378 куимов сергей

Механические чудесаКуимов Сергей, 7а класс

ГБОУ лицей №378 Кировского района

Санкт-ПетербургаРуководители:

Рубекина Юлия Александровна, Ключева Елена Евгеньевна,

учителя информатики и ИКТ

Санкт-Петербург2014

Цель проекта: выяснить, какие механические чудеса Леонардо да Винчи имеют место в нашей современной жизни.Задачи:1. Узнать, когда жил Леонардо да Винчи, какие

изобретения он сделал.2. Провести опрос среди одноклассников и

знакомых с целью выяснения их уровня знания об изобретениях да Винчи. Сделать выводы.

3. Выяснить, какие изобретения нашли применение в современности.

4. Провести сравнение изобретений Леонардо и современных аналогов.

АктуальностьБыстрое развитие государственности и торговли во времена Леонардо да Винчи стимулировали совершенствование военного дела, строительство архитектурных сооружений, изготовление различных машин. Решая технические задачи, первые инженеры и изобретатели обращались за помощью к математике и механике, из которых они заимствовали знания и методы для расчетов. Ученые того времени были грамотными во многих сферах деятельности, имели широкое мировоззрение. В настоящее время тема воссоздания «инженерной элиты», формирования грамотных инженерных кадров очень популярна. Тем важнее понять, как создавал свои изобретения Леонардо, и как они воплотились в наше время.

Предмет исследования:•Изобретения Леонардо да Винчи.Гипотеза:•Большинство изобретений Леонардо нашли свое применение в современной жизни.

Краткая биографияЛеонардо да Винчи родился 15 апреля 1452 года в селении «Анкиано» близ небольшого городка Винчи, недалеко от Флоренции.  Его родителями были 25-летний нотариус Пьеро и его возлюбленная, крестьянка Катерина.  Отец пытался приобщить Леонардо к семейной профессии, но безуспешно: сын не интересовался законами общества.

С начала 80-х гг. биография Леонардо да Винчи связана с Миланом, работой у герцога Людовика Сфорца в качестве живописца, скульптора, военного инженера, устроителя празднеств, изобретателя разнообразных механических «чудес», которые прославили его хозяина. Да Винчи активно работал над собственными проектами в разных сферах (например, над подводным колоколом, летательным аппаратом и др.).Да Винчи оставил после себя общепринятые шедевры («Поклонение волхвов», «Тайная вечеря», «Святое семейство», «Мадонна Литти», «Мона Лиза»), порядка 7000 не связанных между собой рисунков, листов с записями, которые были после смерти мастера сведены воедино его учениками в несколько трактатов. Ему принадлежит заслуга многочисленных открытий в области теории искусства, механики, естественных наук, математики, внесших весомый вклад в развитие наук и инженерной мысли. 2 мая 1519 г. великий «универсальный человек», окруженный учениками, умер.

Изобретения:

• Парашют• Велосипед• Танк• Лёгкие переносные мосты для армии• Прожектор• Катапульта• Робот• Двухлинзовый  телескоп• Водолазный костюм

ПарашютДа Винчи, будучи очарованным идеей летающего человека, задумал свой парашют как средство для дрейфа по воздуху. Его пирамидальная структура была драпирована тканью. Как писал да Винчи в своих заметках, такое устройство позволило бы человеку «упасть с любой высоты без каких-либо травм и повреждений». Естествоиспытатели двадцать первого века, реализовавшие замысел да Винчи, признали, что он работает в точности, как тот предсказывал.

Испытать парашют Леонардо только в 2000 году решился англичанин Андриан Николас, который создал “жесткую пирамиду” по чертежам инженера. Оказалось, что устройство непригодно для использования – во время прыжка пришлось воспользоваться запасным парашютом. Но идея принадлежит да Винчи. И если бы у него была возможность ее испытать, он пришел бы к современному образу.

ВелосипедЧертеж был найден в дневниках Леонардо и вызвал множество споров. Анализ чернил показал, что рисунок велосипедиста появился позже других записей, но отрезок времени был небольшим. С того времени существует теория, согласно которой ученик да Винчи перенес рисунок в дневник своего учителя из утерянного оригинала. Так или иначе, Леонардо один из первых описал принцип передачи движения с колеса на колесо с помощью цепи.

ТанкРаботая на герцога Миланского, Лодовико Сфорца, да Винчи предложил то, что могло стать венцом его творения в области военных машин: бронированный танк. При содействии восьми сильных мужчин, бронированный танк был похож на черепаху, которая ощетинилась 36 орудиями со всех сторон. Он был оснащен системой зубчатых колес, которые составляли последовательность. Схема бронированного танка в заметках да Винчи содержит забавный недостаток: колеса для движения вперед крутились в противоположную сторону от задних колес. Построенный таким образом, танк не мог бы двигаться. Да Винчи был слишком умен, чтобы допустить такую досадную ошибку. 

Даже в компьютерных играх используются модели Леонардо.Сама идея боевых повозок близка к идее той машины, которую мы теперь называем танком. Но танк возник на другой основе и в другую эпоху - в эпоху развития механического двигателя, брони и огнестрельного оружия. Общая идея их назначения и использования позволяет считать боевые повозки древности отдаленными предками современного танка.

Лёгкие переносные мосты для армии

Они были легкими и прочными. Несколько версий даже увидели свет: они крепились к берегу шарнирами, состояли из одного пролета и убирались за несколько минут.

МостыОдна из идей Леонардо да Винчи — мост с аркой, поднимающейся на 40 метров, нашла свое воплощение в небольшом норвежском городке Ас (Ås). Построил арку норвежский архитектор Улаф Ульсен. На строительство «Арки Ульсена» ушло более миллиона долларов.

ПрожекторИдея прожектора возникла из сценических потребностей. Он представлял собой ящик, с одной стороны которого располагалась большая стеклянная линза, а внутри находилась свеча. Так Леонардо создавал "интенсивный и широкий свет".

В прожекторе световой поток лампы концентрируется в ограниченном пространственном угле с помощью зеркальной или зеркально-линзовой оптической системы. Один из первых прожекторов был создан Иваном Петровичем Кулибиным.

КатапультаКатапульта является одним из самых древних традиционных видов оружия. Катапульта с лебедкой имела гибкое плечо, сгибающееся назад при помощи ручной лебедки, а также ковш, куда по приставной лестнице помещали камень для броска. Засов лебедки открывался, освобождая гибкое плечо. Оно, в свою очередь, било по ковшу, выбрасывавшему камень на значительное расстояние. Группа таких катапульт, бьющих по врагу одновременно, могла обеспечивать прекрасную защиту.

В настоящее время катапульты применяются для запуска снарядов и самолётов с авианосцев. Ведутся разработки по созданию катапульт для запуска грузовых космических кораблей с поверхности планет. Запускать пилотируемые корабли не представляется возможным ввиду слишком большого ускорения для живого организма.

РоботДа Винчи тщательно изучал анатомию человеческого тела и часами расчленял трупы, чтобы выяснить, как оно работает. Он понял, что мышцы движут костями. После этого он решил, что такой же принцип может лечь в основу машины. В отличие от большинства изобретений да Винчи, Леонардо, судя по всему, действительно построил робота-рыцаря, но тот использовался в основном для развлечений на вечеринках щедрого покровителя гения, Лодовико Сфорца. Робот да Винчи не сохранился, и никто в точности не знает, на что тот был способен. Но судя по всему, он ходил, сидел и даже работал челюстями.

В 2002 году эксперт робототехники Марк Росхейм взял рабочие тетради да Винчи, чтобы построить рабочую модель робота 15 века. В результате, некоторые идеи Росхейм позаимствовал для создания планетарных роботов-разведчиков, которые будет использовать NASA.

Двухлинзовый  телескоп

Наиболее ранние чертежи линзового телескопа принадлежат гению Леонардо Да Винчи. В его книге есть схемы однолинзового и двухлинзового телескопов, а также начертана запись: «Сделай стёкла, чтобы смотреть на Луну».

Водолазный костюм

Проживая в Венеции конца 15 века, да Винчи разработал идею для отражения вторжения судов. Достаточно было отправить мужчин на дно гавани в водолазных костюмах, а там они бы просто вскрывали днища кораблей, как консервные банки. Водолазы да Винчи могли дышать с помощью подводного колокола с воздухом, надевали маски со стеклянными отверстиями, сквозь которые можно было видеть под водой.

В другом варианте концепта водолазы могли дышать с помощью винных бутылей, наполненных воздухом. Эти водолазные костюмы были созданы на самом деле, однако захватчики, против которых они должны были применяться, были успешно сражены венецианским флотом до того, как понадобилась подводная диверсия.

В некоторых набросках да Винчи можно обнаружить «специальные» ошибки. Часто Леонардо опускал ключевой компонент или рисовал его неверно либо же использовал комментарий, в котором указывал на допущенную им ошибку. Многие исследователи полагают, что таким образом ученый защищал свои «авторские права» и материальные интересы, на случай если работы попадут в неправильные руки.

Другие изобретенияКонструкторские навыки да Винчи намного опередили свое время. Многие из эскизов да Винчи невозможно было реализовать с помощью инструментов 15-16 века. Зато в 21 веке многие инженеры с удовольствием принялись за реализацию проектов да Винчи и выяснили, что те действительно работают. Изобретениями да Винчи считают подшипники, самоходные тележки (автомобили), орнитоптеры, пулеметы, воздушные винты и т.д.

Игрушечные модели Леонардо да ВинчиИдеи Леонардо так популярны, что маленькие игрушечные модели его знаменитых изобретений можно приобрести в

магазине! Набор Revell позволяет построить действующую деревянную модель, которая разработана на основе

оригинальных чертежей Леонардо да Винчи.

Использованные методы

• Изучение литературы по теме исследования.

• Наблюдение.• Социологический опрос.• Анализ результатов, построение диаграмм.

Результаты опроса

79%

12%

2%7%

В каком веке жил Леонардо да Винчи?

XV-XVI в.Затрудняюсь ответитьXI-XII в.XVII в.

Результаты опросаКем был Леонардо да Винчи?Респонденты ответили следующим образом:• Ученый, художник.• Изобретатель, писатель, представитель искусства,

художник.• Архитектор, живописец, написал Мона Лизу -

прекрасный портрет.• Художник (живописец, скульптор, архитектор) и

учёный (анатом, естествоиспытатель), изобретатель, писатель.

• Гений.• Итальянский живописец, скульптор, архитектор,

учёный и инженер.

Результаты опроса

55%40%

2% 2%

Как Вы оцениваете заслуги Леонардо перед человечеством?

Без него не было бы многих изобретенийОн предвосхитил времяЗатрудняюсь ответитьМне все равно

Результаты опросаЧто это за изобретение?Респонденты ответили следующим образом:• Дельтаплан• Параплан• Видимо, это что-то вроде

летательного аппарата• Это прибор для полётов• Предшественник самолёта

Результаты опросаЧто это Вам напоминает?Респонденты ответили следующим образом:• Механическую тележку• Телегу, машину того времени,

скорее всего.• Самоходную тележку• Часовой механизм• Подъемник или часовой

механизм• Газонокосилку• Мотор

Результаты опросаЧей это прообраз?Респонденты ответили следующим образом:• Танка• НЛО• Я надеюсь - не летающей

тарелки)• Дирижабля или космического

корабля• Схему строения чего-то• Большого корабля• Юлы• Военной машины• Станция метро "Горьковская"

Результаты опросаЧто это Вам напоминает?Респонденты ответили следующим образом:• Пушка, орудие, пулемет• Многозарядное оружие• Скорострельное оружие• Механизм печатной машинки• Военную технику (пушки,

машины)• Трактор• Плуг• Экскаватор• Косилка-комбайн

Результаты опросаЧто изобразил Леонардо да Винчи?Респонденты ответили следующим образом:• Парашют• Летающего человека• Аэроплан• Зонт• Прообраз воздушного шара

Результаты опроса

57%24%

17%

2%

Хотели бы Вы больше узнать об изобретениях Леонардо?

Да, конечноВозможноНет, я этим не интересуюсьЗатрудняюсь ответить

Результаты опроса

63%17%

17%

4%

Хотели бы Вы больше узнать об изобретениях Леонардо? (среди

подростков)Да, конечноВозможноНет, я этим не интересуюсьЗатрудняюсь ответить

Исходя из данных, полученных в ходе социологического опроса я сделал следующие выводы:1. Почти 80% опрошенных правильно назвали время, в

которое жил Леонардо да Винчи.2. Большинство знают его не только как художника, но

и как изобретателя, писателя, архитектора и т.д.3. Некоторые чертежи и рисунки изобретений выглядят

так, что легко можно догадаться что это такое. То есть и в наше время они выглядят почти так же. Например, параплан, парашют. А вот изображение будущих танка, пулемета и автомобиля вызвали затруднение. Это говорит о том, что идеи, заложенные Леонардо, претерпели существенные изменения.

4. Независимо от возраста многие хотели бы узнать об изобретениях Леонардо больше.

ВыводыМногие вещи, которые изобрел Леонардо да Винчи, нашли реальное применение в жизни. Некоторые стали прототипами современных видов оружия, например, бронемашины (танка). Очень полезным стало изобретение водолазного костюма, спасательного круга.Знакомство учащихся с изобретениями Леонардо да Винчи позволяет им лучше понять эволюцию науки и техники. На основе изучения механических чудес можно создать модели в среде трехмерного моделирования «CREO Parametric».

Источники• http://gtmarket.ru/laboratory/expertize/6204• http://ria.ru/society/20070416/63737848.html• http://www.wisdoms.ru/avt/b125.html• http://iqtoy.ru/store/product/revell-parashyut-leonardo-da-vinchi-00508/• http://www.velobarnaul.ru/news/world/29478/• http://www.svetvashegodoma.ru/assets/images/eglo_all/88814.jpg• http://worldgenius.ru/Optika.php• http://worldgenius.ru/catapult.php• Каторин Ю.Ф. Танки. Иллюстрированная энциклопедия/ Ю.Ф.

Каторин. – М.: АСТ; Спб.:Полигон, 2011. -222 с.• Гений Да Винчи. Grande Exhibitions. 2009.• http://www.popmech.ru/article/4781-operedivshiy-vremya/• http://www.374.ru/index.php?x=2007-10-03-61• http://leovinci.ru/technics/

• http://ru.wikipedia.org/wiki/Катапульта• http://

podshipnik-servis.ru/new/chemu-uchit-istoriya-sovremennye-tehnologii-sozdali-v-srednie-veka

• http://world.sponli.com/2013/09/15/teleskop/• http://

hi-news.ru/technology/10-genialnyx-izobretenij-leonardo-da-vinchi.html

• http://paranormal-news.ru/news/tekhnicheskie_izobretenija_leonardo_da_vinchi/2013-11-03-7990

• http://cyclowiki.org/wiki/Открытия_Леонардо_да_Винчи_в_области_науки_и_техники

• http://fishki.net/50779-genij-leonardo-da-vinchi-15-fototekst.html

• http://www.mirf.ru/Articles/art833.htm• http://www.trimedadus.ru/kaleydoskop/mashinyi_da_vinchi.php