Презентация по физике "Занимательные опыты"

Прочный стакан

На граненый стакан положите фанерную доску с достаточно тяжелым телом (гирей массой 10 кг). Предложите любому ученику разбить стакан сильными ударами слесарного молотка по гире (рис. 7). Почему стакан не бьется? Где наблюдается аналогичное явление в практике? Ответ:  Удар молотка приходится по телу, обладающему достаточно большой массой. Изменение количества движения этого тела незначительно. Отсюда передача действия молотка на стакан незначительна. В кузнице - наковальня, нижний боек с шаботом у пневматических и паровых молотов.

Несгораемый платок

Носовой платок смочите водой (о чем присутствующим можно пока не говорить), облейте спиртом и подожгите. Через некоторое время пламя тухнет. Почему платок остается целым? Ответ: Последнее явление указывает на плохую теплопроводность воды. Источник:

Несгораемая бумага

Положите на полоску бумаги латунную гирю и внесите их в пламя. Почему бумага не горит? Где это явление используется в практике? Ответ: Тепло от бумаги отводится гирей. Температура бумаги ниже температуры горения.

Шашки не падают

Повторить этот опыт сложно. Нужна достаточно тяжелая доска с гладким, полированным дном. И скатерть нужна гладкая, скользкая, из шелковой или льняной ткани. Но если у тебя есть деревянная шахматная доска или просто гладкий стол, ты можешь проделать похожие опыты с шашками. Первый опыт будет такой. Поставь 10—12 шашек столбиком, одну на другую. Немного поупражнявшись, ты научишься быстрым ударом линейки выбивать нижнюю шашку, не свалив тех, что стояли над ней. Второй опыт с шашками еще проще. На край доски положи полоску писчей бумаги, а на нее поставь столбиком несколько шашек. Попробуй потянуть за бумажку. Если потянешь медленно, шашки поедут вместе с бумагой. Но если дернуть очень резко, бумажка останется у тебя в руках, а шашки не шелохнутся! В чем секрет этих опытов? И шашки, и шахматная доска в рассказанной мной истории находились на месте, не двигались. Если бы их не трогали, они, конечно, всегда оставались бы в прежнем положении. Потом мы приводим в движение скатерть, бумажку, нижнюю шашку в столбике. Казалось бы, это движение должно передаться доске или шашкам. Но если предметы легко скользят один по другому, а движение достаточно резкое, оно не успевает передаться. Верхние предметы остаются на месте. Здесь проявляется общее свойство всех предметов, или тел, как говорят физики. Всякое тело стремится сохранять состояние покоя. Вот это свойство тел и называют инерцией. Инерция — явление, которое встречается очень часто. Поэтому даже людей, которые «тяжелы на подъем», которых трудно привести в движение, называют инертными, то есть стремящимися к неподвижности. Именно это имела в виду моя мама, говоря об инерции шахматистов.

Яйцо в стакане

Ты уже выбивал нижнюю шашку из столбика. Достаточно сильным щелчком можно выбить открытку из-под куриного яйца. Положи открытку на стакан, до половины налитый водой, а сверху положи колечко от ключей и поставь на него яйцо. Щелчок — и яйцо в стакане! На всякий случай лучше возьми яйцо не сырое, а сваренное вкрутую. Шахматы и инерция Слово «инерция» я впервые услышал в детстве. Отец мой был заядлым любителем шахмат. И если к нам в дом приходил какой-нибудь шахматист, отец немедленно доставал массивный ящик из пальмового дерева. Там хранились шахматы, а крышка служила доской. И весь вечер отец и гость, увлекшись игрой, оставались глухи и немы, не отвечали на вопросы, не слышали, когда их звали ужинать. Это очень сердило мою маму. Она любила, чтобы за стол садились по первому зову. И вот однажды, когда ужин успел совершенно остыть, а оба шахматиста в ответ на все призывы только мычали что-то невнятно, мама в отчаянии схватила край скатерти, на которой стоял пальмовый ящик, и дернула что было силы. Каково же было ее изумление, когда скатерть выдернулась из-под ящика, а шахматы даже не шелохнулись! Мама так и остолбенела со скатертью в руках. Шахматисты посмотрели на нее и расхохотались. Тут и у мамы вся злость прошла. Она тоже принялась смеяться. — Вот видишь, — сказал отец, вытирая слезы от смеха. — Видишь, что значит инерция! — Да уж... — ответила мама. — И у вас инерция не меньше, чем у ваших шахмат. Вас тоже с места не сдвинешь! И мы сели ужинать. А я все думал: «Что же это такое — инерция? И почему не упали шахматы?»  Ракета из воздушного шарика Почему плывет лодка? Потому, что гребец работает веслами. Весла загребают воду и толкают лодку вперед. Почему летит птица? Потому, что она крыльями машет. Крылья, словно весла, загребают воздух и толкают птицу вперед. Почему летит самолет с воздушным винтом? Потому, что у него двигатель работает и заставляет винт вращаться. Винт врезается в воздух, словно шуруп в доску, и тянет самолет вперед. Если нет доски, шуруп можно вертеть сколько угодно. Он вперед не пойдет. Если нет воздуха, воздушный винт тоже можно вертеть сколько угодно. Он тоже вперед не пойдет. И сам не пойдет, и самолет за собой не потянет. Значит, винтомоторный самолет может летать только там, где есть воздух. А вот на Луну самолет не полетит. Поднимется повыше, а там уже воздуха совсем мало. Дальше и вовсе безвоздушное пространство начинается. Как же там летать? На Луну может долететь по инерции снаряд. А еще лучше — ракета. Ей воздух не нужен, она сама себя толкает. У ракеты двигатель особый. В нем сгорает топливо и получается много горячих газов. А в дне у ракеты дырка. Называется сопло. Из этого сопла газы вырываются сильной струей. Это от них за ракетой словно огненный хвост остается. Струя бьет назад — ракета летит вперед. Непонятно? Давай сделаем опыт. Нет, на Луну мы с тобой пока не полетим. Наша ракета будет летать только в комнате. Мы сделаем ее... Впрочем, мастерить здесь не придется. Возьми резиновую оболочку для детского воздушного шарика. Приложи ее горловину к губам и надуй. Затем отведи шарик от губ, оставив отверстие открытым. Воздух устремится наружу; ты почувствуешь на лице дуновение. Если поднести отверстие шарика к горящей свече, ее пламя затрепещет и может даже погаснуть. Но если из надутого шарика бьет струя воздуха, значит, он может летать, как ракета? Да, может! Надуй его снова, подняв лицо вверх. Как только выпустишь горловину из рук — шарик взлетит. При этом, конечно, весь воздух из него выйдет и «ракета» тут же упадет обратно. Ее действия хватает на какую-нибудь секунду. Гораздо дольше работает водяная карусель.  Коробок с сюпризом Казалось бы, с центром массы все стало ясно. Но тебя ожидает еще один сюрприз, и не маленький, хоть он и спрятан в спичечном коробке. Положи в этот коробок тяжелую гайку. Сдвинь ее как можно ближе к одному краю. Теперь этот край будет удерживаться на столе, даже если почти весь коробок висит в воздухе. В этом опыте есть одна замечательная особенность. Здесь вся масса лежит выше точки опоры, а коробок не падает. Почему? Теперь ты, наверное, сможешь догадаться. Дело в том, что, если коробок начнет переваливаться через край стола, гайка поднимется. Иными словами, при нарушении равновесия центр массы будет подниматься. Поэтому равновесие будет восстанавливаться. Интересно, что по этой же самой причине в устойчивом равновесии находятся столы, шкафы, кровати, памятники, автобусы, подъемные краны, садовые скамейки, тепловозы, учебники, лежащие на столе, и еще тысячи самых разнообразных предметов, перечисление которых не поместилось бы в этой книжке. Общее свойство у них одно: при нарушении равновесия центр массы поднимается. Поэтому-то все они лежат, стоят, едут не опрокидываясь.  Два опыта с вилками Имея достаточно тяжелые вилки, можно сделать еще два интересных опыта. Для первого из них понадобятся бутылка, яйцо и корковая пробка. В нижнем конце пробки или морковки сделай выемку, чтобы она плотно садилась на конец яйца. Вилки воткни так, как показано на рисунке. Теперь, прикрыв яйцо такой «шляпой», ты легко нащупаешь положение, при котором оно будет спокойно стоять на горлышке бутылки. И даже не на всем горлышке, а на его краю. Для второго опыта понадобится достаточно толстая монета. Она должна плотно входить между зубьями вилок. Сложи вилки так, чтобы зубья одной легли на зубья другой. В прорезь между средними зубьями просунь монету.  Теперь, после нескольких неудачных попыток, тебе удастся положить это коромысло монетой на край стакана. На рисунке хорошо видно, как оно должно лежать. Хочешь попробовать вылить воду из этого стакана, не сбросив вилок и монеты? Задача не так уж трудна, как это может показаться. Воробей на ветке Это еще одна интересная игрушка с устойчивым равновесием. Тело и голову воробья вылепи из пластилина. Прекрасный клюв получится из семечка подсолнуха. Вдави его тупым концом. Глаза воробья — спичечные головки, хвост — несколько перышек, ноги — из спичек. На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело воробья, укрепи шарик из пластилина. В тело воробья проволока должна входить позади лапок. При достаточно тяжелом грузе воробей будет отлично сидеть на пальце. А если посадить его на ветку в саду, он будет покачиваться, как живой. Можно сажать его и на новогоднюю елку. Ну а что будет, если груз легче воробья? Усидит наша птичка или свалится? Когда мы ставили карандаш на острие, то выяснили, что равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры. Теперь главная тяжесть — туловище воробья — выше точки опоры. Значит, бедняга упадет? Не торопись с ответом. Проверим на опыте. Передвигай пластилиновый шарик вверх и вниз по проволоке. Пытаясь уравновесить воробья при разных положениях легкого груза, ты увидишь, что птичка сидит устойчиво, когда груз сдвинут далеко вниз. А если груз высоко, под самым пальцем, то воробей будет опрокидываться. Выходит, что устойчивость равновесия зависит не только от массы, но и от положения груза. Для проверки сделай еще один опыт с пластилиновым воробьем. Попробуй уравновесить его, подперев проволоку ребром линейки. Ты увидишь, что чем выше поднят противовес, тем ближе к воробью то место проволоки, на котором она уравновешивается. Это место называют центром массы. Не жалея времени на пробы, ты увидишь, что воробей сидит на пальце до тех пор, пока центр массы остается ниже точки опоры. А как только он станет выше, воробей упадет. Значит, не обязательно, чтобы главная масса была внизу. Важно, чтобы ниже точки опоры был центр массы. Тогда при нарушении равновесия он пойдет вверх, и равновесие будет восстанавливаться. Водяная карусель Она делается из пустой консервной банки. И инструменты нужны самые простые — молоток да небольшой гвоздь. В боковой стенке банки, у самого дна, пробей гвоздем дырку. Потом, оставив гвоздь в дырке, отогни его в сторону. Нужно, чтобы дырка получилась косая и струя из нее била вбок. На другой стороне банки этим же гвоздем пробей вторую дырку, как раз напротив первой. И тоже отогни гвоздь в сторону, чтобы дырка была косая. Только посмотри сначала, в какую сторону отгибать. Если ты в первый раз вправо отгибал, то и теперь отогни вправо. Так и на картинке у нас нарисовано. В верхней части банки пробей еще две дырки, тоже одну против другой. Только здесь гвоздь отгибать не надо. Эти дырки могут быть прямые. В них продень концы длинной нитки и завяжи их. Вот и готов прибор для наших опытов. Захвати с собой ведерко воды и ступай во двор. Наполни банку водой и подними ее за нитку. Вода польется из нижних отверстий двумя косыми струйками. Конечно, эти струйки куда слабее, чем струя пламени, бьющая из сопла ракеты. Но и они окажут свое действие. Струйки бьют в одну сторону — банка закрутится в другую. От этих опытов на дворе образуется лужа. И сам ты, наверное, тоже намокнешь. Ну да ничего! Зато теперь ты знаешь, почему летит ракета!

вода не выливается из банки

Если банку с водой перевернуть вверх дном, что произойдет?  Тут и опыта никакого не надо: ясно, что вода моментально выльется. Ну а нельзя ли все-таки перевернуть открытую банку так, чтобы вода не выливалась? Давай попробуем. Только не в комнате, выйдем лучше во двор. Для нашего опыта нужно много места. Ведь мы не просто станем переворачивать банку, а поставим ее в хозяйственную сетку, с которой ходят за покупками. Постепенно раскачай банку в сетке и — раз! Банка делает полный оборот... второй... третий... десятый... И каждый раз она переворачивается дном вверх, а горлышком книзу. Но ни одна капля воды не выливается! Что же произошло с водой? Теперь вместо стеклянной возьми жестяную банку от консервов. В ней легко пробивать дырки гвоздем. И если у тебя нет подходящей сетки, можешь пробить две дырки у верхнего края банки, пропустить в них концы веревки и завязать толстыми узлами, чтобы не вырвались. А за середину веревки вертеть. И еще пробей в дне банки маленькую дырочку. Пробил? Наливай воды и раскручивай. Оборот... два... три... Из дырочки в дне бьет струя воды. Бьет вниз — это понятно. Бьет вбок... Это уже странно. Бьет вверх! Прямо вверх каждый раз, как банка, вращаясь, приближается к верхнему положению. Отчего же из широкой, открытой горловины не выливается ни капли, а из маленькой дырочки в дне бьет фонтан? Ты, верно, уже понимаешь, что все дело здесь во вращении. Ведь из неподвижной банки вода вверх не бьет. Но когда банка движется, вода движется вместе с ней. Движется по инерции. А ведь ты, конечно, уже заметил, что тела, движущиеся по инерции, сами по себе не сворачивают в сторону. Вратарю, например, пришлось потрудиться, чтобы мяч отклонился. Веревка, которая удерживает банку, порядком тянет твою руку. Банка стремится лететь прямо, лететь по инерции. А веревка не пускает, заворачивает по кругу. Банка сопротивляется, натягивает веревку. Вода в банке тоже стремится двигаться по инерции прямо. Но банка не пускает, заворачивает по кругу. Вода сопротивляется, давит на дно. И если в дне дырочка, из нее бьет фонтан.

Верхом на бочке

Если у тебя есть круглая жестяная баночка, хотя бы от леденцов, можешь сделать красивую игрушку, основанную на равновесии. Ее устройство ясно из рисунка. В центрах дна и крышки пробей гвоздем по отверстию. Пробивать надо на дощечке, которую не жаль испортить. Из толстой проволоки согни ось с коленом посредине и к этому колену прикрепи свинцовый грузик или надень тяжелую гайку. Закрой банку, вдев концы оси в отверстия дна и крышки. Нарисуй на бумаге клоуна, наклей его на картон и вырежь. Ноги прикрепи к концам оси, выступающим из банки. Толкни банку, чтобы она покатилась. Клоун будет сидеть «верхом на бочке» и весело раскланиваться.

Вверх по скату

В действительной жизни мы давно уже привыкли угадывать центр массы каждого предмета. Мы сразу соображаем, как положить или поставить этот предмет, чтобы он не упал. Фокус ваньки-встаньки в том, что он обманывает наш глазомер. Его центр массы находится не там, где мы предполагаем. Поэтому ванька-встанька так упорно принимает положения, которые кажутся неестественными. Давай сделаем еще один опыт, который на первый взгляд тоже противоречит законам равновесия. Из плотной бумаги или тонкого картона склей кольцо. На внутреннюю его сторону приклей в одном месте груз: деревянную чурочку, кусочек сургуча или другой небольшой предмет, весящий больше, чем само кольцо. Чтобы груз не был виден, заклей кольцо с обеих сторон бумагой. На ней можно что-нибудь нарисовать, например лицо. Если подбородок этого лица будет там, где груз, то его не удастся поставить «вверх ногами» (хотя, конечно, никаких ног у лица нет). «Лицо» будет катиться, пока не станет «подбородком» вниз. Оно может даже подниматься вверх по скату, как показано на рисунке. Линейка положена одним концом на книги. Всякое колесо скатилось бы по ней вниз. Но «лицо» поступает наоборот.  Поставь его на линейку у правого, нижнего, конца, но так, чтобы «подбородок» был почти на самом верху слева. Отпусти «лицо» — и оно покатится вверх по скату! Конечно же, оно остановится, как только «подбородок» коснется линейки. Ведь при этом центр массы займет самое нижнее положение.

Бегемот и птичка

Представь, что тебе понадобилось приподнять шкаф. Не хватает сил? Не горюй! Подсунь под край шкафа крепкую палку — и ты приподнимешь его без особого труда. Ты хочешь раздавить орех и не можешь сделать это руками. Но есть специальные щипцы для орехов. С их помощью ты легко справишься с этой задачей. Тебе нужно разрезать жесть. Возьми ножницы по металлу. Хорошие ножницы режут жесть, как бумагу. Все эти случаи на первый взгляд очень разные. И все-таки они похожи один на другой. У тебя не хватает силы, чтобы сделать ту или иную работу. Тогда ты берешь в руки какое-то приспособление — и работа сразу становится тебе по силам! И самое удивительное здесь то, что приспособление — палка, щипцы, ножницы — не имеет двигателя, не имеет никакой собственной силы. Оно только увеличивает ту силу, которую прикладываешь ты. Чтобы понять, как это получается, проделай опыт. Возьми два предмета разного веса. Я брал фарфоровую фигурку бегемота и гораздо более легкую деревянную птичку. Посади их на концы линейки, положенной серединой на круглый карандаш. Кто перетянет? Ясно, что бегемот. Он ведь тяжелее. Ну, а если сдвинуть карандаш поближе к бегемоту? Смотри-ка: птичка и бегемот уравновесились! А подвинь карандаш еще ближе к бегемоту — и птичка перевесит! Что же понадобилось легкой птичке для того, чтобы перетянуть тяжелого бегемота? Приспособление, состоящее из линейки и карандаша. Линейка опирается на карандаш. Место, в котором она опирается, называют точкой опоры. В этом опыте мы взяли линейку потому, что на нее удобно ставить фигурки. Можно было бы взять и круглую палку, и брусок, да и мало ли какой еще продолговатый предмет. Действие было бы тем же самым, только птичку и бегемота пришлось бы не ставить, а привязывать, или подвешивать, или приколачивать. Длинную палку с точкой опоры называют рычагом. Это очень древнее приспособление. О рычаге сказал великий механик и математик древности Архимед из Сиракуз: «Дайте мне точку опоры — и я сдвину Землю!» Палка, подсунутая под шкаф, — это рычаг. И ты своим «птичьим» нажимом поднимаешь на ней «бегемота» — целый шкаф. Каждая половинка щипцов для орехов — это рычаг. Поэтому «птичка» — твои пальцы осиливают «бегемота» — сопротивление твердого ореха. И каждая половинка ножниц — тоже рычаг. Поэтому «птичка» — твоя рука на этот раз осиливает сопротивление толстой жести. Посмотри внимательно на рисунок и сообрази, где находится в каждом случае точка опоры, где приложенная сила («птичка») и где сопротивление («бегемот»).

А карандаш-то не падает!

Первый опыт будет такой: попробуй поставить карандаш на острие. Если у тебя много терпения, то опыт с домино, вероятно, получится. Но уж с карандашом-то не получится наверняка. Можешь возиться хоть целый день! И все-таки есть очень простой способ заставить карандаш стоять. Всади в него перочинный нож, раскрытый не до конца. На рисунке ясно видно, как это сделать. Раскрывая нож больше или меньше, можешь устанавливать карандаш не только прямо, но и наклонно. И все равно он не будет падать, даже если его толкнуть. Немножко покачается — и останется стоять на острие! Почему же карандаш без ножа падает, а с ножом стоит? Ведь в обоих случаях карандаш опирается на острие. Это его точка опоры. Но в первом случае точка опоры находилась в самом низу. А во втором — под ней висел перочинный нож. Ясно, что дело здесь именно в ноже. Если карандаш наклонится и начнет падать — нож будет подниматься вверх. Но ведь нож тяжелее, он тянет вниз и заставляет карандаш снова выпрямиться. Значит, равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры. Теперь ты, конечно, без всякой опаски войдешь в вагон монорельсовой дороги. Ведь он висит под рельсом и главная тяжесть находится ниже точки опоры! А малые монорельсовые дороги ты можешь увидеть на заводах, в гаражах, в ремонтных мастерских — всюду, где нужно поднимать, опускать и передвигать тяжести, а на земле место занято. Наверху прокладывают одиночный рельс — монорельс. По нему катается тележка, а к тележке подвешена таль — приспособление для подъема грузов. Таль имеет барабан со стальным канатом — тросом. На тросе висит крюк. А барабан вращается от электродвигателя. Завертится в одну сторону — трос наматывается. Груз плывет вверх. Завертится в другую — трос разматывается, и груз опускается. Рабочий управляет талью, нажимая кнопки. Бывают и ручные тали. Там электродвигателя нет. Механизм соединен с зубчатым колесом, вроде велосипедной шестерни. Той самой, которую ты крутишь педалями. С зубчатого колеса свисает цепь, тоже как у велосипеда, только гораздо более длинная. Рабочий, стоя внизу, тянет за эту цепь. Потянет за один конец — груз начнет подниматься, за другой — опускаться. Конечно, ручные тали применяют там, где груз не слишком тяжелый, да и поднимать его приходится редко.