Исследовательский проект по географии: А все-таки она вертится…!

Муниципальное казённое образовательное учреждение
« Средняя общеобразовательная школа № 4
городского округа – город Нововоронеж»


Исследовательский проект

Тема:
“А всё-таки она вертится!”



Над проектом работали:

ученики 6 «А», «Б», «В» классов

Координатор:
учитель географии
Ковалёва Галина Валентиновна



2013-2014 учебный год



Содержание
Актуальность:
О том, что форма у нашей планеты шарообразная, люди узнали не сразу. Давайте плавно перенесёмся в древние-древние времена, когда люди считали, что Земля плоская, и попробуем вместе с древними мыслителями, философами и путешественниками прийти к идее шарообразности Земли, и с помощью наших экспериментов докажем шарообразность Земли.

Цель: доказать, что Земля не плоская, а имеет форму шара

Задачи:
1.Собрать доказательства шарообразности Земли.
2.Выяснить истинную форму Земли.
3. Провести эксперименты (опыты) в пользу шарообразности Земли.
4.Сделать вывод по результатам исследования.

Объект изучения: планета, на которой мы живем, планета Земля.

Методы:
1. Анализ литературных источников.2. Сравнительно – описательный.3. Эксперименты.

Оборудование: прибор для демонстрации центробежной силы, воронка, стеклянный сосуд для воды, модель теллурий, фотоаппарат.

1.Введение.

Каждый человек знает, что планета, на которой мы живем, имеет форму шара. Земля – шар. Так ли это на самом деле?
Правильное представление о Земле и ее форме сложилось у разных народов не сразу и не в одно время. Однако, где именно, когда, у какого народа оно было наиболее правильным, установить трудно. Уж очень мало сохранилось об этом достоверных древних документов и материальных памятников.

2. Основная часть.

1.Как представляли Землю древние
- На Руси считали, что Земля плоская и держится на трех китах, которые плавают и безбрежном всемирном океане.
- Древние греки представляли Землю как выпуклый диск. Сушу со всех сторон омывает река Океан. Над Землей раскинулся медный небосвод, по которому движется Солнце.
- Египтяне считали, что Земля – это лежащий бог, из тела которого растут деревья и цветы, а небо – это наклонившаяся богиня, звёзды – драгоценности на её платье.
- Древние индейцы считали, что Земля - это полушарие, которую держат четыре слона, стоящие на огромной черепахе.

2. Доказательства шарообразности Земли учеными
Великий математик Пифагор 580 – 500 г.до нашей эры. Предположил первым, что Земля круглая, имеет форму шара.
Древнегреческий математик, астроном и географ Эрастофен Киренский
(около 276-194 гг. до н.э.) с удивительной точностью определил размеры земного шара, тем самым доказал, что Земля имеет форму шара. Вклад Эратосфена, состоит в измерении длины земного меридиана. Краткое изложение этой работы известно нам по трактату Клеомеда «О круговращении небесного свода».
Аристотель 384 – 322 г.до нашей эры. Подтвердил шарообразность Земли, в центре которой находится Земля и вокруг нее обращаются Солнце и планеты.
Аристотеля потребовалось немалое мужество. Он не раз наблюдал, лунные затмения и понял, что огромная тень, закрывающая Луну, - это тень Земли, которую отбрасывает наша планета, когда оказывается между Солнцем и Луной. Аристотель обратил внимание, на одну странность: сколько бы раз и в какое время он бы ни наблюдал лунное затмение, тень Земли - всегда круглая. Но только у одной фигуры тень всегда круглая - у шара.
Аристотель предоставил еще одно доказательство шарообразности Земли. Когда стоишь на берегу океана или моря и наблюдаешь за кораблём, уходящим за горизонт. Заметь, что сначала за горизонтом скрывается корпус корабля, потом постепенно паруса и мачты. Если бы Земля была плоская, мы видели бы весь корабль целиком до тех пор, пока он не превратился бы в точку и затем исчез вдали.
При подъеме вверх увеличивается кругозор. На ровной поверхности человек видит вокруг себя на 4 км, на высоте 20 м уже 16 км, с высоты 100 м кругозор расширяется на 36 км. На высоте 327 км можно наблюдать пространство диаметром 4000 км. 
Вывод:
Взбираясь на высокие места (ими могут быть даже крыши домов), можно заметить, что горизонт как бы расширяется. Расширение горизонта- одно из доказательств выпуклости земной поверхности: если бы Земля была плоской, этого бы не наблюдалось бы.
Николай Коперник 1473 -1543г.  также внёс свой вклад в доказательство шарообразности Земли. Поставил Солнце в центре Солнечной системы и заставил Землю обращаться вокруг него.
Еще он установил, что продвигаясь на юг, путешественники видят, что в южной стороне неба звезды поднимаются над горизонтом пропорционально пройденному пути, и над Землей появляются новые звезды, которые раньше не были видны. А в северной стороне неба, наоборот, звезды спускаются вниз к горизонту и потом совсем исчезают за ним.
Галилео Галилей 1548 – 1600г.
«А всё-таки она вертится!»   крылатая фраза, которую якобы произнёс в 1633 году известный астроном, философ и физик Галилео Галилей, будучи вынужденным отречься перед инквизицией от своего убеждения в том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот.
“А все - таки она вертится!” – скажем, мы в начале ХХI го века имея ввиду любую звезду во вселенной. Нет на бескрайних просторах космического пространства не вращающихся вокруг своей оси звезд. Нет и не было никогда! О чём речь? О звездах и о Солнце. Современными наблюдениями доказано, что формирующееся облако межзвездного газа и пыли, собственно протозвезда, вращается. Сжимаясь под действием сил гравитации, вещество внутри протозвезды продолжает свое вращение вокруг своей оси, проходящей через центр массы будущей звезды. Уменьшение объёма протозвезды при  возникшем увеличении частоты вращения облака.  По закону Ньютона, если на тело действует сила, то оно движется с ускорением.  Именно гравитационная сила сжатия протозвезды приводит все большему увеличению частоты вращения вещества, составляющего это облако!
Постепенно представления о Земле стали основываться не на умозрительном толковании отдельных явлений, а на точных расчетах и измерениях. Экваториальный радиус Земли равен 6378 км, полярный – 6357 км. Разница выходит в 20 километров. Выходит, что Земля на самом деле не шар, а шар, приплюснутый у полюсов. Это все объясняется движением Земли вокруг своей оси.
Из шарообразности земли вытекают два важных последствия для процессов, совершающихся на ней.
От шарообразности земли зависит угол, под которым солнечные лучи падают на земную поверхность, а следовательно, и количество приносимой ими энергии.

3.Доказательства шарообразности Земли учеными и путешественниками
Кругосветные путешествия начинаются в первой половине XVI в. Первое из них совершено (151922) Магелланом, точнее говоря, командовал экспедицией, совершившей первое известное кругосветное путешествие. Магеллан был убит в пути.
После него многие совершали кругосветные путешествия. Относительно недавно, в июне 2005 года российский путешественник Федор Конюхов за 189 дней совершил одиночное кругосветное плавание.

4. Наши эксперименты Доказательство первое (опыт №1)
Теллурий (Модель Солнце-Земля-Луна)
«Движение небесных тел»
При вращении этого прибора, ясно видно и шарообразность Земли и ее вращение вокруг Солнца. Можно наблюдать освещенность планеты и смены
времен года.
Суточное вращение Земли  вращение Земли вокруг своей оси с периодом в одни сутки. Полный оборот Земля делает за 23 часа 57 минут 6 секунд.
С нашей стороны - на Земле - мы наблюдаем движение неба, Солнца, планет и звёзд. Небо вращается с востока на запад, поэтому Солнце и планеты восходят на востоке и заходят на западе. Главным небесным телом для нас, разумеется, является Солнце. Вращение Земли вокруг своей оси приводит к тому, что Солнце поднимается над горизонтом каждый день и опускается за него каждую ночь. Собственно, это и является причиной того, что день и ночь сменяют друг друга. Большое значение для нашей планеты имеет ещё и Луна. Луна светит отражённым от Солнца светом, так что от неё не может зависеть смена дня и ночи, однако, Луна - очень массивный небесный объект, поэтому она способна притягивать к себе жидкую оболочку Земли - гидросферу, слегка деформируя её. По космическим меркам, притяжение это ничтожное, а по нашим меркам - достаточно ощутимое.
Дважды в сутки мы наблюдаем прилив и дважды в сутки - отлив. Приливы наблюдаются на той части планеты, над которой находится Луна, а также - на противоположной от неё. Луна делает полный оборот вокруг Земли за месяц (отсюда и название неполной луны на небе), за это же время и делает полный оборот вокруг своей оси, поэтому мы всегда видим только одну сторону Луны. Как знать, если бы Луна вращалась на нашем небе, возможно, люди бы догадались и о вращении своей планеты гораздо раньше.Выводы: вращение Земли вокруг своей оси приводит к смене дня и ночи, возникновению приливов и отливов.
Доказательство второе (опыт №2)
Взяли прибор, который демонстрирует центробежную силу. При вращении этого прибора, цилиндры, находящиеся в центре, смешаются к краю стержня, благодаря возникновению этой силы.
Вращение Земли вокруг своей оси заставляет её сплющиваться у полюсов так , что все точки на экваторе находятся на 21 км дальше от центра, чем на полюсах.
Изучении формы Земли показало, что Земля сжата не только вдоль оси вращения.
На ней есть возвышенности, горные хребты, долины, впадины морей и океанов, Поэтому ученые принимают за земную поверхность уровень океана. Этот же уровень океанов можно мысленно продолжить на материки, если прорезать все материки таким глубокими каналами, что все океаны и моря соединились бы между собой. Уровень в этих каналах был принят за поверхность Земли. Эту истинную форму Земли назвали ГЕОИД (гео-Земля, ид-форма).
Вывод: При вращении Земли вещество сплющивается у полюсов. И чем быстрее вращается прибор, тем быстрее происходит смещение цилиндров, а значит быстрее происходит сплющивание сферического тела, а тела, находившиеся по соседству отталкиваются.
Доказательство третье (опыт №3)
Сделали вечером в комнате такой опыт. В ночь затмения понаблюдали за Луной. Увидели, как тень Земли падает на Луну. Взяли мяч и лампу.
Мяч изображает Луну, голова - Землю, а лампа, поставленная поодаль, - Солнце. Держа мяч в вытянутой руке, двигая его вокруг себя, мы увидели, как видна нам освещенная часть мяча. Так же будет видна Луна с Земли, вокруг которой Луна обращается. Звезды на ночном небе, расположенные в южном полушарии, не видны в северном полушарии.
Доказательство четвертое(опыт №4)
Для начала смешаем спирт с водой, так чтобы плотность смеси равнялось плотности растительного масла. Соотношение смеси: 25 мл спирта, 10мл воды.
Наливаем смесь в сосуд и капаем масло, капля превращается в шар. Для шара созданы условия невесомости. Осторожно вращаем жидкость и видим как шар сплющивается.
Сплюснутость Земли у полюсов. Сплюснутость Земли у полюсов вызвана центробежной силой, которая возникает только в результате вращения.
Смена дня и ночи.
Вывод: Сплюснутость Земли является следствием ее вращения.
Доказательство пятое (опыт №5)
Мы провели опыт, который доказывает, что планета Земля вращается вокруг своей оси и имеет два магнитных поля. На нашем фото мы видим, что вода стекает по часовой стрелке, так как мы находимся в северном полушарии. В южном полушарии вода будет стекать против часовой стрелки. На экваторе при сливе вода вращаться не будет.
Все тела, движущиеся по горизонтали, отклоняются в северном полушарии вправо, в южном влево относительно наблюдателя, смотрящего в сторону движения. Отклоняющая сила вращения Земли проявляется во многих процессах: изменяет направление воздушных масс, морских течений при их движении. По этой причине происходит подмыв правых берегов у рек в северном полушарии Земли и левых в южном.
 Вывод:
Земля вращается с запад на восток , поэтому возникает сила которая отклоняет все тела, а значит и воду.
Доказательство шестое (опыт №6)
Звёздный зал, вмещающий 450 зрителей, оборудован куполообразным экраном и большим аппаратом «[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]», изготовленным в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. На аппарате размещено 99 проекторов, с помощью которых одновременно можно увидеть более 6 тыс. звёзд и планет.
Проекционный аппарат обладает разнообразными техническими возможностями. С его помощью можно наблюдать движение [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], вид звёздного неба с любой точки [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в различный момент времени, а также такие природные явления, как восход и заход Солнца, полярное сияние, полёты комет и метеоров. Возможность имитировать полёты в космическом пространстве позволяет зрителям наблюдать звёздное небо с поверхности Луны или какой-либо планеты, например, оказаться вблизи Юпитера, или увидеть Солнечную систему со стороны. С помощью специального прибора, трансфокатора, зрители также могут наблюдать созвездия с различной степенью приближения.
Маятник Фуко представляет собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верхний конец которой укреплён (например, с помощью карданного шарнира) так, что позволяет маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Наблюдатель, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, будет видеть, что плоскость качаний маятника медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли
Таким образом подтверждается факт суточного вращения Земли. На Северном или Южном полюсе плоскость качаний маятника Фуко совершит поворот на 360° за звездные сутки. 

3. Заключение.
Вывод по проекту.
Доказательство  шарообразности базируется на утверждении, что все небесные тела нашей солнечной системы имеют шарообразную форму и Земля в этом случае не исключение.
А фотодоказательства  шарообразности стали возможны после запуска первых спутников, сделавших фотографии Земли со всех сторон. И, конечно же, первый человек, увидевший всю Землю целиком - Юрий Алексеевич Гагарин
12.04.1961 года.
«Облетев Землю в корабле – спутнике,
я увидел, как прекрасна наша планета.
Люди, будем хранить и приумножать эту красоту, а не разрушать её».
И в заключении хочется сказать: « Пусть будет мир на всей планете!»

Список литературы и использованных источников информации

1.Чудеса со всего света. М., Изд. « Просвещение», 1995 , 224 с
2.Безруков А.М. Занимательная география –М.: Дрофа, 2005 г.-320 с
3.Земля и все о Земле [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
4.Бычков А. В. Метод проектов в современной школе. – М., 2000.
5.В.Крылова “Проектная деятельность учащихся по географии” “География” Приложение к 1 сентября №22, 2007 г.
6..Павлова Н.О. “Научно-исследовательская деятельность учащихся общеобразовательной школы” Фестиваль "Открытый урок"2006/2007





 
Как плоская истёртая монета,На трёх китах покоилась планета.И жгли учёных-умников в кострах -Тех, что твердили: "Дело не в китах".Н.Олев

Доказательства шарообразности Земли.
1.     При восходе Солнца его лучи освящают сначала облака и другие высокие предметы, тот же процесс наблюдается и во время заката.
2.     На ровной открытой поверхности или на берегу моря, удаляющиеся от наблюдателя предметы постепенно скрываются за линией горизонта.
3.     При подъеме вверх увеличивается кругозор. На ровной поверхности человек видит вокруг себя на 4 км, на высоте 20 м уже 16 км, с высоты 100 м кругозор расширяется на 36 км. На высоте 327 км можно наблюдать пространство диаметром 4000 км.
4.     Все небесные тела нашей солнечной системы имеют шарообразную форму и Земля в этом случае не исключение.
5.     Фотоснимки Земли из космоса. 
-изменение высоты Полярной звезды при перемене широты места наблюдения -удаление горизонта по мере подъёма вверх 

Из шарообразности земли вытекают важные последствия для процессов, совершающихся на ней: 1) от шарообразности земли зависит угол, под которым солнечные лучи падают на земную поверхность, а следовательно, и количество приносимой ими энергии; 2) все явления и движения по обе стороны экватора имеют обратное значение: не только новые созвездия появляются по ту сторону экватора, но и координальные точки иные. В южном полушарии не юг, а север является страной тепла и света. 
«От плоской Земли к земному шару»
http://pochemutak.ru/md/mod/lib/view/333 - Электронная энциклопедия для всей семьи (Представления древних о Земле);http://shcool.narod.ru/proekt/infor/model/1.htm - Какой формы Земля?http://zemlja.clow.ru/texts/1110.htm - Электронная энциклопедия (Представления древних о Земле);http://zemlja.clow.ru/texts/2810.htm - Электронная энциклопедия (Первое кругосветное плавание);http://elementy.ru/news/430677 - схема лунного затмения.

 ПОИСК СПОСОБОВ ИЗУЧЕНИЯ ФОРМЫ ЗЕМЛИЧтобы на практике проверить выдвинутую нами гипотезу, мы решили обобщить полученные сведения и провести ряд опытов.Изучив научную и справочную литературу, мы пришли к выводу, что первым доказательством шарообразности Земли являются кругосветные путешествия.В эпоху Великих географических открытий представления людей о планете расширились. Христофор Колумб доплыл до берегов Америки. Первое кругосветное путешествие было совершено отважными мореходами под командованием Магеллана. 20 сентября 1519 года флотилия Магеллана в составе 5 кораблей с экипажем 265 человек вышла из устья Гвадалквивира. И лишь один корабль возвратился 6 сентября 1522 года в Испанию. Большая часть команды и сам Магеллан погибли во время путешествия. Представляем вашему вниманию карту маршрута плавания Магеллана.Вывод: Земля имеет форму шара, о чём свидетельствуют кругосветные путешествия.Следующим способом изучения формы Земли является вид лунного затмения. Еще Аристотель высказал мысль о том, что темное пятно на лунном боку – это просто тень, которую отбрасывает Земля, когда становится между Луной и Солнцем.Мы провели ряд опытов. Взяли шайбу, кубик и мяч. Установили настольную лампу так, чтобы тени от предметов отображались на стене. Поочередно подносили предметы к получившемуся экрану. Результаты опыта:От шайбы в одном положении тень круглая, а в другом – тоненькая, как прутик. Тень от кубика как темный квадрат, куда ни поверни. И только тень от мяча всегда была круглой, как не верти. Вывод: Земля имеет форму шара, так как тень, отбрасываемая Землей на Луну во время лунного затмения всегда круглая, а это возможно только в случае шарообразности Земли.Еще один способ доказательства формы Земли: корабль, уходящий за горизонт. В давние времена люди заметили, что сначала из-за горизонта появляются верхушки парусов, затем паруса становятся видны полностью, и наконец, в поле зрения появляется нижняя часть палубы.Мы вновь провели ряд опытов. Изготовили модель корабля и поместили его на разные макеты: на плоский диск, на куб, и на шар. Затем стали передвигать корабль и наблюдать, как виден уплывающий корабль на каждом макете.Результаты опыта:На плоском диске корабль оставался весь в поле зрения – от корпуса до паруса.На кубе корабль сначала был виден полностью, затем резко исчезал из поля зрения.На шаре корабль удалялся постепенно: сначала исчезал корпус, затем нижняя часть паруса, потом и весь парус.Вывод: Земля имеет форму шара, так как вид уплывающего за горизонт корабля свидетельствует об этом.ЗАКЛЮЧЕНИЕДля того, чтобы найти доказательства того, что Земля имеет форму шара, как оказалось, необязательно пользоваться космической техникой, мощными телескопами и проводить дорогостоящие исследования. В некоторых случаях достаточно умело обобщить полученные в результате долгих поисков сведения, провести элементарные наблюдения, опыты и сделать правильные выводы.Ценность данной работы заключается в том, что выявлены три способа изучения формы Земли: 
кругосветные путешествия, 
вид лунного затмения 
и вид уходящего за горизонт корабля. 
В результате проведенного исследования, мы пришли к выводу, что Земля напоминает шар. Ученые уточняют, что этот шар немного сплюснутый с полюсов, с многочисленными неровностями поверхности.