Математика

Використання математичних знань при моделюванні ракет.

Мета: Застосувати знання з математики для створення та дослідження моделей ракет, формувати предметні та ключові компетентності учнів, розвивати логічне мислення, увагу, спостережливість, виховувати вміння співпрацювати з однокласниками, розширювати світогляд.
Google+ Pinterest LinkedIn Tumblr

ХІД ЗАНЯТТЯ

І. Організаційний етап
ІІ. Перевірка домашнього завдання
Перегляд створеної учнями презентації про числові характеристики та
відстані взаємного розташування планет сонячної системи.
ІІІ. Формулювання теми та мети заняття. Мотивація навчальної
діяльності
На минулому занятті ми досліджували космічні об’єкти, їхнє
розташування та розміри. Проте люди завжди мріяли не лише спостерігати, а й
побувати в космосі.
Сучасні космічні ракети є результатом більш ніж 2000 років винаходів,
експериментів та відкриттів. Ракети запустили космічний апарат на кожну
планету в Сонячній системі і навіть відправили людей на Місяць.
Міжнародна космічна станція являє собою найбільш складний
міжнародний науковий захід в історії. Це також найамбітніший будівельний
проект, який коли-небудь проводився в космосі. Шістнадцять міжнародних
партнерів, серед яких Сполучені Штати, Канада, Росія, Японія, Бразилія та
одинадцять країн Європейського космічного агентства, працюють разом,
ділячись ресурсами та досвідом, щоб побудувати цей орбітальний
дослідницький комплекс.
Станція шириною 108,5 метрів і довжиною 73 метри. Завершена станція
важить близько 419 455 кілограмів. Немає ракет-носіїв, здатних одночасно

носити об'єкт такого розміру в космос. Будівництво космічної станції
розпочалося у 1998 році. У 2000 році перший міжнародний екіпаж у кількості
трьох людей вирушив жити і працювати на борту станції. З цього часу її
відвідали понад 200 людей з 15 країн. Космічна станція дозволяє проводити
дослідження в середовищі мікрогравітації. Дослідження в галузі біології, хімії,
фізики, екології та медицини принесуть користь людям на Землі. Американські
та російські ракети-носії постачали окремі компоненти станції у космос.
ІV. Історична довідка
Архіт Таренський (428-347 р. до н.е.), давньогрецький філософ,
математик та астроном побудував перший пристрій, що працював за
принципом ракетного двигуна. Китайці розробили прості ракети вже в 13
столітті. Вони помістили порох у бамбукову трубку. Засвітившись, ця трубка
запускається, створюючи просту ракету. В 17 столітті Ісаак Ньютон намагався
пояснити, як працюють ракети. Костянтин Ціолковський (1857-1935р.)
вважається батьком космонавтики. У 1903році була опублікована його
найвідоміша робота «Дослідження світових просторів реактивними
пристроями», де він вперше довів, що апаратом, спроможним здійснити
космічний політ, є ракета. Український учений С.П.Корольов вважається
основоположником практичної космонавтики. Під його керівництвом було
запущено першу міжконтинентальну балістичну ракету, перший штучний
супутник Землі, перший політ людини в космос та вихід людини в космос.
V. Актуалізація опорних знань
1. Роздати учням малюнки ракет і попросити їх порівняти ракети за
розмірами та іншими характеристиками. Зробити необхідні вимірювання та
знайти співвідношення довжин ракет (рис. 2.1.). У скільки раз найдовша ракета
більша за найкоротшу (рис. 2.2.)?

2. Вам доручили розбити майданчик. Ви обрали дизайн, що відповідає
малюнку (рис. 2.3.). Зафарбована частина буде засіватись травою. Знайдіть
площу майданчика, яку потрібно засіяти травою, якщо малюнок зроблено на
стандартному аркуші в клітинку в масштабі 1:100.

VІ. Побудова та дослідження моделей ракет
Цікавість тим, що знаходиться за межами нашої рідної планети, призвела
до перших запусків ракети з Землі та організації багатьох розвідувальних місій.
Використовуючи звичайні матеріали (питні соломинки та папір), учні
проводитимуть дослідження, пов’язані з проектуванням ракети

Обладнання. Кожен учень потребує один олівець, одну питну
соломинку, вузький скоч, лінійку, вимірювальну стрічку; роздруковані
«Шаблон ракети» (рис. 2.4.), «Таблиця результатів вимірів» (таблиця 2.2.),
елементи схеми (рис. 2.5.), «Таблиця висновків вимірів» (рис. 2.6.), «Шаблон

застосування до нової ситуації» (рис. 2.7.), «Таблиця циклу інженерного
проектування» (таблиця 2.3.).

З’єднайте лінією відповідності між силою поштовху та дистанцією
автомобіля

Таблиця циклу інженерного проектування

1. Чи виникали у вас проблеми під час експериментів?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
2. Як ви намагались їх вирішувати?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
3. Які типи тестових запусків спрацювали найкраще?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Запропонована діяльність включає в себе п’ять етапів навчання:
участь, дослідження, пояснення, розробку та оцінювання.
Учні практикуватимуть та розвиватимуть навички 21-го століття,
такі, як творчість, співпраця, інформаційна грамотність, продуктивність,
інновації, лідерство тощо.
1. Оберіть ціль для ракет та позначте лінію на підлозі для встановлення
точки запуску.
2. Кожна ракета має унікальний дизайн, який залежить від її призначення,
але всі вони мають кілька важливих частин: корпус, хвостова частина та
носовий конус. Інженерний дизайн є важливим для досягнення потрібної
мети. Учні будуть моделювати кроки та тестувати отримані результати.

3. Показати зображення ракет та відео запусків.
https://youtube.com/watch?v=OnoNITE-CLc%3Frel%3D0%26amp%3Bautoplay%3D1
https://www.nasa.gov/centers/kennedy/launchingrockets/archives/elv_archive-
index-old-donotuse.html
4. Запитати учнів, що вони помітили про ракети та їхні запуски. Як вони
передбачають, чи зміниться відстань польоту ракети, якщо змінити силу
поштовху чи інші характеристики? Сформулювати гіпотезу.
5. Роздати учням роздруковані шаблони ракет. Запропонувати зробити
потрібні вимірювання та знайти площу розгортки.
Не розподіляйте соломинки, поки всі учні не закінчать свою ракету і не
будуть готові запускати. Використовуйте загорнуті соломинки в санітарних
цілях.
Переконайтесь, що учні знають, що несанкціонованих запусків робити
не можна!
Відлік часу можна зробити цікавішим, наприклад, 10, 9, 8, 7…
Якщо учні беруть свої ракети до дому, нагадайте їм правила поведінки в
транспорті та інших громадських місцях.
 Запропонувати написати свої імена або інші позначки на хвостовій
частині. Об’єднатись в пари для виготовлення моделей ракети.
 Акуратно вирізати прямокутник. Це буде тіло корпусу ракети. Обернути
прямокутник навколо олівця, закріпити так, щоб він утворював трубку.
 Акуратно вирізати два хвостових блоки і закріпити їх наприкінці
корпусу ракети симетрично один проти одного, щоб утворився
«бутерброд», залишаючи отвір відкритим та неушкодженим.
 Вигнути кожний трикутник на 90 градусів так , щоб він розташувався під
прямим кутом до свого сусіда. Якщо подивитись вздовж з кінця ракети,
утворюється знак «+».
 На загостреному кінці олівця закрутити верхню частину труби корпусу в
носовий конус.

 Видалити олівець і замінити його питною соломинкою. Потрібно подути
в соломинку для запуску ракети. Пам’ятайте про безпеку! Ніколи не
направляйте свою ракету на людину.
1. Зазначити, що для порівняння результату випробування, запуск
проводитиметься із-за тієї ж лінії за однаковими правилами. Запитати
учнів: «У чому різниця між цими ракетами і тими, які ми бачили,
дивлячись на фотографії і відео?» В ідеалі, учні мають зрозуміти, що це –
модель ракети, яку ми будемо використовувати для досліджень.
2. Учні будуть запускати ракети, вимірювати та записувати, на яку відстань
вони перемістились.
3. Після кожного випробування запитайте учнів, як сильно вони дули в
соломинку (аналог кількості палива в ракеті). Запишіть результат шляхом
обрання відповідної графи в табличці.
4. Учні мають зробити кілька випробувань та записати результати в
таблицю.
5. Запропонувати заповнити «Таблицю висновків вимірів» та «Шаблон
застосування до нової ситуації».
6. Розглянемо інші можливі змінні.
Запропонувати учням дослідити, як певні зміни впливають на схему
польоту ракети. Оберіть одну змінну, яку ви хочете протестувати. Зберіть дані
про свій експеримент, але пам’ятайте, що всі інші характеристики мають
залишатися незмінними при кожному запуску. Єдине, що може змінюватись, це
та змінна, яку ви обрали для тестування. Це може бути зміна довжини корпусу,
носового конуса, розміру ракети, форми та розміру хвостової частини, кута
запуску, додаткові навантаження тощо. Ця вправа допомагає підготувати учнів
до участі у повній моделі дослідження. Зробити необхідні виміри та заповнити
«Таблицю циклу інженерного проектування». Завершити свою діяльність,
склавши звіт, поділитися результатами з класом.
V. Підведення підсумків
VІ. Домашнє завдання. Написати твір про ракети. Можна зробити
ілюстрації.

Написати коментар