План-конспект заняття гуртка "Чому літає повітряний змій"

ПЛАН-КОНСПЕКТ

ЗАНЯТТЯ №  2

ГУРТОК: Конструювання повітряних зміїв

ДАТА: _______________

ТЕМА: Чому літає повітряний змій?

МЕТА: - навчальна: розширити і поглибити знання вихованців з аеродинаміки, розглянути будову повітряного змія;

- розвиваюча: розвивати  логічне  мислення, вміння зосереджувати увагу на об’єкті вивчення, поєднувати матеріал, який вивчається, з особистим життєвим досвідом;

 - виховна:  сформувати вміння толерантно ставитись до думок інших, виховувати працелюбність та емоційне ставлення до об’єкту вивчення на основі показу відео фрагментів.

ДИДАКТИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ:

1.  Програми з позашкільної освіти  науково-технічний напрям

2.  А.Г.Драчинський. Повітряні змії. Навчальний посібник. – Полтава «Технічна творчість», 2005

3. Олексій Звірик. Повітряні змії. Видавництво дитячої літератури «Веселка» Київ 1972

4. Єрмаков А.М. Простейшие авиамодели. М.:Просвещение ,1989.

5. Моделі плоских повітряних зміїв.

МІЖПРЕДМЕТНІ ЗВ’ЯЗКИ: між предметами шкільного курсу – географія, фізика

ТИП ЗАНЯТТЯ: вивчення нового матеріалу.

ХІД ТА ЗМІСТ ЗАНЯТТЯ

1.   ОРГАНІЗАЦІЙНА ЧАСТИНА

1. Привітання.
2. Перевірка присутніх.
3. Перевірка підготовленості до заняття.
4. Налаштування вихованців на сприйняття заняття.

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

1. З чого складається повітряний змій?

О.В: Повітряний змій складається з 7 складових – полотно, каркас, з'єднувальні деталі, прив'язка (вуздечка), хвіст, нитка (леєр), котушка для намотування нитки.

2. Завдяки чому повітряні змії літають?

О.В.: завдяки силі вітру.

3. Як визначають силу вітру?

О.В.: За зовнішніми ознаками

3. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

1.   Пояснення значення нової теми для майбутньої діяльності з даного       профілю.
2.   Показ виробів ( окремих складових деталей), ознайомлення з їх технічними даними, на яких будуть відпрацьовуватись нові для дітей дії та операції, формуватись вміння та навички.

Форма організації:фронтальна

Метод навчання: за рівнем пізнавальної діяльності гуртківців (за жанром – розповідь; за рівнем – формування уявлень ).

IV. ФОРМУВАННЯ НОВИХ  ЗНАНЬ

План:

1. Будова повітряного змія.

     2. Ази аеродинаміки. Чому «змії» літають?

     3. Визначення характеру і сили вітру.

1. Будова повітряного змія

Незалежно від моделі і класу повітряного змія, він складається з кількох елементів: полотно, каркас, з'єднувальні деталі, прив'язка (вуздечка), хвіст, нитка (леєр), котушка для намотування нитки.

Каркас. Це дві, три чи кілька рейок, які формують змія. Їх взаємне розташування зумовлює модель повітряного змія. Каркас служить для підтримки полотна в натягнутому стані і відповідає за міцність і жорсткість конструкції.

Полотно (вітрило). Воно натягається на каркас і створює перешкоду потоку повітря, тим самим відповідає за виникнення підйомної сили. Полотно завжди знаходиться попереду каркасу по відношенню до вітру.

Сполучні деталі. Дозволяють робити зміїв розбірними. Вони повинні бути міцними. Якщо змій розбірний, можливо безліч рішень в залежності від використовуваного матеріалу і розміру змія.

Вуздечка (прив'язка)  -  місце кріплення повітряного змія. Існує багато різних типів вуздечок:

Дуже часто можна зустріти моделі зміїв з кілем – цільною  деталлю з того ж матеріалу, що і полотно, який замінює вуздечку з двома місцями кріпленнями. У цьому випадку кут атаки залишається фіксованим і його вже не можна міняти. Для того щоб змінити кут атаки  до змія прикріплюються хвости.

Нитка (леєр).  Леєр повинен відповідати розміру змія. Він повинен бути міцним і легким. Бажано, щоб леєр легко відчіплювався і чіплявся до повітряного змія. Для цього використовують маленький карабін. Таким же чином можна прикріплювати хвости.

Хвіст. Є не тільки прикрасою повітряного змія, але і найчастіше його стабілізатором, для усунення недоліків польоту. Він може бути виконаний у вигляді кількох тонких стрічок,  однієї  широкої,  або у вигляді тонкої стрічки з зав'язаними на ній бантиками.

Котушка для намотування нитки. Не нехтуйте цим аксесуаром. Якщо запускати змія забавно і весело, то трохи по-іншому йде справа з його поверненням. Заплутаний леєр швидко псує задоволення від польоту. Можна спускати змія, не скручуючи леєр, але тоді розкладена на землі мотузка займе багато місця, а на її змотування і розплутування піде багато часу. Тому леєр повинен бути по можливості намотаний на котушку як під час зберігання змія, так і під час запуску.

2. Ази аеродинаміки. Чому «змії» літають?

Найприємніша тема для допитливих.

Спочатку визначимося з тим, що ж піднімає і утримує змія в повітрі. Повітряний змій, як і літак, є літальним апаратом, що важче за повітря. Основна причина, чому всі ці апарати піднімаються і тримаються в повітрі - це рух повітря по відношенню до них. Різниця лише в тому, що літак рухається поступально і сам створює той зустрічний потік, що набігає у  повітрі, який його підтримує, а змій піддається дії рухомого повітря - вітру - в нерухомому стані по відношенню до землі.

          площина змія потік

                  вигляд збоку                                              повітря

                                          кут атаки                                     

Для того, щоб повітря могло підняти змія, він повинен бути розташований під деяким кутом до потоку повітря. Кут , утворений площиною змія і напрямком потоку повітря, називається кутом атаки.

Потік повітря створює загальний тиск на змія з силою R, спрямованої перпендикулярно площині повітряного змія. Обмовлюся, що ми для простоти розглядаємо плоский повітряний змій прямокутної форми, найпростішу конструкцію, тому що навіть самі складні конструкції складаються з цього елемента.

           При обтіканні змія попереду нього утворюється зона повітря з підвищеним тиском, а ззаду цівки повітря, що не встигають змикатися, і там виникає зона зі зниженим тиском, заповнена вихорами.

Для того, щоб змій тримався в повітрі, підйомна сила має  дорівнює масі змія разом з леєром. Якщо підйомна сила менше маси змія, той він падає на землю. Таким чином, для нормального польоту змія підйомна сила не повинна бути менше його маси.

3.  Визначення характеру і сили вітру.

Вітер виникає у результаті різниці нагріву водної та земної поверхні. Земні поверхні нагріваються швидше, а водні простори і лісові масиви - повільніше. Нагріте над земною поверхнею повітря піднімається вгору, оскільки воно легше холодного. Внизу на його місце з боку моря або лісу спрямовується холодне повітря. Вдень, особливо в сонячну погоду, різниця нагріву більше, і відповідно сильніше вітер, ніж вранці або ввечері.
           Вітер не рівномірний по висоті. Швидкість і напрямок вітру постійно змінюються. Іноді можна спостерігати, що при повному безвітрі або вкрай малому вітрі внизу, на висоті 150 - 200 м дме вітер, здатний утримати великий важкий змій. Тому найчастіше промучившись із запуском змія в, здавалося б, безвітряну погоду і все-таки домігшись позитивного результату, з подивом відзначаєш, що чим вище від землі він піднімається, тим важче його втримати.
           Нерівності земної поверхні і різниця температури повітря при наявності окремих хмар на небі призводять до появи поривів вітру. У сонячну погоду повітря, що потрапляє в тінь від хмар, охолоджується і опускається, а прогріте сонцем - піднімається. Так утворюються вертикальні течії повітря. Такі потоки повітря, спрямовані вниз, називаються в авіації "повітряними ямами". Вони створюють враження, що літальний апарат просто падає вниз, тому що повітря його не утримує. Це явище можна спостерігати під час польоту повітряного змія. При зустрічі змія з поривом вітру починається раптове падіння змія, потім часто він ривком піднімається вгору.

Для підйому змія дуже важливо використовувати висхідні потоки повітря. Запустити змія без первинних навичок буває нелегко, особливо якщо вітер нестійкий або слабкий. Але навіть за таких умов запуск можливий, з часом людина починає відчувати вітер і розраховувати момент запуску вже інтуїтивно.
           Щоб визначити силу вітру за зовнішніми ознаками, можна скористатися чудовою шкалою, яка наводиться нижче. Вона дається в діапазоні, має практичне застосування для запусків повітряних зміїв, а все, що виходить за межі діапазону, становить небезпеку вже для запуску.

Таблиця1.

Визначення Сили Вітру за шкалою Бофорта (0 - 7 балів)

5.       ЗАКРІПЛЕННЯ НОВОГО НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ

1. З яких елементів складається ПЗ?

2. Завдяки чому літають ПЗ ?

3. За допомогою чого визначають силу вітру?

Форма організації роботи: фронтальна,індивідуальна

Методи навчання: за джерелом знань і вмінь 

4.         ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ ЗАНЯТТЯ

1. Обгрунтування гуртківцями можливості використання на практиці отриманих знань,умінь,навичок.
2. Загальний підсумок заняття із зазначенням його позитивних та негативних моментів.