Позакласний захід"Фізика навколо нас"

Виховний захід

«Фізика навколо нас»

 

 

Вступне слово вчителя: Сьогодні ми з вами зібралися, щоб побачити і дізнатися багато цікавого і цінного. Того, що оточує нас кожного дня. Та часто ми не звертаємо увагу на певні явища та закони природи. Вони видаються нам буденними і звичними. А головне, що ми не звертаємо на них увагу і не замислюємось над тим, що це нам може бути корисним, ба навіть просто цікавим і красивим.

Всі досліди чи процеси, які ви побачите, мають під собою теоретичне підґрунтя. Їх можна дуже легко пояснити з допомогою фізичних законів. Що, я маю надію, ви і спробуєте зробити. У цьому вам допоможуть учні 12 класу. Власне вони і продемонструють вам всі «незвичайні» досліди.

 

 

1. СІРНИКИ

Виконання досліду

Дехто вважає, що підняти одним сірником тринадцять інших не­можливо, але це не так.

Покладіть на край стола один сірник, так, щоб його головка тро­хи виступала за край стола. Покла­діть на нього дванадцять сірників, як зображено на рис. 1. Потім по­кладіть на них зверху тринадця­тий сірник (рис. 2).

Візьміть сірник, що знизу, за головку й обережно почніть під­німати його, тримаючи в горизон­тальному положенні (рис. 3).

Після того, як сірники зафік­сували своє положення, піднімай­те їх угору (рис. 4).

Пояснення явища

Сірники утримуються завдяки силі тертя. Верхній сірник ніби за­клинює між групами з шести сірників, які намагаються зайняти вер­тикальне положення під дією нижнього сірника.

Запитання

1.    Чому сірники не падають?

2.    Яку мінімальну кількість сірників можна підняти таким мето­дом?

3.    Чи відіграє роль в цьому досліді форма поперечного перерізу сір­ника?

 

 

 

 

2. КОРОК I КОЛБА

Виконання досліду

Розмістіть у шийці колби (пляшки) корок, який за діаметром мен­ший, ніж діаметр шийки. Корок і колба повинні бути сухими. Необхідно вдути корок у колбу.

Здається, нема нічого складно­го в цьому завданні, але чим силь­ніше ви будете дути, тим з біль­шою швидкістю вилітатиме ко­рок.

Виконати це завдання вам до­поможе маленька трубка, яку можна зробити з папірця. Якщо цю трубку поставити навпроти корка і подути, корок вле­тить у колбу.

Пояснення явища

Подувши на корок, ви створюєте додатковий тиск повітря у кол­бі на нього зсередини. Повітря, обминаючи корок, заходить у колбу і намагається вийти з неї, виштовхуючи корок.

 

 

     

 

 

За допомогою трубки, струмінь повітря не огинає корок, а, нада­ючи корку імпульсу, відбивається від нього і не заходить у колбу.

 

Запитання

1.    Чому корок вилітає з колби?

2.    Чи залетить корок у колбу, якщо втягувати повітря в себе?! Чому?

 

 

 

 

 

 

3. ПЛЯШКА І МОНЕТА

Виконання досліду

Закрийте отвір пляшки монетою, яку перед цим змочили у воді (рис. 1). Міцно стисніть пляшку рука­ми (рис. 2). Через певний час монета почне підстри­бувати з характерним звуком (рис. 3). Дослід прохо­дить краще, якщо попередньо охолодити пляшку.

Пояснення явища

Тепло від рук нагріває повітря у пляшці. Тиск по­вітря всередині пляшки стає більшим за атмосфер­ний. Між монетою і склом є прошарок води, який утворює меніск при спробі підняти монету. Тиск меніску обернено пропорційний його радіусу. Коли сила різниці тисків всередині пляшки та атмосфер­ного починає піднімати монету, тиск меніску різко спадає, що спричиняє стрибок монети.

Якщо пляшку охолодити, монета підстрибує на­віть без підігріву руками.

Запитання

1.    Чому підстрибує монета?

2.    За якої умови монета вже не зможе підстриб­нути?

3.    Від чого залежить кількість стрибків монети?

 

            

 

 

4. СТРИБУЧА СІРНИКОВА КОРОБКА

Виконання досліду

Поставте сірникову коробку так, як показано на малюнку. Різко ударте по ній зверху кулаком. Від удару обидві частинки коробки розлетяться в різні сторони. Якщо ж на коробку поставити руку і натиснути навіть не дуже сильно, то вона легко зламається.

Пояснення досліду

Це явище пояснюється пружністю стінок сірникової коробки. При сильному і різкому ударі коробка пружинить і відскакує в бік. При повільному натисканні такого підскакування не буде і коробка зламається.

 

Запитання

    1. Чому ж коробка ламається від порівняно слабкого натиску і не ламається від сильного удару?

 

     

 

 

5. ЦИЛІНДР З ОДНІЄЮ КУЛЬКОЮ

Виконання досліду

Для виготовлення циліндра треба мати канцелярський клей, дві смужки паперу шириною 8 см і завдовжки 25 см, сталеву кульку і два клаптики бинту (рис. 1).

Спочатку з однієї смужки склейте ци­ліндр, в якому з незначним зазором може ко­титися кулька. Потім заклейте отвори цилінд­ра бинтом, складеним навпіл, попередньо поклавши у циліндр кульку (рис. 2). Щоб бинти міцно тримали­ся і циліндр мав есте­тичний вигляд, завер­ніть циліндр у другу смужку (рис. 3). Дайте просохнути клею.

Якщо поставити такий циліндр на шор­стку похилу поверхню і трохи підштовхнути, він почне перекидатися, а не котитися, як зви­чайний циліндр (рис. 4).

Пояснення явища

Циліндр в, цьому досліді використовується як труба, в якій ко­титься кулька. Коли масивна кулька досягає кінця циліндра, вона натягує бинт, внаслідок чого виникає момент сил, які перекидають легкий паперовий циліндр.

Запитання

1.    Чому перекидається циліндр?

2.    Чому поверхня похилої площини повинна бути шорсткою?

       

 

 

 

 

 

 

 

6. ЯЙЦЕ I КОЛБА

Виконання досліду

Для виконання досліду треба мати відварене очищене куряче яйце, посудину, діаметр отвору якої трохи менший за розміри яйця, пінцет, вату, спирт і сірники. Візьміть пінцетом невеликий шматок вати, змочіть його у спирті і підпаліть. Проштовхніть палаючу вату через отвір у посудину. Як тільки вата згасне, закрийте отвір яйцем вузьким кін­цем донизу. Через певний час яйце буде втягнуто всередину колби.

Пояснення явища

Гази всередині колби після того, як вата згасне, будуть охолоджуватись, тиск — змен­шуватися. Завдяки різниці тисків — атмос­ферного і всередині колби — яйце буде втяг­нуте всередину посудини.

Запитання

1.    Чому вата гасне у посудині?

2.   Чому скло колби стало матовим після того, як її закрили яйцем?

3.   Чому яйце втягується всередину посудини?

4.   Чому цей дослід не виходить із цілою картоплиною (яблуком)?

     

 

 

7. ЛІЙКА-НЕПЕРЕЛИВАЙКА

Виконання досліду

Налийте воду з пляшки в лійку. Якщо лійка невелика, то настане момент, коли вода почне переливатися через краї. А коли шийку пляшки опустити в лійку так, щоб вона торкнулася води, то вода перестане переливатися через краї лійки.

Пояснення досліду

Коли вода в лійці прикриває шийку пляшки, то періодично тиск зовнішнього повітря стає більшим за тиск повітря всередині пляшки (при виливанні води з пляшки об’єм повітря всередині неї збільшується, а тиск зменшується). Вода знову почне надходити з лійку тоді, коли частина зовнішнього повітря прорветься в пляшку.

Запитання

Чому коли торкатися пляшкою води в середині лійки, вода не буде переливатися через краї лійки.

                             

 

8. «КИПІННЯ» У СКЛЯНЦІ ВОДИ

Виконання досліду

Для виконання досліду треба мати носову хусточку, склянку, на 3/4 заповнену водою, і широку посудину (рис. 1).

Змочіть хусточку у воді і відіжміть, щоб вона була вогкою. Так до­слід виходить краще. Накрийте склянку носовою хусточкою. Кінці хустинки стягніть донизу так, щоби вона щільно прилягала до склян­ки. Протисніть центр хустинки так, щоб вона торкалася води, як зображено на рис. 2.

Швидко переверніть склянку догори дном. Вода не виливається, і зберігається увігнута форма хустинки (рис. 3).

Міцно тримаючи склянку з хустинкою, натягніть один із її кінців. Ви побачите, що вода «закипіла» (рис. 4).

Пояснення явища

Під час перевертання склянки з водою вода під дією сили тяжіння рухається донизу, виштовхуючи хустинку. Це призводить до збіль­шення об'єму повітря, що знаходилося у склянці, і зменшення його тиску. Сила різниці тисків атмосферного і повітря у склянці утримує стовп води у склянці.

При натягуван­ні хустинки рівень води опуститься вниз. Це призведе до того, що у верхній частині склянки тиск повіт­ря знову зменшиться. Під дією різниці тис­ків повітря проникає через отвори у ткани­ні хусточки до склян­ки у вигляді бульба­шок. Зовні це нагадує кипіння води.

Запитання

1.    Чому вода не виливається крізь хустинку на початку досліду ?

2.    Чому зберігається увігнута форма хустинки?

3.    Чому вода «закипіла»?

  

 

         

 

 

 

 

9. ВОДА, ЩО КИПИТЬ ЗА КІМНАТНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ

Дослід можна провести зі звичайним пластиковим медичним шприцом на 10 мл. Наберіть в нього 7 мл води і за­крийте щільно вихідний отвір вказівним пальцем (рис. 1). Потяг­ніть поршень донизу і побачите, що вода в ньому закипіла (рис. 2). Якщо відпустити поршень, він втягнеться у шприц, і кипіння припиниться.

Пояснення явища

Температура кипіння води залежить від тиску над її поверхнею. Відкачуючи повітря з колби або пересуваючи поршень донизу, ми змен­шуємо тиск над поверхнею води. Через певний час тиск стає настіль­ки малим, що вода закипає за кімнатної температури.

Запитання

1.   Чому вода в шприці закипіла?

2.   Чи можна в такій воді, що кипить за кімнатної температури, зва­рити куряче яйце?

3. Чому, якщо припинити відкачувати повітря, кипіння також че­рез деякий час припиняється?

4. Назвіть місця на Землі, де вода кипить при температурах 90 °С і 110 °С?

 

 

 

10. СМУЖКА ПАПЕРУ І СВІЧКА

Виконання досліду

Для виконання досліду треба мати свічку, сірники, посудину з во­дою, дві смужки паперу довжиною 15-20 см і завтовшки 1 см, мід­ний стрижень і дерев'яний олівець.

Якщо смужку паперу з учнів­ського зошита намотати навколо мідного стриженя так, щоб вона гарно прилягала до його поверх­ні, і тримати в полум'ї свічки, вона не загориться навіть через хвили­ну. Інша справа, якщо на­мотати смужку навколо дерев'яного олівця.

Смужка заго­ряється через 3-4 с.

УВАГА! Будьте обережні, ви­конуючи цей дослід. Як тільки смужка загорілася, занурте її ра­зом з олівцем у посудину з водою. Поряд не повинно бути легкозай­мистих речовин.

Пояснення явища

Мідний стрижень має гарну теплопровідність і встигає відводи­ти теплову енергію від смужки паперу, яку вона отримує від полум'я свічки. Дерево має погану теплопровідність, тому смужка одразу на­грівається до температури горіння.

Запитання

1.    Чому смужка паперу на мідному стрижені не загорілася?

2.    Перед початком досліду мідний стрижень здається холодним. Чому?

3.   Теплова енергія йде від свічки до смужки, потім — від смужки до мідного стрижня, а куди вона йде далі?

 

 

11. КИПІННЯ ВОДИ У ПАПЕРОВІЙ ПОСУДИНІ

Виконання досліду

На аркуші паперу накресліть квадрат зі стороною 10 см (рис. 1). Навколо квадрата залиште поле шириною 3 см. Далі зробіть посу­дину. Щоб вона не розпалася, скріпіть її скоб­ками або нитками.

Встановіть посудину на кільце штативу і наберіть в неї небагато води. Запаліть під посудиною сухе пальне (рис. 2). Через де­який час ви побачите, що вода за­кипіла, а паперова посуди­на залишилася цілою.

Пояснення явища

Вода, маючи велику теплоєм­ність і гарну теплопровідність, швидко відбирає від паперу енер­гію, тому папір має температу­ру, не набагато вищу, ніж вода. Температура кипіння води 100 °С (за нормального тиску), а для за­горяння паперу необхідна температура, вища за 400 °С, тому папір залишається цілим.

Запитання

1. Чому посудина, виготовлена з паперу, не горить, якщо вона з водою?
2. Чи можна у паперовій посуди­ні розплавити олово?

 

  

 

 

12. ДИСКИ, ЩО ПРИТЯГУЮТЬСЯ

Виконання досліду

Для виконання досліду треба мати два диски з картону або цуп­кого паперу діаметром 10—12 см, котушку з-під ниток і трубку. В одному з дисків зробіть у цент­рі отвір, діаметр якого дорівнює внутрішньому діаметру котушки, і приклейте його до котушки. Вставте у котушку трубку і роз­містіть котушку з диском над ін­шим диском на відстані 1-1,5 см. Якщо потужно подути че­рез трубку, нижній диск притяг­неться до верхнього.

Пояснення явища

Під час продування повітря че­рез котушку тиск між дисками, згідно із законом Бернуллі, змен­шується. На нижній диск діють сила тяжіння і сила різниці тисків. Якщо остання сила більша за силу тяжіння, нижній диск при­тягається до верхнього.

Запитання

1.   Чому нижній диск притискається до верхнього?

2.   Чи притягнеться нижній диск, якщо не продувати повітря, а втя­гувати його?

    

 

 

13. СПРИТНІСТЬ РУК

Завдання для досліду

Стисни руку в кулак і поклади на неї зверху сірникову коробку або монету. Тепер попробуй перекласти її у другу руку не торкаючись цією рукою до предмета. Підкидати предмет угору або повертати руку, на якій лежить предмет, не можна.

Виконання досліду

Для цього треба швидко і різко опустити вниз руку з предметом, який на ній лежить і підставити під падаючий предмет долоню другої руки.

 

14. МАГНІТИ І МАГНІТНЕ ПОЛЕ

Виконання досліду

Слово «магніт» прийшло до нас з грецької мови й означає магнітний залізняк або камінь з Магнесії — давнього міста в Малій Азії. Ці камені мали незвичайні властивості: вони взаємодіяли один з одним і деякими предметами на відстані. Зараз ми пояснюємо це тим, що навколо магнітів є магнітне поле, яке не має запаху, ні кольору, але завдяки винахідливості ми можемо все ж таки «побачити» його. Для цього нам знадобляться магніти, залізні ошурки, цупкий кар­тон і білий аркуш.

Якщо покласти картон на магніт, то поле настільки сильне, що ошурки збираються тільки  на полюсах магніту, утворюючи цікавих «їжачків». Вони починають кумедно рухатись,  якщо переміщати картон відносно полюсів магніту. Цікаво, що за візерунками, які утворюють ошурки, можна не лише «побачити» поле магніту, але й розпізнати його форму і місце знаходження полюсів.  Спробуйте це зробити.

 

 

 

 

15. МАГНІТИ НА СТРИЖНІ

Виконання досліду

Візьміть 4 керамічних кільцевих магнітів і одяг­ніть їх на скляну пробірку або дерев'яний стрижень, діаметри яких трохи менші, ніж діаметр отворів маг­нітів. Магніти мають бути обернені один до одного однойменними полюсами. Від­стань між верхніми магнітами найбільша, а між нижніми — найменша.

Пояснення явища

Уявіть для простоти систему, яка складається з трьох магнітів. На кожен із магнітів діють сили відштовхування і притягання інших магнітів і сила тяжіння. Чим ближче магніти один до одного, тим більша сила магнітної взаємо­дії між ними. Щоб утримати маг­ніт 2 в повітрі, сила відштовхування, яка діє між магнітами 2 і 3, повинна компенсувати не лише силу тяжіння, а й силу відштовхування між магнітами 1 і 2. Щоб утримати магніт 1, сила відштовхуван­ня між магнітами 1 і 2 повинна врівноважити лише силу тяжіння, тому відстань між ними більша, ніж між магнітами 2 і 3. Взаємодією між 1 і 3 магніта­ми в даному випадку знехтуємо.

Запитання

1.   Як зміниться відстань між магнітами, якщо їх разом із стрижнем занурити у воду?

2.   Як зміняться відстані між магнітами, якщо їх нагріти?