Сравнение прочности ниток, из волокон разного происхождения

III класс

К III классу у учащихся накапливаются познания о пряже и нитках, волокнистых материалах, из которых они изготавливаются, их ассортименте и области применения. Уже в самом начале года полезно провести работу по обобщению и систематизации накопленных детьми знаний. Такому обобщению способствует выполнение на уроках труда серии небольших наблюдений и опытов по исследованию прочности волокнистых материалов, пряжи и ниток.

После краткой беседы о волокнистых материалах, их происхождении, важнейших особенностях, классификации, использовании человеком в быту и технике учащиеся получают в качестве раздаточного материала клочок ваты, небольшой кусок штопальной нитки (штопки) и такой же кусок хлопчатобумажной швейной катушечной нитки № 10. По предложению учителя учащиеся внимательно рассматривают эти материалы и отмечают, что все они состоят из волокон. Коллективно устанавливают, что в вате волокна в беспорядке перепутаны, в штопке - свиты, скручены друг с другом, в швейных нитках тоже скручены, но значительно плотнее, чем в штопке. Дети отмечают, что поверхность швейных ниток слегка блестит и на ней не видно концов отдельных волокон, эти волокна как бы склеены. Найдутся в классе учащиеся, которые на основе своего жизненного опыта, предшествующих наблюдений отметят и такие свойства рассматриваемых материалов: вата всегда белая, как и хлопок, из которого она сделана, а швейные нитки и штопка бывают окрашены в разные цвета.

Выслушав инструктаж учителя, учащиеся выдергивают из клочка ваты и из концов ниток по нескольку волокон и внимательно их исследуют: рассматривают, определяют длину, испытывают прочность на разрыв, сравнивают цвет, блеск и другие особенности.

Взяв небольшой клочок ваты и потянув его осторожно за противоположные концы в разные стороны, учащиеся убеждаются, что волокна легко, без усилий отделяются друг от друга, сцепление у них незначительное.

Из такого же клочка ваты, растянув его немного в разные стороны, учащиеся свивают (ссучивают) небольшую самодельную нитку и пробуют тут же ее разорвать. Сделать это, оказывается, немного труднее: волокна, прижатые друг к Другу скручиванием, не скользят и вместе сопротивляются разрыванию.

Такую же пробу на разрывание учащиеся проделывают с штопкой и швейной ниткой. Сопротивление этих материалов разрыву еще больше.

Результаты этих испытаний учащиеся обсуждают, сравнивают и делают логическое заключение: штопку труднее разорвать, чем самодельную нитку из ваты, а швейную нитку еще труднее - она самая прочная. Этот вывод помогает детям правильно ответить на вопросы: почему для шитья одежды, пришивания пуговиц применяют швейные нитки, а не штопку? Для каких работ применяют штопку? (Детали одежды должны быть сшиты прочно, не рваться по швам, пуговицы тоже необходимо пришивать прочно. Штопку используют для починки чулок и носков, где особой прочности от ниток не требуется, но заштопанное место должно быть мягким и достаточно прочным.)

На одном из следующих уроков труда полезно продолжить исследование детьми качественных особенностей хлопчатобумажных ниток и сделать более серьезные обобщения и выводы; имеющие значение для дальнейших практических работ. Учитель предлагает детям подумать и предложить наглядное доказательство положения: при одной и той же толщине швейная нитка фабричного изготовления прочнее штопки, а эта последняя, в свою очередь, прочнее самодельной нитки, свитой из ваты.

Приводим решение этой исследовательской задачи, предложенное и проверенное учащимися III класса одной из московских школ.

Подвесим небольшую картонную коробочку сначала к самодельной нитке из ваты. Если в коробочку постепенно подсыпать песок или класть маленькие камешки, то наступит момент, когда нитка не выдержит и разорвется. Не меняя величины груза, подвесим ту же коробочку на другую нитку - штопку. Штопка прочнее самодельной нитки, и этот груз выдержит. Будем подсыпать песок или подкладывать в чашечку камешки, пока штопка не оборвется. Останется повторить то же самое и со швейной (катушечной) ниткой. Она окажется еще более прочной. Задача решена: учащиеся на поставленный вопрос ответили.

Но можно на этот же вопрос ответить точнее, сравнив величины грузов, которые оказались "не под силу" ниткам. Надо каждый раз взвешивать эти грузы вместе с коробочкой на настоящих весах, пользуясь гирьками (весы с разновесом можно взять в школьном кабинете физики или биологии). Вместо камешков или Леска можно подвешивать к ниткам грузики, используемые для проведения опытов по физике.

Еще один простой и наглядный вариант опытного решения этой же задачи таков: учащиеся связывают последовательно куски самодельной нитки, штопки и швейной нитки равной длины и одинаковой толщины. Затем они берут полученную нитку за концы и тянут в разные стороны. Обрыв произойдет на участке самодельной нитки: она обладает наименьшей прочностью. Учащиеся растягивают таким же образом оставшуюся нитку. Следующей разорвется штопка, и вывод может быть только один: штопка менее прочна, чем швейная нитка.

Эти Опыты показаны на рисунке 17.

Рис. 17. Опыты по сравнению прочности на разрыв хлопчатобумажных ниток одинаковой толщины - самодельной, скрученной из клочка ваты, штопки и швейной катушечной нитки № 10: 1 - разрывание трех ниток, связанных последовательно друг с другом; 2 - поочередное разрывание ниток все увеличивающимся грузом

Чтобы проверить усвоение учащимися выводов последнего опыта, учитель может задать третьеклассникам "хитрый вопрос": если связать так же, как в последнем опыте три или четыре куска швейных ниток разной толщины (например, № 10, 30 и 50) и потянуть в стороны, то сначала разорвется самая тонкая нитка - пятидесятка, потом следующая по толщине и т. д. Будет ли это означать, что прочность у этих ниток разная? (Нет, разумеется. Для того чтобы сравнивать прочность на разрыв у разных материалов и ниток, в частности, нужно брать совершенно одинаковые в сечении образцы, в данном случае нитки одинакового номера.)