Физика окружает нас абсолютно везде и повсюду: в быту, на улице, в дороге… Иногда родителям стоит обращать внимание их детей на некоторые интересные, ими еще непознанные моменты. Раннее знакомство с этим школьным предметом позволит какому-то ребенку преодолеть страх, а какому-то всерьез заинтересоваться этой наукой и, возможно, для кого-то это станет судьбой.

С некоторыми простыми экспериментами, которые можно сделать дома, мы и предлагаем сегодня познакомиться.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Посмотреть, влияет ли форма предмета на его прочность.
МАТЕРИАЛЫ: три листа бумаги, скотч, книги (весом до полукилограмма), помощник.

ПРОЦЕСС:

Сложите листки бумаги а три разные формы: Форма А — сложите листок втрое и склейте концы, Форма Б — сложите листок вчетверо и склейте концы, Форма В — скатайте бумагу в форме цилиндра и склейте концы.

Поставьте все сделанные вами фигуры на стол.

Вместе с помощником одновременно и по одной кладите на них книги и посмотрите, когда сооружения обвалятся.

Запомните, какое количество книг может выдержать каждая фигура.

ИТОГИ: Цилиндр выдерживает самое большое число книг.
ПОЧЕМУ? Гравитация (притяжение к центру Земли) тянет книги вниз, а бумажные опоры не пускают. Если земное притяжение будет больше силы сопротивления опоры, вес книги раздавит ее. Открытый бумажный цилиндр оказался самой прочной из всех фигур, потому что вес книг, которые на нем лежали, равномерно распределился по его стенкам.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Зарядить предмет статическим электричеством.
МАТЕРИАЛЫ: ножницы, салфетка, линейка, расческа.

ПРОЦЕСС:

Отмерьте и отрежьте от салфетки полоску бумаги (7см х 25 см).

Нарежьте на бумаге длинные тонкие полоски, ОСТАВЛЯЯ край нетронутым (по рисунку).

Быстро расчешитесь. Ваши волосы должны быть чистыми и сухими. Приблизьте расческу к бумажным полоскам, но не касайтесь их.

ИТОГИ: Бумажные полоски тянутся к расческе.
ПОЧЕМУ? "Статическое» — значит неподвижное. Статическое электричество — это собравшиеся вместе отрицательные частицы под названием электроны. Вещество состоит из атомов, где вокруг положительного центра — ядра — вращают электроны. Когда мы причесываемся, электроны как бы стираются с волос и попа¬дают на расческу. Та половина расчески, которая коснулась ваших волос, получил! отрицательный заряд. Бумажная полоска состоит из атомов. Мы подносим к ним расческу, в результате чего положительная часть атомов притягивается к расческе. Этого притяжения между положительными и отрицательными частицами достаток но, чтобы поднять бумажные полоски вверх.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Найти положение центра тяжести.
МАТЕРИАЛЫ: пластилин, две металлические вилки, зубочистка, высокий стакан или банка с широким горлом.

ПРОЦЕСС:

Скатайте из пластилина шарик диаметром около 4 см.

Воткните в шарик вилку.

Вторую вилку воткните в шарик под углом в 45 градусов по отношению к первой вилке.

Воткните зубочистку в шарик между вилками.

Зубочистку поместите концом на край стакана и двигайте к центру стакана, пока не наступит равновесие.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если равновесия достичь не удается, уменьшите угол между ними.
ИТОГИ: При определенном положении зубочистки вилки уравновешиваются.
ПОЧЕМУ? Поскольку вилки расположены под углом друг к другу, то их вес как бы сосредоточен в определенной точке палочки, находящейся между ними. Эта точка называется центром тяжести.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Сравнить скорость звука в твердых телах и в воздухе.
МАТЕРИАЛЫ: пластмассовый стакан, резинка в форме колечка.

ПРОЦЕСС:

Наденьте резиновое колечко на стакан, как показано на рисунке.

Приложите стакан дном к уху.

Побренчите натянутой резинкой как струной.

ИТОГИ: Слышен громкий звук.
ПОЧЕМУ? Предмет звучит, когда он колеблется. Совершая колебания, он ударяет по воздуху или по другому предмету, если тот находится рядом. Колебания начинают распространяться по заполняющему все вокруг воздуху, их энергия воздействует на уши, и мы слышим звук. Колебания гораздо медленнее распространяются через воздух — газ, — чем через твердые или жидкие тела. Колебания резинки передаются и воздуху и корпусу стакана, но звук слышен громче, когда он приходит в ухо непосредственно от стенок стакана.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, сказывается ли температура на прыгучести резинового шарика.
МАТЕРИАЛЫ: теннисный мяч, метровая рейка, морозильник.

ПРОЦЕСС:

Поставьте рейку вертикально и, удерживая ее одной рукой, положите другой рукой мячик на ее верхний конец.

Отпустите мячик и посмотрите, как высоко он подпрыгнет, ударившись об пол. Повторите это три раза и прикиньте среднюю высоту прыжка.

На полчаса поместите мячик в морозильник.

Снова измерьте высоту прыжка, отпуская мячик с верхнего конца рейки.

ИТОГИ: После морозилки мяч подпрыгивает не так высоко.
ПОЧЕМУ? Резина состоит из мириада молекул в форме цепочек. В тепле эти цепочки легко сдвигаются и отодвигаются одна от другой, и благодаря этому резина становится эластичной. При охлаждении эти цепочки становятся жесткими. Когда цепочки эластичны, мячик хорошо скачет. Играя в теннис в холодную погоду, нужно учитывать, что мячик не будет таким прыгучим.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Посмотреть, каким предстает изображение в зеркале.
МАТЕРИАЛЫ: зеркальце, 4 книги, карандаш, бумага.

ПРОЦЕСС:

Сложите книги стопкой и прислоните к ней зеркальце.

Положите лист бумаги под край зеркальца.

Положите левую руку перед листом бумаги, а на руку — подбородок, чтобы смотреть в зеркало, но не видеть лист, на котором вам предстоит писать.

Смотря только в зеркальце, но не на бумагу, напишите на ней свое имя.

Посмотрите, что вы написали.

ИТОГИ: Большинство, а может быть даже все буквы оказались перевернутыми.
ПОЧЕМУ? Потому что вы писали, глядя в зеркало, где они выглядели обычным образом, но на бумаге они перевернуты. Перевернутыми окажутся большинство букв, а правильно написанными будут лишь симметричные буквы (Н, О, Е, В). Они выглядят одинаково и в зеркале, и на бумаге, хотя изображение в зеркале перевернуто.

БОУ «Косковская СШ»

Кичменгско-Городецкого муниципального района

Вологодской области

Учебный проект

«Физический эксперимент в домашних условиях»

Выполнили:

ученики 7 класса

Коптяев Артем

Алексеевская Ксения

Алексеевская Таня

Руководитель:

Коровкин И.Н.

Март-апрель-2016 год.

Содержание

Введение

В жизни нет ничего лучше собственного опыта.

Скотт В.

В школе и дома мы познакомились со множеством физических явлений и нам захотелось изготовить самодельные приборы, оборудование и провести опыты. Все проводимые нами опыты позволяют глубже познать окружающий мир и в частности физику. Мы описываем процесс изготовления оборудования для эксперимента, принцип работы и физический закон или явление демонстрируемое данным прибором. Проводимые эксперименты заинтересовали учащихся из других классов.

Цель: изготовить прибор из имеющихся подручных средств для демонстрации физического явления и с его помощью рассказать о физическом явлении.

Гипотеза: изготовленные приборы, демонстрации помогут познать физику глубже.

Задачи:

Изучить литературу по проведению опытов своими руками.

Просмотреть видео по демонстрации опытов

Изготовить оборудование для опытов

Провести демонстрацию

Рассказать о демонстрируемом физическом явлении

Улучшить материальную базу кабинета физика.

ОПЫТ 1. Модель фонтана

Цель : показать простейшую модель фонтана.

Оборудование : пластиковая бутылка, трубочки от капельницы, зажим, воздушный шар, кювета.

Готовое изделие

Ход проведения опыта:

В пробке проделаем 2 отверстия. Вставим трубочки, к концу одной прикрепим шарик.

Наполним воздухом шарик и закроем зажимом..

Нальем в бутылку воды и поставим ее в кювету.

Пронаблюдаем за струей воды.

Результат: наблюдаем образование фонтана воды.

Анализ: на воду в бутылке действует сжатый воздух, находящийся в шарике. Чем больше воздуха в шарике, тем выше будет фонтан.

ОПЫТ 2. Картезианский водолаз

(Закон Паскаля и Архимедова сила.)

Цель: продемонстрировать закон Паскаля и силу Архимеда.

Оборудование: пластиковая бутылка,

пипетка(сосуд закрытый с одного конца)

Готовое изделие

Ход проведения опыта:

Возьмите пластиковую бутылку емкостью 1,5-2 л.

Возьмите маленький сосуд (пипетку)и огрузите ее медной проволокой.

Бутылку заполните водой.

Надавите руками на верхнюю часть бутылки.

Наблюдайте явление.

Результат : наблюдаем погружение пипетки и всплытие при надавливании на пластиковую бутылку..

Анализ : сила сжимет воздух над водой,давление передается воде.

По закону Паскаля давление сжимает воздух в пипетке. В результате Архимедова сила уменьшается. Тело тонет.Прекращаем сжатие. Тело всплывает.

ОПЫТ 3. Закон Паскаля и сообщающиеся сосуды.

Цель: продемонстрировать действие закона Паскаля в гидравлических машинах.

Оборудование: два шприца разного объема и пластиковая трубка от капельницы.

Готовое изделие.

Ход проведения опыта:

1.Возьмите два шприца разного размера и соедените трубочкой от капельницы.

2.Заполните несжимемой жидкостью (водой или маслом)

3.Надавите на поршень меньшего шприца.Наблюдайте премещение поршня большего шприца.

4.Надавите на поршень больше шприца.Наблюдайте премещение поршня меньшего шприца.

Результат : Фиксируем различие прилагаемых сил.

Анализ : По закону Паскаля давление создаваемое поршнями одинаково.Следовательно: во сколько раз больше поршень во столька раз и больше создаваемая им сила.

ОПЫТ 4.Сухим из воды.

Цель : показать расширение нагретого воздуха и сжатие холодного..

Оборудование : стакан, тарелка с водой, свеча, пробка.

Готовое изделие.

Ход проведения опыта:

1. наливаем воду в тарелку и помещаем на дно монету и на воду поплавок.

2. предлагаем зрителям достать монетку не замочив руку.

3.зажигаем свечку и ставим ее в воду.

4. накрываем прогретым стаканом.

Результат: наблюдаем перемещение воды в стакан..

Анализ: при нагревании воздуха он расширяется. Когда свеча гаснет. Воздух охлаждается, его давление понизится. Атмосферное давление втолкнет воду под стакан.

ОПЫТ 5.Инерция.

Цель : показать проявление инерции.

Оборудование : Бутылка с широким горлышком,картонное кольцо, монеты.

Готовое изделие.

Ход проведения опыта:

1. На горлышко бутылки ставим бумажное кольцо.

2. на кольцо помещаем монетки.

3.резким ударом линейки выбиваем кольцо

Результат: наблюдаем падение монеток в бутылку.

Анализ: инертность это способность тела сохранять свою скорость. При ударе по кольцу монетки не успевают изменить скорость и падают в бутылку.

ОПЫТ 6.Вверх дном.

Цель : Показать поведение жидкости во вращающейся бутылке.

Оборудование : Бутылка с широким горлышком и веревка.

Готовое изделие.

Ход проведения опыта:

1. На горлышко бутылки привязываем веревку.

2. наливаем воду.

3.вращаем бутылку над головой.

Результат: вода не выливается.

Анализ: в верхней точке на воду действует сила тяжести и центробежная сила. Если центробежная сила больше силы тяжести, то вода не выльется.

ОПЫТ 7.Неньютонова жидкость.

Цель : Показать поведение неньютоновой жидкости.

Оборудование : миска.крахмал. вода.

Готовое изделие.

Ход проведения опыта:

1. в миске разводим крахмал и воду в равных пропорциях.

2. демонстрируем необычные свойства жидкости

Результат: субстанция имеет свойства твердого тела и жидкости.

Анализ: при резком воздействии проявляются свойства твердого тела а при медленном-жидкости.

Вывод

В результате работы мы:

провёли опыты, доказывающие существование атмосферного давления;

создали самодельные приборы, демонстрирующие зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости, закона Паскаля.

Нам понравилось изучать давление, делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:

Мы будем продолжать изучение этой интересной науки

Мы надеемся, что наши одноклассники заинтересуются этой проблемой, а постараемся помочь им.

В дальнейшем мы будем проводить новые эксперименты.

Заключение

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне.

А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

Проводить данные опыты не сложно и интересно. Они безопасны, просты и полезны. Новые исследования впереди!

Литература

Вечера по физике в средней школе/ Сост. Э.М. Браверман. М.: Просвещение, 1969.

Внеурочная работа по физике/ Под ред. О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 1983.

Гальперштейн Л. Занимательная физика. М.: РОСМЭН, 2000.

Г орев Л.А. Занимательные опыты по физике. М.: Просвещение, 1985.

Горячкин Е.Н. Методика и техника физического эксперимента. М.: Просвещение. 1984 г.

Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия и К, 1999.

Макеева Г.П., Цедрик М.С. Физические парадоксы и занимательные вопросы. Минск: Народная асвета, 1981.

Никитин Ю.З. Потехе час. М.: Молодая гвардия, 1980.

Опыты в домашней лаборатории // Квант. 1980. №4.

Перельман Я.И. Занимательная механика. Знаете ли вы физику? М.: ВАП, 1994.

Перышкин А.В., Родина Н.А. Учебник физики для 7 класса. М.: Просвещение. 2012 г

Перышкин А.В. Физика. – М.: Дрофа, 2 012

Для многих школьников физика является довольно сложным и непонятным предметом. Чтобы заинтересовать ребенка этой наукой родители используют всевозможные ухищрения: рассказывают фантастические истории, показывают занимательные опыты, приводят в пример биографии великих ученых.

Как проводить опыты по физике с детьми?

• Педагоги предостерегают, не стоит знакомство с физическими явлениями ограничивать лишь демонстрацией занимательных опытов и экспериментов.
• Опыты должны в обязательном порядке сопровождаться подробными объяснениями.
• Для начала ребенку необходимо объяснить, что физика является наукой, изучающей общие законы природы. Физика изучает строение материи, ее формы, ее движения и изменения. В свое время известный британский ученый лорд Кельвин довольно смело заявил, что в нашем мире существует лишь одна наука – физика, все остальное — обычное собирание марок. И в этом высказывании есть доля истины, ведь вся Вселенная, все планеты и все миры (предполагаемые и существующие) подчиняются законам физики. Конечно, высказывания самых именитых ученых о физике и ее законах вряд ли заставят младшего школьника отбросить в сторону мобильник и с упоением углубиться в изучение учебника физики.

Сегодня мы попытаемся предложить вниманию родителей несколько занимательных опытов, которые помогут заинтересовать ваших детей и ответить на многие их вопросы. И как знать, может, благодаря этим домашним экспериментам, физика станет любимым предметом у вашего ребенка. И в самом скором времени в нашей стране появится свой Исаак Ньютон.

Интересные опыты с водой для детей - 3 инструкции

Для 1 эксперимента вам понадобится два яйца, обычная пищевая соль и 2 стакана с водой.

Одно яйцо необходимо осторожно опустить в стакан, наполненный на половину холодной водой. Оно сразу же окажется на дне. Второй стакан наполните теплой водой и размешайте в нем 4-5 ст. л. соли. Подождите, пока вода в стакане станет холодной, и аккуратно опустите в него второе яйцо. Оно останется на поверхности. Почему?

Объяснение результатов опыта

Плотность простой воды ниже плотности яйца. Именно поэтому яйцо опускается на дно. Средняя плотность соленой воды существенно выше плотности яйца, поэтому оно остается на поверхности. Продемонстрировав ребенку этот опыт, можно заметить, что морская вода является идеальной средой для обучения плаванию. Ведь законы физики и в море никто не отменял. Чем вода в море более соленая, тем меньше требуется усилий, чтобы держаться на плаву. Самым соленым считается Красное море. Из-за большой плотности тело человека буквально выталкивается на поверхность воды. Учиться плавать в Красном море – сплошное удовольствие.

Для 2 эксперимента вам понадобится: стеклянная бутылка, миска с подкрашенной водой и горячая вода.

При помощи горячей воды прогреваем бутыль. Выливаем из нее горячую воду и опрокидываем горлышком вниз. Устанавливаем в миску с подкрашенной холодной водой. Жидкость из миски начнет самостоятельно затекать в бутылку. Кстати уровень подкрашенной жидкости в ней будет (по сравнению с миской) существенно выше.

Как объяснить результат опыта ребенку?

Предварительно нагретая бутылка наполнена теплым воздухом. Постепенно бутыль охлаждается, и газ сжимается. В бутылке давление понижается. На воду оказывает влияние давление атмосферы, и она поступает в бутылку. Ее приток остановится лишь тогда, когда давление не выровняется.

Для 3 опыта понадобится линейка из оргстекла или обычная пластмассовая расческа, шерстяная или шелковая ткань.

В кухне или в ванной отрегулируйте кран так, чтобы из него текла тонкая струйка воды. Попросите ребенка сильно потереть линейку (расческу) сухой шерстяной тряпочкой. Затем ребенок должен быстро приблизить линейку к струе воды. Эффект его поразит. Струя воды будет изгибаться, и тянуться к линейке. Забавный эффект можно получить, используя одновременно две линейки. Почему?

Наэлектризованная сухая расческа или линейка из оргстекла становятся источником электрического поля, именно поэтому струя вынуждена изгибаться в ее сторону.

Более подробно обо всех этих явлениях можно узнать на уроках физики. Любому ребенку захочется почувствовать себя «повелителем» воды, а это значит — урок уже никогда не будет для него скучным и неинтересным.

%20%D0%9A%D0%B0%D0%BA%20%D1%81%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%8C%203%20%D0%BE%D0%BF%D1%8B%D1%82%D0%B0%20%D1%81%D0%BE%20%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BC%20%D0%B2%20%D0%B4%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%BD%D0%B8%D1%85%20%D1%83%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%8F%D1%85

%0A

Как доказать, что свет движется по прямой?

Для проведения опыта потребуются 2 листа плотного картона, обычный фонарик, 2 подставки.

Ход эксперимента: В центре каждой картонки аккуратно вырезаем одинаковые по диаметру круглые отверстия. Устанавливаем их на подставки. Отверстия должны находиться на одной высоте. Включенный фонарь располагаем на заранее подготовленной подставке из книг. Можно использовать подходящую по размеру любую коробку. Луч фонаря направляем в отверстие одной из картонок. Ребенок встает с противоположной стороны и видит свет. Просим ребенка отойти, и смещаем в сторону любую из картонок. Их отверстия больше не находятся на одном уровне. Ребенка возвращаем на то же место, но света он уже не видит. Почему?

Объяснение: Свет может распространяться только по прямой линии. Если на пути света возникает препятствие, он останавливается.

Опыт – танцующие тени

Для проведения этого опыта потребуется: белый экран, вырезанные картонные фигурки, которые необходимо привесить на нитках перед экраном и обычные свечи. Свечи нужно поставить за фигурками. Нет экрана – можно использовать обычную стену

Ход эксперимента: Зажгите свечи. Если свечу отодвинуть подальше, то тень от фигурки станет меньше, если свечу сдвинуть вправо, фигурка передвинется влево. Чем больше свечей вы зажжете, тем танец фигурок будет интересней. Свечи можно зажигать по очереди, поднимать выше, ниже, создавая очень интересные танцевальные композиции.

Интересный опыт с тенью

Для следующего опыта вам понадобится экран, довольно мощная электролампа и свеча. Если направить свет мощной электролампы на горящую свечу, то на белом полотне проявится тень не только от свечи, но и от ее пламени. Почему? Все просто, оказывается и в самом пламени имеются раскаленные светонепроницаемые частицы.

Простые опыты со звуком для младших школьников

Эксперимент со льдом

Если вам повезет, и вы у себя дома найдете кусочек сухого льда, то сможете услышать необычный звук. Он довольно неприятный – очень тонкий и воющий. Для этого нужно сухой лед положить в обычную чайную ложку. Правда, звучать ложка сразу же перестанет, как только охладиться. Почему появляется этот звук?

При соприкосновении льда с ложкой (в соответствии с законами физики) выделяется углекислый газ, именно он заставляет вибрировать ложку и издавать необычный звук.

Забавный телефон

Возьмите две одинаковые коробочки. В середине дна и крышки каждой из коробочек проткните дырку при помощи толстой иглы. В коробочках разместите обычные спички. В сделанные отверстия протяните шнурок (длиной 10-15 см). Каждый конец шнурка нужно завязать за середину спички. Желательно использовать рыболовную леску из капрона или шелковую нитку. Каждый из двух участников эксперимента берет свою «трубку» и отходит на максимальное расстояние. Леска должна быть туго натянута. Один подносит трубку к уху, а другой ко рту. Вот и все! Телефон готов – можно вести светскую беседу!

Эхо

Из картона сделайте трубу. Ее высота должна быть около трехсот мм, а диаметр около шестидесяти мм. На обычную подушку разместите часы и накройте их сверху изготовленной заранее трубой. Звук часов в данном случае вы сможете услышать, если ваше ухо будет находиться прямо над трубой. Во всех остальных положениях звука часов не слышно. Однако если вы возьмете отрез картона и поместите его под углом в сорок пять градусов к оси трубы, то звук часов будет прекрасно слышен.

Как провести с ребенком дома опыты с магнитами - 3 идеи

Играть с магнитом дети просто обожают, поэтому они готовы включиться в любой эксперимент с этим предметом.

Как вытащить предметы из воды при помощи магнита?

Для первого эксперимента потребуется масса болтиков, скрепок, пружинок, пластиковая бутылка с водой и магнит.

Детям дается задание: вытащить из бутылки предметы, не замочив при этом руки, ну и стол естественно. Как правило, дети быстро находят решение этой задачи. Во время опыта родители могут рассказать детям о физических свойствах магнита и объяснить, что сила магнита действует не только сквозь пластик, но и сквозь воду, бумагу, стекло и т.д.

Как сделать компас?

В блюдце надо набрать холодной воды и на ее поверхность положить небольшой кусочек салфетки. На салфетку аккуратно кладем иголку, которую предварительно натираем об магнит. Салфетка намокает и опускается на дно блюдца, а иголка остается на поверхности. Постепенно она плавно поворачивается одним концом на север, другим на юг. Правильность самодельного компаса можно сверить по-настоящему.

Магнитное поле

Для начала нарисуйте на листе бумаги прямую линию и положите на нее обычную железную скрепку. Медленно подвигайте к линии магнит. Отметьте то расстояние, на котором скрепка притянется к магниту. Возьмите другой магнит, и проведите тот же эксперимент. Скрепка притянется к магниту с более далекого расстояния или с более близкого. Все будет зависеть исключительно от «силы» магнита. На этом примере, ребенку можно рассказать о свойствах магнитных полей. Прежде чем рассказывать ребенку о физических свойствах магнита, нужно обязательно объяснить, что магнит притягивает далеко не все «блестящие штучки». Магнит может притягивать только железо. Такие железки как никель и алюминий ему «не по зубам».

Интересно, Вы любили в школе уроки физики? Нет? Тогда у Вас есть прекрасная возможность вместе с ребенком освоить этот очень интересный предмет. Узнайте, Как провести дома интересные и простые , читайте в другой статье на нашем сайте.

Удачных Вам экспериментов!

Сотни тысяч физических опытов было поставлено за тысячелетнюю историю науки. Сложно отобрать несколько «самых-самых».Среди физиков США и Западной Европы был проведен опрос. Исследователи Роберт Криз и Стони Бук просили их назвать наиболее красивые за всю историю физические эксперименты. Об опытах, вошедших в первую десятку по итогам выборочного опроса Криза и Бука, рассказал научный работник Лаборатории нейтринной астрофизики высоких энергий, кандидат физико-математических наук Игорь Сокальский.

1. Эксперимент Эратосфена Киренского

Один из самых древних известных физических экспериментов, в результате которого был измерен радиус Земли, был проведен в III веке до нашей эры библиотекарем знаменитой Александрийской библиотеки Эрастофеном Киренским. Схема эксперимента проста. В полдень, в день летнего солнцестояния, в городе Сиене (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и предметы не отбрасывали тени. В тот же день и в то же время в городе Александрии, находившемся в 800 километрах от Сиена, Солнце отклонялось от зенита примерно на 7°. Это составляет около 1/50 полного круга (360°), откуда получается, что окружность Земли равна 40 000 километров, а радиус 6300 километров. Почти невероятным представляется то, что измеренный столь простым методом радиус Земли оказался всего на 5% меньше значения, полученного самыми точными современными методами, сообщает сайт «Химия и жизнь».

2. Эксперимент Галилео Галилея

В XVII веке господствовала точка зрения Аристотеля, который учил, что скорость падения тела зависит от его массы. Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Наблюдения, которые каждый из нас может проделать в повседневной жизни, казалось бы, подтверждают это. Попробуйте одновременно выпустить из рук легкую зубочистку и тяжелый камень. Камень быстрее коснется земли. Подобные наблюдения привели Аристотеля к выводу о фундаментальном свойстве силы, с которой Земля притягивает другие тела. В действительности на скорость падения влияет не только сила притяжения, но и сила сопротивления воздуха. Соотношение этих сил для легких предметов и для тяжелых различно, что и приводит к наблюдаемому эффекту.

Итальянец Галилео Галилей усомнился в правильности выводов Аристотеля и нашел способ их проверить. Для этого он сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро и значительно более легкую мушкетную пулю. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму, поэтому и для ядра, и для пули силы сопротивления воздуха были пренебрежимо малы по сравнению с силами притяжения. Галилей выяснил, что оба предмета достигают земли в один и тот же момент, то есть скорость их падения одинакова.

Результаты, полученные Галилеем, - следствие закона всемирного тяготения и закона, в соответствии с которым ускорение, испытываемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе.

3. Другой эксперимент Галилео Галилея

Галилей замерял расстояние, которое шары, катящиеся по наклонной доске, преодолевали за равные промежутки времени, измеренный автором опыта по водяным часам. Ученый выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше. Эта квадратичная зависимость означала, что шары под действием силы тяжести движутся ускоренно, что противоречило принимаемому на веру в течение 2000 лет утверждению Аристотеля о том, что тела, на которые действует сила, движутся с постоянной скоростью, тогда как если сила не приложена к телу, то оно покоится. Результаты этого эксперимента Галилея, как и результаты его эксперимента с Пизанской башней, в дальнейшем послужили основой для формулирования законов классической механики.

4. Эксперимент Генри Кавендиша

После того как Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения: сила притяжения между двумя телами с массами Мит, удаленных друг от друга на расстояние r, равна F=γ (mM/r2), оставалось определить значение гравитационной постоянной γ - Для этого нужно было измерить силу притяжения между двумя телами с известными массами. Сделать это не так просто, потому что сила притяжения очень мала. Мы ощущаем силу притяжения Земли. Но почувствовать притяжение даже очень большой оказавшейся поблизости горы невозможно, поскольку оно очень слабо.

Нужен был очень тонкий и чувствительный метод. Его придумал и применил в 1798 году соотечественник Ньютона Генри Кавендиш. Он использовал крутильные весы - коромысло с двумя шариками, подвешенное на очень тонком шнурке. Кавендиш измерял смещение коромысла (поворот) при приближении к шарикам весов других шаров большей массы. Для увеличения чувствительности смещение определялось по световым зайчикам, отраженным от зеркал, закрепленных на шарах коромысла. В результате этого эксперимента Кавендишу удалось довольно точно определить значение гравитационной константы и впервые вычислить массу Земли.

5. Эксперимент Жана Бернара Фуко

Французский физик Жан Бернар Леон Фуко в 1851 году экспериментально доказал вращение Земли вокруг своей оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Плоскость качания маятника сохраняет неизменное положение по отношению к звездам. Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, видит, что плоскость вращения медленно поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения Земли.

6. Эксперимент Исаака Ньютона

В 1672 году Исаак Ньютон проделал простой эксперимент, который описан во всех школьных учебниках. Затворив ставни, он проделал в них небольшое отверстие, сквозь которое проходил солнечный луч. На пути луча была поставлена призма, а за призмой - экран. На экране Ньютон наблюдал «радугу»: белый солнечный луч, пройдя через призму, превратился в несколько цветных лучей - от фиолетового до красного. Это явление называется дисперсией света.

Сэр Исаак был не первым, наблюдавшим это явление. Уже в начале нашей эры было известно, что большие монокристаллы природного происхождения обладают свойством разлагать свет на цвета. Первые исследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмой еще до Ньютона выполнили англичанин Хариот и чешский естествоиспытатель Марци.

Однако до Ньютона подобные наблюдения не подвергались серьезному анализу, а делавшиеся на их основе выводы не перепроверялись дополнительными экспериментами. И Хариот, и Марци оставались последователями Аристотеля, который утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к белому свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный - при наименьшем. Ньютон же проделал дополнительные опыты со скрещенными призмами, когда свет, пропущенный через одну призму, проходит затем через другую. На основании совокупности проделанных опытов он сделал вывод о том, что «никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных

количество света не меняет вида цвета». Он показал, что белый свет нужно рассматривать как составной. Основными же являются цвета от фиолетового до красного.

Этот эксперимент Ньютона служит замечательным примером того, как разные люди, наблюдая одно и то же явление, интерпретируют его по-разному и только те, кто подвергает сомнению свою интерпретацию и ставит дополнительные опыты, приходят к правильным выводам.

7. Эксперимент Томаса Юнга

До начала XIX века преобладали представления о корпускулярной природе света. Свет считали состоящим из отдельных частиц - корпускул. Хотя явления дифракции и интерференции света наблюдал еще Ньютон («кольца Ньютона»), общепринятая точка зрения оставалась корпускулярной.

Рассматривая волны на поверхности воды от двух брошенных камней, можно заметить, как, накладываясь друг на друга, волны могут интерферировать, то есть взаимогасить либо взаимоусиливать друг друга. Основываясь на этом, английский физик и врач Томас Юнг проделал в 1801 году опыты с лучом света, который проходил через два отверстия в непрозрачном экране, образуя, таким образом, два независимых источника света, аналогичных двум брошенным в воду камням. В результате он наблюдал интерференционную картину, состоящую из чередующихся темных и белых полос, которая не могла бы образоваться, если бы свет состоял из корпускул. Темные полосы соответствовали зонам, где световые волны от двух щелей гасят друг друга. Светлые полосы возникали там, где световые волны взаимоусиливались. Таким образом была доказана волновая природа света.

8. Эксперимент Клауса Йонссона

Немецкий физик Клаус Йонссон провел в 1961 году эксперимент, подобный эксперименту Томаса Юнга по интерференции света. Разница состояла в том, что вместо лучей света Йонссон использовал пучки электронов. Он получил интерференционную картину, аналогичную той, что Юнг наблюдал для световых волн. Это подтвердило правильность положений квантовой механики о смешанной корпускулярно-волновой природе элементарных частиц.

9. Эксперимент Роберта Милликена

Представление о том, что электрический заряд любого тела дискретен (то есть состоит из большего или меньшего набора элементарных зарядов, которые уже не подвержены дроблению), возникло еще в начале XIX века и поддерживалось такими известными физиками, как М.Фарадей и Г.Гельмгольц. В теорию был введен термин «электрон», обозначавший некую частицу - носитель элементарного электрического заряда. Этот термин, однако, был в то время чисто формальным, поскольку ни сама частица, ни связанный с ней элементарный электрический заряд не были обнаружены экспериментально. В 1895 году К.Рентген во время экспериментов с разрядной трубкой обнаружил, что ее анод под действием летящих из катода лучей способен излучать свои, Х-лучи, или лучи Рентгена. В том же году французский физик Ж.Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи - это поток отрицательно заряженных частиц. Но, несмотря на колоссальный экспериментальный материал, электрон оставался гипотетической частицей, поскольку не было ни одного опыта, в котором участвовали бы отдельные электроны.

Американский физик Роберт Милликен разработал метод, ставший классическим примером изящного физического эксперимента. Милликену удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между пластинами конденсатора. Освещая рентгеновскими лучами, можно было слегка ионизировать воздух между пластинами и изменять заряд капель. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, можно было изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись. К 1909 году удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине е (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой частицы с одинаковыми зарядом и массой. Заменив капельки воды капельками масла, Милликен получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа и в 1913 году, исключив один за другим возможные источники погрешностей, опубликовал первое измеренное значение заряда электрона: е = (4,774 ± 0,009)х 10-10 электростатических единиц.

10. Эксперимент Эрнста Резерфорда

К началу XX века стало понятно, что атомы состоят из отрицательно заряженных электронов и какого-то положительного заряда, благодаря которому атом остается в целом нейтральным. Однако предположений о том, как выглядит эта «положительно-отрицательная» система, было слишком много, в то время как экспериментальных данных, которые позволили бы сделать выбор в пользу той или иной модели, явно недоставало. Большинство физиков приняли модель Дж.Дж.Томсона: атом как равномерно заряженный положительный шар диаметром примерно 108 см с плавающими внутри отрицательными электронами.

В 1909 году Эрнст Резерфорд (ему помогали Ганс Гейгер и Эрнст Марсден) поставил эксперимент, чтобы понять действительную структуру атома. В этом эксперименте тяжелые положительно заряженные а-частицы, движущиеся со скоростью 20 км/с, проходили через тонкую золотую фольгу и рассеивались на атомах золота, отклоняясь от первоначального направления движения. Чтобы определить степень отклонения, Гейгер и Марсден должны были с помощью микроскопа наблюдать вспышки на пластине сцинтиллятора, возникавшие там, где в пластину попадала а-частица. За два года было сосчитано около миллиона вспышек и доказано, что примерно одна частица на 8000 в результате рассеяния изменяет направление движения более чем на 90° (то есть поворачивает назад). Такого никак не могло происходить в «рыхлом» атоме Томсона. Результаты однозначно свидетельствовали в пользу так называемой планетарной модели атома - массивное крохотное ядро размерами примерно 10-13 см и электроны, вращающиеся вокруг этого ядра на расстоянии около 10-8 см.

Современные физические эксперименты значительно сложнее экспериментов прошлого. В одних приборы размещают на площадях в десятки тысяч квадратных километров, в других заполняют объем порядка кубического километра. А третьи вообще скоро будут проводить на других планетах.

Приближаются весенние каникулы, и многие родители задумываются: чем занять детей? Домашние опыты по физике — например, из книги «Опыты Тома Тита. Удивительная механика» — отличное времяпрепровождение для младших школьников. Особенно если в результате получается такая полезная вещь, как духовое ружье, и становятся понятнее законы пневматики.

Сарбакан — духовое ружьё

Воздух широко применяется в различных современных технических устройствах. С его помощью работают пылесосы, им накачивают шины автомобилей, а также используют в духовых ружьях вместо пороха.

Духовое ружьё, или сарбакан, —это древнее оружие для охоты, которое иногда использовали и в военных целях. Оно представляет собой трубку длиной 2-2,5 метра, из которой под действием воздуха, выдыхаемого стрелком, выбрасываются миниатюрные стрелы. В Южной Америке, на островах Индонезии и в некоторых других местах сарбакан для охоты используют до сих пор. Миниатюру такого духового ружья ты можешь изготовить самостоятельно.

Что потребуется:

• пластмассовая, металлическая или стеклянная трубка;
• иголки или швейные булавки;
• рисовальные или малярные кисти;
• изолента;
• ножницы и нитки;
• мелкие перья;
• поролон;
• спички.

Опыт. Корпусом для сарбакана послужит пластмассовая, металлическая или стеклянная трубка длиной 20-40 сантиметров и внутренним диаметром 10-15 миллиметров. Подходящую трубку можно изготовить из третьего колена телескопической удочки или лыжной палки. Трубку можно свернуть из листа плотной бумаги, обмотав снаружи для прочности изолентой.

Теперь одним из способов нужно изготовить стрелы.

Первый способ. Возьми пучок волос, например, от рисовальной или малярной кисти, с одного края туго свяжи ниткой. Затем вставь в полученный узелок иголку или булавку. Закрепи конструкцию, обмотав изолентой.

Второй способ. Вместо волос можно использовать мелкие перья, например такие, которыми набивают подушки. Возьми несколько перьев и примотай их остевые концы изолентой непосредственно к иголке. С помощью ножниц обрежь края перьев по диаметру трубки.

Третий способ. Стрелу можно изготовить с древком из спички, а «оперение» —из поролона. Для этого по центру поролонового кубика размерами 15-20 миллиметров воткни конец спички. Затем привяжи поролон к спичечному древку за краешек. С помощью ножниц придай кусочку поролона форму конуса с диаметром, равным внутреннему диаметру трубки сарбакана. К противоположному концу спички изолентой примотай иголку или булавку.

Вложи стрелу в трубку остриём вперёд, приложи трубку к сомкнутым губам, и разомкнув губы, резко дунь.

Результат. Стрела вылетит из трубки и пролетит 4-5 метров. Если взять трубку длиннее, то, немного потренировавшись и подобрав оптимальный размер и массу стрел, ты сможешь попадать в цель с расстояния в 10-15 метров.

Объяснение. Выдуваемый тобой воздух вынужден выходить через узкий канал трубки. При этом скорость его движения сильно возрастает. А поскольку в трубке находится стрела, препятствующая свободному движению воздуха, он ещё и сжимается — в нём накапливается энергия. Сжатие и ускоренное движение воздуха разгоняют стрелу и сообщают ей кинетическую энергию, достаточную для полёта на некоторое расстояние. Однако за счёт трения о воздух энергия летящей стрелы постепенно расходуется, и она полает.

Пневматический подъёмник

Тебе, несомненно, приходилось лежать на надувном матрасе. Воздух, которым он наполнен, сжат и легко держит твой вес. Сжатый воздух обладает большой внутренней энергией и оказывает давление на окружающие предметы. Любой инженер скажет, что воздух — это прекрасный работник. С его помощью работают транспортёры, прессы, грузоподъёмные и многие другие машины. Их называют пневматическими. Это слово происходит от древнегреческого «пневмотикос» — «надутый воздухом». Проверить силу сжатого воздухо и смастерить простейший пневматический подъёмник ты можешь из простых подручных предметов.

Что потребуется:

• плотный полиэтиленовый пакет;
• две-три тяжёлые книги.

Опыт. Поставь на стол две-три тяжёлые книги, например в форме буквы «Т», как показано на рисунке. Попробуй дунуть на них, чтобы они упали или перевернулись. Сколько ни старайся, вряд ли у тебя это получится. Однако силы твоего дыхания всё же достаточно, чтобы решить эту сложную, на первый взгляд, задачу. На помощь надо призвать пневматику. Для этого воздух дыхания надо «поймать» и «запереть», то есть сделать его сжатым.

Положи под книги пакет из плотного полиэтилена (он обязательно должен быть целым). Прижми рукой открытый конец пакета ко рту и начни дуть. Не спеши, дуй медленно, ведь воздух никуда не денется из пакета. Наблюдай, что происходит.

Результат. Пакет будет постепенно раздуваться, поднимдть книги всё выше и выше и, наконец, опрокинет их.

Объяснение. Когда воздух сжимается, количество его частиц (молекул) в единице объёма возрастает. Молекулы чаще ударяют о стенки объёма, в котором он сжат (в данном случае — пакета). Это значит, что давление со стороны воздуха на стенки возрастает, причём тем больше, чем сильнее воздух сжат. Давление выражается силой, приложенной к единице площади стенки. И в данном случде сила давления воздуха на стенки пакета становится больше, чем сила тяжести, действующая на книги, и книги поднимаются.

Купить эту книгу

Комментировать статью "Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика"

Домашние опыты для детей. Опыты и эксперименты в домашних условиях: занимательная физика. Опыты с детьми в домашних условиях. Занимательные эксперименты с детьми. Популярная наука.

Обсуждение

У нас в школе такое было, только без выезда, приглашали ученого, он показывал интересные эффектные химические и физические опыты, даже старшеклассники сидели открыв рот. некоторых детей приглашали принять участие в опыте. а кстати в планетарий съездить не вариант? там сейчас очень здорово и интересно

Опыты по физике: Физика в опытах и экспериментах [ссылка-3] Крутые эксперименты и разоблачения Игорь Белецкий [ссылка- 10 ] Опыты для Простые Домашние опыты: физика и химия для детей 6- 10 лет. Опыты для детей: занимательная наука в домашних условиях.

Обсуждение

Домашняя детская "лаборатория" "Юный химик" - очень интересно, прилагается книжечка с подробным описанием интересных опытов, хим.элементов и реакций, ну и сами хим.элементы с колбочками и различными приспособлениями.

куча книг с подробным описанием как делать и объяснениями сути явлений, что помню: "Полезные опыты в школе и дома", "Большая книга экспеременов"-самая, на мой взгляд, лучшая, "ставим опыты-1", "ставим опыты-2", "ставим опыты-3"

Домашние опыты по физике - например, из книги « Опыты Тома Тита. Класса с шестого отец давал читать всякие книжки по занимательной физике. Причем интересно в нем как детям так и взрослым. Вот и мы решили его посетить. Опыт по физике для детей: как доказать вращение...

Обсуждение

Глен Веччионе. 100 самых интересных самостоятельных научных проектов.Издательство АСТрель. Разные опыты, есть и раздел "Электричество".

За электричество точно не скажу, надо листать. Сикорук "Физика для малышей", Гальперштейн "Занимательная физика".

Домашние опыты: физика и химия для детей 6-10 лет. Опыты для детей: занимательная наука в домашних условиях. Химия для младших школьников.

Обсуждение

Школьные учебники и школьная программа -- полный отстой! Для старших школьников хороша "Общая химия" Глинки, а вот малышам...
Мой с 9 лет читает детские химические энциклопедии (Аванта, еще парочка каких-то, Л. Ю. Аликберова "Занимательная химия" и др. ее книжки). Есть той же Аликберовой книжка домашних опытов.
Я думаю, что про атомы и электроны можно рассказывать детям с бОльшей осторожностью, чем про "откуда я взялся", т.к. материя сия существенно более сложная:)) Если мама сама не очень понимает, как там электроны в атомах бегают, лучше вообще мозги дитю не пудрить. А вот на уровне: смешали, растворили, осадок выпал, пузыри пошли, etc. -- вполне маме под силу.

06.09.2004 14:32:12, flowerpunk

Домашние опыты: физика и химия для детей 6 -10 лет. Простые но впечатляющие химические опыты - покажите детям! Опыты для детей: занимательная наука в домашних условиях.

Обсуждение

Я на Коломенской ярмарке видела целые переносные "лаборатории" для домашнего использования и по химии и по физике. Сама, правда, пока не покупала. Но там палатка, в которой я постоянно что-то для творчества ребенка покупаю. В палатке одна и та же продавщица всё время (во всяком случае, я на одну и ту же попадаю). Так вот она что ни посоветует - всё интересно. Она так же и про эти "лаборатории" очень хорошо отзывалась. Значит, можно верить. Там ещё видела какую-то "лабораторию", разработанную Андреем Бахметьевым. По-моему, что-то по физике тоже.