Экспериментальные задания - Приложения

Механика

Тема «Механическое движение»

Начертить в масштабе рисунок своего движения от дома до школы.

A) обозначить на рисунке разным цветом траекторию и перемещение.

Б) определить пройденный путь.

B) определить среднюю скорость своего движения.

КИНЕМАТИКА. ДВИЖЕНИЕ ПО ОКРУЖНОСТИ

1. А) Определите период обращения минутной стрелки будильника.

Б) Рассчитайте частоту обращения минутной стрелки.

В) Измерьте длину стрелки.

Г) Рассчитайте линейную скорость движения конца минутной стрелки. Определите центростремительное ускорение конца минутной стрелки.

2. А) Определите период обращения часовой стрелки будильника.

Б) Рассчитайте частоту обращения часовой стрелки.

В) Измерьте длину стрелки.

Г) Рассчитайте линейную скорость движения конца часовой стрелки. Определите центростремительное ускорение конца часовой стрелки.

3. А) Измерьте радиус колеса швейной машины.

Б) Приведите колесо во вращение с постоянной скоростью.

В) Измерьте время 30 оборотов колеса.

Г) Рассчитайте период и частоту вращения.

Д) Рассчитайте линейную скорость точек обода колеса.

Е) Рассчитайте центростремительное ускорение колеса.

4. А) См. п. Б)-Г) задания 3. Приведите колесо швейной машины во вращение с постоянной скоростью.

Б) Повторите п. В)-Г) задания 3, но с 60 оборотами колеса.

В) Повторите п. В)-Г) задания 3, но с 90 оборотами колеса.

Г) Изменяется ли значение периода, если считать не 30, а 60 или 90 оборотов? Когда результат точнее?

5. См. п. А)-Е) задания 3.

А) Измерьте расстояние от центра колеса до точки, лежащей на краю малого колеса машины.

Б) Повторите измерения и расчёты п. В)-Е) задания 3.

В) Изменились ли значения частоты, периода, скорости и ускорения? Объясните полученный результат.

6. А) См. п. А)-Е) задания 3, но с 10 оборотами.

Б) Как долго вращение оставалось равномерным? Почему колесо всё- таки остановилось?

7. А) Измерьте радиус лопастей вентилятора.

Б) Включите вентилятор.

В) Измерьте время 50 оборотов.

Г) Рассчитайте период и частоту обращения лопастей.

Д) Рассчитайте линейную скорость точек, лежащих на краю лопастей.

Е) Рассчитайте центростремительное ускорение этих точек.

8. А) См. п. А)-Г) задания 7.

Б) Измерьте время 100 оборотов колеса.

В) Рассчитайте период и частоту обращения. Изменяется ли значение периода, если считать не 50, а 100 оборотов? Когда результат точнее?

9. А) См. п. А)-Е) задания 7.

Б) Измерьте расстояние от центра колеса до края цилиндра, на котором крепятся лопасти.

В) Повторите измерения и расчёты п. 3-6. Изменяются ли значения частоты, периода, скорости и ускорения? Объясните полученный результат.

10. Задания те же, что и в задании 7, но выполняются с грампластинкой, которую запускают на скорости 33 об/мин.

11. Задания те же, что и в задании 7, но выполняются с грампластинкой, которую запускают на скорости 45 об/мин и измеряют время 70 оборотов.

12. Задания те же, что и в задании 7, но выполняются с грампластинкой, которую запускают на скорости 78 об/мин и измеряют время 100 оборотов.

13. А) См. задание 10.

Б) Измерьте радиус бумажной этикетки пластинки.

В) Повторите измерения и вычисления п. В)-Е). Какие величины изменились, какие остались неизменными? Объясните результаты.

14. А) Возьмите кассету, перемотанную «до упора».

Б) Измерьте радиус катушки вместе с намотанной плёнкой.

В) Поставьте кассету в магнитофон и включите его.

Г) Измерьте время 10 оборотов полной стороны кассеты.

Д) Рассчитайте линейную скорость движения плёнки, период и частоту вращения катушки.

Е) Рассчитайте центростремительное ускорение внешнего края плёнки.

Ж) Дождитесь момента, когда на каждой стороне будет одинаковое количество плёнки.

3) Измерьте радиус катушки вместе с намотанной плёнкой.

И) Проведите те же измерения и подсчёты.

К) Сравните и объясните полученные результаты.

15. А) Возьмите кассету, перемотанную до упора.

Б) Измерьте радиус первой (пустой) катушки и радиус второй катушки вместе с намотанной плёнкой.

В) Поставьте кассету в магнитофон и включите его.

Г) Измерьте время 10 оборотов полной катушки.

Д) Рассчитайте линейную скорость движения плёнки, период и частоту вращения катушки.

Е) Рассчитайте центростремительное ускорение внешнего края плёнки.

Ж) Измерьте время 10 оборотов пустой катушки.

3) Рассчитайте линейную скорость движения края катушки, период и частоту её вращения.

И) Рассчитайте центростремительное ускорение точек, лежащих на краю катушки. Сравните полученные значения. Объясните результаты.

ДИНАМИКА

1. А) Положите на стакан открытку, а на открытку - монету.

Б) Ударьте по открытке резким щелчком.

В) Опишите, что произойдет с монетой, а что - с открыткой.

Г) Повторите опыт, медленно потянув открытку к себе.

Д) Что происходит в этом случае?

Е) Какое физическое явление и какое свойство тел помогают ответить на эти вопросы?

2. А) Двойной лист бумаги из школьной тетради положите на стол.

Б) На одну половину листа поставьте стопку книг высотой не ниже 25-30 см.

В) Слегка приподняв над уровнем стола вторую половину листа обеими руками, резко дёрните лист к себе.

Г) Опишите, что происходит.

Д) Снова положите на лист книги и тяните его теперь медленно.

Е) Что вы наблюдаете?

Ж) Объясните результаты.

3. А) Узнайте свою массу.

Б) Запишите это значение в килограммах, фунтах, унциях, гривенках, берковцах, безменах.

В) Поясните происхождение каждой единицы массы.

4. Соберите на краю стола установку: 1 - небольшое тело в форме бруска; 2 - резиновая нить; 3 - листок с делениями; 4 - маятник; 5 - линейка. Оттяните рукой брусок вправо. Заметьте удлинение резиновой нити (оно пропорционально действующей силе), затем отпустите руку и зафиксируйте угол отклонения маятника.

Опыт повторите несколько раз, меняя удлинение нити. Проведите серию опытов, меняя массу бруска при одном и том же удлинении резинки. Зная, что удлинение пропорционально действующей силе, а угол отклонения маятника пропорционален ускорению, сделайте вывод о связи силы, массы и ускорения. Какой закон вам в этом поможет?

5. А) Зацепите крючками два безмена и слегка разведите их в стороны. Запишите показания обоих.

Б) С какой силой по модулю левый безмен действует на правый? В какую сторону направлена эта сила? К какому безмену приложена?

В) С какой силой правый безмен действует на левый? В какую сторону направлена эта сила? К какому безмену приложена?

Г) Изобразите силы взаимодействия на чертеже.

Д) Увеличьте взаимодействие безменов. Запишите их новые показания.

Е) Соедините безмены нитью и натяните её. С какой силой левый безмен действует на нить? С какой силой правый безмен действует на нить? С какой силой нить растягивается?

Ж) Сделайте вывод. Какой закон вам в этом может помочь?

6. А) Положите ластик на край стола и сообщите ему щелчком горизонтальную скорость.

Б) Заметьте место падения ластика на полу.

В) Выполните необходимые измерения и вычислите модуль начальной скорости ластика.

Г) По какой траектории двигался ластик?

Д) Какая сила действовала на ластик во время его движения?

Е) Как направлены векторы скорости, ускорения и силы, действующей на ластик во время его движения? Изобразите их направление в любой точки траектории.

7. А) Изготовьте пять бумажных конусов.

Б) Вложите четыре конуса друг в друга.

В) Во сколько раз отличаются силы тяжести, действующие на одиночный конус и на четыре вместе?

Г) Уроните одиночный конус с некоторой высоты. Одновременно с ним с высоты, которая в два раза больше, уроните четыре конуса.

Д) Измерьте время падения обоих тел. Что можно сказать о времени падения конусов?

Е) Рассчитаете скорости падения обоих конусов. Найдите отношение их скоростей.

8. А) Подвесьте груз к безмену. Определите массу груза.

Б) Рассчитайте вес груза. Проградуируйте пружину безмена для измерения силы.

В) Измерьте вес груза в лифте, который начинает двигаться вверх.

Г) Зная вес груза в состоянии покоя, рассчитайте ускорение лифта.

Д) Куда направлено это ускорение? Куда направлена скорость лифта?

Е) Сделайте чертёж с указанием всех сил, действующих на тело.

9. То же, но в лифте, который двигается вниз.

10. А) Возьмите тяжёлый (около 100 г) предмет в форме диска или прямоугольного параллелепипеда небольшой высоты.

Б) Налейте много воды в таз или ванну.

В) Уроните предмет в воду с небольшой высоты сначала плашмя, а затем ребром.

Г) Сравните глубину погружения предмета в воду.

Д) Какие силы действуют на предмет в каждом случае? Что можно сказать об их величине?

Е) Сделайте вывод о зависимости силы вязкого трения от формы движущегося тела.

Ж) Приблизительно измерьте время движения предмета в первом случае в воздухе и в воде.

3) Сделайте вывод о зависимости силы вязкого трения от свойств среды.

11. А) Вырежьте из альбомного листа пять кружков.

Б) С одной и той же высоты уроните один кружок и четыре сложенных вместе. Сравните времена падения. Сделайте вывод о скорости движения.

В) Из каждого кружка сделайте конус. Проведите опыт ещё раз. Сравните время падения одного конуса и четырёх вложенных один в другой конусов.

Г) Проведя оценочные измерения, сравните время падения одного кружка и одного конуса; четырёх кружков и четырёх конусов.

Д) Какие силы действовали на тела в каждом случае?

Е) Сделайте вывод о зависимости силы вязкого трения от массы и формы тела.

12. А) Безмен можно использовать как динамометр, умножая показания безмена в килограммах на 9,8 м/с2.

Б) Измерьте силу трения скольжения (она равна показанию динамометра в случае равномерного движения тела по поверхности) и коэффициент трения скольжения при движении дерева по линолеуму (стула по полу), стекла по линолеуму (стеклянной банки Зле водой), чугуна по линолеуму (сковороды с грузом). Можно двигать по деревянной или кафельной поверхности.

В) Сделайте вывод о зависимости коэффициента трения, скольжения от качества трущихся поверхностей.

13. А) Положите небольшой предмет с плоским дном на диск работающего проигрывателя.

Б) Какая сила играет наибольшую роль в создании центростремительного ускорения этого тела?

В) Измените скорость вращения диска, добившись того, чтобы тело доскочило с диска. При какой скорости это произошло?

Г) Почему при изменении скорости вращения диска телу труднее удерживаться на ней? Изобразите силы, действующие на тело.

14. А) Положите небольшой ластик на диск работающего проигрывателя.

Б) Объясните, почему и при каких условиях брусок не сходит с окружности.

В) На диск положите монету и опять включите проигрыватель. Что произошло с монетой? Почему?

Г) Изобразите на чертеже силы, действующие на брусок и на монету. В чём разница?

15. А) Найдите наклонную плоскость с углом наклона около 10°.

Б) Положите на неё круглый карандаш (или ручку) так, чтобы ось карандаша была параллельна основанию наклонной плоскости. Что происходит с карандашом?

В) Если ничего не происходит, увеличьте угол наклона плоскости.

Г) Не меняя угла наклона, положите карандаш поперёк наклонной плоскости. Что происходит?

Д) Укажите, какие силы действуют на карандаш в обоих случаях.

Е) Почему карандаш ведёт себя по-разному?

Ж) Сделайте вывод о величине силы трения скольжения и силы трения качения.

КОЛЕБАНИЯ

1. Изготовьте математический маятник, используя нить с грузом, закрепленную в дверном проеме. Определите период и частоту колебания маятника для разных длин нити. Изучите, зависит ли период колебания маятника от амплитуды при малых отклонениях от положения равновесия.

2. В качестве груза для математического маятника возьмите небольшой полиэтиленовый (полистироловый) флакон из-под шампуня. Дно этого флакона проткните иголкой. Заполните флакон водой (лучше, если это будет марганцовка или чернила). Маятник подвесьте в дверном проеме и подложите под него белый лист бумаги. Затем приведите маятник в колебательное движение, а бумагу начните медленно перемещать по полу. Вы получите график, по которому определите период колебания, амплитуду и зависимость амплитуды от времени колебания.

3. В дверном проеме закрепите два маятника одинаковой длины (в качестве грузов используйте флаконы из-под шампуня, наполненные подкрашенной водой). Затем произведите «запись» колебаний маятников (синфазные колебания и колебания в противофазе). По графикам установите, что у них общего, в чем различие.

4. Определите коэффициент жесткости имеющейся у вас резиновой нити. Рассчитайте по известной формуле период колебания подвешенного на резиновой нити груза, если известна его масса. Затем проведите опыт по определению периода колебания этого маятника и сравните полученные результаты с расчетными.

5. Изготовьте математический маятник, используя нить с грузом, закреплённую в дверном проёме. Определите период и частоту колебаний, а также их зависимость от длины маятника. Зависит ли период колебаний от амплитуды при малых отклонениях от положения равновесия?

6. Пронаблюдайте за картиной распространения волн. Для этого в ванну с водой бросьте монету. Оцените скорость распространения волны.

7. Положите на поверхность воды кусочки пробки или дерева. Возбудив поперечную волну на поверхности воды, пронаблюдайте, как ведут себя эти предметы: перемещаются или колеблются на месте?

8. Определите длину волны и частоту колебаний кусочка пробки или дерева на поверхности воды, найдите скорость поверхностной волны.

9. Переносные транзисторные приёмники высокого класса имеют две антенны: внутреннюю - магнитную, наружную - телескопическую. Экспериментально убедитесь, для какого диапазона волн (по шкале радиоприёмника и положению переключателя диапазона) предназначена каждая антенна.

10. Обратите внимание на корпус телевизора, транзисторного приёмника или электрофона. Из какого материала они выполнены? Включите транзисторный приёмник и настройте его на определённую радиостанцию, а затем накройте металлическим ведром или кастрюлей. Объясните, почему прекратился радиоприём?

ВОЛНЫ

1. Понаблюдайте за картиной распространения поперечных волн. Для этого в воду водоема (пруд, озеро, бассейн) бросьте камень, а в воду в ванне монету. Оцените скорость распространения волны.

2. Плоскую тарелку наполните водой почти до самого верха, а в качестве генератора волн используйте капельницу (пипетку). Набегая на стенку тарелки, волны быстро затухают и почти не отражаются. Наблюдайте волны лучше по тени на дне тарелки при прямом солнечном свете или при свете яркой лампы. Однако волны, бегущие со скоростью около 10 см/с, сливаются для взгляда, фиксированного неподвижно на тарелке; они видны только вблизи источника, где амплитуда колебания велика. Чтобы увидеть их на всей поверхности воды, нужно быстро поворачивать голову. В результате проведенных опытов оцените длину поперечной волны.

3. Определив длину волны и частоту колебаний кусочка пробки или дерева на поверхности воды, найдите скорость поверхностных волн.

4. Струны музыкальных инструментов испускают звуки. На примере гитары или другого струнного инструмента проверьте, в чем отличие звуков, испускаемых толстыми струнами, от звуков, испускаемых тонкими струнами, если их длины и натяжения одинаковы.

5. Перемещая палец по грифу, исследуйте, как зависит высота тона от длины свободной части струны.

6. Подуйте сначала вблизи отверстия пустой бутылки, а затем вблизи отверстия бутылки, заполненной наполовину водой. Объясните, почему высоты тона разная, если даже вы дуете с одинаковой силой.

Глава 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

3.1. В мерный стакан налейте из водопроводного крана 100 мл холодной воды и поместите в неё термопару прибора. Ежеминутно отмечайте показания прибора, пока температура воды не сравняется с комнатной. Результаты измерений занесите в табл.

Вылейте из стакана холодную воду, налейте столько же горячей воды и поместите в неё термопару прибора. Ежеминутно отмечайте показания прибора, пока температура воды не сравняется с комнатной. Результаты измерений занесите в табл. 3.3.

Примечание: для ускорения опыта массу воды можно уменьшить в том и другом случае вдвое. Для этого на мерном стакане есть соответствующие метки.

3.2. Таблетками сухого спирта, которые продаются в хозяйственных магазинах, широко пользуются туристы, любители лыжных прогулок, спортсмены-лыжники для разных целей: подогрева напитков и других продуктов питания, растирания смазки лыж или её удаления и др. С помощью весов определите массу таблетки, а с помощью справочника по физике - удельную теплоту сгорания спирта, рассчитайте количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании таблетки. Результаты расчёта позволят вам ориентировочно определить число таблеток для реализации ваших целей.

3.3. Определите температуру нагретого металлического шарика, имея термометр и калориметр с водой.

Решение. Так как термометром непосредственно измерить температуру металлического шарика нельзя, то опустите его в воду и подождите. Затем измерьте температуру воды и сделайте правильный расчет.

3.5. Перед вами стакан очень горячего чая и металлическая чайная ложка. Чтобы вы сделали для быстрого охлаждения чая? Переливать воду нельзя.

Решение. Опустите ложку в стакан, часть внутренней энергии перейдет к ней. Скорость охлаждения можно увеличить, если периодически доставать ложку из стакана и охлаждать ее. Производя действия с ложкой, одновременно дуйте на поверхность чая, не забывая обдувать и всю поверхность стакана.

3.6. В одну кастрюлю налита сырая вода, а в другую - кипяченая. Как определить, в какой кастрюле находится сырая вода, если у вас под рукой» есть электрические плитки (нагреватели)?

Решение. Поставьте кастрюли на нагреватели и наблюдайте за процессом нагревания воды. Так как в сырой воде растворено больше воздуха, то в кастрюле с ней от дна отделяется большее число пузырьков.

3.7. Возьмите в руку стальную ложку. На ощупь она кажется холодной. Почему? Как можно определить температуру ложки?

Решение. Ложка, обладающая хорошей теплопроводностью, быстро отводит тепло от руки, температура кожи понижается, и нам кажется, что ложка холодная. Если ложка длительное время находится в помещении, то ее температура равна температуре окружающего воздуха. Измерив температуру воздуха, узнаем и температуру ложки.

3.8. В стеклянном сосуде, наполненном водой, верх дном плавает пробирка, целиком погруженная в воду. Не касаясь руками сосуда, сделайте так, чтобы пробирка всплыла.

Решение. 1. Нагрейте сосуд. Расширяющийся воздух внутри пробирки вытеснит часть воды, пробирка станет легче и всплывет. 2. Насыпьте в сосуд соль. Выталкивающая сила, действующая на пробирку, увеличится (стоит заметить, что за счет увеличения давления pgh, связанного с возрастанием плотности воды, воздух в пробирке может сжаться).

3.9. Представьте, что вы заболели. Вы лежите в постели, под мышкой у вас - медицинский термометр, а мама приносит горячий чай. Можно ли медицинским термометром определить температуру горячего чая?

Решение. Можно, если у вас есть стакан холодной воды известной массы и температуры. Поместите термометр в стакан с холодной водой и приливайте горячий чай до тех пор, пока термометр не начнёт «работать». Зная температуру смеси, массу прилитого чая, массу холодной воды и её температуру, можно вычислить температуру горячей воды.

3.10. Сколько кусочков сахара вы кладёте в сладкий чай? Попробуйте опустить в стакан (один за другим, осторожно) восемь кусочков. Объясните явления, которые вы заметите.

Ответ. Сначала с опусканием каждого куска сахара уровень чая в стакане будет подниматься. Но как только сахар станет растворяться, уровень начнёт понижаться. Дело в том, что сахар - пористое вещество, содержит много воздуха. Объём раствора окажется меньше суммарного объёма исходного сахара и исходной воды.

3.11. Попробуйте из пластмассовой мыльницы сделать одёжную щётку. Решение. В дне одной из половинок пластмассовой мыльницы проделайте ножовкой по металлу несколько пропилов шириной 4-5 мм. Половинки соедините. Пластмассовый корпус мыльницы при трении об одежду электризуется и притягивает к себе пылинки, а кромки отверстий соскабливают более крупные частицы. В результате и пыль, и грязь удаляются с одежды.

3.12. В стакан с холодной водой осторожно долить горячей воды. Измерить температуру воды у дна сосуда, в середине и у поверхности. Какой можно сделать вывод? Как правильно измерять температуру жидкости?

Тема «Испарение»

Проделать опыты и объяснить их с молекулярной точки зрения.

1. Налить по чайной ложке воды в два блюдца и поставить одно из них в тёплое место (у плиты, батареи или камина), другое - в прохладное место (на подоконник). Пронаблюдать за временем испарения. Как связаны испарение и температура?

2. На гладкую поверхность капнуть пипеткой по капле воды, масла, спирта или уксуса и пронаблюдать за испарением. Какая жидкость испаряется быстрее?

3. Исследовать зависимость скорости испарения от площади поверхности.

4. Исследовать скорости испарения от ветра (сушить феном или вентилятором).

Тема «Плавление и кристаллизация тел»

Задание: выполнить опыты, зарисовать и объяснить.

1. Форма кристаллов. С помощью лупы с 10-20-кратным увеличением (собирающая линза, объектив фотоаппарата фокусным расстоянием 2,5-1,0 см) рассмотреть крупинку соли, сахарного песка, соды, лекарственных порошков. Зарисовать их формы. Указать черты сходства в строении крупинок различных порошков.

2. Рост ледяных игл. В морозный день подышать на покрытое инеем окно, заставив иней растаять. Провести наблюдение роста игл ледяных кристаллов, сделать зарисовки образующегося узора.

3. Кристаллизация капли воды. На кусочек стекла нанести большую каплю воды. Прижать стекло с каплей к снегу и пронаблюдать с помощью лупы за её поведением. Поместить каплю на несколько минут в морозильную камеру холодильника. Что происходит?

4. Кристаллизация из раствора и расплава. Взять порошок гипосульфита (фотозакрепитель, фиксаж), температура плавления 48 °С. Приготовить насыщенный раствор (аккуратно помешивая, добавлять в раствор фиксаж до полного растворения, затем обязательно процедить раствор). Приготовить расплав (нагревая сухой фиксаж до температуры плавления). Нанести капли на стекло и пронаблюдать через лупу сначала за кристаллизацией расплава, а затем - раствора. Выявить черты сходства и различия в процессах кристаллизации из раствора и расплава.

5. Кристаллизация из паровой фазы. В пробирку насыпать небольшое количество йода или нашатыря. Осторожно слегка нагреть пробирку в слабом пламени спиртовки или газовой горелки, держа пробирку наклонно, открытым концом от себя. Через лупу внимательно рассмотреть стенки пробирки.

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

1. Рассмотрите устройство медицинского термометра. Объясните принцип его действия. Определите верхний и нижний пределы измерения шкалы, цену деления. Измерьте температуру собственного тела, вначале зажав термометр между пальцами руки на 5 мин, а затем под мышкой на такое же время.

2. В стакан с водой опустите кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда весь лёд растает? Зафиксируйте изменение температуры воды как функцию времени в процессе плавления льда. Постройте график изменения температуры воды.

3. Возьмите лёд, предварительно измельчив его, чтобы удобнее было измерять температуру. Возьмите уличный термометр. Данные опыта занесите в таблицу, а затем представьте в виде графика. Отметьте характерные особенности процесса плавления.

4. Опустите в стакан с горячей водой термометр и через каждые 30 с отмечайте его показания. Постройте график зависимости остывания воды от времени. По графику объясните, когда вода остывала быстрее: в начале опыта или в конце?

5. Налейте в три стакана холодную (можно со льдом), тёплую и горячую (но не кипяток!) воду. Опустите палец одной руки в холодную, а палец другой руки - в горючую воду. 2-3 мин подержите пальцы в воде, а затем быстро перенесите их в тёплую воду. Опишите свои ощущения. Какой руке следует доверять больше? Можно ли полагаться на ощущения при оценке температуры окружающих тел?

6. Запишите мощность ДВС какого-либо транспортного средства (автомобиля, мотоцикла), среднюю скорость его движения и расход топлива на 100 км пути. Определите КПД этого двигателя.

7. Возьмите широкий сосуд с водой, спички, кусочек мыла и кусочек сахара или леденца. Осторожно положите спичку на поверхность воды. Слегка коснитесь поверхности воды кусочком мыла. Что происходит? Как можно объяснить наблюдаемый эффект? Повторите опыт, заменив воду в сосуде и опуская кусочек сахара. Что происходит теперь? Как объяснить наблюдаемый эффект?

Глава 5. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ

5.1. Вырежьте лезвием безопасной бритвы параллелепипед из пенопласта размером 1 х 1 х 5 см и оберните его алюминизированным скотчем (он продаётся в магазинах хозтоваров). Шёлковую нить одним концом привяжите к ушку булавки, а другим - к пластмассовой бельевой прищепке и подвесьте гильзу к бельевой верёвке (люстре, спинке стула).

Возьмите сложенный вчетверо лист белой бумаги формата А4, вложите в него линейку из оргстекла и потрите её. Поднесите наэлектризованную линейку к гильзе и проследите, как гильза, притянувшись сначала к линейке, значительно отклоняется от неё. Вы наблюдаете взаимодействие одноимённо заряженных тел.

Подобным образом о тот же лист бумаги наэлектризуйте пластмассовую трубку (для прокладки электропроводки) и медленно приближайте к гильзе. Вы обнаружите притяжение гильзы, то есть пронаблюдаете взаимодействие разноимённо заряженных тел.

5.2. К узким граням упаковки от драже «Тик-так» приклейте полоски алюминизированного скотча или алюминиевой фольги, такие же полоски приклейте но центру к широким граням этой упаковки. Вы получите конденсаторы. Измерьте мультиметром ёмкость сначала первого конденсатора, а затем второго. Убедитесь по показаниям прибора, что, чем меньше расстояние между пластинами конденсатора, тем больше его ёмкость.

Налейте в упаковку керосин или машинное масло и снова измерьте ёмкость конденсатора. Сделайте вывод о зависимости ёмкости от наличия диэлектрика и его диэлектрической проницаемости.

Подберите два конденсатора с обозначенными на их корпусах ёмкостями в пикофарадах. Рассчитайте ёмкость батареи при последовательном и параллельном соединениях этих конденсаторов и сравните их с измеренными значениями.

ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

1. Начертите схему электрической сети в вашей квартире.

2. Выясните, какова мощность домашних электроприборов. Если напряжение в сети 220 В, вычислите силу тока в приборах во время их работы.

3. Спишите паспорт лампы и «расшифруйте» его. Рассчитайте сопротивление спирали и силу потребляемого тока.

4. Запишите номинальные мощности домашних электропотребителей (лампочки, утюга, холодильника, пылесоса и т. п.). Подсчитайте общую мощность всех электропотребителей.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

1. Объясните, почему гвозди, канцелярские скрепки, повисшие на магните и находящиеся рядом, отклоняются от вертикального направления. Проделайте опыт и убедитесь в этом.

2. С помощью компаса определите, намагничено ли бритвенное лезвие. Проверьте возможность размагничивания этого лезвия путем нагревания в пламени свечи или газовой горелки. При нагревании лезвие держите пинцетом или плоскогубцами.

3. Поднесите компас вначале ко дну, а затем к верхней части железного ведра (кастрюли), стоящего на земле. У дна стрелка компаса поворачивается южным полюсом к ведру, а в верхней части - северным. Проверьте это явление и объясните его.

4. Попробуйте намагнитить иголку так, чтобы ушко оказалось северным полюсом, а острие - южным. Воткните Иголку в корковую пробку и опустите в стакан с водой так, чтобы иголка плавала вертикально северным полюсом вверх. Экспериментально проверьте, как ведет себя иголка, если к ней на уровне северного полюса поднести магнит (полосовой, подковообразный). Проверьте, будет ли перемещаться иголка, если между магнитом и стаканом поставить лист стали.

5. Изготовьте простейший гальванометр. Для этого каркас катушки склейте из плотной бумаги. Размеры каркаса определите внешними габаритами компаса. Ширина каркаса должна быть 12-15 мм. На каркас намотайте 50-70 витков провода ПЭЛ-0,2. В катушку вставьте компас и получите гальванометр. Используя этот самодельный гальванометр, определите знаки полюсов самодельного гальванического элемента, состоящего из медной и железной проволоки, опущенных в раствор поваренной соли (или уксуса).

6. На гвоздь или другой железный стержень намотайте 40-50 витков медной проволоки и концы ее подключите к гальваническому элементу. Исследуйте тела, к которым притягивается электромагнит.

7. На полюсы магнита положите стекло, посыпьте его сверху стальными опилками и осторожно постучите пальцем или карандашом по стеклу. Зарисуйте картину магнитного поля.

8. Поднесите компас вначале ко дну, а затем к верхней части железного ведра (кастрюли), стоящего на земле. У дна стрелка компаса поворачивается к ведру южным полюсом, а в верхней части - северным. Проверьте это явление и объясните его.

9. Как с помощью компаса проверить, сделан предмет из обычной или нержавеющей стали?

10. Проверьте, будет ли притягивать магнит мелкие гвозди через картон, стекло, плексиглас, жесть, листовой алюминий. Сделай выводы. Можно ли с помощью компаса определить полюсы другого компаса, завёрнутого в бумагу, если он лежит в железной коробке? в воде? в песке?

11. Изготовьте простейший гальванометр. Для этого склейте из плотной бумаги каркас катушки. Размеры каркаса определяются внешними габаритами компаса, его высота должна быть 12-15 мм. На каркас намотайте 50-70 витков проволоки ПЭЛ-0,2. В катушку вставьте компас и получите гальванометр. Используя свой гальванометр, определите знаки полюсов гальванического элемента, состоящего из медной и железной проволок, опущенных в раствор поваренной соли (или уксуса).

ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

1. Столовая вилка, освещённая свечой, даёт на стене тень. При вертикальном положении вилки тень от зубцов отчётливая, а при горизонтальном - сильно размытая. Объясните наблюдаемое явление.

2. Металлическую чайную ложку покройте сажей и опустите в воду. Почему при освещении ложка кажется блестящей?

3. На дно ванны опустите монету. Попробуйте попасть в неё концом палки. Убедитесь, что сделать это тем труднее, чем дольше смотришь на монету. Объясните, почему это происходит.

4. Между настольной лампой и стеной при отключённом верхнем свете поместите несколько различных предметов (книгу, руку и так далее) и получите от каждого на стене тень и полутень. Объясните с помощью чертежей их образование.

5. Эксперимент с двумя плоскими параллельными зеркалами. Если между ними положить монету, то можно увидеть уходящий в бесконечность изображений.