Проектная работа по теме «Как воздух математика нужна, Одной отваги офицеру мало.»

Муниципальное  автономное общеобразовательное учреждение  Гришино ­ Слободская средняя общеобразовательная школа НАУЧНОЕ ОБЩЕСТВО УЧАЩИХСЯ Проектная работа  по теме «Как воздух математика нужна, Одной отваги офицеру мало.» Работу выполнила:                                              учащаяся 10 класса Хмура Е., Руководитель:  Панкова Е.Ю. учитель математики  2012 Содержание  1.Введение.                                                     3­4 2.Статистика в военном производстве.                            5­7 3.Эффективность стрельбы.                                       8­9 4.Совершенствование военной техники.                            10­14 5.Наши земляки­математики в годы Великой Отечественной войны.   15­16 6.Заключение.                                                   17 2 Введение Как воздух математика нужна, Одной отваги офицеру мало. Расчёты! Залп! И цель поражена Могучими ударами металла. И воину припомнилось на миг Как школьником мечтал в часы ученья О подвиге, о шквалах огневых, О яростном порыве наступленья. Но строг учитель был, и каждый раз Он обрывал мальчишку резковато: «Мечтать довольно! Повтори рассказ О свойствах круга и углах квадрата!» И воином любовь сбережена К учителю далекому, седому. Как воздух математика нужна Сегодня офицеру молодому!                          М.Борзаковский    Прошло 67 лет со дня победы советского народа в Великой  Отечественной войне. Неисчислимые жертвы понесла страна во имя  независимости, свободы и общественных идеалов; миллионы погибших и  раненых, страдания от голода, тысячи разрушенных городов и деревень,  сотни тысяч угнанных на фашистскую каторгу. Несмотря ни на что  советский народ выстоял и победил.        Огромная   роль   в   победе   нашего   народа   принадлежит   науке,   в частности,   математике.   Одновременно   с   развертыванием   фронтов действующей   армии   советские   математики   в   научно­исследовательских институтах,   лабораториях,   конструкторских   бюро   открыли   невидимый   для 3 непосвященных   свой   фронт   борьбы   против   фашизма   и   с   честью   вышли победителями в этом поединке с врагом.       Давая   оценку   вклада   советских   ученых   в   военное   дело,   президент Академии   Наук     СССР   С.   И.   Вавилов   написал:   “Почти   каждая   деталь военного оборудования,  обмундирования,  военные  материалы,  медикаменты все   это   несло   в   себе   отпечаток   предварительной   научно­технической мысли   и   обработки”.   В   значительной   части   эти   мысли   были   результатом математического поиска или математической обработки изучаемых явлений. Цель работы: изучить и  обобщить материал  о роли  математиков и   вкладе   науки   в Победу русского народа в Великой Отечественной Войне. Задачи работы: ­ изучить теоретический материал по данной теме; ­ раскрыть роль науки математики в  научных изобретениях для  превосходства армии; ­ раскрыть личный вклад математиков, внесенный в Победу в ВОВ. 4 Статистика в военном производстве        Одна из проблем, занимавшая многих математиков в то время, была  проблема исключительной важности: проверка качества больших количеств  однородных изделий. Ведь военные действия невозможны без патронов,  снарядов, бомб, мин и т. д. причем все это необходимо в огромных  количествах.     5 Эта проблема со всей остротой возникла перед промышленностью уже  впервые дни войны, поскольку прошла массовая мобилизация и  квалифицированные рабочие стали солдатами. Им на смену пришли женщины  и подростки без квалификации и рабочего опыта.    Некачественный патрон мог испортить ружье и принести вред  стрелявшему, плохо сделанный снаряд разрывал пушку.   Задача контроля качества изготовленной продукции состоит в следующем.  Пусть изготовлено N изделии, они должны удовлетворять некоторым  требованиям. Скажем, снаряды должны быть определенного диаметра, не  выходящего за пределы отрезка [D1, D2], иначе они будут непригодны для  стрельбы. Они должны обладать определенной кучностью при стрельбе,  иначе будут затруднения при стрельбе по цели. И если с первой задачей  справиться легко — нужно замерить диаметры изготовленных снарядов и  отобрать те из них, которые не удовлетворяют требованиям, то с другим  требованием положение значительно сложнее. Действительно, чтобы  проверить кучность стрельбы, необходимо провести стрельбы. А что же  останется после испытаний? Испытания нужно произвести так, чтобы  подавляющая часть продукции осталась пригодной для дальнейшего  использования.  Столкнулись с основным требованием; по испытанию малой части изделий научиться судить о качестве всей партии. Методы, которые были для этой цели предложены, получили название статистических. Их  6 теория берет свое начало с одной работы 1848 года академика М.В.  Остроградского. Позднее этой задачей занимались профессор В. И.  Романовский (1879 — 1954) в Ташкенте и его ученики. Во время войны их  совершенствованием занялся А.Н. Колмогоров(приложение 1)  и его ученик Б.В. Гнеденко(приложение 2).  Б.В.Гнеденко                              А.Н. Колмогоров       После окончания войны выяснилось, что аналогичные исследования  проводили математики США. Они подсчитали, что результаты их работы  принесли за годы войны стране миллиардную экономию. То же самое можно  сказать и о работе советских математиков и инженеров. 7 Эффективность стрельбы.    Добровольцем  пошел в Армию профессор А.А.Ляпунов (приложение 3) и, как и многие мехматовцы, стал артиллерийским офицером.     А.А.Ляпунов    Он не только храбро воевал, но и внес много ценного в правила  стрельбы, используя свой опыт математика, которому свойственно искать  самые лучшие решения. Его предложения позволили увеличить  эффективность стрельбы.    Эту же проблему решал  и академик А.Н. Колмогоров. Используя свои  работы в области теории вероятностей, он дал определение наиболее  выгодного рассеяния артиллерийских снарядов. Математическая суть проблемы состоит в следующем. При стрельбе по  некоторой цели А, находящейся  на земной поверхности, снаряды не  попадают, вообще говоря, точно в точку прицеливания, а рассеиваются  (см. рис. 1). 8 Возникает задача определения вероятности и или иного уклонения  снаряда от центра цели. Если выбрать оси координат с началом в центре  цели, то вопрос заключается в том, чтобы указать вероятность каждого  возможного уклонения (х; у) снаряда от цели — возможных координат  снаряда. Ясно, что уклонение снарядов от цели является результатом  суммарного воздействия огромного количества зависящих от случая  причин. Было показано, что уклонение снарядов подчиняется особому  закону распределения вероятностей ­ двумерному нормальному закону. Эти результаты помогли повысить точность стрельбы и тем самым увеличить  эффективность действия артиллерии. 9 Совершенствование военной техники.    Без предварительных математических исследований не создается ни  одна техническая система и, чем сложнее, тем разнообразнее и шире ее  математический аппарат. Для примера, крейсер представляет собой такую  сложную техническую систему. Предварительно необходимо обеспечить  живучесть корабля, надежность его управления, рассчитать влияние на  устойчивость расположения различного рода масс­ машин, орудий,  торпедных аппаратов и т.д. Но и этого мало­ требуется обеспечить связь со всеми боевыми единицами корабля, то есть создать эффективную  систему управления кораблем и его оружием. Это лишь ничтожная доля тех задач, которые должен решить математик, прежде чем корабль начать  строить. Но серьезные задачи необходимо решать и в период его  эксплуатации­ штурманские расчеты, расчеты стрельб и т.д.    Теория вероятностей использовалась и для определения наилучших  методов местонахождения самолетов и подводных лодок противника, для  указания путей, позволяющих избежать встречи с подводными лодками  врага. Например, вставал такой вопрос: как лучше провести караван  торговых судов при наличии вражеских подводных лодок? 10 Если составить караван из большого числа судов, то вероятность  встречи с подводными лодками противника будет меньшей. Это с одной  стороны. Но нельзя забывать и  другое: увеличатся потери, если встреча большого каравана осуществится с подводными лодками противника. Тут математика пришла на помощь. Ее методами были определены размеры  каравана судов и частота их отправления, при которых потери были бы  наименьшими. Ученые­математики помогли рассчитать, сколько нужно  сделать одновременных выстрелов по самолетам противника для того,  чтобы иметь наибольшую вероятность попадания. Во всем этом большая  заслуга академика А.Н. Колмогорова.    Во время Великой Отечественной войны появилась и такая важная  проблема, как обеспечение кучности стрельбы и устойчивости снарядов  при полете. Эту сложную математическую задачу решил член­корреспондент АН СССР Н.Г. Четаев (приложение 4). Он рассчитал наиболее выгодную  крутизну нарезки стволов орудий, что позволило обеспечить кучность  стрельбы и устойчивость снарядов при полете.                    Н.Г. Четаев    11 Война потребовала от авиации больших скоростей полетов самолетов. Еще раньше авиаторы столкнулись с грозным явлением, которое возникало в   самолетах,   достигших   больших   скоростей,­   так   называемый   флаттер, самовозбуждающиеся   вибрации   в   моторах,   которые   часто   вызывали катастрофы   в   воздухе.   А   в   момент   посадки   скоростного   самолета   его колёса   вдруг   начинали   вилять   из   стороны   в   сторону.   Это   явление, названное шимми, часто вызывало катастрофы на аэродромах.         М.В.   Келдыш(приложение   5)   и   его   сотрудники   исследовали   причины флаттера   шимми   и   создали   математическую   теорию,   которая   позволила своевременно   защитить     от   этих   явлений   конструкции   скоростных самолетов.      М.В. Келдыш    Самолеты были обеспечены надежной защитой.  Вибраций не стало. Наша авиация   уже   больше   не   знала   случаев   разрушения   самолетов   по   причине неточного расчета их конструкций.    Великая Отечественная война выдвинула перед всеми видами  деятельности огромное число новых проблем. Среди них были и такие,  которым ранее не придавали значения. Например, до войны считалось, что в воздухе будут господствовать самолеты, летающие с большими  скоростями и на большой высоте. Но с началом войны оказалось, что  нужны и тихоходные аэропланы, летающие на малых высотах. А для них не  12 было таблиц бомбометания, поскольку никто не помышлял об их исполь­ зовании в качестве бомбардировщиков. Пришлось срочно эти таблицы  составлять, а для ускорения вычислений надо было вывести удобные  формулы. В 1942 г. необходимые таблицы появились.                Их использовали пилоты и штурманы тихоходных самолетов У­2,  служивших ночными бомбардировщиками. Экипажи этих маленьких, ничем не  защищенных самолетов прославились умением незаметно, почти бесшумно  близко подлететь к позициям противника и точно их атаковать.    В 1942 г. коллектив математиков, руководимых С.Н.Бернштейном  (приложение 6), разработал таблицы для определения местоположения  судна по радиопеленгам        С.Н.Бернштейн Таблицы ускоряли штурманские расчеты примерно  в 10раз. 13 В блокадном Ленинграде ученые — математики и астрономы — написали  исключительно важное пособие для авиации, флота и артиллерии — Большой астрономический ежегодник на 1943­ 1945 гг. Во время работы над этим  пособием треть его создателей погибла.    Видная роль в деле обороны нашей родины принадлежит выдающемуся  математику­академику А.Н. Крылову(приложение 7).        А.Н. Крылов    Он создал таблицу непотопляемости, по которой можно было  рассчитать, как повлияет на корабль затопление тех или других отсеков, какие номера отсеков нужно затопить, чтобы ликвидировать крен и  насколько это затопление может улучшить устойчивость корабля.  Использование этих таблиц, спасло жизнь многих людей, помогло сберечь  огромные материальные ценности.       Благодаря   новаторским   расчетам   математиков   в   СССР   была   сделана лучшая   в   мире   каска   с   очень   сложной   кривизной   поверхности, обеспечившей ее наилучшую отражательную способность. 14 Наши земляки­математики в годы Великой Отечественной войны   Вряд ли найдется в истории Великой Отечественной войны такое  сражение, в котором активными участниками не были бы верные сыны  своего народа — учителя. Многочисленные документы и воспоминания  фронтовиков свидетельствуют о том, что учителя показывали в боях  пример отваги, мужества, воинского мастерства, находчивости и  смекалки. Даже в самых сложных боевых обстоятельствах учитель, ставший солдатом, оставался педагогом — воспитателем, словом и делом  воодушевлял бойцов на подвиги, учил искусству побеждать врага.   «Учитель и на фронте в окопах остался верным своей профессии —  личным примером учил, как надо воевать». Эти слова маршала Советского  Союза А. М. Василевского дают точную оценку учительства. 15 Об этом говорят и факты: за боевую доблесть и отвагу, мужество и  героизм 86 тысяч воинов­педагогов были награждены орденами и медалями. Более трехсот человек из них получили звание Героя Советского Союза.   Около двадцати учителей Брянщины были удостоены этого высшего звания.    Скопенко Василий Фёдорович ­ командир 1180­го  стрелкового полка 350­й стрелковой дивизии 13­й  армии 1­го Украинского фронта, подполковник.  Родился 1 января 1912 года в селе Струговка ныне Клинцовского района Брянской области. Украинец.  Член ВКП(б) с 1940 года. После окончания школы  закончил горнопромысловое училище и работал  горным мастером на шахте имени Карла Либкнехта.  Поступил на физико­математический факультет  Одесского университета, однако по состоянию здоровья вынужден был  переехать домой в Кривой Рог и продолжить учебу Криворожском  педагогическом институте, который окончил в 1935 году. С 1937 года –  директор Верблюжской школы Новгородковского района Кировоградской  области, в 1939 году был награжден медалью «За трудовое отличие».    В Красной Армии с 15 марта 1939 года. Участник советско­финляндской  войны 1939­1940 годов.   На фронте в Великую Отечественную войну с июня 1941 года. В 1943  году окончил Военную академию имени М.В.Фрунзе.   Командир 1180­го стрелкового полка (350­я стрелковая дивизия, 13­я  армия, 1­й Украинский фронт) подполковник В.Ф.Скопенко 29 июля 1944  года умело организовал форсирование на подручных средствах реки Висла  у населенного пункта Лонжак (юго­западнее города Сандомир, Польша).  Полк захватил плацдарм на берегу и прочно его удерживал. 16 Указом Президиума Верховного Совета СССР от 23 сентября 1944 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с  немецко­фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и  героизм, подполковнику Скопенко Василию Фёдоровичу присвоено звание  Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая  Звезда» (№4589).   В бою под городом Бреслау (Вроцлав, Польша) 27 января 1945 года   полковник В.Ф.Скопенко погиб. Похоронен в городе Сандомеж (Польша).   Награжден орденом Ленина (23.09.1944), 2 орденами Красного Знамени  (в т.ч. 17.10.1943), орденами Александра Невского, Отечественной войны 1­й степени, Красной Звезды (15.04.1942), медалями, в том числе «За  трудовое отличие» (1939).   Именем Героя названа средняя школа, где он был директором, на здании школы установлена мемориальная доска. В городе Сандомеж его имя носила улица, пионерская дружина, библиотека. В Сандомеже проводились большие спортивные состязания имени полковника В.Ф.Скопенко, сборы польских  харцеров (пионеров).  Заключение    Роль математики и математиков в военном деле велика. Математики  нашей страны в период тягчайших испытаний проявили себя как подлинные  патриоты, проявляли величайшее мужество, были храбрыми и расчетливыми  воинами. Многие из тех, кто ушел на фронт, не возвратились. Страна  потеряла огромное количество талантливой молодежи, которая могла бы  стать гордостью отечественной науки. В наше время, чтобы строить, Чтоб машиной управлять, Всего прежде нужно в школе Математику познать. 17 На войне ли современной, В годы мирного труда, При расчетах непременно Математика нужна. Без нее побед не будет, А победы – это жизнь. Без нее российским людям Не построить лучше жизнь. Источники 1)Токарчук Н.П. « Предметная неделя математики». 2)Журнал  «Квант» Гнеденко Б.В «Математика  и математики в  Великой  Отечественной войне». 3)«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса» ,2007, №6, №3 4)«Математика в школе». М.: ООО  «Школьная пресса»,2003, №3 Ресурсы http://www.imyanauki.ru/rus/scientists/1494/index.phtml http://ru.wikipedia.org/wiki http://xreferat.ru/76/116­8­statika­korablya.html http://tula.region­news.info/news/?ID=1093 18 http://www.famhist.ru/famhist/schelkin/0006952a.htm http://funeral­spb.narod.ru/necropols/literat/tombs/krilov_an/krilov_an.html http://ru.wikipedia.org/  http://www.sevsk32.ru/gpw/7/329/ http://www.warheroes.ru/hero/hero.asp?Hero_id=4916 19