитация, тянула бы их одинаково сильно вниз.
Сила притяжение есть даже на Луне, но, она не похожа на гравитацию Земли.
На экране появляется ролик с космонавтами, передвигающимися по Луне.
Воспитатель: Посмотрите, вот космонавты, которые ходят по Луне. Вам не кажется, что они передвигаются очень странно, как будто прыгают? Это происходит от того, что Луна меньше Земли по размеру, поэтому и сил у нее поменьше, то есть сила притяжения не такая мощная, как у Земли.
Воспитатель: Давайте представим, что мы – космонавты! Разделимся на две космические команды. Вы на Луне! Вам нужно пройти от одного лунного кратера до другого. Но чтобы вам по-настоящему почувствовать, что вы – лунные космонавты, у каждой команды будет мяч, усевшись на который, мы уменьшим (за счет большого количества воздуха в шаре) силу притяжения и будем передвигаться точно, как лунные пешеходы!
Проводится эстафета:
Команды выстраиваются, первым игрокам дается шар с ручкой. Игрок должен, усевшись на шар, допрыгать до «кратера», развернуться и также вернуться обратно. Затем игрок передает шар следующему игроку, так проходит вся команда. Первая команда, полностью «отпрыгавшая» до кратера, считается победившей.
В конце эстафеты всем раздаются наклейки «Луна» (либо звезда) – посвящение в лунные пешеходы.
Воспитатель: У Луны есть еще секреты! Кроме того, что по ней легче ходить, на Луне совсем нет воздуха. Поэтому по луне ходят в скафандрах. Давайте это проверим! Наберите как можно больше воздуха в легкие и не выдыхайте как можно дольше.
Когда все выдохнут
Воспитатель: Ну что, сложно было? Как вы думаете, сколько смог бы находиться космонавт без скафандра на Луне? (Ответы детей).
Воспитатель: И так, вы погуляли по Луне, узнали, что ходить по Луне можно землянам только в скафандрах! А сила притяжения – гравитация, у луны намного слабее, поэтому лунная походка выглядит очень прыгающей, забавной!
Воспитатель: Но вы еще не знаете, что сила притяжения есть на всех планетах!
На экране появляется видеоролик о движении планет вокруг Солнца.
Воспитатель: Есть гравитация-сила притяжения и у Солнца. А если бы не сильнейшая гравитация Солнца, то все планеты рассыпались бы по космосу, и не согревались бы теплом Солнца. И мы, если бы исчезла гравитация Солнца и земли, замерзли бы без тепла и улетели бы в космос. Вот такие чудеса окружают нас каждый день!
Воспитатель: А помните, мы с вами посетили планетарий,где все взвешивались на необычных весах, которые показывали нам наш вес на разных планетах, и даже на Солнце. А как вы думаете, почему у нас у всех вес на Луне показался меньше, чем на остальных планетах? (Ответы детей). Правильно, потому что на Луне сила притяжения меньше.
Воспитатель: А в заключение, давайте сыграем в игру «Земля-Луна-Солнце»:
Если ведущий говорит слово «Луна», то дети ходят по кругу, как Луна вокруг Земли.
Если ведущий говорит «Земля», то дети крутятся вокруг себя, как Земля вокруг своей оси.
Если ведущий говорит слово «Солнце», то все останавливаются и улыбаются – сияют, как Солнце.
Конспект НОД по познавательному развитию (ФЭМП) Тема: «Прямоугольник» Интеграция образовательных областей: Познавательное (ФЭМП, Социально-коммуникативное, Художественно- эстетическое (музыка, (рисование,.
Конспект НОД по познавательному развитию «Детям о космосе» Цель: расширять представления детей о космических полётах, о космонавтах; познакомить с российскими учёными, которые стояли у истоков развития.
Что такое гравитация для чайников: определение и теория простыми словами
Сразу скажем, что вы не найдете здесь однозначно верного ответа на вопрос «Что такое гравитация». Потому что его просто нет! Гравитация – одно из самых таинственных явлений, над которым ученые ломают голову и до сих пор полностью не могут объяснить его природу.
Есть множество гипотез и мнений. Насчитывается более десятка теорий гравитации, альтернативных и классических. Мы рассмотрим самые интересные, актуальные и современные.
Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм.
Гравитация – физическое фундаментальное взаимодействие
Всего в физике 4 фундаментальных взаимодействия. Благодаря им мир является именно таким, какой он есть. Гравитация – одно из этих взаимодействий.
На текущий момент действующей теорией, описывающей гравитацию, является ОТО (общая теория относительности). Она была предложена Альбертом Эйнштейном в 1915-1916 годах.
Однако мы знаем, что об истине в последней инстанции говорить рано. Ведь несколько веков до появления ОТО в физике для описания гравитации главенствовала Ньютоновская теория, которая была существенно расширена.
В рамках ОТО на данный момент нельзя объяснить и описать все вопросы, связанные с гравитацией.
До Ньютона было широко распространено мнение, что гравитация на земле и небесная гравитация – разные вещи. Считалось, что планеты движутся по своим, отличным от земных, идеальным законам.
Закон всемирного тяготения
Ньютон открыл закон всемирного тяготения в 1667 году. Конечно, этот закон существовал еще при динозаврах и намного раньше.
Античные философы задумывались над существованием силы тяготения. Галилей экспериментально рассчитал ускорение свободного падения на Земле, открыв, что оно одинаково для тел любой массы. Кеплер изучал законы движения небесных тел.
Ньютону удалось сформулировать и обобщить результаты наблюдений. Вот что у него получилось:
Два тела притягиваются друг к другу с силой, называемой гравитационной силой или силой тяготения.
Формула силы притяжения между телами:
G – гравитационная постоянная, m – массы тел, r – расстояние между центрами масс тел.
Каков физический смысл гравитационной постоянной? Она равна силе, с которой действуют друг на друга тела с массами в 1 килограмм каждое, находясь на расстоянии в 1 метр друг от друга.
Закон всемирного тяготения
Формула Ньютона применима как для расчету силы притяжения планет к солнцу, так и для маленьких объектов. Мы просто не замечаем, с какой силой притягиваются, скажем, шары на бильярдном столе. Тем не менее эта сила есть и ее можно рассчитать.
Сила притяжения действует между любыми телами во Вселенной. Ее действие распространяется на любые расстояния.
Закон всемирного тяготения Ньютона не объясняет природы силы притяжения, но устанавливает количественные закономерности. Теория Ньютона не противоречит ОТО. Ее вполне достаточно для решения практических задач в масштабах Земли и для расчета движения небесных тел.
Гравитация в ОТО
Несмотря на то, что теория Ньютона вполне применима на практике, она имеет ряд недостатков. Закон всемирного тяготения является математическим описанием, но не дает представления о фундаментальной физической природе вещей.
Согласно Ньютону, сила притяжения действует на любых расстояниях. Причем действует мгновенно. Учитывая, что самая большая скорость в мире – скорость света, выходит несоответствие. Как гравитация может мгновенно действовать на любые расстояниях, когда для их преодоления свету нужно не мгновение, а несколько секунд или даже лет?
В рамках ОТО гравитация рассматривается не как сила, которая действует на тела, но как искривление пространства и времени под действием массы. Таким образом гравитация – не силовое взаимодействие.
Чем массивнее объект, тем сильнее он искривляет пространство
Каково действие гравитации? Попробуем описать его с использованием аналогии.
Представим пространство в виде упругого листа. Если положить на него легкий теннисный мячик, поверхность останется ровной. Но если рядом с мячиком положить тяжелую гирю, она продавит на поверхности ямку, и мячик начнет скатываться к большой и тяжелой гире. Это и есть «гравитация».
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Открытие гравитационных волн
Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном еще в 1916 году, но открыли их только через сто лет, в 2015.
Что такое гравитационные волны? Снова проведем аналогию. Если бросить камень в спокойную воду, от места его падения по поверхности воды пойдут круги. Гравитационные волны – такая же рябь, возмущение. Только не на воде, а в мировом пространстве-времени.
Вместо воды – пространство-время, а вместо камня, скажем, черная дыра. Любое ускоренное передвижение массы порождает гравитационную волну. Если тела находятся в состоянии свободного падения, при прохождении гравитационной волны расстояние между ними изменится.
Моделирование гравитационных волн от слияния двух черных дыр
Так как гравитация – очень слабое взаимодействие, обнаружение гравитационных волн было связано с большими техническими трудностями. Современные технологии позволили обнаружить всплеск гравитационных волн только от сверхмассивных источников.
Для регистрации гравитационных волн был построен детектор диаметром 4 километра. При прохождении волны регистрировались колебания зеркал на подвесах в вакууме и интерференция света, отраженного от них.
Гравитационные волны подтвердили справедливость ОТО.
Гравитация и элементарные частицы
В стандартной модели за каждое взаимодействие отвечают определенные элементарные частицы. Можно сказать, что частицы являются переносчиками взаимодействий.
За гравитацию отвечает гравитон – гипотетическая безмассовая частица, обладающая энергией. Кстати, в нашем отдельном материале читайте подробнее о наделавшем много шума бозоне Хиггса и других элементарных частицах.
Напоследок приведем несколько любопытных фактов о гравитации.
10 фактов о гравитации
Теперь вы знаете определение гравитации и можете сказать, по какой формуле рассчитывается сила притяжения. Если гранит науки придавливает вас к земле сильнее, чем гравитация, обращайтесь в наш студенческий сервис. Мы поможем учиться легко при самых больших нагрузках!
Что такое всемирное тяготение?
Земля притягивает к себе и Луну, которая иначе давно улетела бы прочь.
Зависимость силы тяготения от расстояния проявляется в том, что чем дальше предметы друг от друга, тем слабее они притягиваются друг к другу.
Ньютон рассказывал, что к открытию закона всемирного тяготения его подтолкнуло наблюдение яблока, которое упало с ветки, когда он гулял по саду. А в это самое время он работал над законами движения, и уже знал, что яблоко упало под воздействием притяжения Земли. Знал он и о том, что Луна не просто висит в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, а значит, на нее воздействует какая-то сила, которая удерживает ее от того, чтобы она сорвалась с орбиты и улетела в открытый космос. Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите.
Значение этого открытия для человечества огромно. С помощью этого закона астрономы с большой точностью определяют положение небесных тел на небосводе на многие десятки лет вперед и вычисляются их траектории. Закон всемирного тяготения применяется в расчетах движения искусственных спутников Земли и межпланетных автоматических аппаратов. При помощи закона всемирного тяготения можно вычислить массу планет и их спутников. Закон всемирного тяготения объясняет такие явления, как приливы и отливы.
Но самым ярким примером роли этого закона для науки является история открытия планеты Нептун. В 1781 г. английский астроном Вильям Гершель открыл планету Уран. Была вычислена ее орбита и составлена таблица положений этой планеты на много лет вперед. Однако проверка этой таблицы показала, что Уран движется не совсем так, как было рассчитано. Ученые предположили, что отклонение в движении Урана вызвано притяжением неизвестной планеты, находящейся от Солнца еще дальше, чем Уран. Зная отклонения от расчитанной траектории, англичанин Адамс и француз Леверрье, пользуясь законом всемирного тяготения, вычислили положение этой планеты на небе. Адамс раньше закончил вычисления, но наблюдатели, которым он сообщил свои результаты, не торопились с проверкой. А тем временем Леверрье, закончив вычисления, указал немецкому астроному Галле место, где надо искать неизвестную планету. В первый же вечер, 28 сентября 1846 г., Галле, направив телескоп на указанное место, обнаружил новую планету! Ее назвали Нептуном. Это была первая планета, которую открыли не в ходе наблюдений за небом, а в результате математических вычислений (как говорят, «на кончике пера»). Таким же образом в 1930 году был открыт Плутон.
Гравитация, или На чём держится мир
Гравитация — это сила, которая действует на каждого обитателя Земли, впрочем, как и на саму Землю. Утрируя, можно сказать, текущий вид Вселенной существует благодаря силе притяжения. А значит пора разобраться, что такое гравитация простыми словами.
Определение гравитации
Слово «гравитация» происходит от латинского gravitas — вес.
Гравитация — сила, с помощью которой планета или другое тело притягивает объекты к своему центру. Именно благодаря ей мы не улетаем в космос, всегда притягиваясь к Земле. Так и планеты Солнечной системы всегда испытывают притяжение звезды и остаются на своих местах.
Как работает гравитация
Сила притяжения зависит от массы объектов и расстояния межу ними. Все, что имеет массу, имеет и гравитацию. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Она ослабевает с расстоянием, и чем ближе объекты друг к другу, тем сильнее их тяготение.
Исаак Ньютон был первым, кто математически описал гравитацию и то, что она одинаково действует на все объекты во Вселенной: от падающего яблока до планет, которые движутся вокруг звезды. Так и появился закон всемирного тяготения, которого придерживались веками.
Сила притяжения F между двумя материальными точками с массами 
и , разделёнными расстоянием , действует вдоль соединяющей их прямой, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния.
Здесь — гравитационная постоянная, равная 6,67408(31)·10 −11 м³/(кг·с²).
Кстати, падение яблока на голову Ньютона — это миф. Он действительно любил отдыхать под яблоней, и наблюдения за падающими яблоками натолкнуло его на мысль о всемирном тяготении. Но по голове Ньютона ничего не било.
Теория Ньютона объясняла гравитацию как некую силу. Но в последствии появилась теория Эйнштейна, в основе которой подход геометрический. Если простыми словами: крупные объекты искривляют пространство-время вокруг себя, а в это «искривление» попадают другие объекты.
Этот принцип хорошо показан в этом ролике:
Теория Энштейна — является действующей на сегодня.
Насколько важна гравитация?
Очень важна! Гравитация — это одна из сил фундаментальных взаимодействий, которым подчиняется всё, что есть во Вселенной. Вот эти взаимодействия:
Именно благодаря им мир такой, каким мы его знаем. Гравитация в этом списке является самым крупномасштабным, но одновременно и самым слабым взаимодействием, остальные — определяют взаимодействия на уровне частиц.
Как гравитация повлияла на Вселенную
Именно сила притяжение создает звезды и планеты, собирая вместе материал, из которого они сделаны. Гравитация — это то, что удерживает планеты на орбите вокруг Солнца и то, что удерживает Луну на орбите вокруг Земли.
Роль гравитации для землян
Те условия, в которых мы живём, были бы невозможны без неё. Она удерживает нашу планету на одинаковом расстоянии от Солнца, не позволяет атмосфере покинуть пределы Земли, как и всему, что находится на её поверхности. Гравитационное притяжение Луны притягивает к себе моря, вызывая приливы океана.
Луна и приливы на Земле
Гравитация очень важна для нас. Мы не могли бы жить на Земле без неё. Тяготение Солнца удерживает Землю на орбите вокруг него на постоянном комфортном для жизни расстоянии. Сила притяжения удерживает нашу атмосферу и воздух, которым мы дышим.
Гравитация — это то, что скрепляет наш мир.
Однако гравитация не везде одинакова на Земле. Она немного сильнее в местах с большей массой под землей, чем в местах с меньшей массой.
Есть ли гравитация у человека?
У каждого материального объекта есть своя сила притяжения, и человек не является исключением.
О выходе новых статей рассказываем в соцсетях
Исследовательская работа «Гравитация» (2 класс)
Муниципальное бюджетное общеобразовательное Учреждение «Средняя общеобразовательная школа №98»
Гравитация и способы её преодоления.
Гольм Даниил 2А класс
1.1. Исаак Ньютон и закон всемирного тяготения………………………..…. 5
1.2. Что такое гравитация и как она на нас отражается?………………….….7
Глава 2. Как преодолеть гравитацию?…………………………………………9
2.2. Запуск ракеты в космос…………………………………………….….…. 12
Глава 3. Интересное и необычное о гравитации………………………….…..14
Тема моей работы — «Гравитация и способы её преодоления». Набирая материал для первой исследовательской работы, тема: «Что такое песок?», я узнал о необычном и интересном явлении – оказывается, вода, хранящаяся в песке, способна подниматься вверх. Это происходит, когда расстояние между песчинками достаточно мало, и называется – капиллярными явлениями. Позже мы с мамой увидели в интернете описание опыта с окрашиванием живых цветов в разные цвета, из опыта я узнал, что растения питаются, используя капиллярные явления, и при этом вода поднимается вопреки силам гравитации! Это меня очень заинтересовало, и я решил исследовать всё это более подробно.
Тема моей работы актуальна и в наши дни, учёные всего мира изучают этот вопрос. В этой области ещё много тайн и загадок.
Объект исследования : гравитация.
Предмет исследования : сила притяжения, капиллярные силы, космические ракеты.
Цель работы : узнать как можно больше о силе притяжения и силах, которые могут ей противодействовать.
узнать, что такое гравитация;
выяснить, что такое капиллярные силы и как они преодолевают силу притяжения;
выяснить, как в космос запускают ракеты;
найти интересные и необычные факты о гравитации.
№ 1. Я предположил, что притягивать может только Земля.
№ 2. Допустим, тяжёлые тела притягиваются сильнее, чем лёгкие.
№ 3. Возможно, гравитацию может преодолеть только ракета.
Методы исследования : эксперимент, знаковое моделирование, анализ, синтез, наблюдение, анкетирование и опрос.
Методологическую базу для моего исследования составили материалы энциклопедий, а также интернет-ресурсы.
Практическая значимость : работа используется для проведения уроков по окружающему миру, для подготовки и проведения викторин, интеллектуальных игр в моём классе.
Структура работы : работа состоит из введения, трёх глав, выводов, заключения, списка литературы и приложения.
Глава 1. Гравитация
1.1. Исаак Ньютон и закон всемирного тяготения
Исаак Ньютон – великий учёный (1642–1727гг).
Изучением гравитации занимались многие учёные, но открыл и сформулировал закон всемирного тяготения именно Исаак Ньютон.
«Широко известен рассказ о том, что на открытие всемирного тяготения Ньютона навело неожиданное падение яблока с дерева. И он задумался, почему яблоко упало вниз, а не вверх. Быть может, некая невидимая сила притягивает яблоко к Земле? Но ведь падение предметов видели, и другие ученые и пытались его объяснить. Однако никто не сумел этого сделать до Ньютона. Почему яблоко всегда падает не в сторону, подумал он, а прямо вниз, к земле?»[3, 366].
Мне стало известно, что на самом деле своим великим открытием — закона всемирного тяготения, в 1666 г. — И.Ньютон обязан наблюдениям за движениями планет.
Этот закон объясняет, почему Земля, Луна, и все остальные планеты не падают друг на друга. Почему одни предметы воспринимаются как легкие, а другие как тяжелые и что заставляет их падать на землю.
«Вывод Ньютона состоял в том, что между любой парой тел во Вселенной действует сила взаимного притяжения. Сила притяжения зависит от массы тел — тела с большей массой притягивают к себе сильнее, чем тела с меньшей массой, а также от расстояния — чем оно больше, тем меньше сила притяжения.»[3, 366].
Ньютон только описал гравитацию. И у учёных встала необходимость ее объяснить.
1.2. Что такое гравитация и как она на нас отражается?
Каждый, подпрыгнув вверх, обязательно опустится на землю благодаря гравитации. Если бы силы тяготения не существовали, мы покинули бы Землю и улетели в космос. Гравитация определяет траекторию движения звезд и планет, а на Земле каждые сутки вызывает морские приливы.
Оказывается, чем меньше сила тяготения, тем меньше вес. В открытом космосе, вдали от Земли человек, находясь в свободном падении, не действует на опору или подвес – это состояние называется невесомостью, хотя масса человека ничуть не изменилась. На Земле вес любого тела зависит от его массы. Например, масса слона больше массы мыши, и гравитация воздействует на него сильнее, вот почему слон весит больше, чем мышь. Как это действует, я выяснил, с помощью эксперимента №2. (Приложение стр.26)
Я думал, что мы ощущаем силу тяготения только к Земле, но на самом деле она действует между любыми двумя телами. Чем больше масса тел и чем ближе они находятся, тем больше притяжение между ними. Например, два корабля в море взаимно притягиваются, но сила их тяготения слишком мала и просто незаметна. Но два спутника, встречаясь в космосе, испытывают взаимное притяжение, которое называют микро гравитацией. Мне стало интересно, как это происходит, и я провёл эксперимент, (см. приложение стр.25 эксперимент №1).
Мне было интересно узнать что, гравитация изменяет скорость и направление движения тел. Около поверхности Земли тяготение заставляет все предметы двигаться с одинаковым ускорением, какими бы тяжелыми они ни были. При свободном падении (в вакууме – без воздуха) скорость не зависит от массы: легкое тело падает с той же скоростью, что и тяжелое. Этот эффект был замечен еще Галилео Галилеем. Но я всегда думал, что тяжёлый предмет будет падать быстрее, чем лёгкий. Чтобы узнать правду сделал эксперимент. (Приложение стр.28 эксперимент №3)
Глава 2. Как преодолеть гравитацию?
2.1. Капиллярные силы
«Вода, как и все остальное, притягивается к центру Земли невидимой силой, называемой гравитацией. Там, где горные породы не дают воде просачиваться, она образует реки, озера и океаны. Там, где состав пород другой, вода просачивается внутрь до тех пор, пока не устанавливается на самом низком уровне.»[2, 56]
Ярким доказательством тому, что вода притягивается к Земле и стремится занять самый низкий уровень, являются водопады.
На фотографии изображен Ниагарский водопад, расположенный на границе между США и Канадой.
Но как же тогда вода поднимается вверх по капиллярам в цветке или просачивается к поверхности между песчинками? Капиллярными явлениями называют подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра – капиллярах. Пытаясь разобраться с этим вопросом, я выяснил, что вода поднимается с помощью сил поверхностного натяжения, оказывается, у воды тоже есть своя форма, эта форма – шар. Если капнуть каплю воды в невесомости, она будет летать в форме шарика, эту форму вода занимает, если на неё не действует сила притяжения.
Но как именно поднимается вода по капиллярам я так и не понял, обязательно займусь изучением этого вопроса в старших классах.
Капиллярные явления играют важную роль во многих биологических процессах. В пористых средах отвечают за распространение грунтовых вод, пропитывание жидкостями тканей и других волокнистых материалов, а также питание растений.
Кроме растений, капиллярные явления для насыщения влагой, используют некоторые виды ящериц, например: «колючий дьявол».
«Вода (капли редких в пустыне дождей и роса, выпадающая по утрам) сначала впитывается в систему мелких складок кожи, как в губку. А потом за счет особых движений мышц движется по этим складкам к углам рта и поступает в рот ящерицы. Таким образом «колючий дьявол» может извлекать питьевую воду даже из намоченного дождем песка, вдавливаясь в него брюхом.»[4, 46]
2.2. Запуск ракеты в космос
Мне стало известно, что выйти в космос, преодолев гравитацию, может только ракета. Ракета – это летательный аппарат, который передвигается в пространстве с огромной скоростью. Ракета может летать по воздуху, под водой и в космосе.
В каждой ракете есть двигатель, в него помещается топливо, топливо состоит из разных веществ, бывает жидкое, твёрдое или смешанное. Также у ракеты есть камера сгорания, там топливо соединяется с другим веществом (окислителем) и происходит возгорание. От сжигания топлива образуются горячие газы, они проходят через следующий отсек ракеты (сопло) там сильно ускоряются и выбрасываются из ракеты с огромной скоростью, образуя толкающую силу (тягу) отрывают её от земли. И ракета устремляется вперёд.
Однако не всегда для движения ракет используются химические реакции. В паровых ракетах перенагретая вода, вытекающая через сопло, превращается в высокоскоростную паровую струю, служащую толкающей силой. Эффективность паровых ракет относительно низка, однако это окупается их простотой и безопасностью, а также дешевизной и доступностью воды. Работа небольшой паровой ракеты в 2004 году была проверена в космосе на борту спутника UK-DMC. Существуют проекты использования паровых ракет для межпланетной транспортировки грузов, с нагревом воды за счёт ядерной или солнечной энергии.
Ракета пока является единственным транспортным средством, способным преодолеть земную гравитацию и вывести космический аппарат в космос.
Скорость, требуемая для выведения на орбиту космических аппаратов, часто недостижима даже при помощи ракеты. Паразитный вес топлива, конструкции, двигателей и системы управления настолько велик, что не даёт разогнать ракету до нужной скорости за приемлемое время. Задача решается за счёт использования составных многоступенчатых ракет, позволяющих отбросить излишний вес в процессе полёта.
Глава 3. Интересное и необычное о гравитации
Луна и гравитация. Я прочитал, что Луна притягивает к себе воду на Земле. В действительности Луна притягивает не только воду, но и любые объекты. По закону тяготения ближняя к Луне сторона Земли притягивается Луной примерно на 7% сильнее, чем дальняя. Для Земли это означает, что на нее действует сила, стремящаяся вытянуть земной шар вдоль оси Луна – Земля. Эта сила получила название приливной силы. Под действием приливной силы весь земной шар немного деформируется. Со стороны Луны и с противоположной стороны возникают небольшие горбы, а по бокам земная кора, наоборот, немного опускается. На экваторе высота этих твердотельных приливов составляет около полуметра. В более высоких широтах она убывает. За счет вращения Земли вокруг своей оси приливные волны движутся по поверхности Земли, обходя ее примерно за 25 часов, за это время в каждой точке Земли дважды происходит прилив и отлив.
Твердотельные приливы трудно заметить, поскольку земная кора поднимается и опускается в масштабах целых континентов.
Приливы в океанах вызваны той же самой приливной силой. В открытом океане высота приливной волны примерно такая же, как в земной коре — 30-60 сантиметров. Но морская вода, в отличие от земной коры, подвижна. Поэтому с приближением к берегу высота приливной волны растет. В узких заливах она может подниматься на 10 метров и более.
Гравитация в искусстве. Нью-йоркский художник Холтон Роурер использует силу земного притяжения для того, чтобы создавать удивительные картины. Гравитация – неотъемлемая часть природы. А природа – это лучший художник.
О гравитации снимают художественные и документальные фильмы, пишут в книгах, сочиняют стихи, рисуют картины, создают скульптуры.
Это сила притяженья!
Как не прыгал, не старался,
Всё на землю возвращался.
Несмотря на малый вес
Но сучок вдруг обломился,
Я в полете очутился.
Масса есть и ускоренье
Хлоп! земное притяженье
Когда с дерева упал.
Для человека сила тяготения загадочна, интересна.
Вот ещё несколько произведений искусства на тему гравитации:
Гипотеза №1. Я предположил, что притягивать может только Земля.
Гипотеза неверна – все физические тела притягиваются друг к другу, независимо от их происхождения, состава и веса. Гипотеза опровергнута не только на основании книжных знаний, но и опытным путём. Эксперимент №1.
Гипотеза№2. Допустим, тяжёлые тела к Земле притягиваются сильнее.
Моё предположение подтвердилось, чем больше масса тела, тем больше на него воздействует сила земного притяжения. Эксперимент №2.
Гипотеза №3. Возможно, гравитацию может преодолеть только ракета.
Гипотеза подтвердилась частично, на сегодняшний день вырваться в космос человек может только с помощью ракеты, но оторваться от земли, благодаря силе мышц, может и человек, и животные, и птицы. Растения каждый миг спорят с гравитацией с помощью капиллярных сил, а в будущем наука придумает новые способы, которые изменят нашу жизнь. Эксперименты №4-10.
Тяготение – самая великая сила. Она тысячелетиями не позволяла строить человеку башни многокилометровой высоты: тяжесть верхних этажей стремилась раздавить нижние. Чуть просчитывались инженеры – и с грохотом обрушивались мосты через широкие реки. Человек завидовал птицам, но лишь в мечтах взмывал в небо. Между тем жизнь людей тесно связана с гравитацией и во многом обязана этой силе.
Выбранная тема оказалась сложной, но очень интересной. Я узнал как действует сила притяжения, но не выяснил откуда она берётся. Исследовал капиллярные силы, меня поразило, что вода поднимается вверх. Узнал много удивительных вещей, связанных с гравитацией, – увидел произведения искусства на тему земного притяжения.
В старших классах я обязательно вернусь к изучению этого вопроса, напишу ещё одну работу на заданную тему. В работе обязательно исследую капиллярные силы, выясню благодаря каким силам птицы поднимаются в небо и почему человеку не доступен полёт птицы, надеюсь узнать как гравитация влияет рост растений и многое другое.
1. Детская энциклопедия от А до Я. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2011. – 256с
2. Наш удивительный мир: Иллюстрированная энциклопедия будущего первоклассника, /Пер. с англ./ Моррис Н. – М.: «Омега», 2007. – 192с
3. Обо всём на свете. Большая детская энциклопедия. – М.: ООО «АСТ», 2007. – 387с
4. Цеханская А.Ф., Стрелков Д.Г. Новый атлас животных. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2008. – 67с
Цель анкетирования: узнать насколько глубоки знания моих одноклассников о гравитации, расширить их кругозор, если их знания недостаточны.
Я предложил своим одноклассникам ответить на несколько вопросов:
а) примагничивание людей к земле; б ) сила, притягивающая физические тела друг к другу; в) имя женщины.
2. Лунная гравитация воздействует на
а ) приливы и отливы на земле; б) извержения вулканов; в) земное ядро.
3. Если бросить с одной высоты слона и мышь, кто упадёт быстрее?
а) слон; б) мышь; в ) упадут одновременно.
Результаты анкетирования отражены в диаграмме:
1. Силой притяжения обладает:
А) только Земля; Б) все тела; В) только планеты и звёзды.
2. Сила Земного притяжения сильнее воздействует на:
А) тяжёлые предметы; Б) лёгкие предметы; В) одинаково на тяжёлые и лёгкие.
3. Выйти в открытый космос:
А) может только ракета; Б) самолёт и ракета; В) вертолёт, самолёт и ракета.
Результаты анкетирования отражены в данной диаграмме:
Вывод: знания моих одноклассников по этой теме недостаточны, поэтому я создам урок-презентацию по заданой теме.
Тема урока: «Одноклассникам о гравитации».
1. Рассказать одноклассникам о моей исследовательской работе.
2. Поделиться своими знаниями.
3. Потренироваться в выступлении по теме.
4.Закрепить свои знания о гравитации.
5. Развить у одноклассников интерес к исследовательской деятельности.
Вступление учителя: Ребята, на классном часе Гольм Данил предложил вам заполнить анкеты по вопросам из своей исследовательской работы, сейчас он хочет выступить перед вами и рассказать о том, что он узнал в ходе своей исследовательской деятельности.
Показ слайдов с коментариями.
1 слайд: Моя исследовательская работа! Тема: Гравитация и способы её преодоления.
2 слайд: Гравитация – это сила, притягивающая физические тела друг к другу.
3 слайд: Каждый, подпрыгнув вверх, обязательно опустится на землю благодаря гравитации. Если бы силы тяготения не существовали, мы покинули бы Землю и улетели в космос.
4 слайд: Гравитация определяет траекторию движения звезд и планет, а на Земле каждые сутки вызывает морские приливы.
5 слайд: Силу притяжения открыл великий учёный Исаак Ньютон (1642-1727гг.)
6 слайд: Сила притяжения действует между любыми двумя телами. Например, два корабля в море взаимно притягиваются, но сила их тяготения слишком мала и просто незаметна.
7 слайд: Я узнал, что есть силы способные преодолевать земное притяжение!
8 слайд: Вода, как и все остальное, притягивается к центру Земли невидимой силой, называемой гравитацией.
9 слайд: Но вода может подниматься вверх, эти явления называют капиллярными силами. Благодаря этим силам растения впитывают воду!
10 слайд: Я провёл эксперимент чтобы увидеть как это происходит. Опустил цветы в окрашенную воду и вот что у меня получилось!
11 слайд: Кроме растений, капиллярные явления для насыщения влагой, используют некоторые виды ящериц, например: «Колючий дьявол».
12 слайд: Вода сначала впитывается в систему мелких складок кожи, как в губку. А потом за счет особых движений мышц движется по этим складкам к углам рта и поступает в рот ящерицы.
13 слайд: Выйти в космос, преодолев гравитацию, может только ракета. Ракета – это летательный аппарат, который передвигается в пространстве с огромной скоростью.
14 слайд: Скорость, требуемая для выведения на орбиту космических аппаратов, часто недостижима даже при помощи ракеты. Вес топлива, конструкции, двигателей настолько велик, что не даёт разогнать ракету до нужной скорости. Задача решается за счёт использования составных многоступенчатых ракет, позволяющих отбросить излишний вес в процессе полёта.
15 слайд: Тяготение – самая великая сила. Она тысячелетиями не позволяла строить человеку башни многокилометровой высоты: тяжесть верхних этажей стремилась раздавить нижние.
16 слайд: Чуть просчитывались инженеры – и с грохотом обрушивались мосты через широкие реки.
17 слайд: Человек завидовал птицам, но лишь в мечтах взмывал в небо.
18 слайд: Но без взаимного притяжения не было бы никакой жизни. Человек не создан для невесомости космоса. Едва только мечта о невесомости исполнилась, люди заметили, насколько важен для них собственный вес.
По итогам выступления игра «Поле-чудес».
1. Как фамилия учёного открывшего закон всемирного тяготения?
2. Назовите второе «имя» «колючего дьявола»?
3. Как называется путь небесного тела в пространстве?
С помощью каких сил растения впитывают воду?
Эксперимент №1. Притяжение кораблей.
В гипотезе №1, я предположил, что притягивать может только Земля, но прочитав, что все тела притягиваются друг к другу решил проверить это.
Для эксперимента мне понадобилось:
1 глубокая тарелка наполненная водой и 2 кораблика, вырезанных из бумаги.
Цель опыта: подтвердить или опровергнуть притяжение предметов друг к другу.
Опускаем кораблики в ёмкость с водой, так чтоб между ними было расстояние. Кораблик №1 (К№1) у края тарелки, а К№2 в середину.
Уже через 2 минуты, кораблик, который был дальше от края тарелки, (К№2), приплыл к К№1. Причём в начале пути он плыл медленно, но чем ближе к К№1, тем больше увеличивалась его скорость.
Двигался только К№2, тот который я положил дальше от края тарелки, а К№1, соприкасавшийся с тарелкой, оставался на месте.
Вывод: К№1 взаимодействовал с краем тарелки притягиваясь к нему, и поэтому оставался недвижим. А К№2 притягивался к К№1, чем ближе он подплывал к нему, тем больше увеличивалась сила притяжения, и поэтому кораблик ускорялся. Моя гипотеза №1 неверна, все предметы имеют силу притяжения.
Эксперимент №2. Слон и мышь.
Во второй гипотезе я предположил, что сила притяжения сильнее действует на тяжёлые предметы, чем на лёгкие. Например: большому слону придётся приложить больше усилий, чтобы оторваться от земли, чем маленькой мышке. В литературе я нашёл подтверждение своей догадке, но всё таки решил проверить на практике.
Для эксперимента мне понадобилось:
весы, две одинаковые пластиковые бутылки, вода.
Подготовка к эксперименту: нальём в бутылки воду, в одну бутылку наливаем немного, а вторую заполняем полностью. Взвешиваем бутылки:
Масса 406 грамм
. 
Масса 1593 грамм.
Теперь я подброшу бутылки вверх, приложив все свои силы и посмотрю, что будет.
Рис. 1 в воздухе бутылка массой Рис. 2 в воздухе бутылка массой
Вывод: я смог подбросить бутылку с меньшей массой значительно выше, чем более тяжёлую. Из этого следует, что гравитация сильнее воздействует на предметы с большей массой.
Гипотеза №2 подтвердилась.
Эксперимент №3. Скорость свободного падения.
Из эксперимента №2 видно, что гравитация сильнее воздействует на тела с большей массой. Проведём ещё один эксперимент чтобы это выяснить.
весы, два мяча разной массы.
Определяем массу мячей: 
Масса первого мяча – 57г.
Масса второго мяча 494г.
С одной высоты бросаем мячи и смотрим, что получится:
Вывод: мячи приземлились одновременно, но почему?? Ведь гравитация сильнее воздействует на более тяжёлые предметы. Оказывается, гравитация сильнее воздействует, на тяжёлые предметы, лишь тогда, когда её пытаются преодолеть, а когда предмет возвращается на землю, в свободном падении, масса его не важна. И слон и мышь будут падать с одной скоростью.
Эксперимент №4. Поднимаем воду в стакане №1
А теперь посмотрим, как еще можно преодолеть гравитацию и заставить воду подниматься вверх.
Для опыта нам понадобится: тазик с водой, и стакан.
Опускаем стакан полностью в тазик с водой.
Переворачиваем его вверх дном и медленно поднимаем, но так чтобы край стакана не поднялся над поверхностью воды.
Вода поднимается вместе со стаканом не выливаясь. Что происходит?
Воздух давит на поверхность воды и вдавливает воду в стакан. Но когда край приподнимается над поверхностью, воздух уже не может удержать воду в стакане, и она выливается.
Эксперимент № 5. Поднимаем воду в стакане № 2
Нам понадобится: стакан, вода, платок.
Смачиваем платок в воде и отжимаем:
Наливаем в стакан воды:
Плотно обтягиваем стакан мокрым платком и быстро переворачиваем:
Вода из стакана не выливается благодаря силе поверхностного натяжения воды, при смачивании платка, вода заполняет всё свободное пространство между волокнами ткани. И не даёт воде из стакана просочиться через платок.
Эксперимент №6. Сила поверхностного натяжения
Увидев из предыдущего эксперимента какую силу имеет поверхностное натяжение, решил проверить его в другом эксперименте.
Для опыта нам потребуется: стакан с водой и игла.
Наливаем воду в стакан и аккуратно опускаем на поверхность иглу:
Вывод: сила поверхностного натяжения воды способна удержать лёгкие
предметы на повехности. Например: бумагу, листья, насекомых и даже иглу.
Во второй главе я познакомился с капиллярными силами, чтобы проверить их в действии, сделал несколько экспериментов.
Эксперимент № 7. Красим цветы
Нам понадобится: цветы, пищевые красители, ёмкости для цветов, вода.
Смешиваем воду с красителями и опускаем туда цветы:
Через сутки прожилки у цветов окрасились в разные цвета, через двое суток прожилки стали ярче:
Вывод: цветы используя капиллярные силы впитывают воду и полезные минералы для питания.
Эксперимент №8. Рисующая вода
Нам понадобится: фломастеры, бумажная салфетка, ёмкость с водой.
На одном крае бумажной салфетки рисуем в ряд точки.
После опускаем салфетку в ёмкость с водой:
Вывод: краска вместе с водой поднимается, происходит это потому, что бумага поглощает воду, а вода поднимается вверх в пористом материале, каковым является бумага, благодаря капиллярным силам, также как поднимается вверх от корня до листьев в растении. При этом, вода увлекает за собой и краску.
Эксперимент №9. Распускающиеся цветы.
Для опыта потребуется: ножницы, бумага, ёмкость с водой.
Вырезаем из бумаги цветы и загибаем у них лепестки:
Опускаем цветы в воду и наблюдаем:
Цветы на глазах распустились.
Объяснение: Это происходит потому, что вода в силу капиллярности проникает в самые маленькие пустые пространства между волокнами бумаги и заполняет их. Бумага набухает, сгибы на ней расправляются, и цветок распускается.
Эксперимент №10. Ракета.
Для проведения опыта нам понадобятся: бутылка (стекло), пробка от винной бутылки, цветная бумага, клей, 3 ст.л лимонного сока, 1 ч.л. пищевой соды, кусочек туалетной бумаги.
1. Вырезаем из цветной бумаги и приклеиваем с обеих сторон винной пробки полоски бумаги так, чтобы получился макет ракеты. Примеряем «ракету» на бутылку так, чтобы пробка входила в горлышко бутылки без усилий.
2. Наливаем и смешиваем в бутылке воду и лимонный сок.
3. Заворачиваем пищевую соду в кусочек туалетной бумаги так, чтобы можно было просунуть в горлышко бутылки и обматываем нитками.
4. Опускаем пакетик с содой в бутылку и затыкаем её пробкой-ракетой, но не слишком плотно.
5. Ставим бутылку на плоскость и отходим на безопасное расстояние. Наша ракета с громким хлопком взлетит вверх!
К работе прилагается диск с видеозаписью эксперимента №10, и презентации к уроку.