Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học của giáo viên học sinh đề tài xe di chuyển thuyền trên cát

Tạo ra xe chở thuyền hữu dụng nhằm vận chuyển thuyền trên cát thuận tiện, nhanh chóng tiết kiệm được thời gian, giảm công sức lao động đưa thuyền lên bờ.. Tránh được sự ma sát giữa thuyề

MỤC LỤC

3.2 Sơ đò lắp đặt và tiến hành thí nghiệm 7

LỜI CÁM ƠN

Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu nghiên cứu làm dự án đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô, nhà trường, gia đình và bạn bè Chúng

em xin gửi đến quý thầy cô giáo, Ban giám hiệu nhà trường, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian làm dự án với lòng biết ơn sâu sắc nhất

Chúng em rất cám ơn Ban tổ chức đã tạo sân chơi mới này Sân chơi này đã tạo được

ở chúng em phương pháp nghiên cứu khoa học và thể hiện sự sáng tạo của chúng em Đây là một phương pháp mới tiếp cận tri thức, học tập và nghiên cứu khoa học thật bổ ích

Chúng em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Cảnh Thứ đã tận tâm hướng dẫn cung cấp cho chúng em hiểu được thêm nhiều thông tin hữu ích có liên quan đến dự án và hướng dẫn qua từng bước nhỏ trong quá trình làm dự án Nếu không có những lời tư vấn, hướng dẫn, trợ giúp của các thầy thì chúng em nghĩ dự án này của em rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn các thầy

Dự án chúng em lần đầu mới nghiên cứu và thực hiện trong thời gian cũng khá ngắn Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học, kiến thức của 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, ban tổ chức và các bạn để dự án của chúng em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn, sớm đưa vào ứng dụng trong thực tiễn

Chúng em chân thành cám ơn!

TÓM TẮT

1 Mục đích nghiên cứu.

Tạo ra xe chở thuyền hữu dụng nhằm vận chuyển thuyền trên cát thuận tiện, nhanh chóng tiết kiệm được thời gian, giảm công sức lao động đưa thuyền lên bờ Tránh được sự

ma sát giữa thuyền và bờ cát, lực xô đẩy thuyền di chuyển bởi đòn xeo làm hỏng thuyền do

đó đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ cho thuyền trong quá trình vận chuyển đến nơi neo đậu của người dân

2 Điểm mới của dự án

Khi sử dụng xe dự án của chúng em sẽ chuyển từ ma sát trượt thành ma sát lăn như vậy công hao phí sẽ giảm đi hàng chục lần Ngoài ra xe có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, không cồng kềnh, giá thành không cao Độ cao sàn xe thấp dễ đưa thuyền lên, xuống Xe không lún sâu trên cát Có thể tận dụng các bộ phận đã qua sử dụng của các loại xe khác để lắp ráp Có bộ phận tời hỗ trợ cho xe trong quá trình di chuyển thuyền trên cát giảm lực kéo thuyền

3 Trình tự thực hiện.

3.1 Từ thực tế cuộc sống phân tích hiện trạng

3.2 Hình thành ý tưởng

3.3 Đưa ra các giải pháp giải quyết, phân tích và lựa chọn giải pháp thực hiện

3.4 Xây dựng mô hình xe thực nghiệm

3.5 Tác động thu thập số liệu từ mô hình liên hệ thực tiễn xây dựng thiết kế sản phẩm

3.6 Kết quả

3.7 Thảo luận, rút kinh nghiệm

3.8 Kết luận

4 Dữ liệu

- Khối lượng thuyền: 500 kg

- Khối lượng xe: 80kg

- Khối lượng dây: 10kg, chiều dài 60m

- Quãng đường dịch chuyển là 50m

- Bờ cát có độ dốc 300

* Khi sử dụng xe:

- Lực tác động của 3 người (tương đương 1500N)

- Di chuyển thuyền bởi xe và tời với thời gian: 9 phút

5 Kết luận

Qua quá trình nghiên cứu từ lí thuyết và kết quả thực nghiệm khoa học nhóm chúng

em nhận thấy sử dụng xe đem lại hiệu quả thiết thực tiết kiệm được công sức (gần 50%) và thời gian khoảng 5 lần

Dùng xe đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ cho thuyền trong quá trình vận chuyển đến nơi neo đậu

GIỚI THIỆU

1 Lý do nghiên cứu

Ngư Thủy Nam là xã bãi ngang ven biển, cuộc sống người dân nơi đây còn gặp nhiều khó khăn, vất vả, nguồn thu nhập chính của họ là làm nghề biển Phương tiện là những chiếc thuyền nan dùng để ra biển đánh bắt hải sản mang về bán lấy tiền trang trải cho cuộc sống hàng ngày và là tài sản có giá trị nhất đối với gia đình họ

Ngư dân thôn Liêm Bắc xã Ngư Thủy Nam đưa thuyền vào bờ

Trong khi đó địa hình bãi ngang ven biển như xã Ngư Thủy Nam không có cửa sông hay vịnh để làm cảng Do đó vào mùa mưa bão hay khi thuyền hư hỏng cần sửa chữa việc di chuyển thuyền đến nơi trú tránh hoặc tu sửa rất vất vã tốn nhiều công sức Thực tế cứ mỗi lần như vậy khi người dân kết hợp dùng đòn bẩy xeo, sức người (6 người) xô, đẩy và gánh một đầu thuyền Khi thuyền di chuyển trượt trên cát có sự ma sát giữa thuyền và cát, lực xeo bẩy của đòn bẩy, lực đẩy của người vào thuyền không đều làm thuyền nhanh hư hỏng, giảm tuổi thọ, ảnh hưởng đến kinh tế gia đình Đặc biệt vào mùa mưa bão mỗi lần di chuyển thuyền như vậy cần rất nhiều nhân lực, trong quá trình di chuyền đã có nhiều trường hợp thuyền bị hỏng, vỡ các bộ phận của thuyền do lực xeo bẩy của đòn bẩy Một số gia đình không đủ nhân lực để di chuyển thuyền kịp thời nên đã bị sóng, gió đánh vỡ

Từ thực trạng trên chúng em đưa ra ý tưởng: “Thiết kế xe di chuyển thuyền trên cát”

2 Mục đích nghiên cứu.

Từ những vất vã khó khăn trong việc đưa thuyền lên bờ Nhóm chúng em nghiên cứu

dự án chế tạo ra xe chở thuyền để vận chuyển thuyền trên cát thuận tiện, nhanh chóng tiết kiệm được thời gian, giảm công sức lao động đưa thuyền lên bờ Tránh được sự ma sát giữa thuyền và bờ cát, lực xô đẩy thuyền di chuyển bởi đòn xeo làm hỏng thuyền đảm bảo an toàn

và tăng tuổi thọ cho thuyền trong quá trình vận chuyển đến nơi neo đậu, đem lại hiệu quả kinh tế cho người dân

3 Giả thuyết nghiên cứu

Khi sử dụng xe sẽ làm giảm lực ma sát giữa thuyền và cát, chuyển từ ma sát trượt sang ma sát lăn Đưa thuyền lên bờ bởi xe sẽ giảm được thời gian thực hiện và lực kéo vì lực

ma sát lăn có cường độ nhỏ hơn 20 đến 30 lần so với ma sát trượt công hao phí sẽ giảm đi

đáng kể Nếu cùng một lực tác dụng khi sử dụng xe sẽ giảm thời gian đưa thuyền lên khoảng

5 đến 6 lần Việc sử dụng tời hoạt động theo nguyên lý đòn bẩy nên cũng giảm được lực kéo tiết kiệm được nhân lực

4 Hi vọng đạt được

Việc dùng xe và tời sẽ giảm được 50% công sức và 5 lần thời gian đưa thuyền vào

bờ Dùng xe và tời để vận chuyển thuyền giảm được công sức của người lao động, tiết kiệm được thời gian Thuyền được vận chuyển nhanh chóng, an toàn đem lại hiệu quả sử dụng thuyền được lâu bền Dự án thành công áp dụng vào thực tế đem lại hiệu quả thiết thực cho người dân ở những vùng bãi ngang ven biển

PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

1 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp phân tích, tổng hợp lí thuyết

- Phương pháp mô hình hóa

- Phương pháp giả thuyết

- Phương pháp quan sát

- Phương pháp điều tra

- Phương pháp thực nghiệm khoa học

- Phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm

- Phương pháp chuyên gia

2 Thu thập dữ liệu

- Theo khảo sát nhóm chúng em hiện tại ở thôn Liêm Bắc có số thuyền: 30 thuyền nan (bơ) lượng thuyền cập bến trong ngày là: 30 thuyền (đối với lúc gió lớn hoặc mưa bão),

số bến 1

- Khối lượng thuyền khoảng 500kg đến 550kg

- Độ dài quảng đường 50m

- Bờ dốc cát khoảng 200 đến 300

- Lượng người để đưa thuyền vào bờ bình quân từ 6 đến 8 người

- Phương pháp đưa thuyền vào bờ: Kết hợp vừa gánh nâng và xô đẩy (vần thuyền)

- Thời gian đưa vào 45 phút

3 Xây dựng mô hình thí nghiệm

3.1 Xây dựng mô hình

Thân xe Tời xoay hướng khác

3.2 Sơ đồ lắp đặt và tiến hành thí nghiệm

* Cách làm:

+ Thực hiện đo lực và đo thời gian di chuyển thuyền trực tiếp trên cát.

Đo lực kéo phần đuôi thuyền ở mô hình kéo thuyền dịch chuyển sang phải góc 450 sau đó đo lực kéo ở phần đầu thuyền di chuyển sang phải góc 450 mỗi chu kì như vậy thuyền di chuyển được 7cm Ghi chép thời gian để di chuyển thuyền đi quãng đường là 70cm

+ Thực hiện đo lực và đo thời gian di chuyển thuyền bởi xe.

Đo lực kéo thuyền di chuyển (lực có cùng cường độ như trên) Ghi chép thời gian thuyền di chuyển với quãng đường 70cm

+ Làm thí nghiệm trong 5 lần tính giá trị trung bình

Từ đó đối chiếu, so sánh rút ra kết luận

KẾT QUẢ

1 Từ mô hình

- Khối lượng thuyền 2,5kg

- Khối lượng xe: 0,5kg

- Lực tác động: F = 12N

- Quãng đường dịch chuyển là 0,7m

- Bờ cát có độ dốc 300

* Qua thực nghiệm bởi mô hình đã cho kết quả về thời gian như sau:

+ Về mặt thời gian

Lần thí nghiệm

Di chuyển thuyền trực tiếp

trên cát Di chuyển thuyền bởi xe và tời Thời gian t (s) Thời gian t (s)

Giá trị trung

+ Về mặt lực tác động

Lực tác dụng làm cho xe chở thuyền dịch chuyển là 10N, lực tác dụng làm thuyền di

chuyển trực tiếp trên cát là 20N Kết quả cho thấy giảm lực kéo được 50%

0 20

40

60

80

100

120

Lần TN

Thời gian vận chuyển trực tiếp trên cát

Thời gian vận chuyển dùng xe

Biểu đồ so sánh thời gian khi xe và không sử dụng xe khi thực hiện di chuyển thuyền trên

cát.

2 Thực tế

- Khối lượng thuyền: 500 kg

- Khối lượng xe: 80kg

- Khối lượng dây: 10kg

- Quãng đường dịch chuyển là 50m

- Bờ cát có độ dốc 300

- Lực tác động của 3 người (tương đương 1500N)

* Dữ liệu thu được:

Di chuyển thuyền trực tiếp trên

cát Di chuyển thuyền bởi xe và tời

Số

lượng

người

Lực đẩy tương đương (N)

Thời gian

di chuyển (phút)

Số lượng người

Lực đẩy tương đương (N)

Thời gian di chuyển (phút)

Khi không sử dụng xe để đưa một chiếc thuyền lên bờ neo đậu cần phải sử dụng ít nhất 06 người dùng đòn bẩy gánh thuyền di chuyển, tốn nhiều sức, thời gian di chuyển lâu gấp khoảng 5 lần thời gian khi có xe di chuyển thuyền

Nếu di chuyển thuyền bằng xe có bộ phận tời chỉ cần 03 người, 01 người điều khiển

bộ phận tời, 02 người còn lại dùng đòn bẩy gánh một đầu thuyền mục đích giữ thăng bằng cho thuyền và có lực để đẩy xe di chuyển

Việc vận chuyển thuyền lên bờ thực hiện bởi xe và tời đã cho thấy kết quả tiết kiệm được sức người và thời gian thực hiện có hiệu quả Việc dùng đòn bẩy, đòn gánh để vừa bẩy thuyền, vừa nâng vừa xô để thuyền di chuyển lên bờ trong quá trình thực hiện thuyền trượt trên cát nên ma sát giữa thuyền và bờ cát là ma sát trượt có độ cản lớn nên vận chuyển rất khó khăn và tốn nhiều sức Khi sử dụng xe và tời đã chuyển từ ma sát trượt giữa thuyền và

bờ cát thành ma sát lăn nên lực cản đã giảm đi rất lớn Dùng tời nên cũng đỡ tốn hao về lực

THẢO LUẬN

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với lí thuyết phù hợp Từ thực tế qua thực nghiệm bởi mô hình cho thấy hiệu quả rất cao Trong thực tế hiện nay việc vận chuyển những đồ vật

có khối lượng lớn người ta sử dụng tời đường ray và xe goòng Những ứng dụng đó dùng để vận chuyển trên đường bằng nền đất như: vận chuyển than từ hầm mỏ lên mặt đất, thuyền vượt qua đập… Nếu sử dụng đường ray trên cát thì hiệu quả không cao vì ở nền cát khi có gió thường bị gió cuốn cát vùi lấp đường ray Nếu đầu tư làm đường ray gia cố bằng bờ bê tông, đá thì chi phí quá lớn không phù hợp vời điều kiện của người dân và độ linh động hạn chế Một số ý kiến cho rằng nên dùng xe bánh xích để chuyên chở thuyền Với ý kiến này chúng em cũng cho rằng cũng chưa phù hợp với điều kiện kinh tế còn hạn chế ở địa phương

Dự án của chúng em sử dụng hệ thống gồm tời và xe như thiết kế có chi phí thấp lại linh động trong việc di chuyển thiết bị, bảo dưỡng bảo quản Việc chế tạo có thể tận dụng các nguồn nguyên liệu sẳn có hoặc tái chế lại từ những sản phẩm đã hỏng Khi sử dụng để vận chuyển thuyền tiết kiệm được nhân lực, thời gian thực hiện nhanh chóng Tời có thể tháo rời khỏi đế, giữa tời và đế có trục quay nên có thể xoay theo các hướng dễ dàng Xe sử dụng bánh có ổ bi do đó giảm được lực ma sát lớn tiết kiệm được nhân lực Hệ thống bánh lốp nên tránh được sự lún trên cát

Từ kết quả nghiên cứu trên khi đưa vào ứng dụng thực tiễn giúp ngư dân vận chuyển thuyền vào nơi ẩn nấp trên bờ tránh bão, hoặc sửa chữa ở những vùng biển bãi ngang Giảm được hư hỏng thuyền do ma sát trong khi xô đẩy thuyền lên bờ trú ẩn Đặc biệt trong những ngày mưa bão thì việc vận chuyển lại gặp hết sức khó khăn, mất nhiều thời gian nếu không kịp đưa thuyền vào bờ thì thiệt hại hết sức nghiêm trọng Nếu dùng xe chở thuyền của chúng

em sẽ tránh được những thiệt hại nói trên và giảm được số lượng người tham gia đẩy thuyền (03 người) và thời gian cũng giảm đi gần 5 lần

Chúng em khảo sát hiện tại ở thôn Liêm Bắc có số thuyền nan (bơ): 30 thuyền nan lượng thuyền cập bến trong ngày là: 30 thuyền (đối với lúc gió lớn hoặc mưa bão) trên bến Như vậy với thời gian kéo trung bình 9 phút thì trong thời gian 4,5 giờ sẽ kéo hết lượng thuyền vào bờ Nếu lượng thuyền trên nếu không dùng xe thì mất thời gian 22,5 giờ

Để dùng vận chuyển cho một chiếc thuyền có khối lượng từ: 500 kg đến 550kg khi kéo thuyền lên bởi xe lực tác động vào dây kéo khoảng 1200N đến 1500N Để làm điểm tựa khi kéo xe tời khỏi bị lật chúng em xây dựng ở bến đế tời bằng bê tông có thể tích 1m3 khối lượng khoảng 2350Kg

Nhóm chúng em thiết kế hệ thống xe với giá thành:

Giá thành để chế tạo hệ thống gồm xe và tời (giá chúng em tham khảo)

TT Bộ phận Số

lượng

Kích thước Giá tiền Ghi chú

đầu bánh xe.

 50mm- 70mm Bằng thép.

60m

500.000đ Pôlime

tông

đ

Thiết nghĩ với số tiền đầu tư như trên ngư dân có thể tiết kiệm được nhân lực, thời gian Giảm được hư hỏng thuyền do ma sát trong khi xô đẩy thuyền lên bờ trú ẩn Đặc biệt trong những ngày mưa bão thì việc vận chuyển lại gặp hết sức khó khăn, mất nhiều thời gian nếu không kịp đưa thuyền vào bờ thì thiệt hại hết sức nghiêm trọng Nếu dùng xe chở thuyền của chúng em sẽ tránh được những thiệt hại nói trên

Mô hình ứng dụng trong thực tế

Hạn chế của dự án

Khi sử dụng bộ phận tời để kéo xe di chuyển trên cát yêu cầu thuyền phải cập tập trung vì bộ phận tời đặt cố định trên bờ

KẾT LUẬN

Qua quá trình nghiên cứu từ lí thuyết và kết quả thực nghiệm khoa học nhóm chúng

em nhận thấy sử dụng xe đem lại hiệu quả thiết thực tiết kiệm được công sức và thời gian Khi chưa sử dụng xe cứ mỗi lần người dân phải đưa thuyền lên neo, đậu rồi đưa thuyền xuống để ra biển đánh bắt hải sản là rất khó khăn, vất vả, mất nhiều thời gian, tốn nhiều công sức, lại vận chuyển trên cát bằng hình thức đòn bẩy, gánh thuyền để di chuyển sẽ xuất hiện

sự cọ xát giữa cát và thuyền làm thuyền nhanh hư hỏng, ảnh hưởng không nhỏ đến kinh tế gia đình Sử dụng xe tránh được sự ma sát giữa thuyền và bờ cát, tránh được lực ép khi xeo bẩy đảm bảo an toàn, giảm thời gian trong quá trình di chuyển Hệ thống có bộ phận tời nên tốn ít sức người giúp cho ngư dân đỡ vất vả hơn khi đưa thuyền lên xuống biển giúp họ giữ được sức khỏe, tăng sản lượng đánh bắt, nâng cao thu nhập, ổn định và phát triển kinh tế gia đình

Ứng dụng thực tế của dự án:

Đất nước chúng ta là quốc gia biển Hiện nay chiều dài bờ biển Việt Nam được công

bố trên website của Bộ Khoa học – Công nghệ là 3.350km được tính bằng tổng chiều dài bờ biển của các tỉnh ven biển Một số tổ chức nước ngoài, như CIA World Factbook tại website http: www.cia.gov công bố chiều dài bờ biển Việt nam là 3.444km chưa tính chiều dài bờ biển đảo, đồng thời xếp hạng Việt Nam đứng thứ 32 về chiều dài bờ biển trong tổng

số 156 nước có biển Nhưng theo “định nghĩa” của ngành địa lý hiện đại (Viện Tài nguyên thế giới và Tổ chức Môi trường Liên hiệp quốc), bờ biển bao gồm cả bờ biển ngoài (theo định nghĩa cổ điển cộng với bờ đảo biển) và bờ biển trong bao gồm đầm phá và các cửa sông chịu tác động mạnh của thuỷ triều thì chiều dài bờ biển Việt Nam là 11.409,1km Trong đó những vùng biển bãi ngang chiếm tỷ lệ rất cao và cư dân sinh sống ở những vùng này điều kiện kinh tế đa số còn rất hạn chế Nên chúng em nghĩ việc ứng dụng dự án của chúng em vào trong thực tiễn sẽ đem lại lợi ích rất to lớn Giúp cho ngư dân ở những vùng khác có điều kiện kinh tế giống địa phương chúng em sẽ bớt phải vất vã mỗi khi đưa thuyền lên bờ