ГРАВИТАЦИЯ  И  НЕВЕСОМОСТЬ  ВОКРУГ  НАС

Сунцова  Алёна

Класс  3  «В»,  МБОУ  СОШ  с  УИОП  №  52,  РФ,  г.  Киров

Галашева  Елена  Валентиновна

научный  руководитель,  учитель  начальных  классов,  МБОУ  СОШ  с  УИОП  №  52,  РФ,  г.  Киров

Движения  космонавтов  в  космосе  похожи  на  плавание  рыб  в  аквариуме.  Создается  впечатление,  что  это  приятное  занятие.  А  так  ли  это  на  самом  деле?  И  можно  ли,  не  летая  в  космос,  наблюдать  такое  явление,  как  невесомость?  Мы  попытались  это  сделать  в  рамках  проведенной  летом  2014  года  исследовательской  работы.  Вначале  были  поставлены  следующие  вопросы:

1.  Что  такое  невесомость?

2.  Приятно  ли  человеку  в  условиях  невесомости?

3.  Можно  ли  ее  наблюдать  вокруг  нас?

У  нас  возникло  несколько  предположений.  Была  выдвинута  гипотеза:  человеку  в  условиях  невесомости  приятно  и  ее  можно  наблюдать,  не  летая  в  космос.

Цель  нашего  исследования  —  установить,  что  такое  невесомость,  что  испытывает  человек  в  условиях  невесомости  и  можно  ли  ее  наблюдать  вокруг  нас.  Для  достижения  цели  были  поставлены  следующие  задачи:

·     изучить  литературу  по  теме  исследования,  узнать  определение  исследуемых  понятий  и  практическое  применение;

·     выполнить  наблюдения,  опыты  и  эксперименты.

В  толковом  словаре  русского  языка  [1,  с.  393]  приведено  следующее  определение.  Невесомость  —  состояние  земного  тела,  находящегося  вне  сил  притяжения.  В  том  же  источнике  было  найдено  значение  слова  притяжение.  Притяжение  —  это  физическое  явление  тяготения  тел  друг  к  другу  [1,  с.  591].  Далее  нашли  синоним  слова  «тяготение»  —  гравитация  [1,  с.  138].  Узнали,  что  состояния  гравитации  и  невесомости  противоположны  друг  другу.  Гравитация  —  это  притяжение  любых  тел  друг  к  другу.  Невесомость  —  это  когда  нет  никакого  притяжения.

Невесомость  —  непривычное  для  человека  состояние.  О  нем  могут  рассказать  космонавты  [3].  Многим  космонавтам  кажется,  что  их  подвесили  вниз  головой.  У  всех  снижается  аппетит,  кружится  и  болит  голова,  тошнит.  У  некоторых  появляется  рвота.  Через  3—6  суток  полета  эти  неприятные  ощущения  проходят.  При  длительных  полетах  (несколько  недель  и  более)  организм  начинает  перестраиваться.  Тело  становится  дряблым,  так  как  мышцы  не  испытывают  нагрузки.  По  той  же  причине  кости  становятся  хрупкими.  Все  органы  слабеют.  Все  космонавты  худеют. 

Чтобы  снизить  отрицательное  влияние  невесомости  на  здоровье  космонавтов  придумали  и  используют  различные  приспособления.  Кабина  космического  корабля  усиленно  вентилируется,  чтобы  углекислый  газ,  теплый  и  холодный  воздух  не  скапливались  в  застойных  зонах.  Создали  для  космонавтов  особые  нагрузочные  костюмы  «пингвин».  В  них  вшиты  резинки,  стягивающие  тело  в  клубок,  чтобы  в  таком  костюме  двигаться,  надо  прилагать  усилие.  Это  необходимо,  чтобы  мышцы  не  слабели.  На  орбитальной  станции  есть  тренажер  «бегущая  дорожка».  Чтобы  на  ней  позаниматься  и  не  уплыть,  космонавт  пристегивается  специальными  эластичными  ремнями.  Они  заменяют  космонавту  его  вес,  тянут  за  пояс  и  за  плечи  вниз,  прижимают  к  дорожке.  Ученые  рекомендуют  космонавтам  в  космосе  больше  заниматься  физкультурой.  Благодаря  достижениям  ученых  совершаются  длительные  полеты  в  космосе. 

Всем  известно  притяжение  магнитов  к  холодильнику.  Магниты  удерживаются  на  холодильнике  благодаря  притяжению  металлов.

Провели  наблюдения  для  того,  чтобы  выявить  притяжение  других  тел.

Понаблюдали  за  поведением  шмеля.  Шмеля  «притягивает»  аромат  цветка,  но  шмель  настолько  невесом,  что  цветок  не  наклоняется.  Шмель  даже  может  висеть  вниз  головой  и  не  падать.  Шмель  очень  легкий  и  умеет  летать.

Очень  интересно  проводить  наблюдения  летом  в  саду,  особенно  когда  поспевают  овощи  и  фрукты.  Почему  ветка  яблони  под  тяжестью  яблок  наклоняется  вниз?  Как  будто  кто-то  тянет  ветку  с  яблоками  вниз.  Вот  это  сила  тяжести!

Провели  эксперимент.  Сорвали  яблоко  и  с  высоты  роста  выпустили  из  рук.  Яблоко  падает  вертикально  вниз.  Как  сделать  так,  чтобы  тела  не  падали  вниз?  Как  преодолеть  силу  притяжения  Земли?

Рисунок  1.  Ускорение  предотвращает  падение

Провели  наблюдение.  Наблюдали  за  ездой  на  велосипеде.  Пытались  понять,  почему  мы  с  велосипедом  не  падаем  после  того,  как  научились  кататься?  Оказывается,  это  получается  потому,  что  мы  ускоряемся  (рисунок  1)  и  балансируем.

Провели  эксперимент,  чтобы  выяснить,  как  будут  падать  капли  воды,  если  придать  им  ускорение?  Направили  шланг  для  полива  растений  в  емкость  для  воды,  включили  воду.  Струя  воды  без  напора  направлена  почти  вертикально  вниз.  Зажимаем  пальцем  отверстие  шланга.  Вода  с  силой  вырывается,  ускоряется  и  получается  дуга  из  воды  (рисунок  2).  Дуга,  по  которой  двигаются  с  ускорением  капли  воды,  очень  похожа  на  орбиту  космического  корабля.  При  ускорении  капель  воды  ослабевает  сила  притяжения  к  Земле,  и  они  как  бы  летят  в  состоянии  близком  к  невесомости.

Рисунок  2.  Дуга  из  капель  воды

Оказывается,  даже  то,  что  мы  едим,  получается  благодаря  гравитации  и  невесомости!

Провели  опыт.  Получили  из  молока  сначала  сметану,  а  затем  творог. 

Провели  еще  один  опыт.  Попробовали  получить  из  сметаны  сливочное  масло.  Как  это  делали  наши  прапрабабушки.  Для  этого  необходимо  сметану  взбить  (придать  ускорение).  Сначала  мы  «ускоряли»  сметану  в  фирменной  упаковке.  Затем  взбивали  сметану  в  стеклянной  банке.  Наши  прапрабабушки  были  очень  усердны  и  терпеливы,  чтобы  получить  сливочное  масло,  надо  было  непрерывно  взбивать  сметану  в  течение  не  менее  получаса.  Частички  молочного  жира  при  взбивании  оказываются  в  состоянии  близком  к  невесомости,  так  как  частично  преодолевается  притяжение  Земли.  В  то  же  время  они  притягиваются  друг  к  другу,  соприкасаясь  при  взбивании.  В  результате  сначала  образуются  «зерна»  сливочного  масла,  а  затем  и  более  крупный  комок.        

Ряд  ученых  считает,  что  притяжение  тел  происходит  в  результате  взаимодействия  микроскопических  частиц  тел  [2].  При  взаимодействии  тел  частицы  на  их  поверхности  начинают  колебаться.  Причем  колебания  происходят  не  единичных  частиц,  а  групп  частиц.  Поведение  групп  частиц  напоминают  колебание  струн.  Так  появилось  направление  в  физике  —  теория  струн.

Провели  эксперимент.  Взяли  струнный  инструмент  (домру)  и  ударили  медиатором  по  струне.  Колебание  струны,  вызывает  колебание  воздуха.  В  результате  слышен  звук.  Следующие  удары  приводят  к  образованию  новых  звуков.  Если  играть  на  открытых  струнах  звуки  «сливаются».  В  результате  гравитации  и  невесомости  образуется  мелодия

В  результате  проведенной  исследовательской  работы  выдвинутая  гипотеза  подтвердилась  частично.  Космонавты  в  космосе  испытывают  трудности.  Гравитацию  Земли  можно  наблюдать  повсеместно.  Невесомость  на  Земле  наблюдать  сложнее.  Необходимо  придать  телам  ускорение,  чтобы  получить  состояние  близкое  к  невесомости.

Проведенная  исследовательская  работа  имеет  практическое  значение.  Она  позволила  сделать  вывод  —  человеку  надо  больше  двигаться,  чтобы  сохранить  здоровье.  Транспортные  средства,  двигающиеся  с  ускорением,  использовать  в  крайних  случаях,  так  как  чем  выше  скорость  движения  транспортного  средства,  в  котором  перемещается  человек,  тем  ближе  состояние  к  невесомости  и  чем  дольше  человек  перемещается  таким  способом,  тем  выше  угроза  здоровью  в  результате  обездвиженности.  Цель  исследовательской  работы  достигнута.  Работа  была  очень  интересной.

Список  литературы:

1.Ожегов  С.И.,  Шведова  Н.Ю.  Толковый  словарь  русского  языка:80000  слов  и  фразеологических  выражений/  Российская  АН.;  Российский  фонд  культуры;  3-е  изд.,  стереотипное.  М.:  АЗЪ,  1995.  —  928  с.

2.Теория  струн  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  https://ru.wikipedia.orq   (дата  обращения  27.07.2014).

3.Факты  о  космосе  со  слов  самих  космонавтов  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www/factroom.ru  (дата  обращения  18.08.2014).