Учебно-исследовательская работа "Песочные часы ещё идут"

Государственное учреждение образования

«Средняя школа №210 г. Минска»

Конференция проектно-исследовательских работ учащихся

«Первые шаги в науку»

 

 

 

 

 

 

 

 

Учебно-исследовательская работа

 «ПЕСОЧНЫЕ ЧАСЫ ЕЩЕ ИДУТ»

                                

 

 

 

 

Автор: учащаяся 1 «Б» класса

Картун Полина             

Руководитель:

учитель начальных классов

Туманова Е. Н.

 

 

 

 

 

Минск

 

Оглавление

Введение                                                                                                  3

Солнечные часы                                                                                      4

Огневые часы                                                                                          5

Водяные часы                                                                                          6

Песочные часы                                                                                        7

Применение песочных часов                                                                   8

Практическая часть                                                                                 10

Заключение                                                                                              11

Список литературы                                                                                 12

Приложение                                                                                             13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             

                                               

 

 

 

 

Введение

         Время – это что-то невидимое, что нельзя потрогать. И все-таки люди научились его измерять. Они придумали часы. Меня заинтересовало: как, где и когда это произошло. Какими были часы раньше? Ведь раньше люди не имели столько инструментов и материалов, как в настоящее время.

Люди не знали, во сколько им вставать, идти на работу, во сколько встречаться. И я решил найти ответ на вопрос: «Как появились часы? Как люди раньше определяли время? Ведь часы были не всегда.

Цель работы – выяснить, когда и где впервые появились часы; возможно ли изготовить песочные часы в домашних условиях, используя другие сыпучие материалы

Объект исследования – материалы для изготовления часов

Предмет исследования – песочные часы

Гипотеза: если при помощи песка измеряют время, то для этого можно использовать и другие сыпучие материалы

Для достижения цели и доказательства изложенной гипотезы определены следующие задачи:

- изучить информацию о появлении первых часов в истории человечества;

- создать «песочные» часы в домашних условиях;

- провести эксперименты для ответа на вопрос: за одинаковое ли время высыпается одинаковое количество различных сыпучих материалов.

В процессе исследования был использован комплекс методов: работа с научно-популярной, учебной литературой, эксперимент.

 

 

 

 

 

 

 

1.     Солнечные часы

В далекие времена люди обратили внимание на то, как день сменяет ночь, как лето сменяет зиму, и кто-то назвал это временем. А потом возникла необходимость измерять его и начали создавать для этого приспособления и устройства.

Первым таким изобретением стали солнечные часы. Сначала люди увидели, как падает тень от обычной палки, которую втыкали в землю, и как изменяется ее длина в зависимости от высоты солнца на небе. От рассвета и до заката эта тень двигалась по кругу. Наблюдали люди за этим явлением и придумали: вкопали в землю столб, а вокруг столба круг начертил. Подумали, посчитали и разделили круг на части. Каждая часть равнялась одному часу. Взошло солнце, и тень от столба медленно двинулась по кругу, отмечая час за часом. Первые солнечные часы появились, вероятнее всего, в Египте. Правда, на циферблате тогда еще не было цифр, стрелка была всего одна, и работали эти часы только в солнечные дни. Однако считались солнечные часы самыми надежными, так как они никогда не убегают и не опаздывают.

Рис.1. Первые солнечные часы

Со временем палку заменили столбы, колонны или обелиски, а по кругу были расчерчены цифры и знаки. Позже их наносили на каменные плиты. Стрелкой в таких часах служила тень, которую столб отбрасывал на каменные плиты.

 

 

 

 

Рис. 2. Солнечные часы с плитами

 

В странах, где облака редко закрывают солнце, они могут принести пользу. Но что делать там, где небо почти всегда серое, часто покрыто тучами, где дни коротки, а солнце является редким гостем? Поэтому солнечные часы имели еще одно название «дневные».

Но вот что интересно! Поскольку Солнце на небосводе движется с востока на запад, то и тень по каменному циферблату передвигалась по кругу именно так ─ слева направо. Этот «солнечный принцип» сохранился и сейчас: стрелки механических часов движутся тоже слева направо.

2.     Огневые часы

Так как солнечные часы не всегда можно было использовать, то люди начали изобретать что-то новое.

Так появились огненные (огневые) часы. Сначала люди готовили тесто растертой в порошок коры деревьев. Из него делали палочки разной формы или длинные спирали (несколько метров). Они могли гореть месяцами.

Также время измеряли при помощи горящей свечи, с надрезами по краю. Ведь за равные промежутки времени сгорают равные части свечи. И, если зарубками отметить часть сгорающую, например, за минуту, то с помощью свечи можно почти точно измерять время.

Время определяли и по количеству масла, которое сгорало в лампе.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Огненные часы-свеча и часы-лампа

Огненные часы стали очень популярными. На вопрос: «Который час?» люди отвечали: «Две свечи».

В те годы уже изобрели первый будильник. Он был огневым. Люди поджигали палочку, на которой висели металлические шарики. Палочка сгорала ─ и шарики громко падали.

Огневые часы были дешевыми и удобными, но неточными, т.к. масло и воск у разных ламп и свечей сгорали с разной скоростью.

 

 

 

 

 

Рис. 4. Огненные часы-будильник 

3.     Водяные часы (клепсидры)

Очень давно были изобретены и ночные часы.

Первые водяные часы, ещё их называли «клепсидрой», что в переводе означает «воровка воды», были поставлены в Риме на городском рынке рядом с солнечными часами. Сделано это было для того, чтобы по солнечным часам проверять водяные. Часы охранялись служащим, который наполнял их водой в строго определенный момент. Караульные были вроде ходячих часов и выкрикивали время «Одиннадцать часов спокойно».

В Индии часы представляли собой чашу с водой, в которой медленно тонул кораблик со специальной пробоиной в днище. Он тонул-тонул и, наконец, погружался на дно.

Не могли, например, обходиться без часов судьи. Чтобы не затягивать судебного заседания, они назначали каждому, кто хотел произнести речь, определенное время. А для этого нужны были часы.

Судьи пользовались водяными часами самого простого устройства. Это был сосуд с отверстием на дне, из которого вода выливалась приблизительно в четверть часа. Поэтому, когда хотели сказать, что речь такого – то длилась целый час, говорили: «Его речь продолжалась четыре клепсидры»

«Ваше время истекло», - говорят и сегодня докладчику.

         С водяными часами связана и еще одна фраза: «Сколько воды утекло!..» - прошло много времени.

Водяные часы люди использовали и днем, и ночью, т.к. они не зависели от солнечного света.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Водяные часы

 

5.     Песочные часы

Примерно две тысячи лет тому назад человек изобрел еще один прибор для измерения времени - песочные часы. Они ровесники водяных часов и даже похожи на них. Только вместо воды песочные часы наполнялись песком.

Песочные часы ─ это две колбы, соединенных между собой. Внутри их находится песок, который пересыпается из одной колбы в другую. Песочные часы отсчитывают определенный промежуток времени: 1 минуту, 3 минуты, 5 минут и т.д.

Песок, в отличие от воды, оказался более точным материалом. Вода может замерзать или испаряться, а песок - нет. Точность песочных часов зависела от качества песка.

Приготовление песка для таких часов в старину считалось делом, требующим особого умения. Рецепты его приготовления хранили в строжайшем секрете. Песок кипятили в лимонном соке, потом сушили, просеивали и снова кипятили. И так девять раз.

Говорили, что лучший песок получается из мраморных опилок. Кроме песка, для часов использовали молотую яичную скорлупу и цинковую или свинцовую пыль.

Поэтому песок мог быть и красным, и белым, и серым.

Колбы делали из стекла. Сначала две колбы соединяли между собой и заливали смолой. Позже люди научились делать сплошные колбы.

Рис. 6 . Песочные часы

Песочные часы были простыми, надежными и недорогими. Многие люди могли их себе позволить.

Песочные часы служат нам до сих пор. Сегодня их можно встретить в лаборатории у химиков, у врача в больнице. Даже повара пользуются ими, чтобы сварить яйца по вкусу – всмятку или вкрутую.

6.     Применение песочных часов

С первобытных времен время играло большую роль в жизни людей. Сначала человек научился определять время по природным часам, растениям, солнцу. Появились солнечные часы, водяные, огненные и песочные часы. Знание времени просто необходимо человечеству, так как наша жизнь зависит от них.

Раньше использовали песочные часы на кораблях, т.к. они не переставали работать на плавающем судне. Таких часов было три: одни отсчитывали 4 часа (время одной вахты), вторые ─ 1 минуту, третьи ─ 30 секунд. С помощью последних часов моряки могли измерять скорость движения корабля.

Но в наше время песочные часы их можно увидеть в поликлиниках: они отмеряют время процедур. В школе учителя используют часы для проведения опытов. Но чаще всего их покупают в подарок как сувенир.

А нужны ли такие часы дома? Что с их помощью можно измерять?

Все знают, что зубы надо чистить не меньше 2 минут. Песочные часы помогают засечь время.

Песочные часы помогают мне засекать время для выполнения гимнастического упражнения «планка».

В учебе мне могут тоже помочь песочные часы. Для развития скорости вычислений и чтения я ставлю часы и отмечаю, увеличилось ли количество прочитанных слов и решенных примеров по математике.

 

 

 

 

 

 

Практические исследования

Опыт 1. «Скорость падения частиц сыпучих материалов»

 Взяли одинаковое количество (по весу) разных сыпучих веществ и посмотрели, как быстро они могут высыпаться. (Приложение 1)

Быстрее всего пересыпалась соль, но и количества ее потребовалось бы большое.

Нам понравилось работать с кварцевым песком. Но его оказалось мало (всего 100 г). Поэтому решили смешать кварцевый песок с манной крупой. В общем, понадобилось 220 г сыпучей смеси

Опыт 2. «Изготовление песочных часов на 1 минуту». Мы взяли две выпуклые пластиковые бутылки от сока с узким горлышком. Хорошо их вымыли и высушили феном.

Засыпали в одну из них отмеренное количество смеси песка и манки. С помощью горячего клея соединили колбы-бутылки между собой. Песочные часы готовы. (Приложение 2)

.

Заключение

Часы являются неотъемлемой частью нашей жизни. Для измерения времени люди придумывали все новые и новые виды часов. Но песочные часы так и остались на службе у человека.

 Песочные часы можно изготовить в домашних условиях и использовать в повседневной жизни. Наша гипотеза о том, что песок можно заменять другими сыпучими материалами при изготовлении часов, подтвердилась.

 

 

 

.

 

 

.

 

Список использованных источников

1.     Ильин, М. Сто тысяч «Почему?» - Л., Детская литература, 1989

2.     Мельников, И. Про часы и о часах» - М.: Детская литература,1983

3.     Соколова, Е. И. Детям о времени / Е. И. Соколова//Пособие для детей и родителей - Ярославль, Академия развития, 1996

 

 

 

Приложение 1

Скорость пересыпания различных веществ

 

Результаты эксперимента

 

 

Приложение 2

Изготовление песочных часов в домашних условиях