Разработка итогового индивидуального проекта для 9 класса "Реактивное движение в живой природе"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение г.Новосибирска «Средняя общеобразовательная школа №158»

К ЗАЩИТЕ

Директор МБОУ СОШ №158

Д.В.Фролов

« ___»__________ 20__г.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ

Предметная область:Биология

Тема: Реактивное движение в живой природе

Исполнитель

Учащийся 9 «Б» ____________ (В.Ю. Черевко)

(подпись, дата)

Руководитель _____________ (Е.В. Ощепков)

Нормоконтроль______________(Н.В. Спирина)

(подпись, дата)

Новосибирск 2020

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………...3

Глава 1. Что такое реактивное движение?.....................................................4

Глава 2. Представители животного мира которые используют реактивное движения……………………………………………………………………………..5

2.1 Каракатица……………………………………………………………...…6

2.2 Сальпа……………………………………………………………………...7

2.3 Кальмар……………………………………………………………………8

2.4 Флайинг-сквид…………………………………………………………….9

2.5 Осьминог…………………………………………………………………10

2.6 Личинка насекомого…………………………………………………….11

Глава 3. Реактивное движение в мире растений…………………………..12

Глава 4. Реактивное движение в технике…………………………………..13

Практическая работа………………………………………………………...14

Заключение...................................................................................................... 15

Список литературы или используемой литературы…………....................16

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Для меня эта тема актуальна, потому что мне интересно узнать, как может проявляться реактивное движение в природе, технике.

Цель моей работы:

Понять, что такое реактивное движение. Разобраться какие представители в природе используют реактивное движение, и показать на собственном эксперименте. И сравнить реактивные двигатели ракет и реактивное движение, которое используют некоторые виды животных и растений. 

Задачи:

1.Что такое реактивное движение?

2.Какие представители животного мира используют реактивное движение?

3.Какие растения используют реактивное движение для разбрасывания семян?

4.Реактивное движение в технике.

Методы исследования: в своей работе я использовала общенаучные методы, такой как аналитический общенаучный метод.

Структура работы: содержание, введение, основная часть из 4 глав, и 6 пунктов, заключение, список используемой литературы.

ГЛАВА 1. ЧТО ТАКОЕ РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ?

Есть несколько понятий реактивного движения.

1.Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. При этом возникает реактивная сила, сообщающая телу ускорение.

2.Реактивное движение - это движение тела, возникающее вследствие отделения некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. Реактивное движение названо так, потому что данный вид движения имеет реакцию тела на толчок.

3.Реактивное движение - движение тела, обусловленное отделением от него с некоторой скоростью какой-то его части. Реактивное движение описывается, исходя из закона сохранения импульса.

ГЛАВА 2. ПРЕДСТАВИТЕЛИ ЖИВОТНОГО МИРА КОТОРЫЕ ИСПОЛЬЗУЮТ РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ.

Применение реактивного движения среди животных. Многие из нас в своей жизни встречались во время купания в море с медузами. Но мало кто задумывался, что и медузы для передвижения пользуются реактивным движением. Кроме того, именно так передвигаются и личинки стрекоз, и некоторые виды морского планктона. Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами. Например, морской моллюск-гребешок движется вперед за счет реактивной силы струи воды, выброшенной из раковины при резком сжатии ее створок. Каракатица, как и большинство головоногих моллюсков, движется в воде следующим способом. Она забирает воду в жаберную полость через боковую щель и особую воронку впереди тела, а затем энергично выбрасывает струю воды через воронку. Каракатица направляет трубку воронки в бок или назад и стремительно выдавливая из неё воду, может двигаться в разные стороны. 

2.1 Каракатица

Каракатица – это интересное  существо, которое может плавать на огромных скоростях на коротких дистанциях, мгновенно маскировать себя, смешивать своих хищников со вспышкой грязных чернил и восхищать свою добычу невероятным проявлением визуального гипнотизма. Беспозвоночные составляют 95% всех животных, а головоногие моллюски, как считается, являются самыми умными из всех беспозвоночных в мире.

Каракатица, как и большинство головоногих моллюсков, движется в воде следующим способом. Она забирает воду в жаберную полость через боковую щель и особую воронку впереди тела, а затем энергично выбрасывает струю воды через воронку. Каракатица направляет трубку воронки в бок или назад и стремительно выдавливая из неё воду, может двигаться в разные стороны. 

Плавают моллюски неглубоко, придерживаются береговой линии. Увидев добычу, каракатицы на секунду замирают, а далее быстрым скачком настигают жертву. При возникновении опасности моллюски залегают на дно и стараются плавниками засыпать себя песком. Каракатица – очень осторожный и пугливый моллюск.

2.2 Сальпа

Сальпы — плавающие (пелагические) морские животные. Имеют общие с асцидиямичерты строения, но отличаются способностью к реактивному движению. Тело внешне напоминает огурец или бочонок. Ротовой и клоакальный сифоны расположены на противоположных концах тела, окруженного тонкой, студенистой, полупрозрачной туникой[10].

Тело цилиндрическое, длина от нескольких миллиметров до 33 см, покрыто прозрачной туникой, сквозь которую просвечивают ленты кольцевых мышц и кишечник. На противоположных концах тела расположены отверстия сифонов ротового, ведущего в обширную глотку, и клоакального. Сердце на брюшной стороне. Кровеносная система незамкнутая. Нервная система надглоточный ганглий с отходящими от него нервами. Над ним светочувствительный орган. Сальпа при движении принимает воду через переднее отверстие, причем вода попадает в широкую полость, внутри которой по диагонали натянуты жабры. Как только животное сделает большой глоток воды, отверстие закрывается. Тогда продольные и поперечные мускулы сальпы сокращаются, все тело сжимается, и вода через заднее отверстие выталкивается наружу. Реакция вытекающей струи толкает сальпу вперед. 

2.3 Кальмар

Кальмары- отряд десятиногих головоногих моллюсков.

Наибольший интерес представляет реактивный двигатель кальмара. Кальмары достигли высшего совершенства в реактивной навигации. При медленном перемещении кальмар пользуется большим ромбовидным плавником, периодически изгибающимся. Для быстрого броска он использует реактивный двигатель. Животное засасывает воду внутрь мантийной полости, а затем резко выбрасывает струю воды через узкое сопло и с большой скоростью двигается толчками назад. Вот изогнул он конец воронки назад и скользит теперь головой вперед. Но когда нужно плыть быстро, воронка всегда торчит прямо между щупальцами, и кальмар мчится хвостом вперед. 

2.4 Флайинг-сквид

Прямых измерений, кажется, никто не производил, но об этом можно судить по скорости и дальности полета летающих кальмаров. И такие, оказывается, есть таланты в родне у спрутов! Лучший пилот среди моллюсков – кальмар стенотевтис. Английские моряки называют его – флайинг-сквид («летающий кальмар»). Это небольшое животное размером с селедку. Он преследует рыб с такой стремительностью, что нередко выскакивает из воды, стрелой проносясь над ее поверхностью. К этой уловке он прибегает и спасая свою жизнь от хищников – тунцов и макрелей. Развив в воде максимальную реактивную тягу, кальмар-пилот стартует в воздух и пролетает над волнами более пятидесяти метров. Апогей полета живой ракеты лежит так высоко над водой, что летающие кальмары нередко попадают на палубы океанских судов. Четыре-пять метров – не рекордная высота, на которую поднимаются в небо кальмары. Иногда они взлетают еще выше. Английский исследователь моллюсков доктор Рис описал в научной статье кальмара (длиной всего в 16 сантиметров), который, пролетев по воздуху изрядное расстояние, упал на мостик яхты, возвышавшийся над водой почти на семь метров. 

2.5 Осьминог

Осьмино́ги  — самый известный отряд головоногих моллюсков.

Осьминоги тоже умеют летать. Французский натуралист Жан Верани видел, как обычный осьминог разогнался в аквариуме и вдруг задом вперед неожиданно выскочил из воды. Описав в воздухе дугу длиной метров в пять, он плюхнулся обратно в аквариум. Набирая скорость для прыжка, осьминог двигался не только за счет реактивной тяги, но и греб щупальцами. Мешковатые осьминоги плавают, конечно, хуже кальмаров. Сотрудники Калифорнийского аквариума пытались сфотографировать осьминога, атакующего краба. Спрут бросался на добычу с такой быстротой, что на пленке, даже при съемке на самых больших скоростях, всегда оказывались смазки. Значит, бросок длился сотые доли секунды. Джозеф Сайнл, изучавший миграции спрутов, подсчитал: осьминог размером в полметра плывет по морю со средней скоростью около пятнадцати километров в час. Каждая струя воды, выброшенная из воронки, толкает его вперед на два – два с половиной метра. 

2.6 Личинка насекомого

Личи́нка — фаза жизненного цикла насекомых.

У насекомых с неполным превращением личинки внешне похожи на взрослых насекомых и отличаются от них меньшими размерами, отсутствием или зачаточными наружными половыми придатками и крыльями. У насекомых с полным превращением личинки обычно имеют червеобразную форму тела и только имаго обладают всеми особенностями, характерными для отряда

Существует способ перемещения в пространстве, когда отбрасываемая назад масса первоначально находится внутри движущегося тела. Прежде чем использовать этот принцип движения для надобностей техники, человек мог наблюдать его проявление в окружающей природе. Известно, например, что таким именно способом личинки стрекоз

Реактивное движение личинка использует главным образом в минуту опасности для того, чтобы быстро переместиться на другое место. Такой способ передвижения не предусматривает точного маневрирования и не пригоден для погони за добычей. Но личинки коромысел и не гоняются ни за кем - они предпочитают охоту из засады. Для этого у них имеется специальная очень сильная и быстрая хваталка, представляющая собой видоизмененную нижнюю губу, вооруженную двумя большими хватательными крючьями - такой нет ни у каких других насекомых. Задняя кишка личинки стрекозы, помимо своей основной функции, выполняет еще и роль органа движения. Вода заполняет заднюю кишку, затем с силой выбрасывается, и личинка перемещается по принципу реактивного движения на 6-8 см. Для дыхания нимфам также служит задняя кишка, которая как насос постоянно закачивает через анальное отверстие богатую кислородом воду. 

ГЛАВА 3. РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В МИРЕ РАСТЕНИЙ

Реактивное движение можно встретить и в мире растений. Например, созревшие плоды бешеного огурца при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки, а из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается клейкая жидкость с семенами. Бешеный огурец — это растение семейства тыквенных, представляющее собой вьющуюся травянистую тропическую лиану. Цветёт жёлтыми ароматными цветами по запаху напоминающий запах гардении. После цветения на стеблях образуются плоды — круглые, немного удлинённые оранжево-красного цвета. В это время растение очень привлекательное.

По мере созревания плоды начинают трескаться и выбрасывать семена далеко от себя (иногда до нескольких метров). Поэтому этому растению дали название — бешеный огурец. Самым популярным сортом такого огурца является момордика, в переводе с латинского языка этот огурец ещё и «кусается». Дело в том, что когда бешеный огурец растёт, то жжётся как крапива. Но при появлении плодов вся жгучесть исчезает.

Сам огурец при этом отлетает в противоположном направлении до 12 м. Зная закон сохранения импульса можно изменять собственную скорость перемещения в открытом пространстве. Если вы находитесь в лодке и у вас есть несколько тяжёлых камней, то бросая камни в определённую сторону вы будете двигаться в противоположном направлении. Тот же самый принцип использует бешенный огурец 

ГЛАВА 4. РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ТЕХНИКЕ

Инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом. В нем вода засасывается в камеру. А затем выбрасывается из нее через сопло; судно движется в сторону, противоположную направлению выброса струи. Вода засасывается при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя. 

Реактивный двигатель – это двигатель, преобразующий химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, при этом двигатель приобретает скорость в обратном направлении.Идея К.Э.Циолковского была осуществлена советскими учёными под руководством академика Сергея Павловича Королёва. Первый в истории искусственный спутник Земли с помощью ракеты был запущен в Советском Союзе 4 октября 1957 г.Принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтике. В космическом пространстве нет среды, с которой тело могло бы взаимодействовать и тем самым изменять направление и модуль своей скорости, поэтому для космических полетов могут быть использованы только реактивные летательные аппараты, т. е. ракеты.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Для того чтобы показать, как у меня получилось реактивное движение, мне понадобился таз с водой, воздушный шарик и трубочка.

Для начала я надувая шарик трубочкой, который обмотан скотчем. Затем шарик отпускаем в воду.

Вывод: Сжатый воздух выходит в бок создавая реактивную тягу!

Шарик крутится вокруг оси.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В наше время принцип реактивного движения широко применяется не только различными животными и растениями, но также в космонавтике и в авиации. В космическом пространстве отсутствует среда, которую тело могло бы использовать для взаимодействия, чтобы изменить модуль и направление своей скорости. Именно поэтому для полетов в безвоздушном пространстве можно использовать лишь ракеты. Сегодня активно используется реактивное движение в быту, природе и технике. Оно уже не является загадкой, как раньше. Однако человечество не должно останавливаться на достигнутом. Впереди новые горизонты. Хочется верить, что реактивное движение в природе и технике, кратко охарактеризованное в статье, вдохновит кого-то на новые открытия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ИЛИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. FB. [Электронный ресурс]: https://fb.ru/article/240941/fizika-reaktivnoe-dvijenie-v-prirode-i-v-tehnike (Дата обращения:19.01.2020)

2. Научно - популярный журнал Познавайка. [Электронный ресурс]: https://www.poznavayka.org/fizika/reaktivnoe-dvizhenie-v-prirode-i-tehnike/ (Дата обращения : 21.01.2020)

3.  Николай Сонин. Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс-2013г.

4. А. В. Перышкина. Физика. 7 класс-2015г.