VI класс

Тема "Движение и силы". При изучении механического движения и понятия скорости целесообразно привести примеры возрастания скоростей транспортных машин с ростом технического прогресса: железнодорожных составов, автомобилей, мотоциклов, теплоходов, самолетов - и объяснить закономерность увеличения скоростей транспортных средств.

Все другие сравнительные данные о транспортных машинах (возрастание грузоподъемности, мощности и др.) рационально привести в конце курса VI класса, когда будут пройдены соответствующие темы. Эти данные можно оформить в виде таблицы; для повышения интереса желательно сопровождать сообщение таких данных показом рисунков внешнего вида транспортных машин разных лет производства, а также объяснением назначения отдельных узлов машин.

В теме "Механическое движение" при изучении понятия о траектории можно показать рисунки, на которых изображены траектории полета спутников и автоматических станций "Луна", "Венера", "Марс",- такие примеры вызывают интерес и позволяют попутно с изучением программного вопроса ознакомить учащихся с новой техникой, с научно-техническими достижениями нашей страны.

Развитие транспорта в десятой пятилетке характеризуется следующими цифрами: грузооборот всех видов транспорта увеличивается на 30%, внедряются непрерывные виды транспорта - конвейерный, трубопроводный, канатно-подвесной. За пятилетие железнодорожный транспорт получит 2,2 тыс. электровозов, 6,4 тыс. секций магистральных и 2,5 тыс. маневренных тепловозов, 386 тыс. грузовых и 16,6 тыс. пассажирских вагонов. Грузооборот морского транспорта возрастет примерно в 1,3 раза, речного - примерно на 22%, автомобильного - на 42%, пассажиро-оборот воздушного транспорта увеличится в 1,3 раза.

Для характеристики всех приведенных цифр могут быть использованы сравнения. Например, можно объяснить, что длина новых железнодорожных линий, которые построены в девятой пятилетке и будут построены в десятой, больше радиуса земного шара, а длина автомобильных дорог почти в 4 раза больше длины окружности земного шара по его экватору и примерно равна ²/₅ расстояния от Земли до Луны.

В теме "Давление газа" желательно остановиться на действии трубопроводов, применяемых для транспортировки газа. В этих трубопроводах газ под давлением, создаваемым насосами, перетекает к местам потребления. В десятой пятилетке диаметр труб, по которым течет газ, будет увеличен до 1420 мм и будут применяться рабочие давления не ниже 7,5*10⁶ Па, для чего строятся компрессорные станции с газоперекачивающими агрегатами мощностью до 25 тыс. кВт. Желательно использовать и другой интересный пример трубопроводного транспорта - пневмоконтейнерный. В этом виде транспорта капсула (контейнер) перемещается вдоль трубы под действием сжатого воздуха (рис. 5). Например, в опытной установке на Сычевском горно-обогатительном комбинате для транспортировки материалов (песка и гальки) применяется цилиндрический контейнер, который двигается по трубе диаметром 1200 мм за счет перепада давления воздуха всего в 2*10⁴ Па. На торцах цилиндра - два круга примерно того же диаметра, что и труба, снабженные колесами и герметизирующими уплотнениями. Для устойчивости контейнер поставлен на дополнительные колеса, которые катятся по рельсу, расположенному на дне трубы. Каждый контейнер вмещает груз массой 6,8 т (общая масса его вместе с грузом 10 т) и перевозит его на расстояние 3 км. Линия перевозок автоматизирована, и контейнеры двигаются в ней с интервалом в 1 мин.

Рис. 5

Этот вид транспорта экономически более выгоден, чем, например, автомобильный или железнодорожный; его эксплуатация требует меньшее количество обслуживающего персонала; при работе этот транспорт не загрязняет атмосферу.

Тема "Гидро- и аэростатика". В начале темы при повторении вопроса о механических свойствах жидкости и газа и изучении закона Паскаля уместно рассказать о трубопроводном способе транспортировки нефти и нефтепродуктов.

Трубопроводы имеют большую длину; например, учащиеся знают, что по трубопроводу "Дружба" советская нефть с берегов Волги поступает в социалистические страны Европы.

Передача давления жидкостями используется при прессовании материалов, штамповке деталей под давлением, волочении под давлением. При гидростатическом прессовании заготовка под давлением жидкости проталкивается в матрицу, принимает ее размеры и форму, а затем выходит наружу (рис. 6). Одно из преимуществ этого способа прессования заключается в том, что между заготовкой и стенками матрицы остается тончайший слой жидкости, отчего снижается общее усилие, необходимое для прессования, меньше изнашивается матрица, и изделие имеет хорошую поверхность. При этом значительно изменяются механические свойства металлов - уменьшается хрупкость, повышается прочность. Таковы же преимущества гидроштамповки. Гидропрессование или гидроштамповка позволяет получать изделия из трудно-деформируемых материалов: молибдена, вольфрама и др. Из этих материалов изготовляют изделия сложной формы, проволоку диаметром до 15 мкм, трубки со стенками толщиной всего в несколько десятых долей микрометра. Для этого нужно создать большое давление, в 6-8 раз большее, чем давление в стволе артиллерийского орудия в момент выстрела, и поддерживать его длительное время, обеспечивая при этом безопасность людей, работающих с прессом. Все эти задачи решены советскими учеными.

Рис. 6. Схема штамповки гидростатическим прессом: 1 - поршень; 2 - контейнер; 3 - рабочая жидкость; 4 - штампуемое изделие; 5 - штамп; 6 - опоры; 7 - наковальня; 8 - выталкиватель

Если в 50-х годах в цилиндрах самых мощных гидравлических, прессов создавалось давление 10⁸ Па, то в восьмой и девятой пятилетках были созданы прессы, развивающие давление в 2,5*10⁹ Па. К концу девятой пятилетки были созданы прессы, развивающие силу до 120 млн. Н, позволяющие обрабатывать изделия диаметром до 0,5 м и длиной до 3 м из труднодеформируемых материалов.

Вторая важная область техники, связанная с изучением гидростатики,- водный транспорт.

В материалах XXV съезда КПСС указано, что дальнейшее развитие в десятой пятилетке получит морской и речной транспорт. После изучения темы "Плавание тел" шестиклассники смогут сами объяснить приведенные здесь технические термины, ответить на вопросы: какая особенность конструкции будет отличать теплоходы повышенной грузоподъемности от других теплоходов и мелкотоннажных судов, что нужно предусмотреть при постройке судов смешанного плавания "река - море"? Можно спросить у ребят, изменится ли выталкивающая сила при переходе судна из пресной воды в морскую и обратно.

Полезно рассмотреть принцип действия устройства, помогающего подводным лодкам быстро погружаться и всплывать на поверхность воды. Кроме того, учащиеся могут определить, на какое давление должен быть рассчитан корпус лодки при погружении на разные глубины.

Советский морской флот по числу кораблей вышел в девятой пятилетке на второе место в мире. В последнее десятилетие увеличились размеры судов, особенно нефтеналивных. В девятой пятилетке построен первый советский супертанкер для перевозки нефти - "Крым". Полная грузоподъемность этого корабля равна 150 000 т, длина его почти 300 м, ширина - 46 м, скорость - 17 узлов (1 узел = 1,852 км/ч). Построен крупнейший в мире океанский транспортный рефрижератор "50 лет СССР" водоизмещением около 20 000 т, развивающий скорость до 19 узлов. Покорил Северный полюс крупнейший атомный ледокол "Арктика" водоизмещением 23 460 т, имеющий максимальную скорость 21 узел.

Атомный ледокол 'Арктика'

Крупнейшей в мире является и рыбопромысловая плавучая база "Восток", построенная в Ленинграде.

Примером технического использования выталкивающей силы может служить устройство плавучих буровых установок, которые применяются в тех случаях, когда нужно извлечь нефть из слоя, находящегося под морским дном. Плавучая буровая установка представляет собой целый плавучий город: в ее трюмах содержатся запасы топлива, материалов, продовольствия, питьевой воды, буровая установка обеспечивает себя электроэнергией.

Привлекая знания учащихся по теме "Трение", можно в этом месте курса рассмотреть устройство одного из прогрессивных видов водного транспорта - судов на подводных крыльях (конечно, ограничив пояснения уровнем знаний учащихся VI класса).

Тема "Работа и мощность. Энергия". В этой теме полезно сообщить учащимся данные о числе выпускаемых транспортных машин, их скорости, грузоподъемности, мощности (см. табл. 8, 9, 10, 12 приложения).

При изучении рычага желательно рассмотреть устройство башенного подъемного крана со стрелой. Количественные расчеты (определение грузоподъемности, высоты подъема груза) при этом, как правило, не производят, так как они сложны, требуют применения правила моментов более чем для двух сил. Можно лишь здесь обосновать необходимость применения противовеса и способы увеличения устойчивости крана.

Ребятам интересно будет узнать, что в СССР построен уникальный кран БК-300 грузоподъемностью 250 т и высотой 100 м.