Содержание:

Физические эксперименты для детей младших классов

Законы науки, обычной физики начального уровня можно найти и открыть в самых простых предметах, их удивительных свойствах. «Пройти огонь, воду и медные трубы» – известный фразеологизм применяется, при случае, для испытателей - первооткрывателей.

Воздушный шарик, огонь и вода

Праздник, радость приносят летающие шарики детворе. Почему шар и дым поднимаются ввысь? Когда надуваем сами или с помощью огня, то нагретый воздух становится разрежённым, легче холодного, шар взлетает вверх. Материал воздушных шаров непрочен, боится огня, острых предметов. Но вот в нашем опыте он становится «огнеупорным».

Надутый и завязанный шарик лопнет, если поднести к огню. Резина подопытного шарика стала горячей, ослабла и разорвалась под давлением находящегося там воздуха. Но шарик, с налитой водой, не разорвется при зажженной спичке в отличие от первого.

Как объяснить такой результат? Происходит чудо из-за удивительных свойств жидкости. Вода способна аккумулировать, много поглощать тепла (теплопроводность). Она заберет большее количество тепла и не даст резине шарика, уже не такой горячей, сильно ослабиться, расплавиться.

Увлекательные опыты по физике проверяются в домашних безопасных условиях рядом с взрослыми.

Резка дерева бумажным диском

Что «вода камень точит» известно, а вот резанием дерева бумагой можно удивить. Проверим остроту бумаги на опыте. Вырезается два круга из обычных белых офисных листов диаметром 12,5 см. Соединяем клеем «Карандаш» вместе бумажные круги, делаем ровно, без волн. Диск получается мягким.

После высыхания в центре вырезается отверстие под шуруповерт (болгарку). Устанавливаем и закрепляем бумажный диск. Запускаем инструмент, режем брусок дерева, возможно гипсокартон, пластик. Срез получается гладким, распил ровным.

Почему так происходит? Быстрое вращение обеспечивает бумаге достаточное натяжение. Приобретает бумага высокую режущую особенность через передаваемую диску значительную скорость вращения и центробежное ускорение.

Пушка из магнитов

Каких только интересных магнитных конструкторов не найти в детских магазинах игрушек. А вот собрать магнитную пушку своими руками не составит затруднения, были бы подходящие магниты. Постоянные магниты – изделия из твердых сплавов, сохраняющие магнитную силу продолжительное время. Для эксперимента понадобятся:

  • сильные постоянные магниты (неодимовые) 4 шт. минимум;
  • стальные шарики (от шарикоподшипников);
  • для основы пушки (направляющая) профиль пластиковый или алюминиевый, чтобы шарики могли катиться;
  • изолента или скотч для закрепления на профиле магнитов, расстояние между ними не более 80 мм.

Поместим по 3 шарика за каждым «ускорителем», пусковой шарик расположим недалеко впереди первого магнита и несильно подтолкнем. Магнит притянул шарик, от удара передал энергию движения другим последующим шарикам, последний сам начинает двигаться (по закону сохранения импульса); потом дальше 2-ой магнит, снова шарики и так далее. Отскакивает именно последний шарик, так как он притягивается слабее других.

Чем вызван ускоренный «выстрел»? Магниты сильнее притягивают на коротком расстоянии (несколько миллиметров), в самый последний момент приближения. Из-за притяжения получается сообщение шарику дополнительной скорости (+ импульс), которая и передается вылетающему. Через ускоряющие элементы (4) накапливается для последующего движущегося шарика возрастающий импульс.

Опыты по физике в 5-8 классах

Для рационального понимания материала предлагается после изучения какой-то темы сразу же пробовать применить, закрепить практическим результатом теорию. Найдите время, с увлечением и удовольствием проводите домашние эксперименты по физике, анализируйте, предлагайте выводы и запоминайте правила и законы.

Водяная свеча

Свеча в воде погаснет, пожалуй, скажет почти каждый. Но при испытании это не происходит продолжительное время. В качестве подсвечника возьмем стакан с водой. Утяжелим плавающую, погруженную в воду толстую свечу гвоздем, чтобы только фитиль и кончик парафина выступали над поверхностью. Зажигаем фитиль.

Что происходит со свечей? Для горения нужен кислород (окислитель) и горючее (парафин в фитиле). В свече горит не сам фитиль, а парафин, которым он пропитан. Широкая свеча постепенно укорачивается, становится легче, поэтому чуточку всплывает. С краев парафин, охлаждённый водой, тает медленней, чем у фитиля. Так образуется глубокая воронка с тонкими краями-ограждениями, внутри которой в расплавленном парафине горит фитиль. Углубление также облегчает свечу, она держится на воде как кораблик. Но со временем вода и водяной пар прекратят доступ кислорода и свеча погаснет. Такого опыта не получится с тонкими свечами. Парафин интенсивно охлаждается водой, перестает плавиться, не поднимается по фитилю (пропадает горючее), исчезает огонь.

Делают водяные свечи с маслами. Горит в фитиле масло из верхнего слоя над водой, пока не закончится; а сам фитиль, в закрепленном виде, плавает как на «плотике».

Магнитный парашют

Парашют обычно служит для замедления падения, торможения. Его используют не только в воздухе, но и под землей, в шахтах. Можно ли сбрасывать скорость с помощью магнита. Если магнит уронить на пол, он под действием силы тяжести при гравитации быстро стукнется об поверхность. В основе всей электротехники заложена связь между магнетизмом и электричеством.

Проведем опыт с неодимовым магнитом и вертикальной медной трубкой, у которой диаметр раза в 2 больше размера магнита. После опускания магнита в отверстие, он неожиданно медленно опускается, а не скоренько падает, как раньше. Может это преодоление гравитации — левитация?

Из-за чего же замедляется падение? Причина этому – два базовых принципа электромагнетизма:

  • Изменение магнитного поля наводит в окружающих проводниках электрический ток.
  • Электрический ток порождает связанное с ним магнитное поле.

При продвижении магнита в трубе магнитный поток изменяется так, что индуцирует в трубе циркулирующие круговые токи. Токи в свою очередь порождают магнитные поля, взаимодействующие с полем магнита. Направление тока при этом (определяется по правилу Ленца) такое, что магнитное поле тока притягивает магнит сверху, затормаживает. Над падающим магнитом уменьшается магнитный поток.

А если трубку заменить на что-то другое? Опыт служит для дальнейших «умных» внедрений. На подобной основе разрабатывается магнитогидродинамический парашют для космического корабля.

Эксперименты для старшеклассников

С любознательной привязанностью к физике без экспериментов дома точно не обойдется. Даже порешать интересные практичные задачки помогут модели и опыты.

Вулкан

Многие видели и делали вулкан из соды и уксуса, простой химической реакции нейтрализации щелочи при смешивании компонент. Газ, образовавшийся при реакции, поднимает «лаву» вверх и происходит «извержение».

Разберемся на опыте с другим «подводным вулканом». Проделаем в пробке пузырька спиртовой красной туши небольшое отверстие. Поместим этот флакончик на дно широкой стеклянной банки, наполненной водой. Вскоре увидим, как красиво тоненькой струйкой красная тушь поднимается из флакона к поверхности воды.

Как такое получается? Спирт по плотности меньше, чем вода. Она медленно поступает внутрь пузырька, выталкивая тушь, которой только-то и остается вырваться наверх. Плотность одна из основных характеристик вещества в природе.

Поющая рюмка

Из чего только не делают музыкальные инструменты: металла, дерева, кожи, пластика. Существуют даже стеклянная арфа, флейта, орган. Проверим на мелодичность простые рюмки и стеклянные бокалы, у виртуоза чудесно получается исполнять музыкальные произведения.

Поэкспериментируем с бокалами различной формы и толщины, водой, деревянной палочкой.

Бокал зазвучит, если чистым влажным пальцем проводить по его краю многократно, круг за кругом. Создается волна при движении пальца, кисть должна быть расслаблена. На практике замечены следующие особенности:

  • руки чистые, без всяких следов;
  • скорость скольжения пальца по ободку определяет звук;
  • лучше «поют» бокалы из тонкого стекла;
  • количества воды в бокале «настраивает» высоту звука. Чем меньше воды, тем выше звук.

Звук воспринимает орган слуха человека – ухо. Есть люди, обладающие музыкальным слухом.

Что услышим, как получается звук? Высота звука зависит от толщины и формы бокала, а также от способа воспроизведения звука. При трении пальца о бокал создаются звуковые волны – физическое сложное явление, которое отдельно изучается в акустике, радиотехнике. Звук распространение в виде упругих волн механических колебаний в окружающей среде. Тон звука определяется частотой звуковой волны (периодом волны). Чем выше частота, тем выше звучание. Колебания, осуществляемые с частотой от 20 Гц (17м) до 20 000 Гц (17 мм) – звуковые волны.

Настоящий успех от обучения в физике, практические результаты зависят от умения поставить вопросы и поиска ответов. Наполняйтесь вопросами, строчите ими как из оружия. Теория дает знание, а практика дает уверенность в этом знании.