На уроках естествознания в 4-м классе учащиеся должны проделать самостоятельно ряд опытов, для которых нужны простейшие самодельные приборы и модели. Изготовление их по заданиям, приведенным в учебнике «Неживая природа», — интересное и полезное занятие для членов кружка «Умелые руки».
В начале учебного года четвероклассники знакомятся с принципом сообщающихся сосудов. Наглядной иллюстрацией этого принципа служит модель фонтана. Ее нетрудно сделать.
Из толстой фанеры или дощечек толщиною в 1 сантиметр сколачивают подставку в форме скамеечки высотою приблизительно в 10 сантиметров. На одном из углов подставки укрепляют четыре рейки высотой около 30 сантиметров. К верхним концам реек прибивают платформу — фанерную пластинку с отверстием посредине, а на ней устанавливают бачок для воды. В подставке на одной линии с отверстием платформы также сверлят отверстие.
|
Рис. 73. Модель фонтана. Схема модели: А — подставка, Б — бак для воды, В — бассейн фонтана, Г — трубка, соединяющая бак с бассейном, Д — платформа бака, Е — отводная трубка; справа — устройство бака из бутылки и воронки. |
Бачок делают из консервной банки. В дне ее пробивают отверстие и впаивают в него короткую жестяную или медную трубочку, конец которой пропускают в отверстие платформы. Бачок можно сделать также из бутылки с узким горлышком. В этом случае пайка не требуется, но необходимо срезать дно бутылки.
Есть несколько способов обрезки дна бутылок. В кружке можно применить, например, такой. В месте намеченного разреза бутылку обертывают полоской картона, крепко обвязав ее бечевкой. Острым углом трехгранного напильника вдоль края картонного кольца по стеклу делают круговой надпил. Напильник при этом все время смачивают водой. Затем картонную полоску снимают, а по надпилу крепко обвязывают бутылочку бечевкой или толстой шерстяной ниткой для вязания, пропитанной в бензине или керосине. Бутылку держат за горлышко, нитку поджигают. Как только она сгорит, бутылку сейчас же подставляют под тонкую струю холодной воды и быстро поворачивают так, чтобы струя прошла по всей линии надпила. Стекло лопнет в этом месте, нижняя часть бутылки отпадет. Неровные края линии обреза можно несколько загладить мокрым напильником, но можно оставить и так.
|
Рис. 74. Декоративное оформление модели фонтана. |
Горлышко обрезанной бутылки вставляют в отверстие платформы, соответственно расширив отверстие.
Проще же всего использовать в качестве резервуара готовую воронку — металлическую или стеклянную.
На другом конце подставки делают бассейн фонтана из обрезанного дна широкой консервной банки или из крышки жестяной коробки. Можно склеить такой бассейн и из размельченной бумаги, окрасив его после высыхания масляной краской или нитрокраской.
В дне бассейна и в подставке под ним сверлят отверстие, в которое вставляют короткую стеклянную трубочку с суженным (оттянутым) верхним концом. Можно воспользоваться для этой цели пипеткой, немного надломив острый конец ее. Если же пипетки нет, то трубку оттягивают. Для этого берут длинную трубку и, вращая, нагревают ее посредине в пламени спиртовки. Стекло быстро размягчается. Концы трубки тянут руками в разные стороны. В нагретом месте трубка постепенно растягивается, делается тоньше. Оттянув трубку, ее переламывают в тонком месте на две части, предварительно сделав легкий надпил мокрым напильником.
Щель между трубкой и дном бассейна замазывают замазкой, а когда она высохнет, покрывают масляной краской или нитрокраской.
На выступающие снизу концы трубок бака и бассейна надевают резиновую трубку. Резиновую трубку подбирают такого диаметра, чтобы ее концы плотно соединились со стеклянными трубками. Надо устроить еще сток воды из бассейна: приладить описанным выше способом к дну его вторую трубку и опустить конец ее в какой-нибудь сосуд.
Если теперь в бак налить воды, она потечет по трубкам и в бассейне забьет фонтан.
Модель фонтана можно декорировать. Например, можно прикрыть бак выпиленным из фанеры или вырезанным из картона и раскрашенным или выжженным силуэтом какого-нибудь здания. Здание окружают деревьями, кустарниками. Их рисуют на картоне или выпиливают из фанеры и раскрашивают. Подставку, смазав столярным клеем, покрывают слоем бумажного порошка (бумажной массой), а затем раскрашивают под цвет травы и дорожек. Вместо бумажного порошка смазанную клеем подставку можно покрыть песком и мелкими камешками.
В конструкции и оформлении модели фонтана члены кружка могут проявить много изобретательности и художественного вкуса. Размеры модели — любые.
В учебнике «Неживая природа» ученикам 4-го класса дается задание: сделать водяное колесо, изображенное на рисунке 75 (1). В катушке от ниток кончиком ножа делают четыре прокола, в которые вставляют деревянные лопаточки, выстроганные из лучинок. Затем катушку надевают на проволоку. Под струей воды из крана колесо быстро вращается.
Интересно приспособить такое колесо к простейшей модели лодочки. Ее выпиливают из трехслойной фанеры. Размеры лодочки могут изменяться в зависимости от величины катушки.
|
Рис. 75. Плавающие модели с водяным колесом: 1 — водяное колесо из катушки (сделано по учебнику "Неживая природа"); 2 — простейшая лодочка с водяным колесом из катушки; 3 — самоходная модель лодочки. |
Для лодочки лопаточки водяного колеса вырезают немного шире, чем на рисунке 75 (1). Катушку надевают на проволоку и укрепляют з вырезе лодочки. Для этого концы проволоки сгибают под прямым углом, заостряют напильником и забивают сверху в фанеру. Чтобы уменьшить трение катушки о фанеру, на проволоку с обоих концов катушки надевают вырезанные из жести шайбочки и стеклянные бусинки. На носу лодочки приклеивают колодочку, которая будет уравновешивать тяжесть катушки. На колодочке устанавливают флажок, древко его делают из проволоки или булавки. Модель лодочки, чтобы предохранить ее от размокания, окрашивают масляной краской или нитрокраской.
Такая лодочка будет двигаться в ручейке или по реке только по течению. Но ее можно сделать и самоходной, могущей двигаться и на поверхности воды без течения (или против слабого течения). Для этого конструкцию модели следует несколько изменить.
Корпус самоходной лодочки выпиливают из толстой (например, пятислойной) фанеры или из дощечки толщиною в 5—8 миллиметров — по размерам, уже указанным ранее. Для водяного колеса из фанеры вырезают два квадрата, в них делают прорезы по толщине фанеры, а углы их слегка округляют. Прорезами дощечки соединяют крест-накрест — надвигают друг на друга. Места соединений смазывают казеиновым клеем. Получается четырехлопастное водяное колесо. В углы между лопастями кладут резиновые нити — четыре или две. По бокам колеса резину перевязывают обыкновенными нитками, а концы резиновых нитей привязывают к выступам корпуса лодочки так, чтобы колесо своими краями не задевало корпуса. Лодочку можно превратить в «катер» или «речной пароход», если на палубе сделать из фанеры, картона или размельченной бумаги (папье-маше) надстройки. Все части модели тщательно окрашивают масляной краской или нитрокраской.
Перед запуском модели водяное колесо вращают рукою в одном направлении, чтобы резиновые нити закрутились. Модель ставят на воду и отпускают колесо. Резиновые нити начнут раскручиваться, колесо будет вертеться, и лодочка поплывет.
Эти модели помогут четвероклассникам лучше понять действие водяного колеса.
Вертящаяся спираль. На одном из рисунков учебника «Неживая природа» изображена бумажная змейка, которая вращается в потоке теплого воздуха над керосиновой лампой.
Такой же опыт можно проделать и с настольной электрической лампой. Лист писчей бумаги размечают и разрезают ножницами так, чтобы получилась спираль (змейка). Из тонкой проволоки сгибают подставку такой формы, как указано на рисунке 76 (1). Подставку устанавливают на электрическую лампочку. Спираль растягивают и надевают концом на проволочный стержень. Когда лампочка включена, спираль медленно вращается.
|
Рис. 76. Модели, демонстрирующие движение нагретого воздуха: 1 — спираль-змейка; 2 — вертящийся абажур; 3 — модель воздушного колеса. |
Вертящийся бумажный абажур склеивают из плотной бумаги. Дно абажура вырезают зубчиками. Диаметр дна абажура должен быть приблизительно в три раза больше диаметра лампочки. В центре дна снизу приклеивают небольшой кружочек из чертежной бумаги или фольги, посредине которого делают углубление тупым гвоздем или палочкой. По радиусам дна на равном расстоянии друг от друга делают восемь равных прорезов. Длина каждого прореза равна приблизительно половине радиуса дна. Зубчики по краю дна отгибают и к ним приклеивают борта абажура. После этого прорезы в дне раздвигают: один край каждого прореза прижимают вниз, другой — вверх. Из заостренных кусочков спички делают одинаковые распорки, которые упирают концами в края прорезов, чтобы они не сходились. В дне получается восемь отверстий.
Из проволоки сгибают такую же по форме подставку, как и для спирали, только стержень ее делают короче и конец его заостряют. Подставку устанавливают на лампочке, на нее надевают абажур — углублением в центре дна его на острие подставки. Теплый воздух от горящей лампочки устремится в прорезанные отверстия и заставит абажур вращаться. Особенно хорошо выходит этот опыт на лампочке в 100 ватт.
Воздушное колесо. Свойство теплого воздуха подниматься кверху можно наглядно продемонстрировать и на модели воздушного колеса.
В пробку втыкают шесть тонких проволочных стерженьков. На концах их закрепляют колпачки, склеенные из бумаги. В сквозное отверстие в центре пробки (его можно сделать штопором или прожечь раскаленным гвоздем) вставляют тонкую стеклянную или металлическую трубочку, сквозь которую продевают проволочную ось. Ось закрепляют в деревянной подставке. На ней же устанавливают огарок свечи так, чтобы пламя ее не касалось колеса. Теплый воздух от горящей свечи заставит подниматься вверх один колпачок за другим. Колесо будет вращаться.
Устройство модели воздушного колеса показано на рисунке 76 (3). Это же колесо можно привести в движение паром из носика кипящего чайника или при помощи приспособления из пробирки, изображенного в учебнике «Неживая природа» (в главе «Как люди заставили пар работать на себя»).
При прохождении главы «Работа ветра в хозяйстве» (по учебнику «Неживая природа») школьникам дается задание — изготовить простейшую модель ветряного двигателя (мельницы).
Небольшую модель ветродвигателя можно сделать по принципу водяного колеса, описанного на страницах 154—155.
Из лучинок или из тонкой жести вырезают лопасти (крылья) воздушного колеса — четыре или шесть, длиною около 5 сантиметров каждая. В катушке от ниток делают ножом косые проколы, в которых закрепляют на клею под углом лопасти. Из рейки выстрагивают горизонтальную ось двигателя длиною приблизительно 20 сантиметров и сечением 8×8 миллиметров. Один конец оси закругляют и делают такого диаметра, чтобы он свободно входил в отверстие катушки. На этот конец надевают катушку с лопастями, а чтобы она не соскакивала, к торцу оси прибивают жестяной кружочек или приклеивают деревянный брусочек. К заднему концу оси, сделав здесь выемку, приклеивают или прибивают картонную, деревянную или жестяную пластинку длиною около 12 сантиметров и шириною 3—4 сантиметра.
|
Рис. 77. Модель ветряного двигателя. |
На острие ножа уравновешивают горизонтальную ось: находят такое положение, при котором ни колесо, ни хвостовая часть не перетягивают друг друга. В том месте, где в этот момент располагается поддерживающий нож, делают отметку. Здесь сверлят или прожигают отверстие для гвоздя, которым двигатель крепится к вертикальной подставке. Гвоздь представляет собой вертикальную ось двигателя. Модель должна свободно вращаться вокруг оси. Для этого отверстие делают больше диаметра гвоздя, а на гвоздь вверху и внизу надевают жестяные шайбочки.
Сила ветра заставит вращаться крылья двигателя, а модель будет поворачиваться по направлению ветра.
Эта простая модель дает правильное представление о работе ветряного двигателя. Конструкцию модели члены кружка могут видоизменить — упростить или усложнить.
Необходимое пособие по естествознанию в 4-м классе и по географии в 5-м классе — флюгер. Простейший флюгер члены кружка могут сделать и установить на школьной географической площадке.
Флюгер представляет собой металлический флажок, закрепленный на стержне, вокруг которого он свободно вращается. Флажок вырезают из жести (размеры любые) с двумя узкими полосками, выступающими с одной стороны. Эти полоски сгибают в трубочки на большом гвозде, который будет служить стержнем (осью) флюгера. Гвоздь забивают в деревянный шест. Торец шеста предварительно покрывают выпуклой жестяной шляпкой, чтобы при вращении уменьшить трение флажка. Для этого из жести вырезают кружок в полтора раза большего диаметра, чем шест с тремя небольшими выступами. В центре его пробивают отверстие для стержня флюгера. Кружок выгибают в виде полушария, выступы отгибают вниз и прибивают к шесту.
|
Рис. 78. Простейший флюгер. |
Ниже флажка на шесте укрепляют горизонтальные стержни (проволочные или деревянные) — указатели стран света. На концах их прикрепляют вырезанные из жести буквы: Ю, С, З, В. Затем указатели устанавливаются по компасу.
Вместо флажка можно укрепить на стержне вырезанный из жести или выпиленный из фанеры и окрашенный силуэт самолета, дирижабля, летящей птицы и т. д.
Rhymes