Авторская педагогическая разработка Байкальский дайвинг- сафари "Золото Колчака"

Методическая разработка занятия факультативного курса «Прикладная физика». Учитель физики: Крячко И.Н.

ТЕМА: Как поднять золото Колчака с Байкала?!

Цели занятия:

Образовательная: научиться рассчитывать подъёмную силу тел, находящихся в воде или газе.

Развивающая: развитие технического интеллекта через формирование поисково-исследовательских навыков у обучающихся.

Воспитательная: воспитание культуры пространственного мышления; формирование умений осуществлять взаимосотрудничество, взаимоконтроль и взаимопомощь

Задачи обучения:

1. Вызвать объективную необходимость повторения темы «Сила Архимеда»;

2. Способствовать овладению знаниями по теме «Подъемная сила тел»;

3. Формирование умения работать в группе;

4. Развитие интереса к историческим фактам родной малой Родины, физике; повышение мотивации к успеху.

Оборудование: ноутбук с выходом в интернет, листы А-2, карандаши, линейка, фломастеры; небольшой аквариум, модель корабля, мензурка, весы с разновесом.

Время: два урока (80 минут)

Ведущая технология: личностно – ориентированное обучение (диалог, развитие, понимание, творчество и исследовательский поиск).

Система принципов: последовательность, сознательность и активность, наглядность, доступность, научность, связь теории с практикой.

Предполагаемый результат занятия:

Занятие – изобретательства.

Уметь: рассчитывать подъемную силу, знать формулы силы Архимеда, веса тела; находить в интернете необходимую информацию, выделять главное, вносить своё изобретение в общую конструкцию группы; работать в группах, работать с оборудованием.

План занятия:

1. Постановка проблемного вопроса (7 минут)

2. Расчет подъемной силы затонувших вагонов с золотом по ходу вопросы для расчета (13 минут).

3. Изобретение конструкций «Как поднять груз из воды» (20 минут)

4. Защита по группам по паспорту изобретения (18 минут)

5 Исследование поведения модели корабля в жидкости, расчет подъемной силы (20 минут)

6. Домашнее задание (1 минута)

7. Рефлексия (1 минута)

Ход занятия

1. Проблемный вопрос – видеозапись, презентация.

1914 год. Золотой запас Российской империи оценивали более чем в 1690 миллионов рублей. В начале Первой мировой войны казну решили эвакуировать из столицы, и в 1915 году эшелон с золотом направился из Санкт-Петербурга в Казань. Из Казани золото, постепенно уменьшаясь в объемах из-за нужд армии и постоянной борьбы большевиков с Белым движением, переезжало в Самару, затем в Уфу, пока не оказалось в Омске, в распоряжении лидера белого движения — адмирала Александра Колчака.

Александр Колчак, бывший исследователем-океанографом, прославился как политический и военный деятель, лидер Белого движения в период Гражданской войны. Добытое его армией золото было решено разместить в представительстве Госбанка. При пересчете выяснилось, что в распоряжении армии оказалось 505 тонн золота, ценность которого в те времена оценивалась в 650 миллионов рублей.

Адмирал распоряжался запасом очень аккуратно и давал согласие тратить деньги только в случае самой крайней военной необходимости. С его разрешения на фронтовые расходы было потрачено почти 70 миллионов рублей. Еще около 130 миллионов распределили по вкладам в европейских и азиатских банках. В конце 1919 года главнокомандующий поездом направился на Восток и распорядился о транспортировке золота в том же железнодорожном составе. Казну загрузили в 40 вагонов и направили эшелон в Иркутск.

27 декабря 1919 года поезд с драгоценными слитками и главнокомандующим остановили представители Антанты (военно-политический союз России, Великобритании и Франции в годы Первой мировой войны) на станции Нижнеудинск и заставили Колчака отречься от статуса Верховного правителя России. Колчака передали большевикам, он был расстрелян. Состав с золотом взял под контроль Чехословацкий корпус (добровольческое объединение, состоящее, в основном, из пленных чехов и словаков), но вскоре вагоны также оказались в руках красной армии: чехи обменяли золото на беспрепятственный выезд из России. Говорят, к этому моменту в составе не доставало нескольких вагонов с золотом. Вскоре финансисты РСФСР посчитают, что Колчак истратил более 230 миллионов рублей, или около 182 тонн золота. 35 милллионов забрали большевики при обратной транспортировке казны в Казань. Что случилось с оставшимися миллионами?

Золото могло оказаться на Кругобайкальской железной дороге, где случилось крушение и вагоны ушли на дно озера. Существует легенда, что состав был сбит с путей огромным валуном, который спустили со скалы недоброжелатели — вагоны разлетелись, обнаружив золото: некоторую его часть тут же растащили, остальное погрузилось на илистое дно Байкала.

В 2009 году на дне Байкала глубоководные аппараты «Мир» на километровой глубине обнаружили металлические элементы, похожие на вагонный мост. Рядом, в грунтовых породах, были найдены блестящие бруски.

Вагоны оказались очень прочными, на большой глубине. До сих пор вагоны не подняты с Байкала. Как нам с вами помочь дайверам достать золото с Байкала?

Вопрос и данные.

1. Расчет подъемной силы

Закон Архимеда гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, будет действовать выталкивающая или подъемная сила, которая равна весу объема жидкости или газа, вытесненного той частью тела, которая погружена в жидкость или газ.

1. Для расчета подъемной силы, что необходимо?

Кто пойдет к доске рассчитывать подъемную силу?

Известные данные: 1 вагона, длина 15,724 м, ширина 2,764 м, высота 3,05 м,

Байкальская вода - минерализация ничтожна, и плотность близка к плотности дистиллированной воды, равна 1000 кг/м³ , так как и среднегодовая температура воды в озере около 4,0° С, т. е. близка к температуре максимальной плотности пресной воды. Плотность воды на дне Байкала, в районе максимальных глубин, на 0,64% больше, чем на поверхности озера.

Масса 4 вагонов вместе с золотом оцениваем (один 26 т, 68 т золота). Всего 26*4+68*4 = (104+272)т =376000 кг. Найти подъемную силу.

2. Как рассчитать силу Архимеда?

Записать формулу для расчета выталкивающей силы F_а = ρ_ж * V_т * g

2. Как рассчитать объем вагонов?

V_{одного вагона} = l*d*h =15,724м * 2,764м * 3,05 м = 132,5564648 м³ ≈ 132,6 м³;

V=132,6 м³*4=530 м³

Записать формулу на доске.

3. Что еще необходимо знать для расчета подъемной силы? F_под = F_а – P

4. Как рассчитывается вес вагонов? P = m *g =367000 кг *10 Н/кг = 3670000 Н

F_а = ρ_ж * V_т * g = 1000 кг/м³ *530 м³ * 10 Н/кг = 5300000 Н

F_под =P– F_а = 5320000 Н - 3040000 Н = 226000 Н = 2,26 МН

1. Работа в группах

ЗАДАНИЕ: необходимо предложить конструкцию для поднятия вагонов с грузом золота на поверхность Байкала; заполнение таблицы и выполнение рисунка (чертежа) изобретения.

Оборудование: ноутбук с выходом в интернет, листы А-2, карандаши, линейка, фломастеры.

В каждой группе: 2 инженера, дизайнер конструкции, топ-менеджер – представляет конструкцию, лаборант заполняет таблицу.

1. Защита изобретений

Заполнение паспорта изобретения для защиты

Критерии защиты

5. Исследовательская работа

Исследование поведения модели корабля в жидкости, расчет подъемной силы (10 минут)

F_под = P – F_а

Оборудование: весы, мензурка, модель корабля, небольшой аквариум.

Ответить на вопросы:

1. Какие условия необходимы для плавания корабля

- когда корабль плавает на поверхности воды? (объяснить, что такое осадка корабля и ватерлиния).

- когда будет плавать внутри жидкости?

- когда потонет?

2. Какова масса корабля?

3. Каков вес корабля?

4. Каков объем корабля?

5. Какова выталкивающая сила?

6. Какова подъемная сила корабля?

7. Сделать выводы по исследовательской работе (дома)

6. Видеофильм «Плавучесть» (5 минут)

7. Вывод:

Как рассчитывается подъемная сила? Ребята, давайте назовем условия плавания тел.

8. Оценки за занятие.

9. Домашнее задание

1) записать выводы по исследовательской работе, сделать рисунки условий плавания тел в жидкости.

2) задачи по сборнику на расчет подъемной силы №

9. Рефлексия Цветок настроения

Что ж, наше занятие подходит к завершению. В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному. И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке, каждый из вас, все вместе как класс, и понравилось ли вам то дело, которым мы с вами сегодня занимались.

Предлагаю вам создать цветок настроения, в котором: розовые лепесток означает, что вам всё понравилось на уроке; желтый – понравилось, но не всё; зелёный – ничего не понравилось

Решать загадки можно вечно.

Вселенная ведь бесконечна.

Спасибо всем нам за урок,

А главное, чтоб был он впрок!

Использованные источники

Золото Колчака. Находка на дне Байкала - Яндекс.Видео (yandex.ru)