close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Задания 1 конкурса «Ступени творчества и изобретательства» 2009 г. 6-9 кл
1. «История изобретений «От водяного колеса до гидротурбины»
Чем вызвана для человека необходимость изобретения турбины? Перечислите основные
этапы и изобретения на пути усовершенствования гидротурбины. Какие изобретатели
внесли наибольший вклад в повышение эффективности работы гидротурбины?
Ответ:
В древности и средневековье водяные двигатели широко использовали в самых
разных отраслях производства, где с их помощью приводили в движение молоты,
воздуходувные мехи, насосы, ткацкие машины и другие механизмы. Впервые
человек получил в свое распоряжение надежный, универсальный и очень простой в
своем изготовлении двигатель.
В 1750 году венгр Сегнер, работавший в Геттингенском университете, выдвинул
совершенно новую идею водяного двигателя, в котором наряду с напором и весом
использовалась еще и сила реакции, создаваемая потоком воды.
Великий немецкий математик Эйлер одним из первых откликнулся, посвятив исследованию колеса Сегнера несколько своих работ прежде всего, Эйлер указал на
недостатки в конструкции Сегнера, отметив при этом, что невысокий КПД колеса
был следствием нерациональных потерь энергии. Значительные потери происходили, прежде всего, при входе воды в колесо из-за резкого изменения направления и
скорости течения воды (энергия здесь расходовалась на удар). Но их можно было
уменьшить, если подводить воду к колесу в направлении вращения со скоростью
этого вращения.
Интерес к водным турбинам в первой четверти XIX века возродили работы
французского математика Понселе, который предложил особый вид подливных
колес новой конструкции. КПД колеса Понселе достигало 70%, что было совершенно
недостижимо для других типов водяных двигателей. Секрет успеха заключался в
том, что лопаткам колеса была придана особая полукруглая форма.
Впервые направляющий аппарат к водяному колесу применил профессор Бюрден в
1827 году. Он же первый назвал свою машину турбиной (от латинского turbo —
быстрое вращение), после чего это определение вошло в обиход. В 1832 году первую
практически применимую гидротурбину создал французский инженер Фурнейрон.
КПД турбины Фурнейрона достигал 80%.
В 1884 году американский инженер Пельтон значительно усовершенствовал
струйную турбину. При сильном напоре колесо Пельтона вращалось с огромной
скоростью, делая до 1000 оборотов в минуту. КПД турбины Пельтона был очень
высок и приближался к 85%, поэтому она и получила широчайшее распространение.
2. «Нарушение равновесия»
Разработайте схему некоторого механического устройства имеющего возможность
удерживать равновесие, без внешней помощи. В данном устройстве предусмотрите
условия возможного вывода его из состояния равновесия, путем некоторого
процесса, минуя какое либо механическое действие.
Ответ: «Нарушение равновесия» возможна система напоминающая качели или
весы. Немеханические процессы, которые могут привести к нарушению равновесия
могут быть следующие: плавление льда или свечи, удлинение при нагревании
металла и в связи с этим изменяется вращательный момент.
3. «Рекламе верить?»
Реклама гласит: «После нашего шампуня волосы становятся крепче в 2,5 раза». Что это
может означать? Каким путём это проверить? Опишите результат Вашего опыта.
Ответ«Рекламе верить?»:
Крепость волоса можно измерять предельной нагрузкой, которую на него можно
Задания 1 конкурса «Ступени творчества и изобретательства» 2009 г. 6-9 кл
подвесить до того пока волос порвется. Если реклама не обманывает, то после мытья
предлагаемым шампунем, волос должен выдержать нагрузку в 2,5 раза большую чем, до
мытья.
4. «Зебра» или «волна»?
Одну из площадей города превратили в детский городок, но прекратить автомобильное
движение по прилегающей к площади улице не было возможности. Встала проблема: как
заставить абсолютно всех водителей проезжать этот участок с малой скоростью?
Обсуждались две идеи: нанести на весь участок пешеходную «зебру» или сделать эту
часть дороги волнистой. Первое решение было дешевым, но малоэффективным, второе —
дорогим, но надежным. Хотелось бы, естественно, чтобы достоинства идей сочетались, а
недостатки исчезли. Ваше предложение?
Ответ «Зебра» или «волна»?: Так было разрешено противоречие, содержащееся в задаче.
На обычной дороге нарисована «зебра» такой, какой бы она виделась на волнистой
дороге. У водителей четко срабатывает рефлекс: они сбавляют скорость, прежде чем
успевают разобраться, что это обман зрения, а не волнистая дорога.
5. «Золушка и зерно»
Стоит кадушка у крылечка, а в ней лежат фасоль и гречка. Всё это надо разделить. "Что
делать: думать? слезы лить? Позвать на помощь птиц, мышей? Прогонит мачеха взашей (Они б,
конечно, перебрали, но половину потаскали). А мачехины две дочурки, наверно, прыгают в
мазурке... Мазурку я люблю вдвойне! А танцевать-то с кем же мне? Где взять красавцамолодца? Зато... кадушка у крыльца!" И Золушка, таким манером, назвав кадушку кавалером,
в миг с кавалером-самозванцем запрыгала в веселом танце! Но вот она остановилась и
"кавалеру" поклонилась: "Мазурку эту не забуду! И Вам спаси... но что за чудо? Похоже, я
сошла с ума, крупа... перебралась... САМА! Пока я с Вами танцевала, всей гречки попросту не
стало!
Что произошло с зерном в кадушке, пока Золушка танцевала?
Ответ «Золушка и зерно»: Пока Золушка прыгала в веселом танце, мелкие крупинку
гречки опустились на дно. Так как фасоль более крупная, то между зернами фасоли
имеются пустые места, куда и попадала гречка во время подпрыгивания.
6. «Автоматическое отключение газа»
Рассмотрите представленную на рисунке
схему для автоматического отключения
газовой плиты. Объясните, как эта схема
работает? Оцените на сколько реально
можно использовать придуманный
способ? Почему?
Задания 1 конкурса «Ступени творчества и изобретательства» 2009 г. 6-9 кл
7. «Подкормить рыбку»
Рассмотрите рисунок с установкой для автоматической
подкормки рыбок в аквариуме. Опишите, как она
работает?
8. «Фантастический объект»
Придумайте объект или явление, которые не могут существовать в реальной жизни.
9. «Моя задача»
Предложите свою задачу для конкурса. Сформулируйте ее условие и подробное решение.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа