МОУ «Русскошойская средняя общеобразовательная школа»

Школьный исследовательский проект
Выполнили учащиеся
8 класса
Варсегов Станислав
Федорова Эдита

Тучка!!!
Тучка...
Тучка???
я

Пятачок: Кто же это ходит за
медом с воздушными
шарами?
Винни Пух: Я хожу!
Пятачок: Какой тебе больше всех
нравится?
Винни Пух: А действительно, какой?
ВСТУПЛЕНИЕ

Постановка целей
исследования:
помочь Винни Пуху подобрать
воздушный шар, способный доставить его к источнику меда
• проверить знание законов воздухоплавания авторами книги «Винни Пух и все- все – все»

Постановка задачи
исследования:
• повторить основные условия воздухоплавания
• провести математические расчеты для осуществления полета на воздушном шаре
• сопоставить несоответствия текста книги научным требованиям

Немного из истории развития воздухоплавания
5 июня 1783 года братья Жозеф и Этьен Монгольфье
осуществили демонстрацию своего изобретения- шар
диаметром 11,4 м и весом 2270 Н. Наполненный дымом шар
поднялся на высоту 2000 м за 10 минут.
Первые «воздухоплаватели»:баран, петух и утка.
21 ноября – первый полет людей – физика де Розье и
спортсмена де Арланда .
1 декабря 1783 года физики Ж.Шарль и Робер совершили
полет на аэростате, наполненным водородом.
6 января 1785 совершен перелет через Ла- Манш
С 1872 года начинается создание дирижаблей -
управляемых аэростатов.

Понятие о подъемной силе
FA
FТ
Если
сила тяжести меньше архимедовой силы,
то тело будет подниматься.
Fт

Чем наполнить шар?
Чтобы шар поднимался в воздухе, его нужно наполнить газом, имеющим плотность меньшую, чем плотность воздуха(ρ=1,29кг/м³)
Это может быть, например,
водород(ρ=0,09кг/м³)
гелий(ρ=1,18кг/м³)
нагретый воздух(ρ=1,20кг/м³)

Чем заполнить шар?
(таблица плотностей газов)

Подъемная сила
Разность между весом 1 м³воздуха и весом такого же объема газа называется подъемной силой
- подъемная сила 1м³ водорода равна 12,1 Н
- подъемная сила 1м³ гелия равна 11,2 Н
- подъемная сила 1м³ теплого воздуха равна 11 Н

Немного математических расчетов
Поставим задачу:
Каким по объему должен быть воздушный шар, наполненный теплым воздухом, для того, чтобы поднять Винни Пуха? Каков радиус этого шара?
Массу медвежонка примем за 20 кг.
Массой шара пренебречь.

Сосчитаем объем шара
Дано: m=20 кг
ρ1=ρвоздуха= 1,29 кг/м³
ρ2=ρтеплого воздуха= 1,20 кг/м³ g=10 кг·м/с²
________________
Определить:
Vш-?

Решение задачи
1 На тело в воздухе действуют 2силы:
сила тяжести Fт и подъемная сила Fпод
2 Fт= Fпод – условие подъема шара
3 Fт=mg; Fпод=(ρвоз- ρтеп.воз)Vш g
4 mg=Vш(ρ1 –ρ2)g
5 Vш=m/(ρ1 –ρ2)
6Подставим данные и подсчитаем объем шара:
Vш=20кг/(1,29-1,20)кг/м³=20/0,09м³=222,2(м³)
Ответ:Vшара =222,2м³

Рассчитаем радиус такого шара
Дано:
Vш=222,2 м
π=3,14
_____________________
Определить радиус шара
Rш-?

Решение задачи
Из геометрии известно, что объем шара вычисляется по формуле
Vш = 4/3 πR³
Выразим радиус R и подставим полученное в предыдущем решении значение объема шара
R=³√ 4Vш/3π = ³√ 4·222,2/12,56=
³√ 70,76 =4,14(м)
Ответ: объем шара равен 4.14 м

Оценка
полученного результата
Мы пришли к к следующим выводам:
описанный в книге полет на воздушном шаре имеет научное обоснование
авторы книги «Винни Пух и все, все, все» правильно выбрали газ для наполнения воздушного шара – теплый воздух
полет на шаре такого диаметра невозможен из – за малой подъемной силы
для того, чтобы Винни Пух поднялся в воздух, необходимо массу медвежонка уменьшить в 10 – 15 раз