Секреты гвоздика

СЕКРЕТЫ ГВОЗДИКА

Автор: ,

4- В класс, МОУ ООШ № 000,

ЗАТО Александровск

Научный руководитель:

,

учитель начальных классов

МОУ ООШ № 000,

ЗАТО Александровск

ЗАТО АЛЕКСАНДРОВСК

2010

ОГЛАВЛЕНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ………………………………………

2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

2.1.Этапы проведения исследования ………………………………

2.2. Анализ и сравнение ……………………………………………

2.3. Экспериментальная часть работы ……………………………

2.4. Практическое использование результатов ……………………

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………

ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………

3

4-5

5

5-6

6-8

8-12

12

13

13

1-8

ВВЕДЕНИЕ

Казалось бы, чего проще забить гвоздь?! И нужно-то всего ничего: молоток, гвоздь, дерево и руки. Но доска почему-то раскалывается, гвозди гнутся, а пальцы травмируются. А может быть, их просто надо уметь забивать? На эти и другие вопросы мне бы хотелось найти ответ, а так же раскрыть секреты этого, обычного на первый взгляд, предмета.

Актуальность работы заключается в том, что каждый ребёнок может почувствовать себя исследователем, овладевшим искусством эксперимента превратив свою квартиру, в домашнюю лабораторию.

Цель исследования: выяснить, какие опыты можно провести, используя самый обычный предмет - гвоздь

Объект исследования: гвоздь.

Предмет исследования: свойства гвоздей.

База исследования: учащиеся, их родители.

При проведении исследования мною были выдвинуты гипотезы:

1. предположим, что гвоздь - это не только крепёжное изделие, но и предмет, который может участвовать в экспериментах;

2. допустим, что все гвозди деревянные;

3. возможно, этот предмет приносит некоторую пользу.

Задачи исследования:

1. узнать, когда появились первые гвозди;

2. выяснить технологию их производства;

3. узнать основные виды и типы гвоздей в зависимости от предназначения ;

4. выявить отношение окружающих к данному предмету;

5. разработать памятку «Некоторые хитрости при работе с гвоздями»;

6. описать значение данного предмета для окружающих;

Методы исследования:

1. подумал сам;

2. спросил у родственников, у друзей:

3. изучил научную литературу;

4. обратился к компьютеру, Интернету

5. провёл анкетирование;

6. эмпирические (физический эксперимент, наблюдение, сравнение)

Новизна данного исследования состоит в разработке подходов изучения данной темы в рамках образовательной программы интегрированного курса «Окружающий мир», автор

Практическая значимость состоит в возможности применения данных материалов в ходе проведения уроков, внеклассных мероприятий, классных часов с учащимися начальной школы.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Казалось бы, что может быть проще гвоздей? Однако и у них есть своя история. О гвоздях рассказывали легенды, о них складывали стихи и песни. С незапамятных времен гвозди используются человечеством.

Гвоздь — простейший крепежный материал — известен с древних времен. Обычно гвозди используют для того, чтобы скреплять друг с другом куски дерева или прибивать к дереву другие материалы. Гвозди вбиваются молотком в нужное место и удерживаются в дереве силами трения.

Раскопки Древней Месопотамии, расположен­ной между реками Тигр и Евфрат в Западной Азии, обнаружили обостренные стержни из обожженной глины, по форме очень похожие на желуди. Это были первые гвоздики, которые дошли до нас из IVтысячелетия до новой эры. Как вы думаете, зачем нужны были глиняные гвоздики, если стены своих домов жители Месопо­тамии обмазывали глиной, а дворцы и храмы стро­или из кирпича? Оказывается, каждый правитель, стремясь оставить по себе добрую память для бу­дущих поколений, в каждом сооруженном по его приказу дворце или храме обязательно оставлял своеобразные записи. Вот здесь и понадобились гвоздики из глины. На головке гвоздика ставили условный знак (штамп) правителя. Гвоздики выжи­гали и вонзали в стену под глиняный слой.

В руинах шумерского города Еридубыли най­дены гвоздики другой формы: тоже из выжженной глины, но с загнутым верхним концом. Считают, что на таких гвоздиках-крючках жители вешали плетенные камышовые маты для украшения своих до­мов. Во время раскопок встречались еще глиня­ные гвоздики с выкрашенными в различные цвета и даже позолоченными квадратными головками. Их вдавливали в мокрую мягкую глину, чтобы выложить на стенах и колоннах узоры орнаментов.

В Древнем Риме уже были железные гвозди. Шотландцы нашли гвозди, где стояла древнеримская крепость (они нечаянно их нашли зарытые в яме, гвозди совсем не заржавели). Один шотландец – делец решил продавать гвозди как священные предметы. Он разложил их в коробочку и пустил в продажу, рекламируя: «Этими гвоздями был распят Иисус Христос».

В древней Греции и Древнем Египте изготавливали гвозди из железа и меди, а до этого делали из бронзы. Гвозди были очень ценные, ими пользовались только богатые, а бедняки использовали заостренные рыбьи кости, щепки деревьев, колючки растений [1]..

В бронзовом веке появились первые металли­ческие гвоздики — литые и кованные. Именно тог­да и родилась их традиционная форма — заост­ренный тонкий стержень с головкой, — которая почти не изменилась за тысячелетие. Расплавлен­ный металл разливали в заранее заготовленные в земле формы. Такой способ изготовления гвоздей называют литьем. После остывания из форм получали готовое изделие. Гвоздики уме­ли и ковать. Во время кования метал­лическую заготовку разогревали в печи. Она раскалялась, становилась мягкой. Кузнец вынимал клещами из горнила металлическую заготовку, клал ее на наковальню и стучал по ней молотом (ковал), поворачивая ее в разные стороны до тех пор, пока заготовка не становилась гвоздем нужной формы и размеров [2]..

Киевская Русь знала кованые гвоз­дики уже с X столетия. Об этом свиде­тельствуют письменные источники той поры. Но, бесспорно, изготовление этих очень не­обходимых в хозяйстве и строительстве предме­тов началось значительно раньше.

Изготовление гвоздей оставалось ручным вплоть до начала XIX столетия. Дорого стоил каждый гвоздь, изготовленный вручную. Тем не менее, он был нужным, а потому и ценился везде. Делали гвозди не из железа, а из сплава железа с углём и других веществ. Чистое железо очень мягкое, гвоздь из железа нельзя было бы вбить в стену.

Сейчас большинство гвоздей делается машинным спо­собом из жесткой стальной проволоки. Такие ма­шины могут изготовлять сотни гвоздей в минуту. Сначала машина разрезает проволоку на части нужной длины. Затем она сплющивает один ко­нец куска, придавая ему форму шляпки. И, нако­нец, заостряет другой конец.

Некоторые виды гвоздей, называемые гране­ными, штампуются или вырезаются из листового металла. Граненые гвозди имеют четырехуголь­ную форму сечения, а не круглую[1]..

Казалось бы, какая огромная история у этого на первый взгляд обычного предмета, но всё ли мы о нём знаем? Для этого я провёл своё собственное исследование.

2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

2.1. Этапы проведения исследования

Для проверки моей гипотезы исследование включало три этапа (таблица 1):

Этапы исследования Таблица 1.

Этап	Цель	Используемые методы	Сроки
1 этап. Теоретическое исследование проблемы	- узнать, когда появились первые гвозди; - выяснить технологию их производства;	- подумать самому; - задать вопросы родителям, специалистам; - заглянуть в Интернет; - посмотреть в книгах;	Ноябрь 2009 – декабрь 2009
2 этап. Практическое исследование проблемы	- выявить отношение окружающих к данному предмету; -узнать основные виды и типы гвоздей в зависимости от предназначения; -определить значение данного предмета для окружающих	- физический эксперимент; - моделирование; - наблюдение; - анализ; - сравнение; - анкетирование (опрос)	Январь 2010 – февраль 2010
3 этап. Практическое использование результатов	разработка рекомендаций (составление памятки, буклета)	-отчет (устный, письменный, с демонстрацией материалов, опытов)	Март 2010 – апрель 2010

2.2. Анализ и сравнение

Для того, чтобы приступить к практической части своей работы, я решил провести социологическое исследование: попросил своих одноклассников ответить на вопросы моей анкеты (Приложение 1).

Результаты опроса (анкетирования) одноклассников меня ошеломили!

Таблица 2

Вопрос	Ответ (Да)	Ответ (Нет)
Знаете ли Вы, что такое гвоздь?	94%	6%
Пробовали его забивать?	12%	88%
Можете ли Вы отличить гвоздь от шурупа?	6%	94%
Знаете ли вы, сколько существует видов гвоздей? Можете привести пример?	9% 3%	91% 97%

Из результатов анкетирования я узнал, что в каждом доме имеется этот предмет (гвоздь), однако мои одноклассники об этом почти ничего не знают.

Так давайте рассмотрим гвоздь – в полный рост.

Существует огромное количество видов гвоз­дей, так как все они используются с разными це­лями.

Изучив дома имеющийся запас гвоздей, спросил, что есть у своих соседей, друзей, я собрал коллекцию, и составил таблицу по типу и способу их применения в нашей жизни.

Таблица 3

Виды гвоздей	Способ применения
Универсальные гвозди	используют для самых разнообразных видов работ, называют обычными гвоздями.
Столярные гвозди	использу­ют для изготовления мебели, имеют очень ма­ленькие шляпки, чтобы их не было заметно
Кровельные гвозди	очень большие шляпки, они используются, чтобы при­бивать ими к крыше кровельную дранку и толь (большие шляпки хорошо держат тонкий материал и предохраняют его от разрывов в месте крепле­ния)
Двухшляпочные гвозди	используются при сколачивании лесов, подмостков и других временных сооружений
Плотницкий гвоздь	гвоздь с плоской широкой головкой, применяется для сбивания досок и деревянных деталей
Обивочный гвоздь	используется для прибивания тканей к древесине
Декоративный гвоздь	который обычно изготавливают из сплавов цветных металлов (меди и никеля), используют при изготовлении мягкой мебели
Столярно-слесарный гвоздик	используется вместо шурупов для крепления углов на оконных и дверных рамах, благодаря густой насечке возле головки гвоздь сидит плотно и его нелегко вытянуть.
Гвоздь-скрепка (скоба)	используется при изготовлении мебели и в домашних условиях (например, для прикрепления бельевых веревок)
Крюк	для подвешивания тяжелых предметов (больших картин, досок)
Гвоздь с декоративной головкой	для картин
Гвоздь с двумя остриями	используется для скрепления изнутри склеенных деталей.

А сколько ещё существует гвоздей? Существуют толевые гвозди, обойные, штукатурные, обувные, подковные, корабельные, баржевые.

Есть толстые, тонкие, лилипуты-5мм, гвозди-гиганты до полуметра.

При прокладке железных дорог используют гвозди, которые называются железнодорожными костылями, ими крепят рельсы.

А шуруп? Гвоздь это или не гвоздь? Он из семейства гвоздевых, но другой конструкции - с винтовыми нарезками по всему телу. А для чего нужен гвоздь, стержень которого овит заострёнными стальными пружинками? Он помогает при соединении вибрирующих деталей. Ведь при сильной вибрации простой гвоздь может вылететь.

Есть одно свойство у гвоздей: со временем они ржавеют. В Германии не любят ржавые гвозди: одевают их в нержавеющую одежду из полимеров. Англичане делают гвозди из стеклопластика: он прочный и дешёвый материал и не ржавеет (используются для постройки мебели на кораблях) [3]..

А чего неумелый хозяин больше всего боится, забивая гвоздь в стену? Конечно, отбить себе пальцы! Для таких, горе-мастеров один английский изобретатель предложил специальный гвоздь удивительной конструкции. Труднее забивать гвоздь в самом начале, когда приходится удерживать его пальцами и стараться ударами молотка верно направить. Потом дело идёт легче. А этот гвоздь пустотелый. В острие его есть отверстие с дополнительным тонким гвоздём, а в отверстие шляпки вставлен так называемый «боёк». При ударе по шляпке, а точнее по бойку, происходит нечто поразительное. Взрывчатка, которой наполнена центральная часть гвоздя, воспламеняется, происходит взрыв, и тонкий гвоздь выстреливает в дерево или стену. Ну, а тот, кому такой гвоздь-патрон не по душе, пусть пользуется обычным, только аккуратно[4].. Кстати, есть способ безопасного забивания гвоздя: придерживайте его с помощью бельевой верёвки - и всё будет в порядке!

Всякое дело можно просто выполнить, а можно выполнить хорошо. Если ты сколачиваешь ящик для песка или мусора, о чистоте отделки можно особенно не заботиться. Важно, чтобы гвозди были вбиты крепко, чтобы ящик не расползался по швам, чтобы у него не отваливалось дно. Но если ты мастеришь, например, полку для книг, желательно сделать вещь не только прочной, но и красивой. Головки гвоздей, выступающие на поверхности, работу не украсят. Вот несколько простых и лёгких способов, позволяющих спрятать головки их: можно заглубить головку в древесину и зашпаклевать гнездо; можно спрятать головку под специальной деревянной пробкой; можно осторожно не до конца отделить от поверхности стружку, забить гвоздь, а потом приклеить стружку на место; можно предварительно откусить головку гвоздя, расплющить его с верхнего конца, и тогда он сам исчезнет в дереве. Все эти секреты мне рассказал и показал мой папа! С ним мы и составили памятку ««Некоторые хитрости при работе с гвоздями» (Приложение 2)

Выводы по итогам первого этапа исследования:

В результате проведенной работы я узнал:

1. Гвоздь — крепёжное изделие, представляющее собой цилиндр, параллелепипед, конус, пирамиду или винт, заострённый с одного конца и имеющий на втором, тупом конце плоскую рифлёную или декоративную шляпку. Используется для скрепления различных материалов (в основном деревянных) посредством забивания. Гвоздь держится в детали при помощи силы трения покоя. При вытаскивании гвоздь оказывает сопротивление за счет силы трения скольжения.

2. Первые гвоздики, которые дошли до нас из IVтысячелетия до новой эры.

3. В древности человек изготавливал гвозди из костей рыб, шипов растений, из древесины твёрдых пород.

4. Существуют различные виды и типы гвоздей в зависимости от предназначения

2.3. Экспериментальная часть работы

В течение двух недель (с 3 мая по 18 мая, 2010г) я проводил опыты, в которых принимал участие самый обыкновенный предмет - гвоздь.

На втором этапе своего исследования мне хотелось бы применить свои знания, полученные о данном предмете на практике.

Опыт 1 «Раз-гвоздик, два-гвоздик, три-гвоздик» (Приложение 3)

Цель: выяснить, сколько необходимо забить гвоздей, чтобы доска держалась прочно

В опыте участвовали: доска для ремонта забора, молоток и гвозди.

Результат: забиваем один гвоздик сверху – доска уже подвешена, второй гвоздик закрепляет доску в определенном положении, но она еще может вращаться и только третий гвоздик закрепит доску в нужной позиции.

Вывод: три забитых гвоздика определяют положение доски в пространстве. Об этом необходимо помнить, если желаете закрепить предмет надолго и прочно.

Опыт 2 «Устройство для выравнивания проволоки» (Приложение 3)

Цель: выяснить, как можно скрученную проволоку сделать ровной

В опыте участвовали: толстая доска, проволока, молоток и гвозди.

Подготовка: забиваем через одинаковые промежутки 6 гвоздиков так, чтобы каждый выступал над доской на 3-4 см. Протягиваем через этот железный частокол любую проволоку, и она становится ровной.

Результат: скрученная проволока стала ровной.

Вывод: с помощью такого устройства можно выравнивать проволок

Опыт 3 «Поделись своим теплом» (Приложение 4)

Цель: понаблюдать за свойством металлов

В опыте участвовали: пустая консервная банка, парафин, железный большой и маленькие гвозди, свеча.

Подготовка: маленькие гвоздики, макая в парафин, прикрепляем к большому на одинаковом расстоянии. Острый конец большого гвоздя подносим к пламени свечи.

Результат: маленькие гвоздики начнут падать (сначала падают гвоздики которые, находятся ближе к острию гвоздя).

Вывод: это происходит потому, что железный стержень, как и следуя металлам, хорошо передает тепло вдоль всего гвоздя, от острия к головке.

Сначала падают гвоздики, которые находятся ближе к острию. К их парафиновой связке тепло доходит раньше. Парафин плавится, и гвоздик падает. Последним оторвётся гвоздик вблизи головки.

Знания, полученные мною во время этого опыта, помогли мне однажды дома. В стеклянном флаконе очень туго сидела притёртая стеклянная пробка. Большое усилие применять было опасно - можно отломать горлышко и изрезать руки. Поэтому я применил испытанный способ: горлышко подставил под струю горячей воды, чтобы оно равномерно нагрелось и расширилось, и пробка, которая ещё не успела расшириться, легко вынулась.

Гвоздь в пламени свечи тоже нагревается и становится длиннее.

Опыт 4 «Неистребимый» магнит из гвоздя» (Приложение 4)

Цель: выяснить, способы размагничивания

В опыте участвовали: намагниченный гвоздь, кусачки, маленькие гвоздики

Подготовка: раскусить намагниченный гвоздь пополам; каждая половинка ведет себя как самостоятельный магнит с двумя различными полюсами. Любая его часть – маленький слабенький магнитик. В ненамагниченом железном гвоздике эти магнитики расположены в беспорядке, поэтому его магнитные свойства незаметны. Когда подносим гвоздик к сильному магниту, то действие магнита именно и состоит в том, что он помогает привести в порядок все частички железного гвоздика, разместив их по линии от головки к острию.

Вывод: поэтому, ломая намагниченный гвоздик на части, в каждой из них вы получите меньшее количество частей, но они сохранят тот же порядок. Достаточно лишь нагреть намагниченный гвоздик или его кусочек на огне, как от полученного тепла начнут в беспорядке двигаться частички внутри железа, одинаковый порядок их расположения нарушится и гвоздик утратит свои магнитные свойства.

Такого же результата можно добиться ударами молотка по гвоздику, многочисленными его подбрасываниями.

Опыт 5 «Как защитить гвоздь от магнитного поля?» (Приложение 5)

Цель: выяснить, что такое магнитное поле, как оно действует

В опыте участвуют: магнит, гвоздь, лист бумаги, деревянная линейка, металлическая линейка, картон.

Подготовка: ставим острием намагниченный гвоздь на подставку. Сверху на расстоянии магнит. В промежуток между магнитом и головкой гвоздя вкладываем лист бумаги, деревянную линейку, картон, металлическую линейку. Лишенный поддержки магнитного поля, гвоздь падает.

Результат:

Гвоздь стоит под воздействием магнита

Между гвоздем и магнитом вставляем бумагу – гвоздь стоит!

Между гвоздем и магнитом вставляем деревянную линейку – гвоздь стоит

Между гвоздем и магнитом вставляем картон – гвоздь стоит

Между гвоздем и магнитом вставляем металлическую линейку – гвоздь падает

Выводы: только железная линейка и другие предметы из железа активно вбирают в себя магнитное поле.

Все мои одноклассники считают, что чем тяжелее магнит или больше его размеры, тем больше его способность привлекать. Способность магнита привлекать к себе железные предметы зависит от многих причин. В том числе от условий его хранения, от внешних воздействий (температуры, взаимодействия с другими телами). Важна и конструкция магнита.

Опыт 6 «Какой магнит «сильнее»? (Приложение 6)

Цель: выяснить, какой магнит сильнее.

В опыте участвуют: два магнита, маленькие ненамагниченные гвоздики.

Подготовка: взял два магнита (разные по весу и размеру) и подвешиваю к магнитам последовательно, друг за другом, одинаковые маленькие ненамагниченные ранее гвоздики. Где цепочка длиннее, у того магнита и способность притягивания больше.

Выводы: способность магнита привлекать к себе железные предметы не зависит от размеров магнита и его тяжести.

А что делать, если вы случайно заблудились в сопках (в лесу) и не знаете куда идти.

Я вам помогу. Оглянитесь вокруг. Найдите обыкновенный гвоздь и воспользуйтесь им вместо компаса. Наверное, вы уже знаете, что Земля имеет магнитное поле, полюса которого почти совпадают с географическими. Они и ориентируют стрелку компаса или гвоздь всегда в определённом направлении (север-юг)

Опыт 7 «Компас из гвоздя» (Приложение 6)

Цель: узнать, как использовать гвоздь вместо компаса

В опыте участвуют: намагниченный большой гвоздь, нитка, компас.

Подготовка: намагниченный большой гвоздь подвесить горизонтально на длинной нитке

Результат: гвоздь после некоторых колебаний установится так, что один конец будет указывать направление на север, а второй – на юг. Можно проверить правильность расположения гвоздя с помощью компаса. Если вы захотите провести такой опыт, то проследите, чтобы во время проведения испытания вблизи гвоздя не было других металлических предметов. Опыт лучше проводить при тихой погоде на улице.

Вывод: магнитная сила Земли заставляет все свободно движущиеся магниты ориентировать свои полюсы один на Северный, другой на Южный полюс.

Опыт 8 «Красота и порядок намагниченных гвоздей» (Приложение 10)

Цель: выяснить, действие магнита на гвоздь, в необычных для него условиях

В опыте участвуют: четыре обычных пробки, четыре намагниченных небольших гвоздя, стеклянный сосуд с водой.

Подготовка: гвозди воткнуть в пробки так, чтобы сверху торчал небольшой кончик со шляпкой. В сосуд с водой опустить пробки с гвоздями острием в воду.

Результат: Если три пробки – можно увидеть вершины треугольника; четыре – вершины квадрата; пять - в вершинах пятиугольника, шесть - шестиугольника. Получается красиво и загадочно. Но чудеса только начинались. Я забрал любую пробку с гвоздём. И как –будто не желая нарушать чёткий порядок, шестиугольник превратился в пятиугольник. Забрал ещё по одной пробке, и увидел, как из пятиугольника образовался квадрат, треугольник. Далее, точно в центр треугольника опустил конец магнита - все пробки начали равномерно отплывать от него., сохраняя своё предыдущее расположение. Поднёс магнит вторым полюсом – пробки с гвоздями будут приближаться, не изменяя формы.

Вывод: правильные фигуры образуются тогда, когда гвозди намагничены одинаково.

Выводы:

1. Проводя данные опыты, я полностью подтвердил свою гипотезу, что гвоздь - это не только крепёжное изделие, но и предмет, который может участвовать в экспериментах.

2. Именно гвоздь помог мне взглянуть на обычные окружающие меня предметы с необычной для них стороны.

3. Я узнал, что такие науки, как физика, химия могут дать ответы на многие вопросы.

. 2.4. Практическое использование результатов:

( Приложения 7-8)

Таблица 8

№ п/п	Мероприятие	Место проведения	Дата проведения	Результат
1.	Физические опыты «Компас из гвоздя»	4-В класс	28.09.20 10	Приобретение практического опыта
2.	Практическая работа «Какой магнит «сильнее»	4-В класс	12.05.2010	Приобретение практического опыта
3.	Классный час «Пять вопросов… Пять ответов…	3-Г,4-В	01.10.10	Информация
4.	Составление буклета	Для учащихся начальной школы	25.05.2010	Буклет «Секреты гвоздика»

Заключение

Чем потаеннее секреты вы стремитесь выведать у природы, тем более сложным и настойчивым будет предстоящий вам поиск. Окружающий мир таит ещё немало тайн, которые ждут своих исследователей.

Путешествие к собственным открытиям на этот момент считаю законченным, хотя у меня появилось ещё больше вопросов, чем ответов.

Список литературы

1. «Большая книга экспериментов для дошкольников», перевод с итальянского

, Москва «РОСМЕН» 2001;

2. Энциклопедия « Юному эрудиту обо всем», Москва, « Махаон», 2008

3. http://www. solnet. ee/ Детский портал « Солнышко»

4. «Скажи мне почему?..» А. Леокум, Москва «БАГИРА», 1994.

5. http://ru. wikipedia/

6. http://www. *****/

7. Энциклопедия « История открытий», Москва « Росмен», 1997