đề tài nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng học sinh THCS

Tàu phản lực gồm vỏ và động cơ. Trong động cơ có nồi hơi , bình chứa dầu (hoặc khay đựng nến) và ống dẫn nước. Bộ phận quan trọng nhất là nồi hơi. Tàu hoạt động nhờ nước trong nồi hơi chuyển sang hơi nước từ sức nóng của ngọn lửa từ đèn dầu hoặc nến. Hơi nước giãn nở đẩy áp suất ra các đường ống, đẩy tàu về phía trước. Khi hơi nước nóng ra hết các đường ống lại tạo ra một vùng chân không phía trong nồi hơi làm cho nước trong bể bị hút ngược lại vào trong nồi hơi. Chu kỳ này được lặp đi lặp lại giữ tàu di chuyển về phía trước.

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN……… …….………2

TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN……….….…… 3

I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ……….4

II GIẢ THUYẾT KHOA HỌC……… 5

III KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU……… 6

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 6

V KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 12

VI KẾT LUẬN……… 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO 13

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu nghiên cứu dự án tại trường đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của: Ban tổ chức cuộc thi, quý Thầy Cô trường THCS Sơn Kiên, gia đình và bạn bè; với lòng biết ơn sâu sắc nhất gửi đến quý Thầy Cô đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian nghiên cứu tại trường Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô thì em nghĩ bài thu hoạch này của chúng em rất khó có thể hoàn thiện được Và đặc biệt, chúng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Bộ giáo dục và đào tạo đã tổ chức cuộc thi này giúp chúng em

có điều kiện giao lưu, hợp tác và học hỏi những kiến thức bổ ích

Bài báo cáo kết quả nghiên cứu của chúng em được thực hiện trong khoảng thời gian gần 3 tháng Bước đầu đi vào thực tế của chúng em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, chúng

em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN

Theo báo cáo mới nhất của RAPEX (hệ thống cảnh báo nhanh của liên minh Châu Âu đối với các sản phẩm tiêu dùng không an toàn và bảo vệ người tiêu dùng) công bố thì nhiều đồ chơi có xuất xứ Trung Quốc chứa chất độc hại đã bị đề nghị

thu hồi khỏi thị trường và từ chối nhập khẩu vào Châu Âu Nhưng nhiều đồ chơi

như thế này được bán tràn lan ở Việt Nam (90% đồ chơi trẻ em ở Việt Nam dán mác “made in China”)

Chỉ cần lên google đánh tìm “đồ chơi trẻ em”, các bạn sẽ thấy xuất hiện hàng loạt nhan đề: “Đồ chơi trung quốc chứa chất gây ung thư, vô sinh bán đầy rẫy ở Việt Nam”, “Đồ chơi trung quốc cực độc đối với trẻ em”, “Đồ chơi trung quốc – tìm mỏi mắt không thấy đồ chơi Việt”…; trên những thông tin đại chúng cũng đã đưa rất nhiều hình ảnh trẻ em nhập viện vì chơi đồ chơi trung quốc Thế nhưng thực tế vẫn còn nhiều phụ huynh mua những sản phẩm độc hại này cho con chơi, trong khi nghề làm đồ chơi truyền thống của nước nhà như nghề làm tàu phản lực -một món đồ chơi vừa bổ ích, vừa tiết kiệm, vừa an toàn, dễ làm lại đứng trước nguy

cơ thất truyền.

Thứ nhất, bổ ích vì tàu phản lực hoạt động dựa vào những kiến thức khoa học vật lí đơn giản giúp các bạn vừa học vừa chơi được

Thứ hai, tiết kiệm vì tận dụng những vật liệu phế thải để chế tạo tàu

Thứ ba, dễ làm vì cấu tạo của tàu vô cùng đơn giản, các em học sinh tiểu học cũng có thể làm được

Dự án của chúng em đã nghiên cứu ra cách sử dụng những vật liệu phế thải

để chế tạo tàu phản lực bền, đẹp chỉ có giá 20000 đồng/chiếc nhưng tàu chạy giống như tàu thật

I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU:

Động cơ hơi nước trở thành một phát minh vĩ đại của loài người Có thời kì, chúng là cỗ máy phổ biến nhất trên Thế Giới Ra đời ở phương Tây đầu thế kỷ XIX, động cơ hơi nước lần đầu tiên xuất hiện ở nước ta vào cuối thời Minh Mạng Xưởng đóng tàu ở Huế thời này cũng đóng được 3 chiếc Năm 1838 nhà vua nhận thấy ưu điểm của nó: “Kiểu thuyền ấy nhờ hơi mà chuyển động, không cần gió nước thuận hay nghịch, không bắt người chèo chống mà thuyền tự phóng nhanh nên ra sức cho Vũ Khố nghiên cứu theo đúng cách thức thuyền máy mua của Tây dương trước đây để tâu lên xin làm Sau khi thí nghiệm lần đầu vào tháng 2 năm

1839 thất bại vì “nồi hơi nước bị vỡ”, tháng 4 thí nghiệm thành công ở cầu sông Bến Ngự, vua “thưởng cho đốc công phó giám đốc Hoàng Văn Lịch, Vũ Huy Trinh mỗi người một nhẫn pha lê bịt vàng, một đồng Phi long đại kim tiền, lại gia cho làm Giám đốc, thêm hai cấp, thưởng cho cả đốc công và lính thợ 1000 quan tiền Bảo rằng…thuyền ấy mua cũng được, nhưng muốn thợ thuyền nước ta học biết máy móc khôn khéo, cho nên không kể nhọc tốn mà thôi”

Tháng 10 năm đó chiếc thứ 2 ra đời, “chế tạo thêm một chiếc thuyền lớn, chạy bằng hơi nước, phí tổn 11.000 quan” Chiếc này lớn hơn, dài 4 trượng 3 thước 2 tấc, rộng 1 thước 8 tấc, sâu 3 thước 6 tấc; thùng nước dài 4 thước 5 tấc, rộng 5 tấc, cao 3 thước 2 phân Trong quá trình đóng tàu thuyền, nhà vua luôn chỉ đạo tỉ mỉ Nếu chiếc đầu, tàu còn dùng máy cũ của Tây lắp vào thì chiếc này tự tay Giám đốc Hoàng Văn Lịch cùng thợ quan xưởng chế tạo ra bộ máy mới, có huy động thêm nhân lực: “…ở Hà Tĩnh 60 thợ rèn, ở Bắc Ninh 30 thợ đúc đem khí cụ phải giải về kinh để lựa chọn người thông thuộc làm máy móc” Hai chiếc đầu tiên chế thử nghiệm thành công chứng tỏ trình độ đóng tàu của người thợ thủ công Việt Nam truyền thống đã có thể tiếp cận và làm chủ kỹ thuật cơ khí máy móc của phương Tây thời bấy giờ

Ngày nay, máy hơi nước dần được thay thế bằng những thiết bị tinh vi hơn, nhưng những cách làm đồ chơi sử dụng nguyên lý của máy hơi nước thì vẫn là một

sức hút lớn đối với nhiều người Trong đó bao gồm cả cách làm tàu phản lực đồ chơi mà dự án của chúng em muốn giới thiệu dưới đây

Tàu thủy đồ chơi Việt Nam cũng được bạn bè thế giới biết đến vì sự độc đáo của “động cơ”, gần đây có khá nhiều đơn đặt hàng làm tàu chiến Mỹ để xuất đi nước ngoài Trong khi đó, tàu Việt lại đang đứng trước nguy cơ mai một do những món đồ chơi dạng “mỳ ăn liền” Trung Quốc tràn lan vào Với chúng em, nỗi lo cơm

áo gạo tiền không lớn bằng nỗi lo một ngày không xa, món đồ chơi truyền thống này sẽ thất truyền Tại Bảo tàng dân tộc học Việt Nam và ban quản lí phố cổ Hà Nội có chương trình giúp bảo tồn lại nghề truyền thống, giới thiệu với giới trẻ và với khách du lịch về nghề làm tàu phản lực đồ chơi Nhưng chúng em thiết nghĩ chỉ

là tạm thời, bởi lẽ sau này nếu không còn ai học không còn ai làm thì những món

đồ chơi này sẽ đi vào quên lãng, sẽ chỉ còn trong tủ kính, trong câu chuyện về kí ức của thế hệ đi trước Tương lai của nghề truyền thống sẽ đi về đâu nếu không còn ai nhớ rằng Việt Nam còn có những làng nghề, những món đồ chơi thú vị và độc nhất như vậy

Chính vì vậy, với mong muốn “bảo tồn nghề truyền thống” và thông điệp “ cứu lấy trái đất” từ tái chế sản phẩm đã qua sử dụng, chúng em đã thực hiện nghiên

cứu dự án: “Tận dụng các vật liệu phế thải chế tạo tàu phản lực”.

II GIẢ THUYẾT KHOA HỌC VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Khi tiến hành nghiên cứu dự án, chúng em đã đặt ra các câu hỏi:

- Tàu phản lực hoạt động dựa vào nguyên lí nào?

- Làm thế nào để tàu có thể chạy như tàu thật?

- Có thể tận dụng những vật liệu phế thải để chế tạo tàu phản lực hay không?

- Phương án chế tạo tàu sao cho đơn giản, rẻ tiền, dễ sử dụng giúp các bạn học sinh khác có thể làm được?

III KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU:

- Tra cứu các tài liệu liên quan đến đề tài: Từ tháng 01/07/2016 đến 15/07/2016

- Chuẩn bị phiếu phê duyệt dự án - trình ký duyệt: Từ 16/07/2016 đến 30/07/2016

- Chuẩn bị các thiết bị, dụng cụ có liên quan: Từ tháng 01/08/2016 đến 15/08/2016

- Tiến hành lắp ráp các thiết bị thành sản phẩm: Từ tháng 16/08/2016 đến 30/08/2016

- Tiến hành áp dụng thực tiễn và cải thiện sản phẩm: Từ 01/09/2016 đến 15/09/2016

- Viết báo cáo dự án: Từ 16/09/2016 đến 30/09/2016

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

1. Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lí làm việc của tàu phản lực:

Tàu phản lực gồm vỏ và động cơ Trong động cơ có nồi hơi , bình chứa dầu (hoặc khay đựng nến) và ống dẫn nước Bộ phận quan trọng nhất là nồi hơi

Tàu hoạt động nhờ nước trong nồi hơi chuyển sang hơi nước từ sức nóng của ngọn lửa từ đèn dầu hoặc nến Hơi nước giãn nở đẩy áp suất ra các đường ống, đẩy tàu về phía trước Khi hơi nước nóng ra hết các đường ống lại tạo ra một vùng chân không phía trong nồi hơi làm cho nước trong bể bị hút ngược lại vào trong nồi hơi

Chu kỳ này được lặp đi lặp lại giữ tàu di chuyển về phía trước

2 Thu thập các vật liệu phế thải và dụng cụ để làm tàu:

2.1 Vật liệu:

- Các tấm nhựa PVC form

- Ống nhựa dẻo đường kính 3mm dài 15cm

- Vỏ hộp sơn , vỏ hộp sữa thiếc

- Hai ống kim loại nhỏ đường kính 2-3mm có chiều dài 1cm

- Keo dán sắt

- Giấy màu

- Dây chì đường kính 1mm

- Băng keo trong

2.2 Dụng cụ:

- Kìm

- Kéo

- Thước

- Bút

- Khoan tay

3 Tiến trình chế tạo tàu phản lực:

3.1.Làm vỏ tàu:

Bước 1: Sử dụng các miếng nhựa hình chữ nhật có kính thước 30cmx15cm

để làm khoang tàu Dùng viết vẽ các đường cong làm mũi tàu giống như mũi ca nô thật Sau đó dùng kéo cắt theo hình đã vẽ

Làm 2 miếng nhựa như vậy để ghép lại thành một khối tạo thân tàu Miếng nhựa thứ 2 ở giữa cắt một vòng tròn bằng đường kính hộp sữa Cắt các miếng nhựa tạo mặt bên của khoang tàu Dùng keo dán các mảnh ghép khoang tàu lại với nhau

Bước 2: Khoan một lỗ nhỏ ở phía đuôi tàu để gắn đường ống thoát hơi nước

có đường kính bằng đường kính ống kim loại; sau đó gắn cố định ống kim loại vào

lỗ vừa khoan bằng keo dán; chú ý để đầu ống kim loại thò ra khỏi đuôi tàu một đoạn nhỏ để khi bỏ tàu xuống nước; ống kim loại đó phải nằm ngập trong nước Đầu còn lại của ống kim loại gắn với ống nhựa dẻo bằng keo dán

Bước 3: Làm khay đựng nến: Sử dụng lon sữa hộp thiếc đã cắt bỏ 1 đoạn sao cho vừa với chiều cao của khoang tàu (để tránh lửa từ ngọn nến làm nóng chảy tàu)

Cắt các miếng nhựa tạo mặt bên của tàu.

Dùng keo dán các mảnh ghép vỏ tàu lại với nhau

3.2.Làm động cơ:

Bước 1: Dùng một vỏ lon nước sơn loại nhỏ trên nắp khoan một lỗ nhỏ có đường kính vừa đường kính của ống kim loại đã chuẩn bị Dùng keo dán một đầu

ống kim loại vào nắp hộp sơn; đầu còn lại của ống được gắn vào đoạn dây nhựa dẻo (đầu này có thể tháo lắp khỏi ống kim loại)

Sử dụng hộp sơn sẽ thuận tiện cho việc đổ nước vào trong động cơ dễ dàng, các bạn chỉ cần mở nắp hộp ra, sau khi cho nước vào động cơ thì gắn nắp lại cố định

Bước 2: Làm giá đỡ động cơ: dùng một đoạn dây chì quấn tròn sao cho đường kính bằng đường kính ngoài của hộp sơn Sau đó làm tay cầm của vòng tròn khoảng 2cm

Tạo một hình hộp chữ nhật có chiều cao bằng chiều cao của hộp sơn để nâng giá đỡ động cơ Dùng keo dán giá đỡ động cơ vào hình hộp vừa tạo

V KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN:

Sau khi hoàn thành việc lắp ráp chiếc tàu, chúng em đã cho tàu hoạt động thử nghiệm: Đổ nước vào 1/3 động cơ, sau đó đốt nến

Lần thử nghiệm thứ nhất: tàu chạy nhưng tốc độ rất chậm

Chúng em vận dụng kiến thức vật lí 8 bài áp suất đưa ra phương án để tăng lực đẩy ở phía sau ống dẫn nước thì phải làm giảm diện tích tiếp xúc của ống với nước bằng cách dùng ống kim loại gắn phía đuôi tàu có đường kính nhỏ hơn đường kính ống nhựa dẻo thoát hơi nước

Lần thử nghiệm thứ 2: tàu chạy nhanh

Vậy là chiếc tàu với cách thức làm hết sức đơn giản đã hoàn thành

VI KẾT LUẬN

Được sự giúp đỡ nhiệt tình từ Ban Giám Hiệu cùng giáo viên trường THCS Sơn Kiên, chúng em đã hoàn thành sản phẩm nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng: tận dụng các vật liệu phế thải chế tạo tàu phản lực Tuy đơn giản nhưng món

đồ chơi này là bài học thú vị về khoa học vật lí, là thí dụ sống động về tái sử dụng vật liệu cũ, là ước mơ được góp một phần sức mình trong việc bảo tồn nghề truyền thống của nhóm chúng em Trải qua quá trình làm dự án này đã giúp chúng em củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức vật lí về lực, áp suất, sử nở vì nhiệt của các chất…và vận dụng những kiến thức này để làm sản phẩm thực tế, giúp chúng

em ngày càng muốn học, học nữa, học mãi và làm thêm được nhiều sản phẩm có ý nghĩa hơn nữa

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tàu thủy chạy bằng hơi nước: www.bachkhoatrithuc.vn

Động cơ hơi nước: khoahoc.tv

Sự ra đời của máy hơi nước và ý nghĩa đối với nhân loại: www.thanhtra.edu.vn Vật lí 8 – Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam

Kỉ yếu cuộc thi khoa học kĩ thuật - Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam