Embed Size (px)
Citation preview
Відділ освітиЛозівської міської ради Харківської області
Лозівська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів № 3
Г.П. Мовчан
Захист проектів на уроках фізики
Лозова, 2009
Схвалено: Методичною радою Лозівської загальноосвітньої школи І - ІІІ ст. № 3. Протокол № ______ від ___________
Рецензенти: Марков Г.М. - директор школиБоброва О.Г. – заступник директора з навчально - виховної роботи.
Мовчан Г.П., вчитель фізики Лозівської ЗОШ І-ІІІ №3 Лозівської міської ради Харківської області, вчитель вищої категорії, вчитель-методист, Заслужений вчитель України.
Захист проектів на уроках фізики. Лозова, 2009. - 44 с.
Даний посібник допоможе підготуватися до захисту проектів. Проектний метод має багато переваг перед традиційними, оскільки учні знаходять власний власний шлях розв’язування задачі, вчаться користуватися різними джерелами інформації, аналізувати, відбирати й застосовувати отриману інформацію
© ЛЗОШ І-ІІІ ступенів № 3 Лозівської міської ради Харківської області
© Г.П. Мовчан, 2009
2
ЗмістВступ ............................................................................................................................................... 4 Матеріали проектної діяльності при вивченні теми «Сили тертя» .......................................... 5
1 група. «Дослідження факторів, від яких залежить сила тертя і коефіцієнт тертя» ......... 5 2 група «Точні вимірювання коефіцієнта тертя ковзання дерева по дереву» ..................... 5 3 група. «Ознайомлення з тертям, що виникає, при русі кульки в повітрі» ........................ 6 4 група. «Взаємодія тіл за посередництвом сили тертя» ....................................................... 7 5 група. «Швартовка, сила тертя, формула Ейлера» .............................................................. 7 6 група. «Сухе тертя, тертя в шарі рідини» ............................................................................. 9
Махове колесо: демонстрації, моделі, якісні задачі ................................................................. 11 Нові роботи фізичного практикуму ........................................................................................... 26
«Визначення індукції магнітного поля Землі» ..................................................................... 26 «Знайомство з поняттям центра мас» ................................................................................... 29 “Спостереження капілярних явищ і вимірювання коефіцієнта поверхневого натягу води і спирту” .................................................................................................................................... 30 “Знаходження центра мас плоских і лінійних фігур” .......................................................... 31 “Вивчення схем випрямлячів змінного струму” ................................................................... 33
Саморобні прилади, виготовлені на заняттях гуртка “Цікава фізика” ................................... 35
3
ВступСучасне життя висуває запит на виховання соціально-компетентної
особистості, яка не втратила гуманітарних орієнтирів і моральних цінностей.В концепції 12-річної середньої загальноосвітньої школи проголошено,
що освіта ХХІ століття – це освіта для людини, її стрижень – розвивальна, культурологічна домінанта виховання відповідальної особистості, яка здатна до самоосвіти й саморозвитку, вміє критично мислити, опрацювати різноманітну інформацію, використовувати набуті знання і вміння для творчого розв’язання проблем, прагне змінити на краще своє життя й життя своєї країни. Це оновлена освіта, коли працювати за старими методами й методиками неможливо. Пріоритет надано гуманістичним цінностям. Ось чому авторитарно-дисциплінарні моделі навчання змінюються на особистісно-орієнтовані, суттєвими ознаками яких є навчання й виховання особистості на засадах індивідуалізації. Це створення умов для творчості, саморозвитку та самовиявлення; це вироблення бажання і вміння завжди бути необхідним, корисним своєму народові, Батьківщині.
Особистісно орієнтована шкільна освіта – це особлива методика викладання й виховання, це нова педагогічна етика, етика взаєморозуміння, взаємоповаги, творчого співробітництва. Мета її – формування здорової, гармонійно розвинутої особистості, здатної до творчої самореалізації на основі гармонізації навчально-виховного процесу з природним розвитком людини.
Серед методів і форм особистісно орієнтованого навчання пріоритетна роль належить активним методам, що базуються на демократичному стилі взаємодії, спрямовані на постійний пошук істини, сприяють формуванню критичного мислення, ініціативи й творчості. Одним із таких методів є метод індивідуальних і колективних проектів.
Метод проектів є однією з основних технологій, яка може забезпечити самостійну дослідницьку роботу учнів.
Визначимося, що розуміють під термінами «проект», «метод проектів». Проект – це задумка, план. Метод – система прийомів і засобів
опанування теоретичних і практичних знань. Метод проектів – це сукупність послідовних навчально-пізнавальних прийомів, які дають можливість учням використати знання і вміння в процесі планування і самостійного виконання практичних завдань з обов’язковою презентацією результатів.
Метод проектів включає такі етапи реалізації:- визначення теми, мотивація, отримання базових знань,
формування груп;- планування;- теоретична підготовка;- дослідження;- аналіз результату і оформлення проекту;- захист проекту, конференція, виставка;
4
- оцінка і рефлексіяНижче запропоновано матеріали проекту «Тертя корисне і
шкідливе. Причини і використання», здійсненого в ЗОШ №3 м. Лозової в листопаді 2008 року.
Був складений план його реалізації, який передбачав організаторську діяльність учителя і учнів по впровадженню проекту. Проведені додаткові заняття, на яких учні познайомились з додатковою літературою, придумали й провели відповідні досліди, вимірювання, написали звіти.
Клас був розділений на 6 груп. Нижче приводимо короткі звіти учасників груп про проведену роботу.
Матеріали проектної діяльності при вивченні теми «Сили тертя»
1 група. «Дослідження факторів, від яких залежить сила тертя і коефіцієнт тертя»
Ця група складалася з п’яти хлопчиків. На уроках трудового навчання вони виготовили дерев’яні бруски вагою 2 – 4 ньютони (більших розмірів, ніж стандартні, які використовуються при проведенні лабораторних робіт).
Виявлено, що у бруска, сторони якого однаково оброблені, сила тертя і коефіцієнт тертя не залежать від площі опорної поверхні.
Досліди показали, що сила тертя і коефіцієнт тертя різні на протилежних поверхнях бруска, сторони якого відповідно гладенька і з великими нерівностями.
На бруску, у якого одна сторона дерев’яна, а інша покрита гумою, суттєво відрізняється сила тертя і коефіцієнт тертя. Коефіцієнт тертя дерева по дереву 0,31, а гуми по дереву 0,42.
У всіх дослідах підтверджено, що сила тертя прямо пропорційна силі тиску N.
2 група «Точні вимірювання коефіцієнта тертя ковзання дерева по дереву»
Дівчата, які входили в цю групу вирішили провести ці вимірювання 2 способами.
1 спосіб. До дерев’яного бруска, який лежить на дерев’яній дошці , прикріплена нитка, перекинута через блок, який прикріплений до кінці дошки.
До нитки з іншого боку прикріплено шальку з тягарцями. Змінюючи масу тягарців, вони знаходять таку, при якій брусок рівномірно рухаються по дошці. Вимірювання цим способом дало значення коефіцієнта тертя 0,23.
5
2 спосіб. Використали похилу площину (утворену тією дошкою, що і в першому досліді). Змінюючи кут нахилу похилої площини, знаходять такий, при якому брусок рухається рівномірно (див. Фото1).
Фото 1.
Коефіцієнт тертя вони знайшли як тангенс кута нахилу дошки (відношення катетів). Х відповідними математичними формулами учні ознайомились самостійно (раніше, них на уроках математики).
3 група . «Ознайомлення з тертям, що виникає, при русі кульки в повітрі»
Для дослідів хлопчини вибрали дві однакові по діаметру кульки (стальну і пластмасову) х відповідними масами в 2г і 15 г. Спостереження підтвердили – період коливань кульок не залежить від їх маси, а тільки від довжини нитки.
Дуже цікаві спостереження затухання коливань кульок з однаковою довжиною ниток і різною масою. Кульки відхиляються на однакову відстань від положення рівноваги і відпускаються. Пластмасова кулька зупиняється через три хвилини, а стальна через дванадцять хвилин. Учні пояснили це використавши закон збереження повної механічної енергії. Кульки були підняті на однакову висоту. Отримали потенціальну енергію (яка пропорційна масі і висоті підйому). Так як кульки мали однаковий період, то і відповідні швидкості (і площі перерізів) у них однакові. За кожний період вони втрачали рівні кількості енергії. Але стальна кулька на початку мала більшу потенціальну енергію, ніж пластмасова. Тому затухання коливань в ній відбулися повільніше.
Учні цієї групи також перевірили залежність швидкості затухань кульки з різними площами поперечного перерізу. Для цього вини кріпили до
6
кульки картонні лиски різного діаметру. При діаметрі 20 см кулька здійснює всього 1-2 коливання
4 група. «Взаємодія тіл за посередництвом сили тертя»
Хлопці, які входили до цієї групи, показали, що при взаємодії тіл відбувається зміна швидкості кожного тіла. Вони використали іграшковий інерційних автомобіль і декілька дошок різної маси (40 г, 150 г і 700 г) (див. Фото 2).
Фото 2.Під час досліду дошка кладеться на металічні баночки з-під фруктових
напоїв. Таким чином, вони добились того, що взаємодіють тільки дошка і автомобіль. Учні підтвердили вже знайомі факти, що зміна швидкості тіла при взаємодії обернено пропорційно масі тіла. Взаємодія відбувається за посередництвом сили тертя. Коли на скляну дошку масою 700 г налили води і запустили автомобіль, то його колеса крутились, а автомобіль і дошка не рухались.
Учні підготували дослід, який показує взаємодію пропелера і повітря. На візку встановлено електродвигун, на осі якого знаходиться пропелер. При обертанні пропелера потік повітря рухається в одну сторону, а важок в протилежну. Якщо з осі електродвигуна зняти пропелер, то при обертанні двигуна візок залишається на місці.
5 група . «Швартовка, сила тертя, формула Ейлера»
7
Була використана стаття із журналу «Квант» №5, 1988 рік.Добре відомо, що при швартовці судна з нього кидають на пристань
канат (швартов) з петлею на кінці, яку надівають на причальну тумбу. Коли судно підходить зовсім близько до пристані матрос швидко намотує другий кінець каната «вісімкою» на спеціальну опору на палубі – кнехт (чавунна парна тумба). Таким чином, вдається надійно утримувати величезне судно рядом з причалом. В чому ж тут справа? В незвичайній силі матроса?
Прославлений письменник-фантаст Жюль Верн в повісті «Матіас Шандор» описує подвиг силача-атлета Маттфу. Цей герой при спуску на воду судна «Трабаколо» попередив його зіткнення з невеликою яхтою. Але Жюль Верн недооцінив роль тертя (і переоцінив роль атлета) при описі подвигу цього атлета.
Дівчата знайшли спосіб експериментально визначити від чого залежить виграш в силі, який дає канат (нитка) при намотуванні на циліндр. Були вибрані алюмінієві циліндри з однаковою обробкою поверхні, але різними діаметрами 15 і 70 мм. До одного кінця нитки прикріплений важок 1 Н, нитка перекинута через циліндр, до другого кінця нитки прикріплено динамометр. Досліди показали, що виграш в силі залежить від кута охоплення циліндра. Для кута 180 ο, Т=0,8Н, для кута 360 ο Т=3Н.
Фото 3.Експерименти показали, що виграш в силі не залежить від діаметра
циліндра. Для пластмасового циліндра (з чисто обробленою поверхнею виграш в силі дещо менше. В журналі виведена формула, де виграш в силі пропорційний коефіцієнту тертя, силі і куту обхвату. Школярі не могли вивести цю формулу через відсутність відповідних математичних знань, але знайшли її експериментально.
8
6 група . «Сухе тертя, тертя в шарі рідини»
Для проведення досліду дівчата вибрали дві пластини із органічного скла розмірами 20х30 см і товщиною 5 мм. До верхньої пластини прив’язана нитка, яка зачеплена за динамометр. Вимірювання показали, що для сухих пластин сила тертя 0,7 Н, коефіцієнт тертя 0,25. Пластини опускаються в ванночку з водою. Сила тертя зменшується дол. 0,1 – 0,2 Н. У стільки ж разів зменшується і коефіцієнт тертя. Якщо витягти пластини із води в покласти на стіл, то для руху верхньої пластини по поверхні нижньої необхідна велика сила. В цьому випадку сила тертя зростає до 4 Н і більше. Познайомившись з додатковою літературою дівчата дали таке пояснення цьому явищу. В реальній рідині внаслідок взаємного при тяжіння молекул має місце внутрішнє тертя. Воно проявляється як сила опору при зменшенні рідини, викликає зменшення падіння в ній тіл і т. ін. Ньютон встановив, що сила внутрішнього тертя між двома паралельними шарами рідини, що рухаються за різними швидкостями залежить від природи рідини і прямо пропорційна прощі S шарів, що дотикаються і зміні швидкості в визначеному напрямі. Велике зростання сили тертя для вологих поверхонь сила пояснюється різним збільшенням зміни швидкості в вертикальному напрямку. Учениці познайомили присутніх їх особливостями ламінарного і турбулентної течії (див. фото 4).
Фото 4.
9
В ході виконання проекту учні обробили певну кількість друкованої інформації. Діти розширили свій кругозір, покращили свої практичні навички в фізики, математики. Значного ефекту досягли цілі виховання і розвитку. При цьому формувалися такі компетентності: уміння добувати, опрацьовувати та використовувати інформацію з різних джерел, приймати рішення, вміння неконфліктно співіснувати, спілкуватися, розуміння причинно-наслідкових зв’язків. Всі учасники проекту отримали задоволення від проведеної роботи.
10
Махове колесо: демонстрації, моделі, якісні задачі
Фізика – одна з наук про природу, яка вивчає механічні, теплові, електричні, магнітні, оптичні явища і будову атомів і молекул. Початкова фаза навчання повинна ґрунтуватись на відчуттях, а тому один із провідних принципів класичної дидактики, її «золотим правилом» є принцип наочності. Демонстрація фізичних дослідів викликає в учнів такі психічні процеси, як відчуття, сприймання, уявлення, узагальнення. Врахування психічних закономірностей забезпечує надійність процесу навчання.
Якщо вчений не може спостерігати безпосередньо дане явище, він будує уявну модель цього явища. Такими є моделі ідеального газу, геометричної оптики, модель атома Бора.
Сучасна психологія розглядає образне мислення як один із рівнів мозкової переробки і перетворення інформації в будь-якому віці. Це важлива складова частина формування інтелекту учнів.
Початкове значення слова «модель» зв’язано в архітектурою. В епоху середньовіччя воно означало масштаб, в якому виражались всі пропорції будівлі. В подальшому поняття моделі стали використовувати в наукових дослідженнях, коли безпосереднє вивчення будь-яких явищ виявилося неможливим або малоефективним. Тоді об’єкт, який вивчається, заміняють іншим, більш простим і доступним для досліджень, якщо він знаходиться в деякій відповідності з оригіналом.
Там, де вивчають механічний рух і явища, які його супроводжують, зручним приладом є махове колесо. Воно складається із стальної рамки розмірами 35х27 см. Нижня частина рамки – швелер шириною 10 см, верхня частина – пластина шириною 5 см, бокові стійки – стержні діаметром 1 см. В середині рамки знаходиться стержень діаметром 2 см, нижня і верхня його точки закріплені в підшипниках. До середини центрального стержня прикріплене махове колесо. Його діаметр 22 см. Ширина 4 см, товщина 1 см. Вся конструкція легко збирається і розбирається. Колесо легко обертається навколо осі, завдяки підшипникам. До приладу додаються різні деталі, що дозволяють проводити близько сорока різних демонстрацій і спостережень. Опишемо деякі з них.
1. Явище інерції. Заставити рухатись колесо можна різними способами. Найпростіше – крутнути рукою. Якщо на вісь колеса накрутити стрічку і потягти за неї, то колесо буде обертатись дуже швидко (2-3 об/с) і може зробити зо дубинки близько 100 обертів.
Учням можна запропонувати якісну задачу на визначення періоду, частоти обертання, повного кута оберту
11
Фото 5.
Фото 6.
2. Перетворення прямолінійного руху в обертальний і навпаки.
3. До осі колеса, в верхній її частині, закріплюємо дерев’яний диск. До осі диску, за допомогою гвинта і гайки закріплюємо прозору склянку. Розкручуємо колесо і спостерігаємо форму поверхні, води. Це параболоїд обертання.
Якісна задача: – Пояснити форму поверхні рідини, що швидко обертається
12
Фото 7.
4. Поставимо на столик махового колеса широку скляну чашку, заповнену водою. Розкрутимо колесо до частоти 1 об/с. Після зупинки колеса вода в чашці продовжує обертатись. Насиплемо на воду мілкі частинки пінопласту і спостерігаємо їх рух, який здійснюється таким самим чином, як і рух води. Біля країв чашки і в центрі вода майже нерухома. Найбільша лінійна швидкість частинок (і води) на відстані ½ R від центру.
Дослід демонструє внутрішнє тертя в рідині
5. Завдяки своїй конструкції махове колесо особливо часто використовується при вивченні руху тіл по колу. Наочно демонструємо вимірювання періоду, кута обертання (в градусах і радіанах), а також вимірювання частоти. Крім обчислення частоти через вимірювання часу і кількості обертів можна дублювати ці обчислення використавши прилад – тахометр. Тросик тахометра з’єднуємо з отвором в верхній частині осьового стержня. Третій спосіб обчислення частоти обертання – стробоскопічний.
Фото 8
13
На зовнішній поверхні махового колеса нанесені білою фарбою вертикальні поділки на відстані 1 см одна від одної. При співпадінні частоти спалахів стробоскопа і частоти заміщення рисок, останні здаються нерухомими.
Якісні задачі: – Чому при зміні частоти спалахів стробоскопа махове колесо час від
часу здається нерухомим? – Чому воно нібито обертається назад? – Чим небезпечні лампи, що дають стробоскопічний ефект (лампи
денного світла) при роботі на токарному станку?
6. Швидкість обертання махового колеса можна зробити сталою. На колесо одягаємо гумову стрічку. Поряд з колесом закріплюємо електродвигун із змінною частотою обертання від приладу «Диск, вращающийся с принадлежностями». Цей двигун закріплений в основі лабораторного штативу. В одній із ніжок штатива встановлено гвинт, що змінює кут нахилу осі двигуна. За допомогою цього гвинта підводимо диск на осі двигуна до стрічки на маховому колесі. Регулюючи частоту обертання двигуна, змінюємо швидкість обертання махового колеса. Це так звана фрикційна передача, в якій використовується сила тертя для зчеплення коліс.
Фото 9.
Якісна задача: - Яка залежність між частотами обертання дисків (кутовими
швидкостями) і радіусами дисків?
7. Для вимірювання великих частот обертання диска використовуємо більш складну схему з двома лічильниками (СИЛ – счетчик импульсов лабораторный). На столику махового колеса закріплюємо фанерний
14
прапорець, який періодично закриває для світлового променя від лазерної указки до фотоелемента з підсилювачем. Один лічильник вимірює кількість світлових імпульсів, а другий – час Дослід проводиться при затемненні кабінету і викликає велику зацікавленість у учнів.
8. В методичній літературі описано близько 10 дослідів, що демонструють відносність руху. Пропонуємо ще один наочний дослід. На столику махового колеса закріплюємо вертикально дерев’яний циліндр пофарбований в чорний колір. Якщо циліндр почне обертатися, проведемо крейдою пряму вертикальну лінію по бічній поверхні циліндра. Після зупинки циліндра спостерігаємо траєкторію руху крейди – гвинтову лінію.
Якщо провести крейдою пряму горизонтальну лінію від центра кола до краю, то отримаємо спіраль.
Фото 10.Якісні задачі:- Як залежить крок гвинтової лінії від швидкості обертання
циліндра і швидкості руху крейди?- Порівняти швидкості руху крейди в системі відліку циліндра.- Як пояснити добове обертання зоряного неба? Чому Полярна
зірка залишається нерухомою?
Досить просто змоделювати за допомогою махового колеса величину і напрям лінійної швидкості точок тіла, що обертається. Індикатором величини і напряму швидкості є звичайна нитка. Візьмемо нитку довжиною 20-30 см і будемо її рухати, підтримуючи а один кінець. Нитка відхиляється в сторону, протилежну напрямку руху руки, а кут відхилення її від вертикалі пропорційний величині швидкості. Для демонстрації цього явища на столику махового колеса закріплюємо довгу легку планку (1,5 – 2,5 м), так що її середина збігається з серединою столика. По всій довжині планки закріплюємо білі нитки на відстані 15 см одна від одної. При обертанні
15
махового колеса нитки відхиляються по дотичній до колової траєкторії. Чим далі нитка від центра, тим більший кут її нахилу, а отже і більша лінійна швидкість.
Фото 11.
Якщо до ниток прив’язати стальні кульки масою 62 г, то, при рівномірному обертанні, кульки відхиляються від осі в радіальному напрямку. Доцентрове прискорення кулькам надають сила тяжіння і сила натягу нитки. При нерівномірному обертанні, кульки відхиляються від осі в радіальному напрямку. Доцентрове прискорення кулькам надають сила тяжіння і сила натягу нитки. При нерівномірному обертанні кульки відхиляються від радіального напрямку, бо у них з’являється ще й тангенціальне прискорення.
9. При вивченні руху тіл по колу зручно проводити аналогію між цим рухом і рухом тіла по прямій лінії. Так, імпульсу тіла відповідає аналогічна величина моменту імпульсу, що дорівнює добутку моменту інерції і кутової швидкості. В замкнутій системі зберігається і імпульс тіла і момент імпульсу.
Якщо на столик махового колеса закріпити електродвигун з пропелером, то при включення електродвигуна пропелер і махове колесо починають обертатися в протилежних напрямках. Момент інерції пропелера менший, ніж у махового колеса, тому він обертається з більшою кутовою швидкістю. Якщо замість пропелера закріпити на осі двигуна довгу легку планку, то кутові швидкості обертання планки і махового колеса зрівнюються.
Закон збереження моменту імпульсу можна продемонструвати і іншим способом.
З’єднаємо рамку колеса з віссю обертання двома гумовими стрічками. Поставимо прилад на лиск, який може вільно обертатись на підшипниках. Це
16
диск для фізичних вправ «Здоров’я» . Закрутимо махове колесо 2 – 3 рази на осі. Відпускаємо колесо. Завдяки взаємодії рамка на диску і колесо починають обертатися в протилежних напрямках.
Якісні задачі :- Чому обертається «куля Герона»?- Чому машинообробні верстати міцно закріплюють (цементують) на
підлозі?- Як фігуристи збільшують швидкість свого обертання?
10. Тіла, що складають замкнуту систему і взаємодіють силами тяжіння і пружності, зберігають свою повну механічну енергію. На рамку колеса закріплюємо нерухомий блок. Прив’язуємо нитку до осі махового колеса і перекидаємо її через блок. До вільного кінця нитки прив’яжемо важок масою 0,5 кг. Намотуємо нитку на вісь колеса і відпускаємо важок. Важок, рухаючись вниз, розкручує колеса. Спостерігаємо перетворення потенціальної енергії важка в кінетичну енергію колеса, що обертається.
Якщо важок підняти на невелику висоту від найнижчої точки, то такий рух колеса і важка можна розглядати як механічні коливання поблизу точки з найнижчою потенціальною енергією.
Фото 12.
Експериментальна задача. - Приймемо за аналогією, що кінетична енергія колеса, що
обертається, дорівнює воловині добутку моменту інерції на квадрат кутової швидкості. Із закону збереження повної механічної енергії знайти момент
17
інерції колеса. Одержане числове значення порівняти із значенням моменту інерції колеса, одержаного за відомою формулою.
- Обчислити відсоток втрати енергії за кожне з 10 повних коливань важка.
- Між ниткою і важком розміщуємо динамометр. Перевірити залежність ваги тіла від прискорення, з яким воно рухається.
11. При вивченні закону збереження імпульсу вводиться поняття центра мас системи тіл. Зокрема відомо, що центр мас тіл, що утворюють замкнуту систему залишається нерухомим. До периферії колеса прикріплюємо спільний брусок масою 3 кг. Поставимо рамку з маховим колесом на візок Ньютона. Якщо махове колесо з бруском обертається, то візок починає рухатись вліво-вправо, причому зміщення візка і бруска відбуваються в протилежних напрямках.
Експериментальна задача: Порівняти швидкості поступального руху важка і візка.
12. В 1920 році німецький фізик Штерн експериментально виміряв швидкість молекул. Для моделювання цього досліду було виготовлено установку, яка складається с двох циліндрів радіусами 10 і 25 см, які закріплені на платформі. В меншому циліндрі вирізана вертикальна щілина шириною 3 мм. Навпроти цієї щілини в більшому циліндрі вирізане віконце шириною 20 см, закрите промокуючим папером. В цьому модельному досліді проведемо вимірювання швидкості струменя води із шприца. Установка розміщується на столику махового колеса. Поки колесо нерухоме, струмінь води, направленої з центра малого циліндра попадає в середину віконця з промокуючим папером, виділяючись на ньому мокрою вертикальною смугою. Розкручуємо установку моделі досліду Штерна за допомогою електродвигуна до визначеної частоти обертання. З центра малого циліндра знову направляємо струмінь на його стінки. В віконці з папером з’являється вертикальна мокра смуга.
18
Фото 13.Вимірюємо зміщення смуги S, а далі за формулою, приведеною в
підручнику, визначаємо швидкість струменя води.Експериментальна задача:- Для порівняння визначити швидкість струменя, використовуючи
формулу дальності руху тіла, кинутого горизонтально або по закону збереження енергії, направивши струмінь вгору.
13. Одним з простих теплових двигунів є газова або парова турбіни. Досить просто виготовити модель турбіни за допомогою махового колеса. На нього одягають гумову стрічку, під яку закріплюють лопатки, виготовлені з алюмінієвих пластин. На таку турбіну направляємо потік повітря з пилососу. Змінюючи кут згинання лопаток і їх кількість, вимірюємо і аналізуємо швидкість обертання турбіни.
14. На паперовій смузі, яка склеєна так, щоб щільно закріплюватись на маховому колесі можна виконувати різні малюнки.
- Якщо намалювати кульки на однаковій відстані по вертикалі і горизонталі, то можна на досліді перевірити відому в молекулярній фізиці формулу – об’єму (кількості частинок) речовини, що витікає з труби (або попадає при зіткненні на стінки посудини).
- Намальовані на однаковій відстані вертикальні смужки моделюють поздовжні хвилі. Модель допомагає наочно визначити залежність швидкості хвилі від її довжини і частоти коливань.
Якісна задача: Уявимо собі, що спостерігач рухається в бік джерела випромінювання. - Як зміниться довжина хвилі і її частота, ефект Доплера.
19
- Якщо на смужку нанести кілька ділянок зафарбованих кольорами спектра (від червоного до фіолетового), то при швидкому обертанні колеса ми побачимо білий колір смужки. Можна змалювати смугу іншими наборами кольорів і спостерігати накладання кольорів.
Експериментальна задача:- Як зміниться картина змішаних кольорів, якщо її спостерігати через
світофільтр.
15. Як відомо, монокристали мають основну макроскопічну особливість – анізотропію їх властивостей, тобто неоднаковість фізичних властивостей у різних напрямках кристалів. Візьмемо модель кристалічної будови кам’яної солі. Поставимо її на столик колеса. Направимо пучок променів від проекційного апарата на модель кристала.
В якості екрану використовуємо світлову батарею, яка приєднана до гальванометра. При обертанні моделі кристала освітленість екрана змінюється в залежності від напрямку. Цій зміні відповідає зміна фотоструму. Спостерігаємо анізотропію оптичних властивостей кристалу.
На столику можна закріпити світлову, яка приєднана до гальванометра. При обертанні столика відбувається зміна світлового потоку, який пронизує контур світлової батареї в залежності від кута падіння променів.
Якісна задача:- Пояснити зміну освітленості земної поверхні протягом року, в
залежності від ширини місцевості.
16. Перетворення теплової енергії в механічну показати дуже легко.Наприклад, якщо в металічну банку (з-під кави) налити декілька грам
води і закрити медичною рукавичкою, то при нагріванні води тиск водяної пари зростає. Із банки один за одним вискакують пальці рукавички. «Нас вітає перший закон термодинаміки»
Складемо діючу модель теплового двигуна, в якому періодично відбувається перетворення теплової енергії в механічну. Поставимо рамку з маховим колесом на підставку. На осі колеса намотано 2 – 3 витки нитки, перекинутої через нерухомий блок. Вільний кінець нитки прикріплюємо до важка 1 кг, який опущений в банку, закриту медичною рукавичкою. В банці 2 – 3 грами води. Вісь колеса гумовими стрічками прикріплена до рамки. При нагріванні води рукавичка відіграє роль поршня. Піднімає важок. Колесо починає обертатися. Припиняємо нагрівання. Колесо зупиняється. Охолоджуємо банку розсіювачем води.
Тиск всередині банки падає. Важок опускається. Колесо повертається в початкове положення. Далі процеси можна повторювати. В моделі наочно показана роль нагрівника, робочого тіла, холодильника.
Обговорюємо способи підвищення коефіцієнта корисної дії двигуна, необоротність процесів перетворення теплової енергії в механічну, другий закон термодинаміки.
20
Фото 14.
17. Використовуючи тільки круглий столик з канавкою по ободі колеса, демонструємо модель роботи джерела струму. На столику закріплюємо маленьку похилу площину з канавкою в формі дуги кола. Якщо підняти стальну кульку на вершину похилої площини і відпустити, то вона докотиться з вершини до основи похилої площини. Маємо гравітаційне джерело руху кульки. Наочно видно необхідність роботи сторонніх (негравітаційних) сил для безперервного руху кульки. Обговорюємо питання про введення поняття коефіцієнта корисної дії джерела руху.
18. Англійські вчені Толмен і Стюарт експериментально показали, що електричний струм в металах обумовлений рухом вільних електронів. Важка котушка мідного дроту здійснювала крутильні коливання. Гальванометр, з’єднаний з котушкою, показував імпульси струму в момент зупинки котушки. Проведемо модельний експеримент. До осі махового колеса закріплюємо круглий дерев’яний столик з канавкою по периметру столика. На столик кладемо три легкі пластмасові кульки, діаметром 3 см. Вісь колеса з’єднана з рамкою гумовими стрічками. Відводимо колесо від положення рівноваги і відпускаємо його.
Кульки починають рухатись разом зі столиком. В момент зупинки колеса кульки по інерції продовжують рухатись, створюючи механічну аналогію струму. Такий рух відбувається двічі за кожне повне коливання махового колеса.
21
Фото 15Можна окремо без кульок спостерігати вільні коливання махового
колеса з гумовими стрічками. Під час коливань постійно відбуваються перетворення потенціальної енергії, разтягнутої гумової стрічки в кінетичну елегію колеса, що обертається. Слідкувати за мінімальною і максимальною швидкостями колеса дозволяють білі вертикальні риски, нанесені на обід колеса.
19. Як продемонструвати поперечні хвилі?На колесо одягаємо папір, дерев’яне колесо, форма якого по вертикалі
повторює три синусоїди. На верхню пластину рамки одягаємо фігурну дерев’яну пластину з отворами, в які вставляємо сім стрижнів (олівці) з кульками на кінцях. Обертаємо колесо рукою. Кульки на стрижнях повторюють рельєф дерев’яного колеса і здійснюють гармонічні коливання. Демонстрація дозволяє наочно уявити такі параметри хвилі, як швидкість, частота, довжина хвилі, фаза коливань, амплітуда.
Фото 16
22
Фото 17.
Експериментальні задачі:- Наскільки відрізняються фази коливань кульок?- Показати, у яких кульок зсув фаз дорівнює 180 о, 360 о ?- Як зміниться частота і довжина хвилі при рухові спостерігача від
випромінювача до випромінювача ?
20. Прикріплюємо до осі махового колеса столик з рамкою, в центрі якої прив’язаний маятник (кулька на нитці).
Відхиляємо маятник, він починає здійснювати механічні коливання. Обертаємо махове колесо. З ним і рамку. Але площина коливань маятника залишається незмінною. Цей факт лежить в основі дії маятника Фуко, що демонструє обертання Землі навколо своєї осі.
Якісна задача:- Де зручніше демонструвати обертання Землі за допомогою маятника
Фуко – на полюсах чи на екваторі?
23
Фото 18
21. На столику махового колеса розмістимо залізний циліндр, до якого притягуються сильні порошкові магніти. Поряд в отворі верхньої планки закріплюємо котушку (3600 витків). Індикаторами індукційного струму будуть два світло діоди, підключені антипаралельно. Діоди закріплені в очах намальованої жаби (як згадка про досліди Гальвані).
Фото 19
24
Про обертанні махового колеса магніти по черзі проходять повз вісь котушки. Діоди спалахують по черзі, якщо магніти повернуті до котушки різними полюсами. Демонстрація явища електромагнітної індукції.
Експериментальні задачі:- Як будуть спалахувати діоди, якщо всі магніти повернути до котушки
однаковими плюсами?- Як можна змінити частоту спалахів (частоту змінного стуму) при тій
же частоті обертання колеса?
25
Нові роботи фізичного практикумуКожному вчителю фізики сьогодні очевидна значущість і необхідність
проведення робіт фізпрактикуму. На протязі останніх років навчальними програмами виділяється деяка кількість годин на так звану навчальну практику. Навіть на такі предмети, як українська мова та історія. Як не дивно, для такого предмета як фізика таких годин не знайшлося. В то же час важко переоцінити важливість проведення спостережень, дослідів, вимірювань під час проведення самими учнями лабораторних робіт. При цьому у учнів є можливість провести разом з товаришами вимірювання, спостереження. Написати без поспіху звіт про проведену роботу, познайомитися з додатковою літературою. Учні не тільки поглиблюють теоретичні знання, а й набувають практичних навичок.
Вчитель заздалегідь готує роботи і інструкції. Не всі роботи, приведені в посібнику «Практикум з фізики в середній школі», є цікавими для учнів, для деяких зараз просто немає відповідного обладнання . Крім того, з’явилася ціла серія порівняно дешевих, зручних у користування цифрових електричних вимірювальних приладів. Це мультиметри типу ДТ920 та ДТ830. Тому мною розроблено близько 20 нових робіт фізпрактикуму для 9, 10, 11 класів. Більшість з цих робіт можна поставити в дослідницькій формі. В практикум доцільно включити роботи, в яких фізична величина вимірюється різними способами, цим досягаємо формуванню уявлень про методи науки фізики. При цьому треба підкреслити, що різні способи визначення однієї и тієї ж величини можуть дати дещо відмінні результати. В сьому випадку фізики досліджують похибки кожного способу і узагальнюють результати. Важливо, щоб робота буда цікавою для учнів і давала можливість краще пізнавати оточуючий світ. Такою, наприклад, є робота фізпрактикуму.
«Визначення індукції магнітного поля Землі»
Обладнання: компас, котушка магната діаметром 16 см, мультиметр ДТ920 (або іншого типу), прямий провід, довжиною 1 м, лінійка, транспортир, регулятор струму, джерело струму.
Визначення індукції магнітного поля Землі проведемо методом порівняння.
Варіант 1. Визначення індукції магнітного поля Землі за допомогою котушки.
В роботі використовується котушка, яка має радіус 8 см і кількість витків N=275. Індукція магнітного поля в центрі плоскої котушки
RMMoI
Bπ2
= , де М – магнітна проникність речовини
26
AMT
Mo⋅⋅= Λ−7104π - магнітна стала.
І – сила струму в котушці. R – радіус котушки.
Фото 20Якщо на стрімку компаса буде діяти дві однакові моменти сил (з боку
магнітного поля Землі і з боку котушки), то стрілка повернеться під кутом 450 до напряму магнітного поля Землі.
До випрямляча з напругою (3 – 8 В) за допомогою з’єднувальних провідників підключаємо регулятор струму (реостат) і котушку. В центрі котушки розміщуємо компас. Котушку орієнтуємо так, щоб її площина співпадала з напрямком магнітної стрілки (магнітного поля Землі). Регулюємо силу струму в котушці так, щоб стрілка компаса повернулася під кутом 450 до напрямку магнітного поля Землі. Тоді магнітна індукція в центрі котушки дорівнює індукції магнітного поля Землі
RMMoI
Bземлі π2=
Варіант 2.
Визначення індукції магнітного поля Землі за допомогою прямого проводу із струмом.
Індукція магнітного поля, створеного прямим провідником із струмом
aMMoI
B2
= , де a - відстань від провідника до точки, в якій
визначається величина індукції.
27
Послідовність виконання роботи.Прямий провід довжиною більше 1м підключаємо до регулятора
струму так, щоб він проходив над стрілкою компаса на висоті а (10 – 20см). Напрям прямого провідника в момент, коли струм через нього не проходить, повинен бути паралельним напряму стрілки компаса.
Включаємо електричний струм і регулюємо його величину так, щоб стрілка компаса повернулася на кут 450 від свого попереднього напрямку. Тоді індукція магнітного поля Землі
aMMoI
Bземлі 2=
Контрольні запитання
1. Як визначити практично напрям магнітного поля в даній точці?2. Яка будова компаса?3. Чи впливають на точність вимірювань розміри стрілки компаса,
діаметр котушки і відстань від прямого проводу до центра стрілки?
28
«Знайомство з поняттям центра мас»
Обладнання: 5 дерев’яних лінійок з поділками довжиною 53 см, шириною 4см і висотою 1,8см
Ідея роботи взята із задачі 5.41 збірника «1001 задача з фізики».Якщо до тіла, що знаходиться в спокої, прикласти силу, то воно почне
рухатись поступально тільки в тому випадку, якщо лінія дії сили проходить через точку – центра мас тіла. Так як під дією сили тяжіння тіло рухається поступально, то центр тяжіння співпадає з центром мас.
Іноді положення центра мас (центра тяжіння) можна знайти за допомогою простих обчислень або навіть без них.
- центр мас однорідного центральносиметричного тіла співпадає з центром мас.
Іноді положення центра мас (центра тяжіння) можна знайти за допомогою простих обчислень або навіть без них.
- центр мас однорідного центральносиметричного тіла співпадає з його геометричним центром симетрії.
Для двох точкових тіл масами m1 і m2, які мають відповідні координати х1 і х2 положення центра мас визначають за формулою:
21
2211
mmmxmx
x+
⋅+⋅=
Аналогічно знаходять центр мас будь-якої кількості точкових (або сферичних) тіл.
Виконання роботи
П’ять лінійок довжиною 53 см кожна треба покласти одна на одну так, щоб кожна наступна лінійка виступала над лінійкою, яка лежить нижче.
На яку найбільшу відстань може виступати правий край найвищої лінійки над правим краєм найнижчої?
Починати виклацування лінійок треба з самої верхньої (1), поклавши її на нижню (2) так, щоб центр мас лінійки 1 лежав на середині лінійки 2.
Центр мас двох лінійок має координату:
29
lm
mll
mx
4
3
22 =
+=
Аналогічно вирішуємо питання про розташування лінійки 3 і т.інш.Якщо декілька тіл складають замкнуту систему, то при відсутності
зовнішніх сил, центр мас не змінює свою швидкість.
Контрольні запитання
1. Чи міг би барон Мюнхгаузен витягти себе із болота за косу?2. Чи може тіло знаходитись в стійкій рівновазі, спираючись на одну
точку?Приведіть приклади, що підтверджують вашу відповідь.
“Спостереження капілярних явищ і вимірювання коефіцієнта поверхневого натягу води і спирту”
Обладнання: набір капілярних трубок, шприц, скляні пластинки, проволока, штангенциркуль, вода, спирт.
Коефіцієнт поверхневого натягу чисельно дорівнює відношенню модуля сили поверхневого натягу F , що діє на межу поверхневого шару рідини, до довжини цієї межі ℓ.
F=σ
Цей коефіцієнт залежить від природи граничних середовищ і температури рідини. В цій роботі коефіцієнт поверхневого натягу води і спирту треба виміряти двома способами: за підняттям рідини в капілярі і підніманням рідини між пластинами . Під час вимірювання σ першим методом в широку капілярну трубку наливають спирт, потім трубки добре продувають і наливають воду і вимірюють висоту піднімання рідин в капілярі. Рідина піднімається в капілярі доти, поки сила поверхневого натягу зрівноважить силу тяжіння. Звідси
2
hrgρσ =
де g – модуль прискорення вільного падіння
30
ρ – густота рідини h – висота підняття рідини в капілярі r – радіус капіляра, його вимірюємо за допомогою голки або шила.
Під час вимірювання σ другим методом вставляємо з обох боків скляних пластинок проволоку з відомим діаметром і по висоті підняття рідини знаходимо коефіцієнт поверхневого натягу рідин
2
dhg ⋅= ρσ
де d – відстань між пластинами. Дослідити залежність коефіцієнта поверхневого натягу води від температури.
Додаткове дослідження
Вставити між скляними пластинами проволоку з однієї сторони, утворюючи повітряний клин між пластинами. Закріпити пластини в такому положенні скотчем. Опустити пластини в воду. Спостерігаємо, що вода утворює всередині між пластинами плівку в формі гіперболи. Пояснити таку форму плівки.
Контрольні запитання
1. Запропонуйте інші способи вимірювання коефіцієнта поверхневого натягу рідини.
2. Як, знаючи коефіцієнт поверхневого натягу рідини, знайти діаметр капіляра (в папері, в матерії)?
3. Яка з вимірюваних в роботі величин найбільше впливає на відносну похибку?
“Знаходження центра мас плоских і лінійних фігур”
Обладнання: набір плоских і лінійних фігур, виконаних з текстоліту і тонкої проволоки, лінійка, фломастер, підставка з голкою від магнітної стрілки.
Центр мас – точка перетину прямих ліній, вздовж яких діють сили, що викликають поступальний рух тіла. Центр мас співпадає з центром тяжіння. Координати центра мас тіла, яке складається з окремих точок з масами тіла m і координатами (x, y) визначається за формулою:
31
321
332211
mmmmхmхmх
х++
⋅+⋅+⋅=
321
332211
mmmmymymy
y++
⋅+⋅+⋅=
Можна сказати спрощено, що центр мас тіла - це точка, в якій нібито зосереджена вся маса тіла. Якщо центр мас тіла знайдено і поставити це тіло так, щоб воно спиралося данною точкою на вертикальну голку, то тіло буде знаходитись в рівновазі.
Знаходимо центр мас тіл експериментально:
• центр мас однорідної лінійки знаходиться в її середині• центр мас однорідного диска знаходиться в його
геометричному центрі• центр мас однорідного паралелограма знаходиться в точці
перетину його діагоналей• центр мас однорідного трикутника лежить в точці перетину
його діагоналей• якщо плоске тіло має неправильну форму, або воно
неоднорідне , то підвищуючи тіло в різних точках і проводячи вертикальні прямі, ми впевнюємося, що всі вони перетинаються в одній точці. Ця точка і є центром мас тіла
• якщо фігура має форму прямокутника з вирізом, то розкладаючи його подушки на прямокутники 1 і 2 різними способами, проводимо прямі лінії, що сполучають центри мас прямокутників. В точці перетину цих прямих ліній і знаходиться центр мас фігури.
1
2
1
Всі лінії на фігурі, зробленої із текстоліту
проводимо фломастером і перевіряємо правильність знаходження центра мас, опираючи тіло цією точкою на вертикальну голку
• для знаходження центра мас товстої однорідної проволоки, зігнутої посередині під кутом 90º, підкладаємо
32
2
легку дерев’яну планку так, щоб її краї опиралися на центри мас обох частин проволоки. Центр мас всього тіла буде посередині між центрами мас частин тіла
• методом підбору знайти подібним способом центр мас проволоки, зігнутої під кутом 90º, якщо довжини обох частин різні.
Фото 21
Контрольні запитання1. Доведіть, що всі медіани трикутника перетинаються в одній точці.2. Чи можна знайти центр мас, не використовуючи досліди?3. Доведіть, що центр мас системи двох матеріальних точок масами m1 і
m2 знаходиться в точці, яка ділить відстань між матеріальними точками в співвідношенні
1
2
2
1
mm
ll =
4. Як знайти масу однорідної лінійки, маючи тільки одну гирьку приблизно такої ж маси як і лінійка. Перевірте знайдену масу за допомогою терезів.
“Вивчення схем випрямлячів змінного струму”
Обладнання: стенд із органічного скла, на якому розміщені три схеми випрямлячів, амперметр, резистор, машина магнітоелектрична, з’єднувальні проводи.
Випрямлячем називають прилад для безпосереднього перетворення змінного струму в постійний. Він складається із діодів (які проводять струм тільки в одному напрямку) і допоміжних трансформаторів, фільтрів.
33
Розгляньте будову магнітоелектричної машини, яка демонструє будову і дію найпростішого генератора постійного і змінного струму. Індуктор машини – два магніта. Якор із осердям має обмотку, кінці якої з’єднані з колектором. Колектор складної форми дозволяє отримати за допомогою двох щіток постійний або змінний струм. Якор обертається в підшипниках. Розмістимо щітки так, щоб машина виробляла змінний струм.
Схему випрямляча вибирають в залежності від поверхності споживача і других технічних вимог. В даному стенді використані світлодіоди. Вони також мають односторонню провідність і світяться під час пропускання струму.
Найпростіша однопівперіодна схема. Струм в споживачі (резисторі) існує тільки під час однієї половини періода. Ця схема характеризується великими втратами потужності.
В двохпівперіодному випрямлячі з виводом середньої точки трансформатора можна отримати струм під час обох напівхвиль змінної напруги. Але працюють тільки по черзі половинки обмотки трансформатора.
Найбільш розповсюджена двохпівперіодна мостова схема випрямляча. Вона характеризується найменшими втратами потужності.
Виконання роботи
1. Перевірити правильність включення щіток для отримання змінного струму.
2. Підключити магнітоелектричну машину • до схеми однопівперіодного випрямляча.Спостерігати проходження постійного струму через резистор• до схеми двопівперіодного випрямляча • до мостової схеми
3. Замалювати в зошиті схеми підключення для кожної схеми і напрям постійного струму через споживач.
Контрольні запитання
1. Де використовуються випрямлячі змінного струму?2. Який принцип роботи напівпровідникового діода?3. Які основні характеристики має напівпровідниковий діод?4. Як ви поступите, якщо характеристики діода є у вас нижчі, ніж у діода,
який потрібен у вашій схемі?
34
Саморобні прилади, виготовлені на заняттях гуртка “Цікава фізика”
Крім вищеназваних приладів
1. Маятник на світлодіодах для вивчення гармонічного коливального руху. Сам маятник – це важкий порошкоподібний магніт. В його нижній частині розміщено 9 магнітних контактів. Поруч на вертикальному графіку – 25 світлодіодів. Прилад дозволяє в реальному часі відслідкувати зміну координати маятника. Наочно вводяться такі поняття – як амплітуда, зміщення, період, частота, фаза коливань.
Фото 22
2. Прилад для спостереження дії сили Лоренца. Внизу чашки з підсоленою водою розташований круглий магніт. Під׳єднано два контакти: один вертикальний по центру, другий в формі кола посередині стінки чашки. Вода обертається. Щоб це було краще видно ставимо на воду пробковий кружок із закріпленою на ньому фігуркою (у нас це козак з шаблею).
3. Стенд для дослідження співвідношення між амплітудним і діючим значенням змінної напруги.
4. Модель автоколивальної системи.
35
Фото 235. Прилад для проведення демонстрації і робіт фізпрактикуму
• Вимірювання ємнісного і індуктивного опору• Резонанс в колі змінного струму.
Фото24
6. “Угадай схему” за допомогою перемикачів і лампочок можна створити 4 схеми послідовного, паралельного і змішаного з׳єднань провідників.
36
Фото 25
7. Макет “Лінії магнітної індукції”.
Фото 26
8. Прилад для демонстрації перетворення світлової енергії в звукову.
37
Фото 27
9. 15 стендів для проведення лабораторних робіт з електрики в 8 класі.
Фото 28
38
10. Стенди 1. Властивості змінного струму
Фото 29 2. Самоіндукція, індуктивність
11. “А все таки вона обертається”
Традиційно найцікавішими темами на уроках фізики і астрономії є ті, в яких розповідається про нашу Землю, планету людей. Як знайшли радіус Землі, її масу? Чи дійсно вона обертається навколо своєї осі? Частіше всього вчитель обмежується усною розповіддю про те, що в Петербурзі, в Ісакієвському соборі, є досить простий, але цікавий прилад. Високо під куполом собору на довгому тросу підвішена металева куля. А на підлозі під нею – велике коло, розкреслене на градуси. Такий маятник вперше побудував французький вчений Фуко. Для доказу обертання Землі вчений використав чудову властивість маятника зберігати незмінною площину своїх коливань.
Для того, щоб одержати з маятником Фуко помітний ефект, трос повинен бути дуже довгий, а куля достатньо важка. Так, довжина тросу в Ісакієвському соборі 98 м, а маса кулі - 60 кг. Крім того, обертання площини коливань помітно лише через 15-20 хвилин після пуску маятника. Це ще один недолік маятника Фуко.
В журналі “Техника молодежи” № 6, 1953р. опублікована стаття “Маятник Пошехонова”. Ярославський вчений Т.В. Пошехонов запропонував оригінальну конструкцію зручного приладу для демонстрації добового обертання Землі. В розробці приладу приймав участь колектив наукових співробітників Московського планетарію.
На відміну від маятника Фуко, маятник Пошехонова не потребує для своєї установки високого приміщення.
39
На круглій основі закріплюється прямокутна рама. Вона може вільно обертатися навколо своєї вертикальної осі. На горизонтальній осі рами підвішена штанга, на кінцях якої знаходяться незрівноважені важки. Різниця в масах цих важків незначна. Вона потрібна для того, щоб штанга рухалась не по колу, обертаючись, а маятникоподібно.
Коли основа нерухома, запущений маятник вільно коливається в одній площині. Тепер примушуємо основу обертатися. Рама також починає обертатися. Але в той час, коли важки маятника при своєму рухові проходять через вертикальну вісь рами, маятник ривками намагається випередити рух основи, затягуючи за собою раму. Такий рух маятника можна пояснити законом збереження моменту імпульсу.
В кабінеті фізики Лозівської загальноосвітньої школи № 3 зусиллями учнів, батьків і спонсорів виготовлений маятник Пошехонова. Рама виготовлена розмірами 260 х 35 см з алюмінієвої трубки діаметром 2 см, маятник довжиною 250 см, з алюмінієвої трубки діаметром 1,5 см, закінчується двома важками з масами 550 і 540 г. Знизу і зверху рама закріплена в підшипниках.
При кожному коливанні маятника рама повертається вслід за обертанням Землі з заходу на схід на кут 5-7º . Прилад викликає велику цікавість учнів всіх класів, навіть для наймолодших. То ж можемо сказати, згадуючи Галілея, – а все таки вона обертається.
Фото 30
40
ДЛЯ НОТАТОК_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
41
ДЛЯ НОТАТОК_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
42
ДЛЯ НОТАТОК_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
43
Мовчан Георгій Павлович
Захист проектів на уроках фізики.
Редактор: Мовчан Г.П.
Комп’ютерний набір: Марченко В.О.
Комп’ютерна верстка: Бондаренко В.М.
Лозівська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів № 3Лозівської міської ради Харківської області
64600, м. Лозова, м-н 2Тел. (05745) 3-34-21
e-mail: [email protected]
44
