Міжпредметний семінар-конференція "Підкорення морів та океанів"

Міжпредметний семінар-конференція на тему

«Підкорення морів та океанів»

Мета заходу:

• узагальнити та систематизувати знання учнів із фізики, історії, медицини;
• показати зв’язок фізики з іншими науками;
• формувати науковий світогляд учнів;
• виробляти в учнів логічне, творче мислення, фізичне мовлення та бережливе ставлення до здоров’я;
• розвивати спостережливість, швидкість реакції, активність, кмітливість, винахідливість, уміння аналізувати інформацію;
• виховувати в учнів уміння працювати в команді, доброзичливість, наполегливість;
• привчати дітей до виступів перед численною аудиторією.

Прилади та матеріали:

Стакан з водою, свічка, гвіздок чи кнопка, запальничка, іграшка-лялька, невеликий дерев’яний брусок, високий прозорий стакан, широка посудина, гумова нитка, лінійка, три повітряні кульки, олія, морська вода, газована вода, виноград, шматок льоду.

Музичний супровід:

Збірка релакс-музики «Звуки моря»

Обладнання:

Мультимедійна система, музичний центр.

Хід заняття

Ведучий 1: Багато хто з вас дивився кінокартину «Титанік». Основою для її сюжету була подія, яка трапилася  в 14 квітні 1912 року: найбільший на той час океанський пароплав «Титанік» на повному ходу зіткнувся з плаваючою крижаною горою - айсбергом. Корабель затонув, загинуло 1513 чоловік.
Ведучий 2: Звідки в океані з'являються плаваючі крижані гіганти?

Ведучий 1:  Чи у всіх  морях можуть потонути кораблі?

Ведучий 2: Чому не тонуть важкі сталеві кораблі, а монета, кинута в воду, тоне?
Ведучий 1:  Чому і як люди придумали пліт?

Ведучий 2: Що таке батисфера? А батискаф?

Ведучий 1: Як підняти корабель з дна моря?

Ведучий 2: На ці та багато інших питань ми зможемо відповісти по завершенню нашого заходу.

Під музику «Шум моря» говорять  учні-історики.

Історик 1: На далекому, загубленому в Тихому океані острові Пасхи були виявлені таблички з написами на невідомій мові та величезні кам'яні статуї людей і богів.  Написів ніхто не зміг прочитати.  Було незрозуміло, як вони були створені,  а ще таємничішим  було те, що подібне виявлено за «тридев'ять земель».

Історик 2: Сучасні археологи вважають, що перші і єдині люди острова - окрема група жителів Полінезії, які одного разу потрапивши сюди, потім не мали жодних контактів з батьківщиною, до фатального дня в 1722, коли, на Перший день паски голландець Якоб Роггевен став першим європейцем, який виявив острів. Дослідники повідомили про змішане населення острова, тут були і темношкірі, і люди зі світлою шкірою. У деяких навіть було руде волосся і засмагле обличчя.

Історик 3: Норвежський археолог Тур Хейєрдал висунув теорію, що тисячі років тому люди вже підкорили океан , і плавали на великих каное на величезні відстані, цим і пояснюється різноманітність населення острова Пасхи. Щоб довести можливість такого переміщення Хейєрдал  в 1947 році   в Південній Америці  побудував  пліт, що представляв собою точну копію древніх перуанських судів: десять товстих колод з бальзових дерев, пов'язані мотузками з рослинних волокон, чотирикутний парус, бамбукова хатина-каюта і рульове весло на кормі.

Вивчаючи перекази і міфи полінезійців, Хейєрдал встановив, що в багатьох легендах  острова люди прославляють  бога і вождя  Кон-тику, який колись приплив через океан зі сходу. На честь нього Хейєрдал і п'ять його товаришів назвали свій пліт «Кон-тика».

Більше трьох місяців тривала подорож шести відважних дослідників. Близько восьмисот кілометрів проплили вони на плоту, довівши високі морехідні якості стародавнього перуанського корабля.

Значить, в ті далекі часи люди могли перепливати океан і перевозити якісь предмети та заселяти нові місця, зберігаючи своє ремесло, традиції та вміння.
Ведучий 1: Ну, а коли люди навчилися плавати на плотах?

Ведучий 2: Про це можна тільки здогадуватися. Зрозуміло лише, що до різних народів це вміння прийшло в різний час.

Винахідник 1:  Всім знайомий вірш Некрасова «Дід Мазай і зайці». Під час паводку зайці  стрибали на плаваючі по воді дерева.

Винахідник 2:  Можливо і люди потрапивши  в повінь, намагалися схопитися за будь-що на воді. Поступово вони зрозуміли, що дерева можуть допомогти подолати водні перешкоди. Дерева могли зачепитися гілками один з одним, а людина зрозуміти, що на двох  колодах легше плити ніж на одній. Можливо так і  з'явилася ідея плоту.

Винахідник 1: А десь  в іншій точці Землі, де росли великі і товсті дерева, людина навчилася плавати на деревах верхи, як на коні.  Після - було зроблене дупло, в якому можна було сидіти не намочивши ніг. Це були перші довбані човни. Найстаріший човен з Пессе, Гранінген (Нідерланди),  датується 6315 ± 275 р. до н.е. 

Винахідник 2: Вже приблизно 2500 років до н.е. судна були різними. Вони приводилися в рух жердинами, веслами і вітрилами. В ті часи судна були в основному військовими, торгівельними або рибальськими. Пізніше з'явилися судна для відпочинку, на яких плавали заради розваг.

Учень-експериментатор проводить дослід№1

Експериментатор 1:  В стакан з водо з опустимо   недогарок свічки довжиною 7-8 сантиметрів.  Щоб свічка плавала, зберігаючи вертикальне положення, знизу застромимо гвіздок.  Опустимо її на поверхню води та запалимо гніт.  Свічка буде плавати, стаючи все менше і менше, але вода її не заливає.
Пояснення: згоряючи, свічка зменшується у вазі і спливає, тому вода не заливає полум'я і свічка довго горить.

Ведучий 1: Море завжди притягувало людину до себе своєю таємничістю, може  навіть більше, ніж небо.

Винахідник  3: Людина почала вивчати підводний світ ще в глибоку давнину. І тому прагнула винайти спеціальні пристрої, які, по-перше, дозволили б тривалий час дихати під водою, по-друге, захистили б організм від впливу тиску.

 
Винахідник 4: Ще в роботах Леонардо да Вінчі (XV століття) були знайдені малюнки апаратів для дихання під водою.

Надалі протягом більш ніж 400-річної історії в Італії, Франції, Німеччини, Англії та США були зроблені спроби винайти водолазний скафандр, з яким можна було б безпечно занурюватися хоча б на глибину 50-100 м. Але численні моделі водолазних костюмів, які з'являлися в ці роки, не відповідали основній вимозі - безпеки людини.

Винахідник 3: Перший придатний для практичного використання глибоководний водолазний скафандр був випущений у Німеччині в 1923 р. і пройшов успішні випробування на глибині 152 м. Конструкція скафандру давала можливість водолазу пересуватися і виконувати необхідну роботу, але величезна маса скафандру (385 кг), обмежувала свободу маневрування.

Винахідник 4: Одночасно зі спробами винайти жорсткий водолазний костюм йшли роботи і в іншому напрямку. Так, в 1829 р. російський винахідник Гаузе запропонував водолазний костюм, який став прототипом сучасного м'якого скафандру.  Він складався з мідного шолома, що кріпився на плечах водолаза металевої шиною, а також сорочки з непромокаючої тканини.

Скафандр був вентильованим: повітря для дихання подавалося через гнучкий шланг ручним насосом, а надлишок повітря виходило з-під шолома.
Надалі цей водолазний костюм був трохи видозмінений англійцем Августом Зібе (з'єднання шолома з сорочкою робилося герметичним).  Цей м'який скафандр застосовується в усьому світі.

Винахідник 3: Винахід водолазного костюма - величезний скачок у прагненні людини проникнути в морські глибини. Підйом скарбів із затонулих кораблів, підйом самих затонулих суден, ремонт підводних частин суден і багато інших видів  роботи  під водою стали можливими завдяки створенню  водолазного скафандра.

Учень-експериментатор  проводить дослід№2

Експериментатор 2: На поверхню води   положимо пробку або невеликий дерев'яний брусок, а на нього іграшку - фігурку людини. Накриємо цього плаваючого чоловічка перевернутим догори дном прозорим стаканом.
Опускаємо стакан в воду рівно, не випускаючи з нього повітря, поки він не торкнеться дна. Предмет-іграшка теж опуститься на дно посудини з водою, залишившись при цьому сухим.

Пояснення:  принцип роботи  водолазного скафандра.

Ведучий 2: Минуло трохи більш як півстоліття відтоді, як Жак Ів Кусто винайшов акваланг. Доти, щоб людина могла дихати під водою, використовувалися складні пристосування, і професія водолаза була, мабуть, такою ж небезпечною, як і космонавта. Але прогрес не стоїть на місці. Наприкінці XX століття занурення у водну стихію з аквалангом стало доступне всім. Дайвінг (у перекладі з англійської — занурення) рік у рік стає дедалі популярнішим.

Ведучий 1: Але яку небезпеку він несе для недосвідченої людини?

Медик  1:  Декомпресійні захворювання - захворювання, пов'язані з переходом з середовища з підвищеним тиском повітря в більш низький. Декомпресійні захворювання частіше  зустрічаються у водолазів та пілотів . Різновидом декомпресійних захворювань є кесонна хвороба, що розвивається у водолазів і кесонників.  Захворювання проявляється зазвичай незабаром після виходу з  води. 

Медик 2: Розвиток хвороби зумовлений утворенням у тканинах організму, лімфі і крові вільних бульбашок газу (переважно азоту). Від величини, кількості і локалізації газових бульбашок залежать характер і тяжкість перебігу захворювання. При закупорці судин шкіри, підшкірної жирової клітковини виникають болісний свербіж, еритематозний висип і набряк окремих ділянок шкіри. З'являється біль в суглобах, кістках, м'язах у зв'язку з подразненнями нервових рецепторів бульбашками газу. Болі в кістках, крім того, можуть бути пов'язані з локалізацією газу в кістковому мозку. Емболії судин шлунково-кишкового тракту зумовлюють появу болю в животі, нудоту, блювоту, пронос.
Медик 3: У ряді випадків розвивається розлад зору. Можуть з'явитися ознаки серцево-судинної та легеневої недостатності при закупорці венозних судин. Для хронічних форм характерні повторні емболії кісток і суглобів; найбільш часто вражаються діафіз, епіфізи і хрящі стегнової, плечової і великогомілкової кісток. Рухи в кінцівках стають важкими, розвивається атрофія м'язів.

Медик 4: У період перебування водолаза у воді на глибині 90 - 100 м і більше може проявлятися наркотична дія азоту. Ознаками інтоксикації  є сміх, балакучість, галюцинації. Діагноз декомпресійного захворювання не становить труднощів, прогноз залежить від форми, перебігу захворювання та своєчасності лікування.

Ведучий 2: А як рідини зустрічають гостей?

Учень-експериментатор проводить дослід №3

Експериментатор 3:   Підвісимо на гумовій нитці  ляльку. Поряд вертикально розмістимо лінійку та виміряємо довжину гуми. Потім в велику посудину з водою зануримо ляльку, що підвішена на  нитці. Знову виміряємо довжину гуми.  Ми побачимо, що гумова нитка стала коротшою.

Пояснення: сила що виштовхує ляльку в воді буде набагато більшою ніж у повітрі.

Ведучий 1: З'ясувати, що  впливає на занурене в рідину тіло, вдалося знаменитому Архімеду.

Історик 4: Через давність років історія життя Архімеда тісно переплелася з легендами про нього. Вони почали виникати ще за життя науковця, приводом для них служили його вражаючі винаходи, які здійснювали приголомшливу дію на сучасників.

Відома оповідь про те, як Архімед зумів визначити, чи зроблена корона сіракузького  тирана  Гієрона II  з чистого золота або ж ювелір підмішав значну кількість срібла.  Густина золота на той час вже була відомою, але складність полягала в тому, щоб точно визначити об'єм корони, адже вона мала неправильну форму. Архімед довгий час розмірковував над цим завданням. Зрештою, коли він приймав ванну, йому в голову прийшла блискуча ідея: занурюючи корону у воду, можна визначити її об'єм, вимірявши об'єм витісненої нею води. Згідно з легендою, Архімед вискочив голий на вулицю з криком «Еврика!», що означало буквально «Знайшов!». Так науковець відкрив основний закон гідростатики, нині відомий як закон Архімеда.

Учень-експериментатор проводить дослід №4

Експериментатор 4: Візьмемо три повітряні кульки і наповнимо  їх. Першу – повітрям, другу – водою, а третю – морською водою.  Кульки по черзі одна за одною опускаємо в посудину з прісною водою.  Ми спостерігаємо дивну картину.  Перша кулька  плаває на поверхні, друга -  посередині рідини, а остання – на дні.

Пояснення: Коли густина  речовини, з якої виготовлено тіло,  більша за густину рідини, то тіло в такій рідині тоне. Тіло з меншою густи­ною спливає в цій рідині. Тіло ж, густина якого дорівнює густині рідини, залишається в рівновазі всередині рідини.

Ведучий 1: Звичайно, ви бачили, хоча б по телевізору, сучасні підводні човни. Це величезні кораблі з командою у кілька десятків чоловік, які здатні місяцями перебувати під водою. Корпуси цих човнів зроблені з міцного металу. Інакше б вони не витримали страшенного тиску води на глибині.

Ведучий 2: Чому ж щільніший, ніж вода, метал не тоне в ній?

Винахідник 4: Відповідь очевидна: човен зроблено не з суцільного металу, в ньому є порожнечі. Тож, простіше кажучи, човен схожий на корок, який прагне виплисти на поверхню води.

Ведучий 1: Як же тоді човен занурюється?

Винахідник 4: Справа в тому, що всередину його накачують забортної води. «Загальна» густина човна стає більшою за густину довколишньої води і човен «тоне».

Історик 5: Перше документальне свідчення про підводні човни нараховує понад 400 років. Але першість у спорудженні підводного човна належить голландському винахіднику К. ван Дреббелю, який випробував у 1620 році свою конструкцію на річці Темзі. Інтерес до використання підводних човнів для військових потреб був дуже великий. Як бойову техніку їх уперше застосували під час американської громадянської війни у XIX сторіччі.

У подальшому конструкція підводних човнів зазнала багатьох змін. Кращі досягнення науки і техніки були використані для їх удосконалення, аж до установлення на них атомних двигунів. На жаль, одне з найяскравіших винаходів людини й досі застосовується в основному військовими.

Учень-експериментатор проводить дослід №5

Експериментатор 1:  Найпростішим прикладом «маневрування» підводного човна є виноградина в газованій воді. Ми знаємо, що газована вода, а також всі фруктові та мінеральні води, які продаються в пляшках, насичені газом під тиском. Але ось пляшка відкрита, вода налита в склянку і  газ виходить в піні і бризках.  Частина його ще залишилася в рідині і  продовжує поступово виділятися, осідаючи бульбашками на стінках склянки.

У таку ось склянку із газованою водою кинемо виноградину.  Вона трохи важче води і опуститься на дно.  На неї почнуть сідати бульбашки газу, немов маленькі повітряні кульки. Незабаром їх стане так багато, що виноградина спливе. На поверхні  рідини бульбашки лопають, і газ відлітає. Виноградина знову опускається на дно.  Потім знову «обростає» бульбашками газу і знову спливає. Так буде повторюватися кілька разів, поки вода не «видихнеться».

Пояснення: Пояснити його дію можна, знаючи, що тиск рідини зростає з глибиною. Тоді ясно, що на днище, скажімо, повністю зануреного у воду підводного човна діє більший тиск, ніж на верхню частину його корпуса. Різниця цих тисків і створює спрямовану вгору виштовхувальну силу. Тому-то й виникає ефект прилипання, коли човен лягає на замулене дно. Тиск води зверху є, а знизу немає. Човен притиснутий до дна і йому без зовнішньої допомоги не виплисти.

Ведучий 1:  Але окрім човнів та суден  в океані ми можемо побачити плаваюче тіло з льоду – айсберг.

Учень-експериментатор проводить дослід №6

Експериментатор 2:  Візьмемо раніше підготовлений шматок льоду і опустимо в посудину з водою. Лід буде плавати на поверхні. Але слід звернути увагу, що частини шматка льоду  над водою і в воді різні: більша частина льоду знаходиться під водою.

Пояснення: Густина айсберга складає 90% від густини води, тому над поверхнею океану знаходиться тільки одна дев'ята частина крижаної гори, а вісім дев'ятих – приховані під водою.

Ведучий 1: Для нас айсберги – це прекрасні об’єкти для вивчення і спостереження. Але для океанських кораблів вони представляють величезну небезпеку.

Ведучий 2:  На протязі року від Арктики відділяється близько 26 тисяч айсбергів, 370 з яких несуть небезпеку для навігації. Тому у відкритому океані за ними ведуть  спостереження спеціальні служби.

Ведучий 1: Але які б небезпеки нас не чекали у відкритому морі чи на глибині  океану  дослідження  Світового океану завжди буде приваблювати.

Ведучий 2: Недарма, важливість вивчення океану порівнюється з космічними дослідженнями. Адже ці дослідження,  пов'язані з перспективами забезпечення людства харчовими, мінеральними і енергетичними ресурсами і, навіть, із забезпеченням водою, не кажучи вже про практичних інтересах промислу, транспорту, служби погоди і т. д.