Источники

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Усть-Вельская средняя школа № 23»

Индивидуальный проект

«Использование аэродинамики в различных областях жизни»

Работа выполнена

Красулиной Елизаветой Владимировной,

обучающейся 10 класса.

Руководитель работы

Золотых Сергей Иванович,

учитель физики и астрономии

Консультант работы

Костылева Ирина Александровна,

учитель по литературе и русскому языку

Вельск, 2021

Содержание:

Введение……………………………………………………………………………….......
Цель и задачи……………………………………………………………………………....
Основная часть…………………………………………………………………………….
Вывод……………………………………………………………………………………....
Источники (список литературы)………………………………………………………….

Введение:

Что такое «аэродинамика»? По крайней мере, каждый человек знаком с этим понятием. Наверное, не раз приходилось наблюдать, как резвый порыв ветра поднимает в воздух листья, неожиданно вырывает у прохожих зонтики, даже внезапно переворачивает машины? Приходило ли в голову почему и как игривые потоки воздуха разбрасывают и поднимают вещи? С помощью каких сил? Предположительно, только единицы могут ответить на эти вопросы.

Основные этапы работы заключались в поиске уместных примеров и подходящего материала. В первую очередь, необходимо грамотно связать между собой полученные материалы, при этом стараться не перегрузить мудрёными терминами, что как раз и заняло большую часть времени. К счастью, с этими трудностями мне помогали интернет-ресурсы, книжные пособия, а ещё знакомые, которые неплохо разбираются в физике.

Один из знакомых привёл в пример природу, так как без неё невозможно существовать. Без природы трудно представить нашу жизнь такой, какой она является сейчас. К тому же в последнее время огромные силы уходят на решение экологических проблем. Любая полезная информация пригодится в борьбе против нанесения вреда природе.

Другой приятель поведал об экраноплане, о котором некоторые люди услышат впервые. В наши дни техника развивается стремительными темпами, поэтому будет любопытно узнать о каком-нибудь новом устройстве. Вполне возможно, что кто-то даже захочет нести в массы сведения об экраноплане и дальше развивать на современный лад.

Третий товарищ привёл в пример спорт. Люди мало уделяют внимание своему здоровью, уставая от нагрузки на работе. Упоминание спортивного образа жизни призывает переосмыслить о собственном здоровье и благополучии. В противном случае люди и дальше будут жаловаться на болячки и проживать неполноценную жизнь.

Последний пример пришёл в голову при просмотре мультфильмов. Мелькнула мысль, что не все замечают детали в фильмах, следовательно, объяснения о весе деталей в киноиндустрии не будут лишними.

Актуальность состоит в том, что аэродинамика окружает человека повсюду, но не все знают принцип работы. Да, конечно, мало кто разбирается в физике, тем более в аэродинамике, но, возможно, кто-нибудь почерпнёт для себя что-то особенное и заинтересуется, может быть, проявит себя в этой области. Именно по этим причинам всё же стоит познакомиться с этим подробнее.

Задачи:

· Узнать определение аэродинамики

· Ознакомиться с четырьмя основными компонентами этой науки

· Выяснить её предназначение в других областях

· Обнаружить присутствие компонентов в различных явлениях

Цель:

· Расширение своего кругозора в узкой области

Основная часть:

Аэродинамика — это наука о движениях воздушной (газовой) среды и её взаимодействие с граничными поверхностями. В неё входят основные компоненты такие как: сила тяжести, подъёмная сила, тяга двигателя и сила лобового сопротивления. Стоит кратко объяснить эти понятия.

Сила тяжести — это гравитационная сила, с которой Земля или другой объект притягивает тело на поверхности, вблизи себя.

По определению подъёмная сила — это такая сила, которая перпендикулярна вектору скорости движения тела в потоке жидкости или газа. Но если говорить более понятным языком, то эта сила, которая старается «вытолкнуть» летательный аппарат вверх.

Тяга двигателя — это сила, толкающая тело в воздушной среде.

Лобовое сопротивление — это полная противоположность тяги двигателя из-за того, что препятствует движению тел в жидкостях и газах.

В общих чертах понятно, что аэродинамика связана с воздушной средой и в зависимости от четырёх компонентов осуществляет разные вещи.

Обычно, когда узнают об аэродинамике, то представляют сложные самолёты, парящие по просторам небосвода, массивные ракеты, взлетающие в космическом пространстве, иногда формулы и схемы. Но на самом деле всё намного проще, так как эта наука охватывает почти всё: техника, устройства (о которых не все слышали), природа, киноиндустрии. Хочется отметить, что аэродинамика стала неотъемлемой частью нашей жизни, и знают об этом только в узких отраслях. Поэтому это стоит принять во внимание и больше разузнать, в каких же ещё областях жизни используется эта наука.

В последнее время стали чаще подниматься темы о дивности природы. Есть мнение, что самым загадочным насекомым является стрекоза. Её считают самым ловким убийцей и нелёгкой пищей для хищников. Она способна совершать от десяти до пятнадцати взмахов в секунду, а максимальная скорость полёта достигает от двадцати пяти до девяноста семи километров в час. Не каждый транспорт смог бы так быстро передвигаться.

По этим причинам учёные до сих пор восхищаются этими удивительными существами, формой передвижения которых является полёт. Особое любопытство у исследователей вызывает то, что эти уникальные существа умеют зависать в воздухе, резко менять направление, отлично летать задом наперёд, взлетать с места, оборачиваться вокруг себя и летать вверх ногами. Полагаю, было бы занимательно рассмотреть этих насекомых с точки зрения физики.

Разгадать тайну полёта стало возможным только с появлением современных видеокамер. Учёные отловили стрекоз, нанесли на их крылья около сорока специальных меток, а после записали на видео. Наблюдения позволили установить факты, перечисленные ниже:

Во-первых, большую часть «волшебства» выполняют тонкие крылья, пронизанные сетью жилок, которые в свою очередь образуют складки, похожие на веер. Эти складки создают подъёмную силу, необходимую для парящего полёта. Во-вторых, одновременные взмахи крыльев создают воздушную тягу, а поочерёдные необходимы для лучшей манёвренности. В-третьих, движения стрекоз аналогичны вертолёту: корпус отклоняется горизонтально, крылья разворачиваются при взмахе вверх. Это позволяет скорее набирать скорость за счёт аэродинамической силы.

Исходя из вышесказанного, крылья стрекозы — это прекрасный прототип для миниатюрных летательных аппаратов. Если их оснастить видеокамерой или другим оборудованием, то станет немного легче наблюдать за опасными частями зон и без труда оценивать уровень загрязнения местности. Никак нельзя отрицать, что это вполне весомый вклад в экологию.

Раз уж заговорили об технологиях, то обратим внимание на нестандартную и редкую технику. Например, экраноплан, который совмещает в себе самолёт и судно. Сам он безопасный и простой в управлении, если кто мечтает быть пилотом, но при этом боится высоты, то эта техника точно для вас. Конструкцию для аппарата с воздушной подушкой предложил шведский учёный Эммануил Сведенборг. Он указывал, что его идея может быть реализована в будущем — при развитии техники.

Так и случилось, спустя двести пятьдесят лет совершенствования, появился уникальный экраноплан. Если авиационные двигатели выйдут из строя, то машина свободно сможет продолжить путь по воде, подобно обычной лодке. За счёт давления и подъёмной силы создаётся воздушная подушка, которая поддерживает судно над поверхностью. Двигателем является пароводяной ускоритель, преобразующий энергию воды в тягу.

Насколько можно судить, это самая недооценённая техника, так как она экономичная, живучая, малозаметная на радарах, да и к тому же превосходит самолёт почти в три раза по грузоподъёмности, а по скорости доставки в два раза.

Кажется, что стоит уделить внимание спорту, потому что на данный момент люди стали меньше проводить время на свежем воздухе и закалять свой организм. Обычно со словом «спорт» всплывают ассоциации, связанные с велосипедом, ибо велосипед — это самый первый транспорт, который был у каждого человека с детства. Печально, что велосипед становится менее популярным, потому что со временем езда на нём начинает утомлять из-за огромной нагрузки на мышцы и неудобной позы. Но для любой проблемы всегда найдётся решение.

Думаю, все видели, как на соревнованиях профессиональные велосипедисты чуть ли не вдавливаются в раму или сиденье велосипеда. Может, кто-нибудь задумывался, почему почти все велосипедисты сидят в такой специфичной позе? Руки сгибают, локти кладут на велосипедный руль, туловище прижимается к раме, а сам спортсмен смотрит вдаль.

Такая поза кажется необычной, но из-за увеличенного аэродинамического сопротивления — это самая выгодная позиция, особенно, если каждая секунда имеет огромный вес в победе. На преодоление такого сопротивления уходит много сил, а правильная посадка обеспечивает экономию энергии, что позволяет ехать намного быстрее. Получается, каждый велоспортсмен знает аэродинамику, ведь без неё как без рук.

Напоследок, осталась анимация. Она существует везде: от некоторых фильмов до компьютерных игр. Почти в любой анимации присутствуют элементы воздушной науки. Плащ какого-нибудь героя развевается на ветру, птицы резво пролетают над деревьями, ветер обдувает холодом прохожих.

Для чего же это нужно? Важно отметить, это что нужно для реалистичности, проработанности и яркости фрагментов. Действия персонажей станут динамичными, ощущение некой реалистичности в анимации положительно влияет на восприятие. Становится очевидным, что кадры будут отлично выделяться на фоне остальных и выглядеть привлекательно. Зрители в восторге, критики обратят внимание на детализированность, рейтинг картины повысится.

Вывод:

Писать проектную работу было непросто, так как знания сильно ограничены. Затруднения вызвали неизвестные термины и понятия.

Считаю, что удалось хотя бы немного раскрыть аэродинамику, как науку с разных сторон. В спорте — экономия сил и времени. В технике — огромный скачок в будущее. В природе — объект для исследования и улучшения экологии. В кино и анимации — один из секретов успеха.

Без поверхностных знаний об аэродинамике никак не обойтись, ведь она необходима не только при конструировании самолётов, но и в повседневной жизни.

Таким образом, она играет значительную роль в различных областях жизни. Будет приятно, если некоторые поймут основную суть, заинтересуются этой наукой или в принципе физикой.

Источники

(список литературы):

Стрекозы:

https: //ru. wikipedia. org/wiki/Аэродинамика

https: //www. meteovesti. ru/news/63671068034-raskryt-sekret-neobychnogo-poleta-strekozy

https: //habr. com/ru/post/399053/

https: //www. winstein. org/publ/1-1-0-60

https: //zen. yandex. ru/media/id/5d528bf5ecfb8000ac289d5c/krylo-strekozy-5f7d73bb7a731030318a951e

Аэродинамика в велоспорте:

https: //www. youtube. com/watch? v=9s52SGINz2k

https: //tiptar. com/ru/the-importance-of-aerodynamics-in-cycling/

https: //prosports. kz/news/18310

https: //sport-snaryazhenie. ru/velosipedy/rekomendatsii-po-ispolzovaniyu/465-pravilnaya-posadka-na-obychnom-gornom-shosseynom

Экраноплан:

http: //ekranoplan-ru. narod. ru/C5. htm
https: //ru. wikipedia. org/wiki/Экраноплан
https: //www. youtube. com/watch? v=uP_ELVyABBg& t

Книжные пособия:

Principles of Flight. Оксфордская авиационная академия. Четвёртое издание.

Экранопланы. Второе переработанное и дополненное издание. (Белавин Н. И. )

Материалы из видео:

Teyvat Chapter Storyline Preview_ Travail｜ Genshin Impact (Contains spoilers)

https: //www. youtube. com/watch? v=TAlKhARUcoY

Самое большое насекомое Стрекоза Грифон очень интересное видео на 100%
https: //www. youtube. com/watch? v=GUBhQv4l4Ho

Ударный экраноплан " Лунь" | Каспийский монстр | Проект 903

https: //www. youtube. com/watch? v=BEZBOJUGKzc

Самые ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ велосипедные трассы
https: //www. youtube. com/watch? v=B0CftG3DSuM

Ну, Погоди! 'Новый год'
https: //www. youtube. com/watch? v=aVar7fGpdIk

Видео фон для сайта - Ракета | rowpost. com
https: //www. youtube. com/watch? v=5JXKJ5aCMJI

Красивый и удивительный мир воздушных полётов
https: //www. youtube. com/watch? v=yENWOeZbGLI

Сегодня над Онежским озером вновь летал экраноплан
https: //www. youtube. com/watch? v=0MoQF7wLhyg

Royalty Free Lofi Music (For Videos) - " Faithful Mission" by Artificial. Music 🇨 🇦
https: //www. youtube. com/watch? v=GXYN8kATnVA