Опыты в домашних условиях — это отличный способ познакомить детей с основами физики и химии, и облегчить понимание сложных абстрактных законов и терминов при помощи наглядной демонстрации. Причем для их проведения не нужно обзаводиться дорогими реактивами или специальным оборудованием. Ведь не задумываясь, мы каждый день проводим опыты в домашних условиях — от добавления гашеной соды в тесто до подключения батареек к фонарику. Читайте далее, чтобы узнать, как легко, просто и безопасно проводить интересные эксперименты.
Химические опыты в домашних условиях
Сразу в голове возникает образ профессора со стеклянной колбой и опаленными бровями? Не переживайте, наши химические опыты в домашних условиях совершенно безопасны, интересны и полезны. Благодаря им ребенок легко запомнит что такое экзо- и эндотермические реакции и какая между ними разница.
Итак, давайте сделаем вылупляющиеся яйца динозавра, которые с успехом можно использовать в качестве бомбочек для ванной.
Для опыта нужны:
- маленькие фигурки динозавров;
- пищевая сода;
- растительное масло;
- лимонная кислота;
- пищевой краситель или жидкие акварельные краски.
Порядок проведения опыта
- Высыпьте ½ стакана соды в небольшую миску и добавьте около ¼ ч. л. жидких красок (или растворите 1—2 капли пищевого красителя в ¼ ч. л. воды), перемешайте соду пальцами, чтобы получился равномерный цвет.
- Добавьте 1 ст. л. лимонной кислоты. Тщательно перемешайте сухие компоненты.
- Добавьте 1 ч. л. растительного масла.
- У вас должно получиться рассыпчатое тесто, которое едва слипается при нажатии. Если оно совсем не хочет держаться вместе, то потихоньку добавляйте по ¼ ч. л. масла до тех пор, пока не добьетесь желаемой консистенции.
- Теперь возьмите фигурку динозавра и облепите ее тестом в форме яйца. Оно будет очень хрупкое вначале, поэтому его следует отложить на ночь (минимум 10 часов), чтобы оно затвердело.
- Затем можно приступить к веселому эксперименту: наберите воды в ванную и бросьте в нее яйцо. Оно будет яростно шипеть, растворяясь в воде. При прикосновении оно будет холодное, поскольку это эндотермическая реакция между кислотой и щелочью, с поглощением тепла из окружающей среды.
Обратите внимание, что ванная может стать скользкой из-за добавления масла.
Зубная паста для слона
Опыты в домашних условиях, результат которых можно пощупать и потрогать, очень нравятся детям. К ним относится и этот забавный проект, который заканчивается большим количеством плотной пышной цветной пены.
Для его проведения понадобятся:
- защитные очки для ребенка;
- сухие активные дрожжи;
- теплая вода;
- перекись водорода 6 %;
- средство для мытья посуды или жидкое мыло (не антибактериальное);
- воронка;
- пластиковые блестки (обязательно неметаллические);
- пищевые красители;
- бутылка 0,5 л (лучше всего брать бутылку с широким дном, для большой устойчивости, но подойдет и обычная пластиковая).
Сам опыт выполняется крайне просто:
- 1 ч. л. сухих дрожжей разведите в 2 ст. л. теплой воды.
- В бутылку, поставленную в раковину или посуду с высокими бортиками, налейте ½ стакана перекиси водорода, капельку красителя, блестки и немного жидкости для мытья посуды (несколько нажатий на дозатор).
- Вставьте воронку и влейте дрожжи. Реакция начнется сразу, поэтому действуйте быстро.
Дрожжи выступают в качестве катализатора и ускоряют выделение водорода перекисью, а когда газ взаимодействует с мылом, то он создает огромное количество пены. Это экзотермическая реакция, с выделением тепла, поэтому если потрогать бутылку после того, как «извержение» прекратится, то она будет теплая. Поскольку водород сразу улетучивается, остается просто мыльная пена, с которой можно играть.
Опыты по физике в домашних условиях
А знаете ли вы, что лимон можно использовать в качестве батарейки? Правда, очень маломощной. Опыты в домашних условиях с цитрусовыми продемонстрируют детям работу аккумулятора и замкнутой электрической цепи.
Для эксперимента вам понадобятся:
- лимоны — 4 шт.;
- оцинкованные гвозди — 4 шт.;
- небольшие куски меди (можно взять монетки)— 4 шт.;
- аллигаторные зажимы с проводами небольшой длины (около 20 см) — 5 шт.;
- небольшая лампочка или фонарик — 1 шт.
Да будет свет
Вот как провести опыт:
- Покатайте по твердой поверхности, затем слегка сожмите лимоны, чтобы они пустили сок внутри шкурки.
- Вставьте по одному оцинкованному гвоздю и одному куску меди в каждый лимон. Расположите их на одной линии.
- Подключите один конец провода к оцинкованному гвоздю, а другой — к куску меди в другом лимоне. Повторяйте этот шаг, пока все фрукты не будут соединены между собой.
- Когда вы закончите, у вас должен остаться один 1 гвоздь и 1 кусок меди, которые ни к чему не подключены. Подготовьте вашу лампочку, определите полярность элемента питания.
- Подключите оставшийся кусок меди (плюс) и гвоздь (минус) к плюсу и минусу фонарика. Таким образом, цепочка соединенных лимонов — это батарейка.
- Включите лампочку, которая будет работать от энергии фруктов!
Чтобы повторить такие опыты в домашних условиях также подойдет картошка, особенно зеленая.
Как это работает? Лимонная кислота, содержащаяся в лимоне, вступает в реакцию с двумя разными металлами, что заставляет ионы двигаться в одну сторону, создавая электрический ток. По этому принципу работают все химические источники электроэнергии.
Летние забавы
Необязательно оставаться в помещении, чтобы проводить Некоторые эксперименты лучше пройдут на улице, и не надо будет ничего убирать по их завершении. К ним относятся интересные опыты в домашних условиях с воздушными пузырями, причем не простыми, а огромными.
Чтобы их сделать понадобятся:
- 2 деревянные палки длиной 50-100 см (в зависимости от возраста и роста ребенка);
- 2 металлических вкручивающихся ушка;
- 1 металлическая шайба;
- 3 м хлопчатобумажного шнура;
- ведро с водой;
- любое моющее — для посуды, шампунь, жидкое мыло.
Вот как провести эффектные опыты для детей в домашних условиях:
- Вкрутите в концы палок металлические ушка.
- Разрежьте хлопчатобумажный шнур на две части, длиной 1 и 2 м. Можно точно не придерживаться этих мерок, но важно, чтобы между ними сохранялась пропорция 1 к 2.
- На длинный кусок веревки наденьте шайбу, чтобы она равномерно провисала по центру, и привяжите обе веревки к ушкам на палках, формируя петлю.
- В ведре с водой размешайте небольшое количество моющего.
- Аккуратно погружая петлю на палочках в жидкость, начинайте выдувать гигантские пузыри. Чтобы отделять их друг от друга аккуратно сводите концы двух палок вместе.
Какова же научная составляющая этого опыта? Объясните детям, что пузыри держатся за счет поверхностного натяжения — силы притяжения, которая удерживает молекулы любой жидкости вместе. Ее действие проявляется в том, что разлитая вода собирается в капли, которые стремятся обрести сферическую форму, как наиболее компактную из всех существующих в природе, или в том, что вода, когда льется, собирается в цилиндрические потоки. У пузыря слой молекул жидкости с обеих сторон зажат молекулами мыла, которые усиливают ее поверхностное натяжение при распределении по поверхности пузыря, и не дают ей быстро испариться. Пока палки держат разомкнутыми, вода удерживается в виде цилиндра, как только их сомкнуть — она стремится к сферической форме.
Вот такие опыты в домашних условиях можно провести с детьми.
БОУ «Косковская СШ»
Кичменгско-Городецкого муниципального района
Вологодской области
Учебный проект
«Физический эксперимент в домашних условиях»
Выполнили:
ученики 7 класса
Коптяев Артем
Алексеевская Ксения
Алексеевская Таня
Руководитель:
Коровкин И.Н.
Март-апрель-2016 год.
Содержание
Введение
В жизни нет ничего лучше собственного опыта.
Скотт В.
В школе и дома мы познакомились со множеством физических явлений и нам захотелось изготовить самодельные приборы, оборудование и провести опыты. Все проводимые нами опыты позволяют глубже познать окружающий мир и в частности физику. Мы описываем процесс изготовления оборудования для эксперимента, принцип работы и физический закон или явление демонстрируемое данным прибором. Проводимые эксперименты заинтересовали учащихся из других классов.
Цель: изготовить прибор из имеющихся подручных средств для демонстрации физического явления и с его помощью рассказать о физическом явлении.
Гипотеза: изготовленные приборы, демонстрации помогут познать физику глубже.
Задачи:
Изучить литературу по проведению опытов своими руками.
Просмотреть видео по демонстрации опытов
Изготовить оборудование для опытов
Провести демонстрацию
Рассказать о демонстрируемом физическом явлении
Улучшить материальную базу кабинета физика.
ОПЫТ 1. Модель фонтана
Цель : показать простейшую модель фонтана.
Оборудование : пластиковая бутылка, трубочки от капельницы, зажим, воздушный шар, кювета.
Готовое изделиеХод проведения опыта:
В пробке проделаем 2 отверстия. Вставим трубочки, к концу одной прикрепим шарик.
Наполним воздухом шарик и закроем зажимом..
Нальем в бутылку воды и поставим ее в кювету.
Пронаблюдаем за струей воды.
Результат: наблюдаем образование фонтана воды.
Анализ: на воду в бутылке действует сжатый воздух, находящийся в шарике. Чем больше воздуха в шарике, тем выше будет фонтан.
ОПЫТ 2. Картезианский водолаз
(Закон Паскаля и Архимедова сила.)
Цель: продемонстрировать закон Паскаля и силу Архимеда.
Оборудование: пластиковая бутылка,
пипетка(сосуд закрытый с одного конца)
Готовое изделиеХод проведения опыта:
Возьмите пластиковую бутылку емкостью 1,5-2 л.
Возьмите маленький сосуд (пипетку)и огрузите ее медной проволокой.
Бутылку заполните водой.
Надавите руками на верхнюю часть бутылки.
Наблюдайте явление.
Результат : наблюдаем погружение пипетки и всплытие при надавливании на пластиковую бутылку..
Анализ : сила сжимет воздух над водой,давление передается воде.
По закону Паскаля давление сжимает воздух в пипетке. В результате Архимедова сила уменьшается. Тело тонет.Прекращаем сжатие. Тело всплывает.
ОПЫТ 3. Закон Паскаля и сообщающиеся сосуды.
Цель: продемонстрировать действие закона Паскаля в гидравлических машинах.
Оборудование: два шприца разного объема и пластиковая трубка от капельницы.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1.Возьмите два шприца разного размера и соедените трубочкой от капельницы.
2.Заполните несжимемой жидкостью (водой или маслом)
3.Надавите на поршень меньшего шприца.Наблюдайте премещение поршня большего шприца.
4.Надавите на поршень больше шприца.Наблюдайте премещение поршня меньшего шприца.
Результат : Фиксируем различие прилагаемых сил.
Анализ : По закону Паскаля давление создаваемое поршнями одинаково.Следовательно: во сколько раз больше поршень во столька раз и больше создаваемая им сила.
ОПЫТ 4.Сухим из воды.
Цель : показать расширение нагретого воздуха и сжатие холодного..
Оборудование : стакан, тарелка с водой, свеча, пробка.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. наливаем воду в тарелку и помещаем на дно монету и на воду поплавок.
2. предлагаем зрителям достать монетку не замочив руку.
3.зажигаем свечку и ставим ее в воду.
4. накрываем прогретым стаканом.
Результат: наблюдаем перемещение воды в стакан..
Анализ: при нагревании воздуха он расширяется. Когда свеча гаснет. Воздух охлаждается, его давление понизится. Атмосферное давление втолкнет воду под стакан.
ОПЫТ 5.Инерция.
Цель : показать проявление инерции.
Оборудование : Бутылка с широким горлышком,картонное кольцо, монеты.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. На горлышко бутылки ставим бумажное кольцо.
2. на кольцо помещаем монетки.
3.резким ударом линейки выбиваем кольцо
Результат: наблюдаем падение монеток в бутылку.
Анализ: инертность это способность тела сохранять свою скорость. При ударе по кольцу монетки не успевают изменить скорость и падают в бутылку.
ОПЫТ 6.Вверх дном.
Цель : Показать поведение жидкости во вращающейся бутылке.
Оборудование : Бутылка с широким горлышком и веревка.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. На горлышко бутылки привязываем веревку.
2. наливаем воду.
3.вращаем бутылку над головой.
Результат: вода не выливается.
Анализ: в верхней точке на воду действует сила тяжести и центробежная сила. Если центробежная сила больше силы тяжести, то вода не выльется.
ОПЫТ 7.Неньютонова жидкость.
Цель : Показать поведение неньютоновой жидкости.
Оборудование : миска.крахмал. вода.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. в миске разводим крахмал и воду в равных пропорциях.
2. демонстрируем необычные свойства жидкости
Результат: субстанция имеет свойства твердого тела и жидкости.
Анализ: при резком воздействии проявляются свойства твердого тела а при медленном-жидкости.
Вывод
В результате работы мы:
провёли опыты, доказывающие существование атмосферного давления;
создали самодельные приборы, демонстрирующие зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости, закона Паскаля.
Нам понравилось изучать давление, делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:
Мы будем продолжать изучение этой интересной науки
Мы надеемся, что наши одноклассники заинтересуются этой проблемой, а постараемся помочь им.
В дальнейшем мы будем проводить новые эксперименты.
Заключение
Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне.
А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.
Проводить данные опыты не сложно и интересно. Они безопасны, просты и полезны. Новые исследования впереди!
Литература
Вечера по физике в средней школе/ Сост. Э.М. Браверман. М.: Просвещение, 1969.
Внеурочная работа по физике/ Под ред. О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 1983.
Гальперштейн Л. Занимательная физика. М.: РОСМЭН, 2000.
Г орев Л.А. Занимательные опыты по физике. М.: Просвещение, 1985.
Горячкин Е.Н. Методика и техника физического эксперимента. М.: Просвещение. 1984 г.
Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия и К, 1999.
Макеева Г.П., Цедрик М.С. Физические парадоксы и занимательные вопросы. Минск: Народная асвета, 1981.
Никитин Ю.З. Потехе час. М.: Молодая гвардия, 1980.
Опыты в домашней лаборатории // Квант. 1980. №4.
Перельман Я.И. Занимательная механика. Знаете ли вы физику? М.: ВАП, 1994.
Перышкин А.В., Родина Н.А. Учебник физики для 7 класса. М.: Просвещение. 2012 г
Перышкин А.В. Физика. – М.: Дрофа, 2 012
Мы предлагаем вашему вниманию 10 потрясающих фокусов-опытов, или научных шоу, которые можно сделать своими руками в домашних условиях.
На дне рождения ребенка, на выходных или на каникулах проведите время с пользой и станьте центром внимания множества глаз! 🙂
В подготовке поста нам помог опытный организатор научных шоу - профессор Николя . Он объяснил принципы, которые заложены в том или ином фокусе.
1 - Лавовая лампа
1. Наверняка многие из вас видели лампу, у которой внутри жидкость, имитирующая горячую лаву. Выглядит волшебно.
2. В подсолнечное масло наливается вода и добавляется пищевой краситель (красный или синий).
3. После этого добавляем в сосуд шипучего аспирина и наблюдаем поразительный эффект.
4. В ходе реакции подкрашенная вода поднимается и опускается по маслу, не смешиваясь с ним. А если выключить свет и включить фонарик - начнется «настоящая магия».
: «Вода и масло имеют разную плотность, к тому же обладают свойством не смешиваться, как бы мы ни трясли бутылку. Когда мы добавляем внутрь бутылки шипучие таблетки, они, растворяясь в воде, начинают выделять углекислый газ и приводят жидкость в движение».
Хотите устроить настоящее научное шоу? Больше опытов можно найти в книге .
2 - Опыт с газировкой
5. Наверняка дома или в соседнем магазине для праздника найдется несколько банок с газировкой. Прежде чем выпить их, задайте ребятам вопрос: «Что будет, если погрузить банки с газировкой в воду?»
Утонут? Будут плавать? Зависит от газировки.
Предложите детям заранее угадать, что произойдет с той или иной банкой и проведите опыт.
6. Берем банки и аккуратно опускаем в воду.
7. Оказывается, несмотря на одинаковый объем, они имеют разный вес. Именно поэтому одни банки тонут, а другие нет.
Комментарий профессора Николя
: «Все наши банки имеют одинаковый объем, но вот масса у каждой банки различная, а это значит, что и плотность отличается. Что такое плотность? Это значение массы, поделенное на объем. Так как объем у всех банок одинаковый, то плотность будет выше у той из них, чья масса больше.
Будет ли банка плавать в контейнере или же утонет, зависит от отношения ее плотности к плотности воды. Если плотность банки меньше, то она будет находиться на поверхности, в противном случае банка пойдет ко дну.
Но за счет чего банка с обычной колой плотнее (тяжелее), чем банка с диетическим напитком?
Всё дело в сахаре! В отличие от обычной колы, где в качестве подсластителя используется сахарный песок, в диетическую добавляют специальный сахарозаменитель, который весит намного меньше. Так сколько же сахара в обычной банке с газировкой? Разница в массе между обычной газировкой и ее диетическим аналогом даст нам ответ!»
3 - Крышка из бумаги
Задайте присутствующим вопрос: «Что будет, если перевернуть стакан с водой?» Конечно, она выльется! А если прижать бумагу к стакану и перевернуть его? Бумага упадет и вода все равно прольется на пол? Давайте проверим.
10. Аккуратно вырезаем бумагу.
11. Кладем сверху на стакан.
12. И аккуратно переворачиваем стакан. Бумага прилипла к стакану, как намагниченная, и вода не выливается. Чудеса!
Комментарий профессора Николя : «Хоть это и не так очевидно, но на самом деле мы находимся в самом настоящем океане, только в этом океане не вода, а воздух, который давит на все предметы, в том числе и на нас с вами, просто мы уже так привыкли к этому давлению, что совсем его не замечаем. Когда мы накрываем стакан с водой листком бумаги и переворачиваем, то на лист с одной стороны давит вода, а с другой стороны (с самого низу) - воздух! Давление воздуха оказалось больше давления воды в стакане, вот листок и не падает».
4 - Мыльный вулкан
Как устроить дома извержение маленького вулкана?
14. Вам понадобится сода, уксус, немного моющей химии для посуды и картон.
16. Разводим уксус в воде, добавляем моющей жидкости и подкрашиваем все йодом.
17. Оборачиваем все темным картоном - это будет «тело» вулкана. Щепотка соды падает в стакан, и вулкан начинает извергаться.
Комментарий профессора Николя : «В результате взаимодействия уксуса с содой возникает настоящая химическая реакция с выделением углекислого газа. А жидкое мыло и краситель, взаимодействуя с углекислым газом, образуют цветную мыльную пену - вот и извержение».
5 - Насос из свечи
Может ли свечка изменить законы гравитации и поднять воду вверх?
19. Ставим свечку на блюдце и зажигаем ее.
20. Наливаем подкрашенную воду на блюдце.
21. Накрываем свечу стаканом. Через некоторое время вода втянется внутрь стакана вопреки законам гравитации.
Комментарий профессора Николя : «Что делает насос? Меняет давление: увеличивает (тогда вода или воздух начинают «убегать») или, наоборот, уменьшает (тогда газ или жидкость начинают «прибывать»). Когда мы накрыли горящую свечу стаканом, свеча потухла, воздух внутри стакана остыл, и поэтому давление уменьшилось, вот вода из миски и стала всасываться внутрь».
Игры и опыты с водой и огнем есть в книге «Эксперименты профессора Николя» .
6 - Вода в решете
Продолжаем изучать магические свойства воды и окружающих предметов. Попросите кого-то из присутствующих натянуть бинт и полейте через него воду. Как мы видим - она без всякого труда проходит через отверстия в бинте.
Поспорьте с окружающими, что сможете сделать так, что вода не будет проходить через бинт без всяких дополнительных приемов.
22. Отрежьте кусок бинта.
23. Оберните бинтом стакан или бокал для шампанского.
24. Переворачивайте бокал - вода не выливается!
Комментарий профессора Николя : «Благодаря такому свойству воды, как поверхностное натяжение, молекулы воды хотят все время находиться вместе и их не так просто разлучить (вот такие они замечательные подружки!). И если размер отверстий небольшой (как в нашем случае), то пленка не рвется даже под тяжестью воды!»
7 - Водолазный колокол
И чтобы закрепить за вами почетное звание Мага Воды и Повелителя Стихий, пообещайте, что сможете доставить бумагу на дно любого океана (или ванны или даже тазика), не замочив ее.
25. Пусть присутствующие напишут свои имена на листе бумаги.
26. Сворачиваем листок, убираем его в стакан, чтобы он упирался в его стенки и не скользил вниз. Погружаем листок в перевернутом стакане на дно резервуара.
27. Бумага остается сухой - вода не может до нее добраться! После того как вытащите листок - дайте зрителям удостовериться, что он действительно сухой.
Уже скоро начнется зима, а вместе с ней и долгожданное время . А пока предлагаем вам занять ребенка не менее увлекательными опытами в домашних условиях, ведь чудес хочется не только на Новый год, но и каждый день.
В этой статье речь пойдет об опытах, наглядно демонстрирующих детям такие физические явления как: атмосферное давление, свойства газов, движение воздушных потоков и от разных предметов.
Эти вызовут у малыша удивление и восторг, а повторить их под вашим присмотром сможет даже четырехлетка.
Как наполнить бутылку водой без рук?
Нам понадобятся:
- миска с холодной и подкрашенной для наглядности водой;
- горячая вода;
- стеклянная бутылка.
В бутылку наливаем несколько раз горячую воду, чтобы она хорошо прогрелась. Пустую горячую бутылку переворачиваем горлышком вниз и опускаем в миску с холодной водой. Наблюдаем как вода из миски набирается в бутылку и вопреки закону сообщающихся сосудов – уровень воды в бутылке значительно выше чем в миске.
Почему так происходит? Изначально хорошо прогретая бутылка наполнена теплым воздухом. По мере остывания газ сжимается, заполняя все меньший объем. Таким образом, в бутылке образуется среда пониженного давления, куда направляется вода для восстановления равновесия, ведь на воду снаружи давит атмосферное давление. Цветная вода будет поступать в бутылку до тех пор, пока давление внутри стеклянного сосуда и вне его не выровняется.
Танцующая монетка
Для этого опыта нам понадобятся:
- стеклянная бутылка с узким горлышком, которое может полностью перекрыть монета;
- монета;
- вода;
- морозильная камера.
Пустую открытую стеклянную бутылку оставляем в морозильной камере (или зимой на улице) на 1 час. Достаем бутылку, монетку смачиваем водой и кладем на горлышко бутылки. Через несколько секунд монетка начнет подскакивать на горлышке и издавать характерные щелчки.
Такое поведение монетки объясняется способностью газов расширяться при нагревании. Воздух – это смесь газов, а когда мы достали бутылку из холодильника она была наполнена холодным воздухом. При комнатной температуре газ внутри стал нагреваться и увеличиваться в объеме, при этом монетка закрывала ему выход. Вот теплый воздух и стал выталкивать монетку, а та в свое время стала подпрыгивать на бутылке и щелкать.
Важно чтобы монета была мокрой и плотно прилегала к горлышку, иначе фокуса не получится и теплый воздух будет беспрепятственно покидать бутылку без подбрасывания монетки.
Стакан – непроливайка
Предложите ребенку перевернуть наполненный водой стакан так, чтобы вода из него не вылилась. Наверняка малыш откажется от такой аферы или при первой же попытке выльет воду в таз. Научите его следующему фокусу. Нам понадобятся:
- стакан с водой;
- кусочек картона;
- таз/раковина для подстраховки.
Накрываем стакан с водой картоном, и придерживая последний рукой — переворачиваем стакан, после чего руку убираем. Этот опыт лучше проводить над тазом/раковиной, т.к. если стакан держать перевернутым долго — картон в конце концов промокнет и вода прольется. Бумагу вместо картона лучше не использовать по той же причине.
Обсудите с ребенком: почему картон препятствует вытеканию воды из стакана, ведь он не приклеен к стакану, да и почему картон тут же не падает под действием силы тяжести?
Хотите играть с ребенком легко и с удовольствием?
В момент намокания – молекулы картоны взаимодействуют с молекулами воды, притягиваясь друг к другу. С этого момента вода и картон взаимодействуют как одно целое. Кроме того, намокший картон препятствует попаданию воздуха в стакан, что не дает измениться давлению внутри стакана.
При этом на картон давит не только вода из стакана, но и воздух снаружи, который формирует силу атмосферного давления. Именно атмосферное давление прижимает картон к стакану, образуя своеобразную крышку, и не дает воде выливаться.
Опыт с феном и полоской бумаги
Продолжаем удивлять ребенка. Сооружаем конструкцию из книжек и крепим к ним сверху полоску бумаги (мы это делали с помощью скотча). Бумага свисает с книг, как показано на фото. Ширину и длину полоски выбираете, ориентируясь на мощность фена (мы брали 4 на 25 см).
Теперь включаем фен и направляем струю воздуха параллельно лежащей бумаги. Не смотря на то, что воздух дует не на бумагу, а рядом с ней – полоска поднимается со стола и развивается как на ветру.
Почему так происходит и что заставляет полоску двигаться? Изначально на полоску действует сила тяжести и давит атмосферное давление. Фен создает сильный поток воздуха вдоль бумаги. В этом месте образуется зона пониженного давления в сторону которого и отклоняется бумага.
Задуем свечу?
Начинаем учить малыша дуть мы еще до годика, готовя его к первому дню рождения. Когда ребенок подрос и в полной мере освоил этот навык – предложите ему через воронку. В первом случае располагая воронку таким образом, чтобы ее центр соответствовал уровню пламени. А во второй раз, чтобы пламя находилась вдоль края воронки.
Наверняка ребенок удивится, что все его старания в первом случае не дадут должного результата в виде погасшей свечи. При этом во втором случае – эффект будет моментальным.
Почему? Когда воздух попадает в воронку — он равномерно распределяется вдоль ее стенок, поэтому максимальная скорость потока наблюдается у края воронки. А в центре скорость воздуха маленькая, что не дает свече погаснуть.
Тень от свечи и от огня
Нам понадобятся:
- свеча;
- фонарик.
Зажигаем сечу и расположив ее у стены или другого экрана подсветим фонариком. На стене появится тень от самой свечи, а вот от огня тени не будет. Спросите ребенка, почему так получилось?
Все дело в том, что огонь сам по себе является источником света и пропускает через себя другие световые лучи. А так как тень появляется при боковом освещении предмета, не пропускающего лучи света, то огонь не может давать тень. Но не все так просто. В зависимости от сгораемого вещества – огонь может наполняться различными примесями, сажей и т.п. В этом случае можно увидеть размытую тень, которую как раз и дают эти включения.
Понравилась подборка опытов для проведения в домашних условиях? Поделитесь с друзьями, нажав на кнопочки социальных сетей, чтобы и другие мамы порадовали своих малышей интересными экспериментами!
Сотни тысяч физических опытов было поставлено за тысячелетнюю историю науки. Сложно отобрать несколько «самых-самых».Среди физиков США и Западной Европы был проведен опрос. Исследователи Роберт Криз и Стони Бук просили их назвать наиболее красивые за всю историю физические эксперименты. Об опытах, вошедших в первую десятку по итогам выборочного опроса Криза и Бука, рассказал научный работник Лаборатории нейтринной астрофизики высоких энергий, кандидат физико-математических наук Игорь Сокальский.
1. Эксперимент Эратосфена Киренского
Один из самых древних известных физических экспериментов, в результате которого был измерен радиус Земли, был проведен в III веке до нашей эры библиотекарем знаменитой Александрийской библиотеки Эрастофеном Киренским. Схема эксперимента проста. В полдень, в день летнего солнцестояния, в городе Сиене (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и предметы не отбрасывали тени. В тот же день и в то же время в городе Александрии, находившемся в 800 километрах от Сиена, Солнце отклонялось от зенита примерно на 7°. Это составляет около 1/50 полного круга (360°), откуда получается, что окружность Земли равна 40 000 километров, а радиус 6300 километров. Почти невероятным представляется то, что измеренный столь простым методом радиус Земли оказался всего на 5% меньше значения, полученного самыми точными современными методами, сообщает сайт «Химия и жизнь».
2. Эксперимент Галилео Галилея
В XVII веке господствовала точка зрения Аристотеля, который учил, что скорость падения тела зависит от его массы. Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Наблюдения, которые каждый из нас может проделать в повседневной жизни, казалось бы, подтверждают это. Попробуйте одновременно выпустить из рук легкую зубочистку и тяжелый камень. Камень быстрее коснется земли. Подобные наблюдения привели Аристотеля к выводу о фундаментальном свойстве силы, с которой Земля притягивает другие тела. В действительности на скорость падения влияет не только сила притяжения, но и сила сопротивления воздуха. Соотношение этих сил для легких предметов и для тяжелых различно, что и приводит к наблюдаемому эффекту.
Итальянец Галилео Галилей усомнился в правильности выводов Аристотеля и нашел способ их проверить. Для этого он сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро и значительно более легкую мушкетную пулю. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму, поэтому и для ядра, и для пули силы сопротивления воздуха были пренебрежимо малы по сравнению с силами притяжения. Галилей выяснил, что оба предмета достигают земли в один и тот же момент, то есть скорость их падения одинакова.
Результаты, полученные Галилеем, - следствие закона всемирного тяготения и закона, в соответствии с которым ускорение, испытываемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе.
3. Другой эксперимент Галилео Галилея
Галилей замерял расстояние, которое шары, катящиеся по наклонной доске, преодолевали за равные промежутки времени, измеренный автором опыта по водяным часам. Ученый выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше. Эта квадратичная зависимость означала, что шары под действием силы тяжести движутся ускоренно, что противоречило принимаемому на веру в течение 2000 лет утверждению Аристотеля о том, что тела, на которые действует сила, движутся с постоянной скоростью, тогда как если сила не приложена к телу, то оно покоится. Результаты этого эксперимента Галилея, как и результаты его эксперимента с Пизанской башней, в дальнейшем послужили основой для формулирования законов классической механики.
4. Эксперимент Генри Кавендиша
После того как Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения: сила притяжения между двумя телами с массами Мит, удаленных друг от друга на расстояние r, равна F=γ (mM/r2), оставалось определить значение гравитационной постоянной γ - Для этого нужно было измерить силу притяжения между двумя телами с известными массами. Сделать это не так просто, потому что сила притяжения очень мала. Мы ощущаем силу притяжения Земли. Но почувствовать притяжение даже очень большой оказавшейся поблизости горы невозможно, поскольку оно очень слабо.
Нужен был очень тонкий и чувствительный метод. Его придумал и применил в 1798 году соотечественник Ньютона Генри Кавендиш. Он использовал крутильные весы - коромысло с двумя шариками, подвешенное на очень тонком шнурке. Кавендиш измерял смещение коромысла (поворот) при приближении к шарикам весов других шаров большей массы. Для увеличения чувствительности смещение определялось по световым зайчикам, отраженным от зеркал, закрепленных на шарах коромысла. В результате этого эксперимента Кавендишу удалось довольно точно определить значение гравитационной константы и впервые вычислить массу Земли.
5. Эксперимент Жана Бернара Фуко
Французский физик Жан Бернар Леон Фуко в 1851 году экспериментально доказал вращение Земли вокруг своей оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Плоскость качания маятника сохраняет неизменное положение по отношению к звездам. Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, видит, что плоскость вращения медленно поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения Земли.
6. Эксперимент Исаака Ньютона
В 1672 году Исаак Ньютон проделал простой эксперимент, который описан во всех школьных учебниках. Затворив ставни, он проделал в них небольшое отверстие, сквозь которое проходил солнечный луч. На пути луча была поставлена призма, а за призмой - экран. На экране Ньютон наблюдал «радугу»: белый солнечный луч, пройдя через призму, превратился в несколько цветных лучей - от фиолетового до красного. Это явление называется дисперсией света.
Сэр Исаак был не первым, наблюдавшим это явление. Уже в начале нашей эры было известно, что большие монокристаллы природного происхождения обладают свойством разлагать свет на цвета. Первые исследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмой еще до Ньютона выполнили англичанин Хариот и чешский естествоиспытатель Марци.
Однако до Ньютона подобные наблюдения не подвергались серьезному анализу, а делавшиеся на их основе выводы не перепроверялись дополнительными экспериментами. И Хариот, и Марци оставались последователями Аристотеля, который утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к белому свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный - при наименьшем. Ньютон же проделал дополнительные опыты со скрещенными призмами, когда свет, пропущенный через одну призму, проходит затем через другую. На основании совокупности проделанных опытов он сделал вывод о том, что «никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных
количество света не меняет вида цвета». Он показал, что белый свет нужно рассматривать как составной. Основными же являются цвета от фиолетового до красного.
Этот эксперимент Ньютона служит замечательным примером того, как разные люди, наблюдая одно и то же явление, интерпретируют его по-разному и только те, кто подвергает сомнению свою интерпретацию и ставит дополнительные опыты, приходят к правильным выводам.
7. Эксперимент Томаса Юнга
До начала XIX века преобладали представления о корпускулярной природе света. Свет считали состоящим из отдельных частиц - корпускул. Хотя явления дифракции и интерференции света наблюдал еще Ньютон («кольца Ньютона»), общепринятая точка зрения оставалась корпускулярной.
Рассматривая волны на поверхности воды от двух брошенных камней, можно заметить, как, накладываясь друг на друга, волны могут интерферировать, то есть взаимогасить либо взаимоусиливать друг друга. Основываясь на этом, английский физик и врач Томас Юнг проделал в 1801 году опыты с лучом света, который проходил через два отверстия в непрозрачном экране, образуя, таким образом, два независимых источника света, аналогичных двум брошенным в воду камням. В результате он наблюдал интерференционную картину, состоящую из чередующихся темных и белых полос, которая не могла бы образоваться, если бы свет состоял из корпускул. Темные полосы соответствовали зонам, где световые волны от двух щелей гасят друг друга. Светлые полосы возникали там, где световые волны взаимоусиливались. Таким образом была доказана волновая природа света.
8. Эксперимент Клауса Йонссона
Немецкий физик Клаус Йонссон провел в 1961 году эксперимент, подобный эксперименту Томаса Юнга по интерференции света. Разница состояла в том, что вместо лучей света Йонссон использовал пучки электронов. Он получил интерференционную картину, аналогичную той, что Юнг наблюдал для световых волн. Это подтвердило правильность положений квантовой механики о смешанной корпускулярно-волновой природе элементарных частиц.
9. Эксперимент Роберта Милликена
Представление о том, что электрический заряд любого тела дискретен (то есть состоит из большего или меньшего набора элементарных зарядов, которые уже не подвержены дроблению), возникло еще в начале XIX века и поддерживалось такими известными физиками, как М.Фарадей и Г.Гельмгольц. В теорию был введен термин «электрон», обозначавший некую частицу - носитель элементарного электрического заряда. Этот термин, однако, был в то время чисто формальным, поскольку ни сама частица, ни связанный с ней элементарный электрический заряд не были обнаружены экспериментально. В 1895 году К.Рентген во время экспериментов с разрядной трубкой обнаружил, что ее анод под действием летящих из катода лучей способен излучать свои, Х-лучи, или лучи Рентгена. В том же году французский физик Ж.Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи - это поток отрицательно заряженных частиц. Но, несмотря на колоссальный экспериментальный материал, электрон оставался гипотетической частицей, поскольку не было ни одного опыта, в котором участвовали бы отдельные электроны.
Американский физик Роберт Милликен разработал метод, ставший классическим примером изящного физического эксперимента. Милликену удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между пластинами конденсатора. Освещая рентгеновскими лучами, можно было слегка ионизировать воздух между пластинами и изменять заряд капель. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, можно было изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись. К 1909 году удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине е (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой частицы с одинаковыми зарядом и массой. Заменив капельки воды капельками масла, Милликен получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа и в 1913 году, исключив один за другим возможные источники погрешностей, опубликовал первое измеренное значение заряда электрона: е = (4,774 ± 0,009)х 10-10 электростатических единиц.
10. Эксперимент Эрнста Резерфорда
К началу XX века стало понятно, что атомы состоят из отрицательно заряженных электронов и какого-то положительного заряда, благодаря которому атом остается в целом нейтральным. Однако предположений о том, как выглядит эта «положительно-отрицательная» система, было слишком много, в то время как экспериментальных данных, которые позволили бы сделать выбор в пользу той или иной модели, явно недоставало. Большинство физиков приняли модель Дж.Дж.Томсона: атом как равномерно заряженный положительный шар диаметром примерно 108 см с плавающими внутри отрицательными электронами.
В 1909 году Эрнст Резерфорд (ему помогали Ганс Гейгер и Эрнст Марсден) поставил эксперимент, чтобы понять действительную структуру атома. В этом эксперименте тяжелые положительно заряженные а-частицы, движущиеся со скоростью 20 км/с, проходили через тонкую золотую фольгу и рассеивались на атомах золота, отклоняясь от первоначального направления движения. Чтобы определить степень отклонения, Гейгер и Марсден должны были с помощью микроскопа наблюдать вспышки на пластине сцинтиллятора, возникавшие там, где в пластину попадала а-частица. За два года было сосчитано около миллиона вспышек и доказано, что примерно одна частица на 8000 в результате рассеяния изменяет направление движения более чем на 90° (то есть поворачивает назад). Такого никак не могло происходить в «рыхлом» атоме Томсона. Результаты однозначно свидетельствовали в пользу так называемой планетарной модели атома - массивное крохотное ядро размерами примерно 10-13 см и электроны, вращающиеся вокруг этого ядра на расстоянии около 10-8 см.
Современные физические эксперименты значительно сложнее экспериментов прошлого. В одних приборы размещают на площадях в десятки тысяч квадратных километров, в других заполняют объем порядка кубического километра. А третьи вообще скоро будут проводить на других планетах.