Виртуальная экскурсия «Математики – фронту!

Виртуальная экскурсия «Математики – фронту!»
(для учащихся 9 классов)
Автор: Вавкина Екатерина Викторовна - учитель математики МОУ
«Никифоровская средняя общеобразовательная школа №1».
Цели: формирование
патриотического сознания
познавательного интереса к научной деятельности.
обучающихся,
Оборудование: мультимедийная система, презентация для сопровождения
мероприятия, магнитофон, раздаточный материал (путевой лист)
Ход мероприятия.
На фоне песни «День победы»
Учитель. 65 лет прошло с того незабываемого дня, когда наш народ
впервые отпраздновал День Победы над фашистскими захватчиками.
Неисчислимые жертвы понесла страна во имя независимости и свободы:
 фашисты разрушили 1710 городов и рабочих посёлков, более 70000 сёл
и деревень, лишив жилья около 25 млн. человек;
 на фашистскую каторгу было угнано около 5 млн. советских людей в
возрасте от 10 до 55 лет;
 за время войны были превращены в руины 31850 промышленных
предприятий нашей страны, на которых до войны было занято около 4
млн. рабочих;
 фашисты разгромили 427 музеев из 992, имевшихся в СССР. В том
числе музей А.С.Пушкина в Михайловском, планировали взорвать
место могилы поэта. Разорили Ясную Поляну Л.Н.Толстого и
осквернили его могилу; в доме-музее П.И.Чайковского устроили гараж
и отапливали его нотами композитора.
Решение задачи 1 (см.Путевой лист)
Общий ущерб, нанесённый народному хозяйству СССР во второй мировой
войне, составляет 2 триллиона 600 миллиардов рублей. Подсчитайте,
сколько школ можно было бы построить на средства, потерянные нами в
годы Великой Отечественной войны, если считать, что стоимость
строительства новой школы составляет 8 миллионов 600 тысяч рублей
(данные приведены в ценах, действовавших до 1 января 1961 года).
Учитель. В час великих испытаний понятным и близким для всех стал
призыв: “Все для фронта, все для победы!” Откликаясь на него, тысячи
советских людей уходили добровольцами на фронт, туда, где решалась
судьба родины. Среди них - студенты, аспиранты, доценты и профессора
математики, в том числе и те, кто по возрасту и состоянию здоровья был
освобожден от воинской службы. Позднее некоторые ополченцы были
вычеркнуты из списков, так как они имели профессорские звания или
степени доктора. В результате им пришлось не с оружием в руках защищать
страну, а участвовать в создании этого оружия, а также в разработке методов
рационального его использования.
Гид 1. Приглашаем вас совершить незабываемую экскурсию
«Математики – фронту!». Итак, зал «Математика – авиации».
Московские учёные активно участвовали в создании эффективной
противовоздушной обороны столицы. Под руководством академика
П.Л.Капицы было выполнено поручение Наркомата обороны по разработке
надёжного и безопасного метода обезвреживания неразорвавшихся
вражеских авиационных бомб.
Гид 2. Овладевая большими скоростями, авиаконструкторы
столкнулись с неизвестными ранее явлениями в поведении самолётов. В
определённых режимах работы моторов в конструкциях возникали
самовозбуждающиеся вибрации (флаттер), которые часто вызывали
мгновенное разрушение вибрируемых конструкций – катастрофы самолётов
в воздухе. Опасности подстерегали скоростные машины и на земле. При
взлёте и посадке самолёта колёса вдруг начинали вилять из стороны в
сторону. Это явление, названное шимми, нередко вызывало катастрофы
самолётов на аэродромах. Выдающийся советский математик М.В.Келдыш и
возглавляемый им коллектив учёных исследовали причины флаттера и
шимми. Созданная учёными математическая теория этих опасных явлений
позволила своевременно защитить конструкции скоростных самолётов. В
результате наша авиация во время войны не знала случаев разрушения
самолётов по причине неточного расчёта их конструкций. Тем самым были
спасены жизни многих лётчиков и боевые машины.
Гид 1. Трудной и актуальной проблемой для нашей авиации в годы
войны оказалась бомбардировка вражеских войск с малых высот при малых
скоростях. В решении этой
проблемы приняли участие многие крупные
учёные - математики и физики. Академик Н.Е.Кочин дал практическое
решение задачи по теории полётов самолётов на малой высоте, а в 1942 году
коллектив математиков под руководством академика С.Н. Бернштейна
разработал и вычислил таблицы для штурманских расчётов. Таблицы
ускоряли штурманские расчёты примерно в 10 раз. Эти таблицы нашли
широкое применение в боевых действиях дальней авиации, значительно
повысили точность самолётовождения. Штаб авиации дальнего действия,
давая высокую оценку работе математиков, отметил, что ни в одной стране
мира не были известны таблицы, равные этим по простоте и оригинальности.
Гид 2. Важным подспорьем для авиаторов в планировании и
проведении военных операций послужил Большой астрономический
ежегодник на 1943-1945 гг., созданный учёными Ленинграда в
изнурительные блокадные дни. Командование Военно-Воздушных Сил
Красной Армии дало высокую оценку этой работе. Об условиях, в которых
учёные создавали свой труд, говорит тот факт, что треть сотрудников,
работавших над ним, погибла.
Решение задачи 2 (см. Путевой лист)
По сводке: 8 июля 1943 года в воздушном бою участвовали 759 самолетов
(разведывательные
самолеты,
пикирующие
бомбардировщики,
истребители). Их отношение равно 30:126:97. Сколько самолетов каждого
вида было задействовано в бою? (Ответ: 90;378;291).
Гид 3. В зале «Математика – флоту» вы узнаете, какой вклад внесли
ученые-математики в развитие флота.
Самым первым мероприятием немецко-фашистского командования на
морских театрах военных действий была попытка заблокировать наши
корабли в их базах и связать их боевые действия массовыми постановками
магнитных мин, использовав в общей сложности 1060 якорных ударных мин
и до 160 донных неконтактных мин. Дело в том, что для взрыва магнитной
мины не требуется непосредственного соприкосновения её с корпусом
корабля. Взрыватель срабатывает от воздействия на него магнитного поля
судна. 24 июня 1941 года в 2 часа 41 минуту в устье Финского залива
подорвался на мине эсминец «Гневный». В 4 часа 21 минуту в этом же
районе подорвался на мине крейсер «Максим Горький». Фашисты были
уверены, что наши моряки и специалисты не смогут быстро найти способы и
средства защиты кораблей.
Гид 4. Но наши физики в союзе с математиками и механиками помогли
морякам нейтрализовать влияние вражеских мин. Идею размагничивания
предложили и осуществили учёные – математики, физики и техники во главе
с академиком А.П.Александровым, автором метода защиты кораблей от
магнитных мин. Группа А. П. Александрова из имеющегося в наличии кабеля
смонтировала два электромагнитных трала, и уже 27 июня 1941 года они
были применены на фронте. "Благодаря беспримерному труду всех, кто
принимал участие в борьбе с фашистскими минами, потери наших кораблей
очень быстро были сведены к нулю, и тем самым был сорван план немецкофашистского командования блокировать наши корабли в базах и лишить их
боеспособности," - так оценил итоги работы по размагничиванию академик
А. П. Александров, выступая в 1971 году перед ветеранами противоминной
защиты. Действительно, эти работы спасли жизнь многим морякам. Не были
нарушены и бесперебойные перевозки военных грузов, в которых остро
нуждался фронт.
Гид 3. Видная роль в деле обороны нашей Родины принадлежит
выдающемуся математику академику А.Н. Крылову, чьи труды по теории
непотопляемости и качки корабля были использованы нашими ВоенноМорскими силами. Он создал таблицы непотопляемости, в которых было
рассчитано, как повлияет на корабль затопление тех или иных отсеков, какие
номера отсеков надо затопить, чтобы ликвидировать крен, и насколько это
затопление может улучшить состояние корабля. Эти таблицы
дали
возможность спасти жизни многих людей, сберечь большие материальные
ценности.
Решение задачи 3 (см. Путевой лист)
Разведчику, двигавшемуся в составе эскадры, дано задание обследовать
район моря на 70 миль в направлении движения эскадры. Скорость эскадры
– 35 миль в час, скорость разведчика – 70 миль в час. Требуется определить,
через сколько времени разведчик возвратится к эскадре.
Гид 5. Продолжаем виртуальную экскурсию в зале «Математика –
артиллерии». Оставшиеся в тылу учёные и конструкторы создавали новые
образцы вооружения. В начале войны молодые учёные механикоматематического факультета А.А. Космодемьянский и Л.П. Смирнов
выполнили исследования, имеющие непосредственное отношение к первым
образцам пороховых ракет. Уже в июле 1941 года на фронте впервые в мире
были применены реактивные миномёты, вселявшие в противника ужас.
Воины любовно назвали эти чудесные орудия «катюшами».
Гид 6. В 1942 г. молодой боец Михаил Калашников приехал домой, в
отпуск по ранению. С первых дней пребывания на фронте его не
оставляла идея создания нового автомата. И вот за три месяца отпуска
Калашников смог изготовить автомат собственной конструкции. Со своим
автоматом он на товарняке приехал в Алма-Ату, чтобы показать в
военкомате своё изобретение. В Алма–Ате Калашникову
помогли
связаться со специалистами-оружейниками из МАИ. Консультантом в
работе по усовершенствованию автомата был профессор А. И. Казаков.
Михаил Калашников в сотрудничестве со специалистами МАИ сделал
третий, окончательный образец автомата, который был отправлен в Наркомат
обороны.
Гид 5. В период Великой Отечественной войны математики и
артиллеристы решали проблему пристрелки. При бомбардировке с самолета
необходимо было составить таблицы, позволяющие находить оптимальное
время для сброса бомб на цель, область, которую накроет бомбовой удар.
Такие таблицы были составлены еще до начала войны, но для самолетов, обладающих большими скоростями. Во время войны выявилась полезная
возможность использования тихоходных учебных самолетов для ночных
бомбежек. Были созданы специальные полки ночных бомбардировщиков, но
для них не было своевременно создано таблиц бомбометания. Возникла
срочная задача производства соответствующих расчетов. Таблицы были
созданы и они оказали несомненную помощь нашим летчикам и летчицам.
Гид 6. Интересная задача возникла у моряков в связи с желанием
увеличить вероятность попадания в цель при торпедном залпе. Возникла
идея за счет искусственного рассеивания увеличить эту вероятность. Этой
задачей занялся один из крупнейших математиков А.Н. Колмогоров. Ему
удалось найти полное решение задачи и довести его до практического
использования. Полученные им результаты помогли повысить меткость
стрельбы и тем самым усилить действие артиллерии, которую заслуженно
называли «богом войны». Позднее его выводы были перенесены и на
проблемы, связанные со стрельбой зенитной артиллерии по самолетам.
Решение задачи 4 (см. Путевой лист)
Максимальная скорость танка Т-34, которым был лучшим в мире в годы
войны, 55 км/ч, а скорость фашистского танка того же класса Т-III – 40
км/ч. Успеют ли наши танки захватить переправу, если, по данным
разведки, фашистские танки находятся от неё на расстоянии 20 км, а наши
– 24 км? При этом нужно учесть, что на пути советских танков есть
труднопроходимый участок длиной 4 км, который можно преодолеть
только со скоростью 30 км/ч.
Гид 7. Особой, героической и трагической страницей Великой
Отечественной войны, стала блокада Ленинграда. Приглашаю вас в зал
«Математики – блокадному Ленинграду».
Для решения оборонных научно-технических вопросов в осаждённом
фашистскими войсками Ленинграде была создана специальная группа
учёных, которую возглавил директор Ленинградского физико-технического
института Академии наук СССР академик Абрам Фёдорович Иоффе. По
заданию Ленинградского горкома партии в этом институте создали дешёвую
и эффективную зажигательную смесь, уничтожившую сотни вражеских
танков, разработали новые подрывные противотанковые средства. Простые и
удобные в обращении полупроводниковые термоэлектрогенераторы,
сконструированные А. Ф. Иоффе и работающие от обычных керосиновых
ламп, широко использовались партизанскими радистами. Сотрудник ЛФТИ,
позже академик, Юрий Борисович Кобзарев создал первую в мире
радиолокационную установку.
Гид 8. В ноябре 1941 года замёрзло Ладожское озеро. Прекратилось
движение судов. Наши воины проложили по льду озера дорогу для
автомашин, единственную, связывающую Ленинград с «Большой землей»,
которую в те годы называли «Дорогой жизни». В Ленинград доставляли
продовольствие, медикаменты, боеприпасы, горючее. Но не секрет, что гдето лёд не выдерживал. При движении транспорта по льду развивались его
волнообразные деформации, и бывало, что автомашины проваливались под
лед. И тут на помощь снова пришли математики и физики. Профессор
кафедры теории упругости мехмата МГУ М.М.Филоненко-Бородич
выполнил математические расчёты с использованием теории упругости и
решил задачу о прочности ледового покрытия.
Гид 7. Группа учёных во главе с членом-корреспондентом АН СССР
Павлом Павловичем Кобеко помогала обеспечивать надёжность ледяной
дороги через Ладожское озеро. Это было сложным делом. Ученые изучили
свойства ледяного покрова, его вязкость, грузоподъемность, условия
проломов и установили правила движения автоколонн по льду, благодаря
которым дорога могла работать без аварий. А в конце 1942 года, когда
началась подготовка к прорыву блокады, они подсчитали, какой режим
движения танков возможен. На лёд вышли целые танковые части. Следить за
деформациями льда при движении транспорта по нему помогали приборыавтоматы, созданные Н. М. Рейновым.
Гид 8. Яков Сидорович Перельман, автор увлекательнейших книг
«Занимательная математика», «Занимательная алгебра», «Занимательная
физика» и многих других книг, будучи в годы войны в блокадном
Ленинграде, в решении оборонных технических задач участия не принимал.
Но его талант литератора, популяризатора, убеждённого оратора как нельзя
лучше оказались полезными в пропагандистской работе с населением. Его
слово укрепляло дух блокадников, вселяло веру в грядущую Победу над
врагом. В блокированном Ленинграде, в возрасте 59 лет, 16 марта 1942 года
Перельман умер, не дождавшись прорыва и снятия блокады. Но его книги –
основное дело его жизни – продолжают жить, завоёвывая себе всё более
широкий круг читателей у нас в стране и за её пределами, приобщая нас к
математике и физике.
Рефлексия. Подведение итогов.
Учитель. Виртуальная экскурсия «Математики – фронту!»
завершилась. Мы просим вас описать свои впечатления в Путевых листах.
Гид 1. Математики нашей страны в период тягчайших испытаний
проявили себя как подлинные патриоты, проявляли величайшее мужество,
были храбрыми и расчетливыми воинами. Как бы хотелось упомянуть
сегодня всех учёных – математиков, чьи труды помогли отстоять свободу и
независимость нашей Родины и спасти человечество от угрозы фашистского
порабощения, да разве это возможно?
Гид 2. Среди миллионов тех, кто не был отмечен наградами и славою
при жизни, кто в трудную для Отчизны годину до конца выполнил свой долг
и отдал ей самое дорогое – жизнь, были и начинающие математики, физики,
талантливые механики, учителя и студенты, которым только предстояло
вступить на этот путь. Сколько замыслов осталось неосуществлёнными,
какие россыпи математических и физических сокровищ они унесли с собой.
Справедливо говорят, что трудно даже представить, какой была бы сегодня
наука, не понеси мы этих потерь.
Гид 3. Как писал один из президентов Академии наук СССР
выдающийся физик академик С. И. Вавилов, советская техническая
физика и математика с честью выдержали суровые испытания войны.
Следы этих наук всюду: на самолете, танке, на подводной лодке и
линкоре, в артиллерии, в руках нашего радиста, дальномерщика, в
ухищрениях маскировки.
Учитель. Помните о тех, кто отдал свою жизнь за Победу и гордитесь
ими! Помните и о тех, кто пережил эту страшную войну, и уважайте их! С
Днем Великой Победы!