Дослідницька робота "Звук навколо нас"

Учень 3 класу початкової школи у науково-дослідницькій роботі на тему «Звук навколо нас» в рамках предмету "Я досліджую світ" зрозумів важливі принципи розповсюдження та уловлювання звуку в природі, дізнався про наявність звукових хвиль, а також з'ясував, як відображається звук.

Докладніше про роботу:

В навчальному дослідницькому міні-проєкті на тему «Звук навколо нас» учень 3 класу початкової школи зробив висновки про поширення звуків не лише повітрям. В рамках дослідницької роботи про звуки з предмету "Я досліджую світ" учень зрозумів, що по твердим поверхням і в рідкому середовищі звук передається навіть швидше і голосніше, ніж повітрям.

Також учень 3 класу в рамках дослідницької роботи (міні-проєкту) «Звук навколо нас» дізнався, що звукові хвилі можуть викликати коливання інших тіл. Звук поширюється повільніше, ніж світло. Для поширення звуку необхідне середовище. Матеріал даної дослідницької роботи (проєкта) про звук можна використати в 2 і 4 класах на уроках з предмету "Я досліджую світ", у 5 класі з предмету "Пізнаємо природу".

Зміст

Вступ
1. Теоретичне обґрунтування питання
1.1. Анкетування учнів
1.2. Пошук інформації про звук
2. Практична частина
2.1. Експеримент 1 "Поширення звуку по твердій поверхні"
2.2. Експеримент 2 "Розповсюдження звуку по дротах"
2.3. Експеримент 3 "Розповсюдження звуку в рідкому середовищі"
2.4. Експеримент 4 "Поширення звуку під час грози"
2.5. Експеримент 5 "Коливання звукових хвиль"
2.6. Експеримент 6 "Сила звуку"
Висновок
Бібліографічний список використаних джерел

Звуки це те, що ми чуємо, вони походять від вібрації. Ці коливання створюють звукові хвилі, які переміщуються через середовища, такі як повітря, вода до досягнення вух. Чи так це?

Для того, щоб звук міг поширюватися, йому необхідне матеріальне середовище, яке могло б передавати далі коливання. Звукопровідне середовище може бути твердим, рідким або газоподібним. Як правило, звук досягає людського вуха через молекули повітря, що коливаються. Тому він називається повітряним звуком. Повітряний звук виникає, наприклад, у голосових зв'язок, що коливаються при розмові або співі, при коливаннях резонансних дек в музичних інструментах.

Звук поширюється в усіх напрямках. Якщо він потрапляє на конструкцію, ця конструкція відбиватиме цей звук, тобто відкидатиме його назад. Інша частина звуку буде приводити конструкцію в коливальний рух. Ці коливання передаватимуться іншим конструкціям.
Ми сприймаємо звук за допомогою вуха. Між джерелом звуку та вухом знаходиться речовина, яка передає звукові коливання. Найчастіше цією речовиною є повітря.

Якось ми з Петром гуляли на дитячому майданчику, він вліз на залізні сходи, а я вдарив лопаткою по сходах. Петя почув гучний стукіт і відчув лоскотання, нас цей факт зацікавив. Нам захотілося дізнатись, як поширюються звуки?

Мета: Познайомитися з принципами поширення та уловлювання звуку.

Завдання: Ознайомитись з такими властивостями звуку:

1. Поширення звуку (у рідкому середовищі, твердій поверхні);
2. Швидкість звуку;
3. Звукові хвилі можуть викликати коливання інших тіл;
4. Звукові явища. Як відбивається звук?

Гіпотеза: Звук – це хвиля. Джерела звуку – це фізичні тіла, які коливаються.

Методи дослідження:

• Вивчення наукових публікацій
• Анкетування
• Спостереження
• Експерименти (досліди)

Для визначення рівня розвитку уявлень про поширення звуку (у рідкому середовищі, твердій поверхні), звукової хвилі тощо, було запропоновано тест у 3 класах.

Обробили результати та побачили, що кількість правильних відповідей у ​​учнів 3-А класу вища, ніж у учнів 3-Б класу. Аналізуючи отримані дані, бачимо, що багато учнів 3 класу знають, що звукові хвилі не поширюються у вакуумі, і навіть звук поширюється по твердої поверхні.

З відповіді на запитання: при ударі блискавки, що ви побачите вперед і почуєте, більшість відповіли, що спалах грому та блискавки відбувається одночасно. Ми бачимо, що учні не мають знання про звук та як він поширюється. І нам захотілося розповісти дітям про те, як поширюється звук.

Світ наповнений найрізноманітнішими звуками: цокання годинника і гул моторів, завивання вітру та шелест листя, спів птахів та голоси людей. Про те, як народжуються звуки, і що вони являють собою, люди почали здогадуватися дуже давно. Ще давньогрецький філософ і вчений - енциклопедист Аристотель, виходячи зі спостережень, пояснював природу звуку, вважаючи, що тіло, яке звучить, створює поперемінно стиск і розрідження повітря.

Так, струна, що коливається, то розряджає, то ущільнює повітря, а через пружність повітря впливи передаються далі в простір - від шару до шару, виникають пружні хвилі. Досягаючи нашого вуха, вони впливають на барабанні перетинки та викликають відчуття звуку.

Чи може звук поширюватися на твердій поверхні?

Тверді тіла складаються з молекул, атомів, назвемо їх частинками, безпосередньо пов'язаних між собою (на відміну від рідин і газів, у яких їх частки рухаються одна щодо одної). Звук у твердому тілі може виникнути при впливі на поверхню, наприклад, удар іншим тілом. У цьому випадку частинки тіла одержують зміщення від свого первісного положення. Вони пов'язані з іншими – ці інші теж змістяться, потім треті, четверті та інші. Але тверде тіло - пружне тіло - частки почнуть як на пружинках зміщуватися у вихідний стан. За інерцією проскочать його і підуть далі, потім повернуться і т. д. – як маятник на пружині. Ось це періодичне усунення - і є хвильовий рух частинок. Його ми називаємо звуком.

Чи зможе звук поширюватися дротами?

Джерела звуку – будь-які явища, що викликають місцеву зміну тиску або механічну напругу. Широко поширені джерела звуку у вигляді твердих тіл, які коливаються (струни і деки музичних інструментів).

Поширення звуку в рідкому середовищі?

Під водою добре чути удари каменю об камінь. За допомогою звуку можуть спілкуватися під водою деякі морські мешканці. Риби добре чують звук кроків берегом.

Як поширюється звук під час грози?

Гроза - атмосферне явище, нехай не таке вже й рідкісне, як, наприклад, північне сяйво.

Грім – це звук блискавки, що пронизує повітря. Коли перша стріла блискавки прагне землі, вона несе у собі електричний заряд. Назустріч їй із землі виривається іскровий заряд. Ми бачимо блискавку, перш ніж чуємо грім, тому що світло поширюється швидше, ніж звук. Звуку (грому), утвореному разом із блискавкою, потрібен час, щоб досягти спостерігача.

Швидкість звуку залежить від середовища

Швидкість звуку вперше було визначено у 1737 р. французьким вченим Марсенном. У повітрі при 200 С швидкість звуку 340 м/с. Швидкість звуку залежить від властивостей речовин, в яких поширюється звук. У воді (t=20 С) 1500 м/с. У сталі – 5000-6000м/с

Чи можна побачити силу звуку?

Сила звуку – це інтенсивність звукових коливань, яка зв'язана з їх амплітудою. Людина сприймає різні за силою звуки як голосніші чи тихіші. Сила звуку вимірюється у відносних одиницях – дБ (децибели). Для вимірювання рівня шуму застосовується прилад шумоміру.

Як відбиваються звукові хвилі?

Припустимо, на шляху звукової хвилі з'явилася перешкода, розмір якої набагато більше довжини хвилі, наприклад, прямовисна скеля. Як поведеться звук? Так як обігнути цю перешкоду він не може, він відіб'ється від неї. Відбитий від перешкоди звук називається луною.

Висновки

Звук поширюється не тільки в повітрі, а й у твердому та рідкому середовищі. Звукові хвилі поширюються не миттєво, і з певною швидкістю. Швидкість звуку залежить від властивостей речовини, в якій поширюється звук.

Приклавши вухо до столу, Іван стукнув лінійкою на іншому кінці столу. Я добре почув, як по столу пролунав звук удару.

Я поклав годинник на один кінець дерев'яної парти. Петро, приклавши вухо до іншого кінця, ясно почув цокання годинника.

Висновок: ми з'ясували, що звук поширюється через тверді поверхні.

Просунули один кінець шнура в мензурку, а другий у резонаторну коробку, і розійшлися на деяку відстань, доки шнур не натягнувся. Іван почав говорити в мензурку, а я чудово чув його промову, поки він не доторкнувся до шнура.

Коли вимовляються слова, виникає звук, і повітря починає коливатися. Ці коливання поширюються далі і наштовхуються на дно склянки, що передає їх шнуру. Потім через шнур коливання сягають резонаторної коробки, де перетворюються на звук.

Висновок: Не лише повітря, а й тверді тіла можуть передавати та посилювати звук. У твердих тілах звук поширюється краще, ніж у повітрі.

Налили в ємність воду, взяли каміння і почали бити їх одне одного.

Висновок: Під водою добре чути удари каміння, отже вода поширює звук.

Якось спостерігаючи за грозою, я помітив, що блискавка і грім відбуваються в той самий час, але блискавку я побачив раніше, ніж почув грім. Я запитав Людмилу Іванівну, чому так відбувається? І ми зробили експеримент. Петро з Людмилою Іванівною стали на відстані 100 м від мене одночасно увімкнули ліхтарик та вдарили ложкою по відру. Відразу я побачив світло ліхтарика, потім почув звук.

Висновок: звук поширюється повільніше, ніж світло.

Щоб перевірити цей факт, ми провели експеримент: спочатку крикнули у порожнє відро, голос швидко й голосно відскочив. Потім крикнули у довгому коридорі.

Висновок: що ближче перешкода, то швидше і голосніше повертається звук, що далі різні перепони, то відбиті звукові хвилі дійдуть у різні моменти часу.

Якщо створити вакуум, то чи будемо ми розрізняти звуки? Роберт Бойль у 1660 році помістив годинник у скляну посудину. Відкачавши повітря, він не почув звуку. Дослід доводить, що для поширення звуку необхідне середовище.

З інтернету я дізнався, що швидкість звуку залежить від середовища: у твердих тілах та рідинах швидкість звуку значно більша, ніж у повітрі. Зі збільшенням температури середовища швидкість звуку зростає, зі зменшенням – зменшується. Звуки розповсюджуються швидше і далі у воді, ніж у повітрі. Кити допомагають один одному. Вони чують один одного на відстані 100 км.

Я попросив у мами фольгу і накрив нею каструлю. Зафіксував гумкою та поклав зернятка гречки на фольгу. Потім ударив кілька разів по кришці жерстяною ложкою.

Висновок: звукові хвилі змусили зерна підскакувати, отже, вони мають силу.

У ході дослідницької роботи на тему "Звук навколо нас" в 3 класі з предмету "Я досліджую світ" в рамках проєкту ми дізналися багато цікавого та нового про звук. Проведені дослідження доводять, що звук добре поширюється не лише повітрям. По твердих поверхнях і рідкому середовищу навіть швидше і гучніше ніж повітрям. Також ми дізналися, що звукові хвилі можуть викликати коливання інших тіл. Звук поширюється повільніше, ніж світло. Для поширення звуку необхідне середовище.

Таким чином наша гіпотеза науково-дослідницької роботи (міні-проєкта) підтвердилася. Звук – це хвилі, що виникають в результаті коливань якогось тіла і поширюються в газовому, рідкому середовищі і твердій речовині.

1. У. Мадгуїк, Р. Кєрроїд та ін. Велика книга знань. Довідкове видання для середнього шкільного віку ТОВ» Видавнича група «Абетка – Аттікус», 2013.