Знание — сила!

Какую зависть порой вызывают умелые движения механика, едва двинувшего пассатижами, и наладившего такой сложный механизм, как, скажем современный автомобиль! Да для мужчины вообще дело чести уметь что-то починить! Но сколько раз приходилось видеть, как женщина, хрупкое созданье, вроде бы и отвёртку как-то не так держит, а гляди, смело открывает путаное нутро швейной машинки и, о чудо! заставляет её не рвать нитку и вообще вести себя как подобает приличной машине! Где-то я слышал, что русский человек, впервые увидев неизвестное устройство, через 5 минут должен понять его назначение, через 15 – принцип действия, а через час уверенно с ним обращаться. Но современная система обучения делает из наших детей нажимателей кнопок, совершенно не умеющих думать. Если так пойдёт и дальше, то через 15 лет они будут способны только газоны косить. Надо что-то делать, а?

На книжки особо полагаться не стоит, техника – это наука, которая познаётся не только головой, но и руками. Наглядность – вот главный принцип. А технические знания приходят через занятия механикой – первым разделом физики. С какого возраста ребёнку можно начинать объяснять физические законы? Моя практика показывает, что многие пятилеточки, причём как мальчики, так и девочки, отменно усваивают законы природы, если, конечно, объяснять доступным для них языком.

Что ж, начнём с механики. И начнём с простых механизмов, на действии которых строится вся современная техника.

 

Рычаги.

 

Самым маленьким я обычно рассказываю сказку о рычагах.

…В прекрасной долине, окружённой горами, жил добрый и умный маленький Коротыш. А за горами, в другой долине, жил злой и глупый Великан. Этот Великан только и искал с кем бы поссориться и подраться. Это кончилось тем, что в своей долине Великан остался один-одинёшенек, потому что и люди и звери переселились от него куда-нибудь подальше. Тогда Великан решил перейти через горы, и там найти, с кем бы поссориться и подраться. И он пришёл как раз в ту самую долину, где жил Коротыш. Великан подошёл к жилищу Коротыша и увидел пещеру, вход в которую был закрыт большущим камнем. Да-да, Коротыш, когда уходил из дому, из пещеры, в которой жил, закрывал вход огромным камнем. Великан сначала испугался. Он решил, что в пещере живёт кто-то ужасно сильный. А с сильными Великан ссориться и драться не любил. Он уж было собрался уходить, но тут как раз Коротыш возвращался домой, и Великан увидел его. Ему сразу захотелось поссориться и подраться с Коротышом. “Давай с тобой поссоримся, а потом подерёмся!” – сказал он Коротышу. “С тобой, что ли? – спросил Коротыш, прищурясь. – с таким слабаком?” “Это я-то слабак? – взревел Великан. – Да я вон какой большой, а ты…” “А давай посмотрим кто кого перевесит” – предложил Коротыш. “Это как” “А просто. Станем на разные края бревна, и посмотрим, кто тяжелее!”

ris1_rychag1-go-roda_main

Рис. 1

Роль бревна у меня выполняет сосновый брус, Великаном становлюсь я, а на роль Коротыша обычно ввожу самого маленького из своих слушателей. Как это выглядит, видно на рис.1.

Умный Коротыш подложил подпорочку ближе к Великану, и… перевесил его! А глупый Великан и не заметил, что концы бревна получились разные!

Здесь нужно обратить внимание ребёнка на то, что больший вес может быть уравновешен меньшим, если меньший вес положить на более длинный конец бревна, и особенно на то, что меньший вес опускается на большую высоту, чем поднимается больший, и что такое бревно называется рычагом. Ребятам постарше можно сказать о том, что концы бревна называются плечами рычага, и что это – рычаг первого рода.

…Великан был ужасно удивлён. Как же так! Такой маленький Коротыш оказался тяжелее такого огромного Великана! Ему уже меньше хотелось ссориться и драться, и он спросил: “Это твоя пещера?” “Моя.” “Не может быть! Ты не мог придвинуть ко входу такой большой камень!” “А вот и мог!” “А ну, покажи!” “А если я покажу, ты перестанешь со всеми ссориться и драться?” Некуда было Великану деваться, очень хотелось посмотреть как маленький Коротыш будет отодвигать большущий камень, и он пообещал: “Не буду!”

ris2_rychag2-go-roda_main

Рис. 2

Но как же Коротыш передвигал эту каменюку? Тут на роль камня я ввожу любой попавшийся на глаза шкаф. Сначала я предлагаю детям попробовать его приподнять рукой. И, разумеется, они этого сделать не могут. Тогда я даю им в руки рычаг второго рода, как это показано на рис.2. Волшебство, да и только! Даже самые маленькие мои коротыши без труда приподнимают шкафы! Шкаф мы, конечно, никуда не отодвигаем, но становится понятным как сказочный Коротыш управлялся с такой громоздкой дверью в своё жилище. Здесь и поневоле согласишься с Френсисом Бэконом, что знание – сила!

И тут также нужно обратить внимание детей на различие хода их руки и шкафа. Не нужно проводить измерения с помощью рулетки или линейки, достаточно будет пяди. Руками ребёнок делает довольно большое движение, а шкаф приподнимается только чуточку.

Теперь деткам нужно дать немного поразмыслить. На размышления их наталкивает простой вопрос: где вообще встречаются рычаги? Предупреждаю, ответы могут быть самыми неожиданными. Не стоит ловить маленьких человечков на ошибках, но всегда нужно поощрять стремление к мышлению и пониманию.

На всякий случай (не каждый так вот сразу вспомнит рычаги первого, да ещё и второго рода!) привожу простейшие примеры рычагов.

1-го рода: коромысло равноплечих весов, железнодорожный шлагбаум, колодезный журавль, ножницы.

2-го рода: гаечные ключи, различные педали, щипцы для раскалывания орехов, двери.

 

Блоки и полиспасты.

 

К простейшим механизмам, повсеместно используемым в технике, относятся также блоки и полиспасты. И об этих устройствах можно рассказать малышам увлекательно и наглядно. Хотя именно с блоком не так всё просто. Для того чтобы почувствовать эффект, который он даёт, желательно сделать настоящий блок. А это не всегда возможно. Впрочем, где-нибудь на даче можно перебросить верёвку через прочную ветку и предложить ребёнку поднять груз руками и с помощью такого примитивного блока. Это очень наглядно получается. Если такой возможности нет, приходится обходиться моделью, которую можно изготовить из деталей железного конструктора, из катушки для удочки, или из всего, что попадётся под руку. Я к такому блоку приспосабливал игрушечного человечка и объяснял, что блок не уменьшает работу при подъёме тяжестей. Просто вниз тащить легче, чем вверх, потому что можно использовать свой собственный вес. И действительно, как только груз на нашей игрушечной стройке становился тяжелее игрушечного строителя, строитель не справлялся с подъёмом.

ris3_blok-i-polispast_main

Рис. 3

И тогда к нему на помощь приходил полиспаст, или двойной блок. Делается он из тех же элементов, что и обычный блок, (рис. 3) но это уже по-настоящему волшебная штука. Если привести его в действие, то более тяжёлый груз будет подниматься, а более лёгкий опускаться. Если вы всё сделаете правильно, то я вам гарантирую успех у пяти- шестилетней аудитории, который не снился никакому Дэвиду Копперфильду.

Но наша с вами задача не пожинать лавры, а помогать детям усваивать основные принципы механики. На примере полиспаста очень хорошо видно, что, выигрывая в силе, мы проигрываем в расстоянии. Тяжёлый груз поднимается на высоту, заметно меньшую, чем та, на которую опускается лёгкий. Это и есть “секрет” технического “чуда”. Этот непреложный принцип работает во всех механических передачах. Хотим увеличить силу? Тогда нам придётся пройти большее расстояние и потерять в скорости. Хотим, чтобы что-то двигалось быстрее? Тогда мы вынуждены смириться с потерей в силе. Поверьте, даже старшие дошколята вполне способны понять этот принцип. А то, что они наглядно увидели в таком раннем детстве, запомнится на всю жизнь и всплывёт в памяти как раз тогда, когда это будет нужно.

Гуляя с ребёнком, не ленитесь обращать своё и его внимание на всё интересное. Например, все дети любят смотреть, как работает экскаватор или подъёмный кран. Но теперь можно не просто сказать малышу: “Смотри, экскаватор землю копает!” или “Вон, гляди, подъёмный кран какую дурищу здоровую потащил!” Теперь можно показать и где у экскаватора рычаг и где у подъёмного крана полиспаст.

На закуску задачка: предложите ребёнку найти рычаг второго рода… в своей собственной руке, когда, скажем, он подбрасывает на ладони мячик. А сами вы его найдете?