Физика опыты с водой: 10 интересных опытов с обычной водой: видео

Опыты в воде с сахаром и песочными часами

Антон Сорокин
«Квантик» №7, 2019

Ежегодно на базе Кировского Центра дополнительного образования одарённых школьников проводятся турниры по физике для учащихся 7–9-х классов. Ниже описаны две задачи турниров 2018–2019 учебного года.

Растворение сахара

Оказывается, обычное чаепитие может стать весьма увлекательным мероприятием, если взять пару кусочков сахара-рафинада и немного физики!

Для проведения экспериментов вам понадобится 2 прозрачных стаканчика, 4 кусочка сахара-рафинада, подкрашенная жидкость и вода. В качестве подкрашенной жидкости лучше всего использовать чернила, но будьте аккуратны — не испачкайтесь и не пейте чернильную воду!

Наполните стаканчики почти доверху водой и проведите следующие эксперименты.

Первый эксперимент

Возьмите 2 кусочка сахара-рафинада и аккуратно отпустите их в первый стаканчик с водой так, чтобы они оба упали на дно. Когда кусочки практически полностью распадутся (~ 7 мин.), капните 20 капель подкрашенной жидкости на поверхность воды в стаканчике. Пронаблюдайте, что происходит (см. видео).

Объясните, почему жидкость в верхней части стаканчика окрашивается, а в нижней — нет.

Второй эксперимент

Возьмите 2 кусочка сахара-рафинада и капните на каждый из них по 10 капель подкрашенной жидкости, после чего аккуратно отпустите их во второй стаканчик с водой так, чтобы они оба упали на дно. Пронаблюдайте, что происходит (см. видео).

Объясните, почему жидкость в нижней части стаканчика окрашивается, а в верхней — нет.

Объяснение экспериментов

Сахар, растворяясь в воде, даёт сироп, более тяжёлый и вязкий, чем чистая вода. Поэтому сироп лежит прослойкой на дне, не смешиваясь с остальной водой, и чернила из сахара во втором эксперименте окрашивают только сироп, практически не попадая в воду. Соответственно, чернила в первом эксперименте, хоть и могут перемещаться с потоками воды, не проникают в сироп.

Режим зависания

Оказывается, песочные часы, погружённые в воду, с течением времени («песка») могут тонуть, а могут всплывать. Для наблюдения описанного эффекта возьмите цилиндрический сосуд с водой (например, мензурку) и поместите в него песочные часы (см. видео).

Первый эксперимент

Добейтесь того, чтобы песочные часы плавали, едва выступая над поверхностью воды. Затем плотно закройте сосуд ладонью и переверните. Пронаблюдайте, как после переворачивания сосуда с водой песочные часы, оказавшиеся внизу, побыв там, только через некоторое время достаточно быстро всплывут. Объясните наблюдаемый эффект.

Второй эксперимент

Вновь поместите песочные часы в открытый цилиндрический сосуд с водой. Добейтесь того, чтобы они плавали, едва касаясь дна сосуда. Пронаблюдайте, как после переворачивания сосуда песочные часы, оказавшиеся вверху, утонут, но не сразу, а спустя заметное время. Объясните наблюдаемый эффект.

В обоих опытах при погружении песочных часов в цилиндрический сосуд с водой весь песок должен находиться в нижнем резервуаре. Чтобы часы плавали, едва выступая над поверхностью воды (едва касаясь дна сосуда), их можно снабдить добавочными грузами (например пластилином) или поплавками.

Объяснение первого эксперимента

Сила тяжести, действующая на песок в слегка наклонённых часах, создаёт нескомпенсированный момент сил. Это приводит к тому, что часы наклоняются ещё сильнее, пока данный момент не уравновесится моментом, обусловленным силой реакции со стороны стенок сосуда. В результате этого появляется сила трения, действующая на песочные часы и направленная вертикально вниз. С течением времени момент силы тяжести песка уменьшается. Сила реакции, а как следствие, и сила трения также уменьшаются. Сумма сил тяжести и трения становится меньше силы Архимеда, и часы всплывают.

Второй эксперимент объясняется аналогично.

Художник Мария Усеинова

Занимательные опыты с водой — физика, мероприятия

Дата: 14.02.2019

Класс: 6 «А»

Предмет: естествознание (факультатив)

Учитель: Н.С. Алимбекова

Внеклассное мероприятие:

«Занимательные опыты с водой»

Цель мероприятия: развитие познавательной активности обучающихся, творческих способностей, критичного мышления.

Задачи:

1.Формирование научных взглядов на окружающий мир, развитие познавательного интереса, интереса к изучению физики.

2. Развитие грамотной речи с использованием физических терминов, развитие внимания, наблюдательности, умения применять знания в новой ситуации, развитие логического мышления.

3. Развитие коммуникативных способностей, умения работать в группе.

Ход мероприятия:

1. Орг

   . момент.

2. Приветствие

3. Разминка. Для того чтобы быть готовыми к объяснению опытов вспомним основные понятия физики.

• Назовите вещество, которое все видели в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. (Вода).

• Что растет вниз вершиной? (сосулька)

• Почему водоплавающие птицы не намокают в воде? (Поверхность перьев у них покрыта тонким слоем жира, а вода не смачивает жирную поверхность.)

• Вода по воде плавает? (Лёд).

Правила техники безопасности при проведении опытов с водой.

1. Приступай к опыту только после объяснения последовательности его проведения и с разрешения учителя.

2. Не брызгайся водой, она может попасть в глаза и дыхательные пути.

3. Не трогай во время опыта руками лицо и глаза.

4. Ничего не бери в рот.

5. Не пей воду, она не предназначена для питья.

6. Во время опыта будь аккуратным, не отвлекайся, чтобы ничего не уронить, не рассыпать, не разбить.

7. Содержи свое рабочее место в чистоте.

8. Если работаете в парах (подгруппами), то необходимо заранее договориться о последовательности и распределении действий.

9. Закончив работу, проверь состояние оборудования, инвентаря, очисти его, убери на место. Приведи рабочее место в порядок.

10. По завершению опытов обязательно вымой руки с мылом, вытри на сухо полотенцем.

11. Приведи в порядок свою одежду.

12. В случае даже незначительной травмы, ссадины обязательно обратись к учителю.

Кастрлюля из бумаги

Что понадобится?

— чайная свечка

— 2 спичечных коробка

— липкая лента

Что нужно делать?

Выдвини коробки со спичками из крышек, высыпи спички из одного коробка и оклей его по углам липкой лентой. Поставь крышки от обоих коробков боком так, чтобы сверху на них держался оклеенный коробок. Налей в него воды и поставь на крышки. Зажги чайную свечку и задвинь под коробок. А можешь закрепить над свечкой на какой-нибудь поставке бумажный стаканчик.

Что произойдет?

Коробок не вспыхнет, хоть и сделан из бумаги, только чуть закоптится от свечки. Через несколько минут по воде пойдут пузырьки, окунув палец, ты почувствуешь, что вода нагрелась. Настоящая кастрюля!

Почему так получилось?

Вода в жидком состоянии нагревается не более чем до 100⁰С. Бумага же загорается при 200⁰С. И пока вода в кастрюльке не выкипит, бумага не вспыхнет.

Точка воспламенения

У каждого горючего материала своя температура возгарания – так назывемая точка воспламенения. В таблице справа приведены температуры возгарания различных материалов. Если существует несколько сортов одного материала, например бумаги, в таблице указан температурный интервал.

Где это встречается?

В электро- и теплостанции: воду в радиаторах нужно постоянно охлаждать. Остывает она в огромных башнях, до 300 м в высоту и ширину. В башнях охлаждаемую воду разбрызгивают, часть при этом испаряется: над трубами видны клубы пара. Капельки воды охлаждаются, а воздух нагревается более чем на 10⁰С. И мотор, и электростанция работают тем лучше, чем больше разница температур внутри и снаружи. Вот почему используется топливо с высокой температурой воспламенения и охлаждающие радиаторы.

Плавает ли канцелярская скрепка?

Что понадобится?

— канцелярская скрепка

— стакан

— пинцет

— вода

— моющее срдество

Что нужно делать?

Налей воды в стакан и поставь его перед собой. Возьми скрепку пинцетом и осторожно положи на поверхность воды. Перед этим немного потереть скрепку пальцами, чтобы она покрылась жиром, — теперь уж она точно поплывет.

Что произойдет?

Хотя скрепка сделана из металла, она удержится на поверхности воды. Если посмотришь на стакан поближе, а лучше ерез лупу, увидешь, что поверхность воды немного прогнулась по тяжестью скрепки, как натянутая кожа. Капни в воду немного моющего средства – скрепка немедленно утонет.

Почему так получилось?

У воды действительно есть «кожа». Она образуется при контакте воды с другими веществами. особенно прочная пленка возникает при контакте с воздухом. Мейльчайшие частички воды – молекулы – притягиваются друг к другу. Это называется когезией. В толще воды каждую молекулу тянет во все стороны, но на поверхности все иначе. Тут молекулу тянет только вниз, но не вверх, поэтому на поверхности образуется тончайшая, но прочная пленка, способная удерживать легкие предметы. Явление называется поверхностным натяжением. Вес канцелярской скрепки распределяется по довольно большой поверхности, поэтому она способна удержаться на плаву. А вот то же количество металла в форме шарика немедленно утонет.

Мыло разрушает пленку на поверхности воды, вода теряет способность удерживать предметы. Вот почему скрепка утонула в мыльной воде.

Где это встречается?

Листья и кусочки коры деревьев, волосы или бумага тоже держатся на плаву благодаря поверхностному натяжению. Возможно, ты видел на водоемах проворную водомерку. Эти насекомые такие легкие, что могут бугать по воде. Лапки водомерки раставлены широко в стороны, кроме того, ее вес распределяется по довольно большой поверхности, поэтому вода прогибается совсем чуть-чуть. Своей способностью держаться на воде насекомые обязаны также водоотталкивающему серебристому волосяному покрову, который они часто чистят и смазывают жиром. А вот по мыльной воде водомерка передвигаться не сможет ведь мыло разрушает пленку на поверхности воды.

Носить воду в решетке

Что понадобится?

— маленькое кухонное сито

— растительное масло

— вода

— моющее средство

Что нужно делать?

Аккуратно налей с вито немного растительного масла и размажь пальцем по сетке, чтобы масло попало во все ячейке. Чем мельче ячейки, тем удачнее пройдет эксперимент. Подставь смазанное сито под кран и потихоньку налей немного холодной воды.

Что произойдет?

Сито держит воду. Если лить аккуратно, маленькое сито можно наполнить почти до краев, и вода не выльется. Но стоит капнуть в сито чуть-чуть моющего средства, маслянная пленка растворится, и вода вытечет.

Почему так получилось?

Растительное масло образует в сите пленку, перекрывая отверстия благодаря поверхностному натяжению. В воде масло не растворяется, наоборот, отталкивает ее. Вот почему вода держится в сите, как в чашке, не касаясь при этом самого сита. Этот фокус позволяет и вправду носить воды решетом. А вот горячая вода или мыло разрушат маслянную пленку. Сито вновь начнет пропускать воду, и она вытечет.

Где это встречается?

Мы натираем кремом ботинки, чтобы они не промокали. Жирный обувной крем закупоривает поры на коже ботинок, образуя плотный водонепронецаемый защитный слой. Автомобили иногда натирают воском – твердым жиром. На кузове образуется водоотталкивающий слой, по которому стекают капли дождя. Кожа человека тоже покрыта водоотталкивающей жировой пленкой. Но когда мы моемся кожа быстро размокает, ведь мыло разрушает слой жира, и незащищенная кожа начинает впитывать воду. Водоплавающие птицы, например утки, смазывают перья жиром, чтобы они стали водонепроницаемыми. Иначе перья намокнут и танут такими тяжелыми, что потянут птицу ко дну. Только баклан не смазывет оперение жиром, так ему удобнее нырять за рыбой. Но после ныряния баклану приходится сушиться, расправив крылья.

Вода вверх тормашками

Что понадобится?

— стакан

— вода

— лист бумаги, картона или жесткой пленки, например обложка скоросшивателя

Что нужно делать?

Наполни стакан водой до краев. Что будет, если перевернуть его вверх дном? Конечно, вода выльется. Так что пока не переворачивай стакан, а накрой его листом бумаги или картона, а лучше всего – куском жесткой пленки, чтобы отверствие стакана было полностью закрыто, а внутри не осталось воздуха. Лучше всего, свернув бумагу или пленку в рулончик, раскатать его вдоль края стакана. Придерживая крышку, переверни стакан вверх дном. Теперь можешь отпустить крышку – но на всякий случай держи стакан над тазом.

Что произойдет?

Ничего! Вода останется в стакане, будто невидимая рука поддерживает крышку снизу. Но будь осторожен: картон и бумага размокают и теряют жесткость. Рано или поздно отвалятся, и вода выплеснется. А вот с пленкой ничего не случится: она воду не впитает. Можешь держать стакан вверх дном сколько угодно – ни капли не прольется.

Почему так получилось?

Крышку у дна перевернутого стакан действительно удерживает невидимая сила: атмосферное давление. Тольщина атмосферы достигает 10 000 км, воздух давит на поверхность Земли с огромной силой, его вес сопоставим с массой водяного столба высотой 10 м. Именно давление воздуха удерживает воду в стакане. А крышка нужна, чтобы давление равномерно распределялось по поверхности. Чисто теоретически атмосферное давление способно удержать воду в стакане высотой до 10 м. Но это утверждение справедливо лишь на высоте «нормального нуля» — на уровне моря. Для эксперимента в горах придется взять стакан поменьше, ведь давление воздуха на высоте ниже, чем в низовьях.

Где это встречается? Выпить что-нибудь через соломинку длиннее 10 м из стакана, стоящего где-то далеко внизу, не удастся даже человеку могучими легкими. Вода поднимается вверх по трубке не выше, чем на 10 м, затем давление воды превысит атмосферное. Отто фон Герике изобрел вакуумную откачку. Наглядно это демонстрирует сооружение в музее Магдебурга. В резервуар с водой опущена стеклянная трубка. Сверху установлен мощный насос. Он откачивает воздух из трубки, снижая давление внутри.наружное давление воздуха заталкивает воду в трубку. Уровень воды поднимается примерно до 10 м, в зависимости от погоды.

КГУ «Школа-лицей №5»

Декада факультативных занятий и кружков

Внеклассное мероприятие:

«Занимательные опыты с водой»

Класс: 6 «А»

Кружковое занятие: «В мире точных наук»

Учитель: Н.С. Алимбекова

2018-2019 учебный год

Занимательные опыты с водой в домашних условиях | Опыты и эксперименты по физике на тему:

Вода

       Человек каждый день пользуется водой – она нужна ему постоянно, чтобы его организм был здоровым, способным к любой деятельности. Известно, что человеческий организм не может существовать без воды – тело младенца в возрасте от рождения до года состоит на 85% из воды, при достижении 18 лет её содержание уменьшается до 65-70%, а в престарелом возрасте содержание воды может доходить до 25%.

        Вода в том или ином виде находится всюду. Громадными массами снега и льда она покрывает полярные страны и вершины высоких гор. Обращаясь в мельчайшие капельки, вода образует облака, из которых выпадают дожди. Замёрзшие капельки воды падают в виде снега.

       Вода необходима для хозяйственной деятельности людей: она используется для приготовления пищи, стирки белья, уборки жилья, других гигиенических процедур. Вода необходима и для организации различных производств – бумаги и книг, тканей и текстиля, для обогащения руды.

        Как и любое другое вещество, вода состоит из мельчайших частиц – молекул. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекулы воды находятся в постоянном беспорядочном движении.

         Вода – это самое распространённое вещество на нашей планете. На первый взгляд, её свойства известны всем. Вода в природе существует в трёх агрегатных состояниях: твёрдом (лёд), жидком (вода), газообразном (пар).

         Вода в газообразном состоянии обладает такими же свойствами, что и любой газ, — не имеет постоянного объёма и формы. Пар приобретает форму и объём того сосуда, который он занимает. Объясняется это тем, что молекулы воды находятся в непрерывном хаотическом движении. Расстояние между ними достаточно большое – частицы находятся в разряжённом состоянии.

         Вода в жидком состоянии обладает свойствами любой жидкости – имеет постоянный объём и непостоянную форму. Один литр воды в шарообразном аквариуме при переливании её в кубический аквариум будет иметь объём 1 литр. Объясняется это тем, что молекулы воды находятся в хаотическом движении. Расстояние между ними меньше, чем в газообразном состоянии.

         Вода в твёрдом состоянии обладает свойствами твёрдых тел – имеет постоянный объём и постоянную форму, приобретённую при застывании. Объясняется это тем, что молекулы воды при охлаждении движутся не так интенсивно, как в жидком состоянии, и расположены очень близко – образуют кристаллическую решётку.

          Плотность воды зависит от массы её атомов и от плотности их упаковки (от того, как близко расположены атомы относительно друг друга). Плотность воды в разных агрегатных состояниях разная. Обычно в твёрдом состоянии атомы и молекулы любого вещества прочно связаны друг с другом и очень близко расположены друг около друга (плотно упакованы). Поэтому вещества в твёрдом состоянии имеют наибольшую плотность.

         В жидком состоянии плотность упаковки атомов и молекул также высока, поэтому плотность вещества в жидком состоянии не сильно отличается от плотности его в твёрдом состоянии.

        В газообразном состоянии атомы и молекулы вещества имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на значительное расстояние. Плотность упаковки их очень низкая, и вещество в газообразном состоянии обладает наименьшей плотностью. Обычно твёрдые тела тонут в своих расплавах. Однако вода является исключением – лёд не тонет в воде.

       Плотность воды при нормальных условиях составляет 1000 кг на один кубический метр. Плотность льда составляет 900 кг на кубический метр. При таянии его плотность увеличивается и достигает максимума при 4 градусах выше нуля. При такой плотности вода не замерзает. Этим объясняется, почему рыбы спокойно выживают в зимний период.

        Известно, что вода, как и все жидкости, не имеет постоянной формы, а приобретает форму того сосуда, в который она налита.

        Так, вытекающая из трубы цилиндрической формы струя воды приобретает форму цилиндра. Перекрыв кран, можно наблюдать, как вытекают остатки воды в виде капель. Капли имеют форму шарика. Почему именно эту форму приобретает вода в жидком состоянии? Как это происходит?

        Такое превращение объясняется наличием поверхностного натяжения в воде.

        Поверхностное натяжение – это способность и стремление жидкости, в том числе и воды, при соприкосновении с воздухом, другими жидкостями или твёрдыми телами, принять такую форму, чтобы как можно больше сократить поверхность соприкосновения с этим веществом. Из математики известно, что такой формой, при которой касание с другими веществами будет наименьшим, точечными (касание в одной точке), является шар. Именно поэтому капельки росы на растениях и земле имеют форму шариков.

         Процесс проявления поверхностного натяжения можно наблюдать при скатывании ватного шарика, размер которого необходимо уменьшит. Такую задач можно решить, если уминать вату – уменьшать промежутки между её частичками. При этом комочек становится более жёстким, более плотным. Такой же процесс происходит в жидкостях, в том числе и в воде.

        Вода может переходить из одного состояния в другое – из жидкого в твёрдое состояние, из твёрдого состояния в газообразное и обратно.

       Это можно увидеть, если проследить круговорот воды в природе: вода (жидкое состояние) испаряется из водоёма и в виде капель (газообразное состояние) поднимается в небо, где воздух имеет более низкую температуру, чем на поверхности земли. В результате капельки воды превращаются в снежинки и льдинки (твёрдое состояние). Постепенно льдинки увеличиваются в размере и под действием собственного веса падают вниз. При приближении к тёплой поверхности земли льдинки превращаются в капли дождя, которые, попав в водоём или на поверхность земли, повторяют пройденный путь.

         Такой водоворот возможен в результате действия конвекции.

Конвекция – это вид передачи тепла (теплопередачи) струями и потоками. Существует ещё два вида передачи тепла: тепловое излучение и теплопроводность.

        Тепловое излучение – это передача теплового электромагнитного излучения нагретым телом.

        Теплопроводность – это перенос внутренней энергии (тепла) от более нагретого тела или части его к менее нагретому телу или части его. Все эти способы теплопередачи можно наблюдать в повседневной жизни.

        Тепловое излучение можно наблюдать, греясь у костра.

        Теплопроводность используется при передаче тепла горячей воды радиаторам в системе отопления.

        Именно из-за конвекции не рекомендуется поливать комнатные растения холодной водой, особенно зимой. Холодная вода очень медленно проникает в растение, например, вода при 0 градусов по Цельсию поступает в корень растения приблизительно в 7 раз медленнее, чем вода температурой 20 градусов. При этом растение не получает вовремя нужные питательные вещества. Холодная вода, застоявшаяся в горшке с растением, может закиснуть, и тогда оно погибает.

       В водных растворах молекулы растворяемого вещества распределяются между молекулами воды. Свойства исходных веществ (растворителя и растворимого) сохраняются в растворе, который не отстаивается, а остаётся всё время однородным.

         В воде могут растворяться твёрдые вещества, жидкие, газы.

         Процесс растворения можно ускорить перемешиванием растворимых веществ (жидкостей, твёрдых веществ, газов). При помешивании увеличивается скорость движения частиц растворяемого вещества внутри жидкости, что приводит к увеличению скорости заполнения пространства между молекулами воды.

         Кроме того, ускорение растворения вещества происходит при нагревании жидкости. Можно ускорить растворение вещества, если растворимое вещество поместить на поверхности растворителя (воды). Плотность раствора (заполнение пространства между молекулами воды и растворяемого вещества) больше плотности окружающей воды. Поэтому, образовавшись около помещённого на поверхности воды вещества, раствор струйками падает вниз и растворение ускоряется.

         Процесс растворения зависит от размера частиц растворяемого вещества, тем быстрее идёт процесс растворения.

         Водные смеси – это раствор воды и твёрдых частиц, которые практически взаимно не растворяются, так как очень сильно отличаются друг от друга по характеру молекул. Например, частичка песка и воды. В смесях свойства исходных веществ сохраняются.

         Эмульсия – это раствор, состоящий из двух практически взаимно нерастворимых жидкостей, которые очень сильно отличаются друг от друга по характеру молекул. Например, частички маслянистых жидкостей и воды. Известно, что растительные жиры и бензин плохо растворяются в воде.

        Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется насыщенным.

        Растворимость вещества показывает, какая масса его может раствориться в определённом объёме воды при заданной температуре, чтобы раствор стал насыщенным.

       Обычно растворимость вещества измеряется в килограммах на кубический метр или в граммах на литр. Растворимость большинства веществ не безгранична. Например, при температуре 20 градусов в 1 литре воды может раствориться 2000 г сахара, 259 г соли. (хлорида натрия)

       Эксперименты и демонстрации с водой позволяют познакомиться со многими физическими явлениями и свойствами, такими как теплопередача (конвекция), изменение объёма вещества при повышении и понижении их температуры, способом измерения плотности вещества.

 

Опыт №1.

«Сжатие бутылки»

Выполняется только с родителями. Время выполнения 20 минут.

Для опыта потребуется:

1. Холодная вода;
2. Горячая вода;
3. Ёмкость из термостекла;
4. Полулитровая пластиковая бутылка;
5. Пластиковая воронка.

      Кажется, что сжать обыкновенную пластиковую бутылку без усилий невозможно. Однако, это не так: немного смекалки, знание физических законов и опыт, описанный ниже, помогут тебе справиться с этой задачей.

   

Выполнение опыта:

1. В пустую пластиковую бутылку налей горячей воды (100-200 мл).
2. Герметично закрой бутылку пробкой. Поставь бутылку в ёмкость из термостекла и начни осторожно поливать её холодной водой. Наблюдай за тем, что происходит с бутылкой.

    Горячая вода в бутылке под действием холодной воды начнёт остывать. Расстояние между её молекулами начнёт уменьшаться, что приведёт к уменьшению объёма воды и давления её молекул на стенки бутылки. Стенки бутылки начнут деформироваться, изменять её форму, сжиматься. Бутылка, закрытая пробкой, стремится принять форму, которая компенсирует изменение объёма.

                                         

Опыт №2.

«Перевёрнутая банка с водой»

       

Можно выполнять самостоятельно. Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. Стеклянная банка с пластмассовой крышкой
2. Ножницы
3. Резинка
4. Вода
5. Кусок москитной сетки или марли
6. Лист картона
7. Миска

Инструкция по выполнению:

1. Налей в банку столько воды, чтобы она начала выливаться.
2. Отрежь кусок марли, чтобы он был примерно в два раза больше горлышка банки
3. Закрепи марлю на банке резинкой. Накрой банку листом картона и подставь пустую миску.
4. Переверни банку над миской, придерживая картон рукой.
5. Медленно убери лист картона, потянув за одну из его сторон строго по горизонтали. Что ты наблюдаешь в этом случае?

          В первом случае вода из сосуда не выливается, потому что при переворачивании банки между её дном и слоем воды образуется пустота (вакуум). Давление в этой области ниже, чем атмосферное давление снаружи. Вода словно засасывает лист бумаги внутрь внутрь. Он нужен для того, чтобы в воду не попал воздух снаружи и не выровнял давление в сосуде с атмосферным. Во втором случае, если убрать лист картона, вода также не выливается из банки вследствие действия силы взаимодействия молекул воды друг с другом и поверхностью решётки.

        Возможно ты не раз замечал, что вода из тонкого сосуда не выливается, даже если его перевернуть вверх дном. Каждая мелкая ячейка марли представляет собой своеобразное отверстие узкого сосуда, вода в котором удерживается благодаря силам межмолекулярного взаимодействия.

                               

Опыт №3

«Измеритель плотности»

Опыт можно выполнять самостоятельно. Время выполнения 30 мин.

Для опыта потребуется:

1. Сырое яйцо.
2. Металлические гайки
3. Вода
4. Проволока или нитка
5. Шило
6. Миска
7. Пластилин
8. Ножницы
9. Банка или большой стакан
10.  Шприц
11. Лист бумаги
12. Термометр
13. Карандаш

        Задумывался ли ты, почему даже после самой холодной зимы и лютых морозов в глубоководных водоёмах: реках, озёрах и морях – остаются живыми их обитатели – рыбы, раки и лягушки? Объясняется это тем, что плотность воды изменяется в зависимости от её температуры. Убедись в этом, проделав следующий эксперимент.

            Инструкция по выполнению:

1. На остром конце сырого яйца шилом аккуратно проделай небольшое отверстие.
2. С помощью шприца удали содержимое.
3. Залепи отверстие пластилином.
4. Прикрепи к нему на проволоке или нитке небольшой груз, например несколько металлических гаек.
5. Опусти скорлупу с грузом в стакан или банку с водой комнатной температуры. Скорлупа должна едва касаться дна. Если не получилось, нужно отрегулировать или заменить груз.
6. На листе бумаги начерти таблицу

Температура	Положение относительно дна
Комнатная температура
+4 градуса
+10 градусов

7. Измерь температуру воды. Запиши показания. Поставь банку в холодильник. Спустя 20-30 минут посмотри, как ведёт себя скорлупа с грузом. В момент, когда она поднимается, измерь показания. Заполни таблицу. После того, как яйцо опустилось, достань банку из холодильника. Понаблюдай, что происходит, не забывая снимать показания термометра и записывать, в каком положении относительно дна находится скорлупа. Проанализируй данные.

        На морозе вода начала остывать, её плотность увеличилась – яичная скорлупа поднялась вверх. Когда температура опустилась до отметки 4 градуса, скорлупа находится к поверхности ближе всего. Температура воды продолжает понижаться, вместе с ней уменьшается плотность – скорлупа опускается на дно. В помещении остывшая вода начинает нагреваться, её температура быстро достигает отметки +4 градуса – скорлупа снова поднимается к поверхности. Дальнейшее нагревание воды сопровождается понижением плотности – скорлупа опускается на дно.

         Когда вода охлаждается в холодильнике, прибор всплывает на непродолжительное время. При температуре +4 градуса прибор поднимается на максимальную высоту.

Опыт №4.

«Огнеупорный воздушный шарик».

Выполняется только с родителями. Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. 2 воздушных шарика.
2. Свеча
3. Зажигалка или спички
4. Вода

          И дети, и взрослые любят играть с воздушными шарами. Маленькие дети радостно резвятся с шариками в виде животных, автомобилей, сказочных героев. Ребята постарше увлечённо соревнуются, выдувая огромные мыльные пузыри. Взрослые не прочь полетать на воздушном шаре или попробовать покататься в зобре. Однако все эти разновидности шаров не долговечны.

       Как ты думаешь, воздушные шарики всегда лопаются? Чтобы доказать окружающим, что они могут быть огнеустойчивыми, тебе вовсе не потребуется специальное научное оборудование. Интересно? Тогда приступай к выполнению следующего эксперимента!

Инструкция по выполнению:

1. Налей в воздушный шарик воды. Завяжи его в узел, чтобы жидкость не могла просочиться.
2. Зажги свечу.
3. Поднеси шарик, наполненный водой, к пламени свечи, держа его за узел. Подержи его над пламенем несколько секунд, а затем убери.
4. Надуй второй шарик. Повтори опыт с шариком, наполненным воздухом. Не забудь потушить свечу, когда закончишь эксперимент.

        В первой части эксперимента наблюдается физический процесс поглощения энергии пламени жидкостью: энергия излучения превращается во внутреннюю энергию жидкости. При этом температура воды повышается. Во второй части эксперимента, когда вместо жидкости шарик наполнили воздухом, такого поглощения не происходит (теплоёмкость воздуха ниже теплоёмкости воды). Пламя прожигает резину, и шарик не может больше сдерживать давление воздуха.

        В первом случае шарик останется невредимым, а во втором случае лопнет.

Опыт №5

«Лава в бутылке»

Можно выполнять самостоятельно в тёмное время суток.

Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. Чистая пластиковая бутылка объёмом 1 литр.
2. Шипучая таблетка.
3. Пищевой краситель любого цвета.
4. Вода.
5. Нож
6. Воронка
7. Растительное масло
8. Большой фонарь.

    Наверное, для тебя не секрет, что растительное масло и вода – две жидкости, которые ни при каких условиях нельзя смешать друг с другом. Воспользуйся этим свойством, чтобы провести необычный эксперимент!

Инструкция по выполнению опыта:

1. В пластиковую бутылку объёмом 1 литр налей воды. Воспользуйся для этого воронкой. Всыпь в воду немного пищевого красителя любого цвета. Хорошенько взболтайте бутылку.
2. Влей растительное масло – столько, чтобы до горлышка оставалось 2-3 см. Оставь бутылку на несколько минут, чтобы жидкость расслоилась.
3. Раздели шипучую таблетку на две равные части. Брось одну часть в бутылку.
4. Возьми бутылку в руку и понаблюдай за происходящим волшебством! Особенно эффектно эта картина будет выглядеть, если посветить сквозь бутылку фонариком.

        Достигнув водяного слоя, таблетка начинает растворяться. Этот процесс сопровождается выделением газа. Пузырьки газа поднимаются вверх и увлекают за собой капельки окрашенной воды, которые вместе с ними проделывают путь через слой масла. Когда воздушный пузырёк выходит из бутылки, капельки цветной жидкости снова опускаются на дно, поскольку не могут раствориться в масле. Если опыт тебе понравился, добавь в бутылку вторую половинку таблетки.

 

Занимательные опыты по физике 7 класс

Опыт 1 «Не замочив рук»

Оборудование: тарелка или блюдце, монета, стакан, бумага, спички.

Проведение: Положим на дно тарелки или блюдца монету и нальем немного воды. Как достать монету, не замочив даже кончиков пальцев?

Решение: Зажечь бумагу, внести ее на некоторое время в стакан. Нагретый стакан перевернуть вверх дном и  поставить на блюдце рядом с монетой.

Так как воздух в стакане нагрелся, то его давление увеличится  и часть воздуха выйдет. Оставшийся воздух через некоторое время охладится, давление уменьшится. Под действием атмосферного давления вода войдет в стакан, освобождая монету.

Опыт 2 «Подъем тарелки с мылом»

Оборудование: тарелка, кусок хозяйственного мыла.

Проведение: Налить  в тарелку воды и сразу слить. Поверхность тарелки будет влажной. Затем кусок мыла, сильно прижимая к тарелке, повернуть несколько раз и поднять вверх. При этом с мылом поднимется и тарелка. Почему?

Объяснение: Подъем тарелки с мылом объясняется притяжением молекул тарелки и мыла.

Опыт 3 «Волшебная вода»

Оборудование: стакан с водой, лист плотной бумаги.

Проведение: Этот опыт называется «Волшебная вода». Наполним до краев стакан с водой и прикроем листом бумаги. Перевернем стакан. Почему вода не выливается из перевернутого стакана?

Объяснение: Вода удерживается атмосферным давлением, т. е. атмосферное давление больше давления, производимого водой.

Замечания: Опыт лучше получается с толстостенным сосудом.
При переворачивании стакана лист бумаги нужно придерживать рукой.

Опыт 4 «Тяжелая газета»

Оборудование: рейка длиной 50-70 см, газета, метр.

Проведение: Положим на стол рейку, на нее полностью развернутую газету. Если медленно оказывать давление на свешивающийся конец линейки, то он опускается, а противоположный поднимается вместе с газетой. Если же резко ударить по концу рейки метром или молотком, то она ломается, причем противоположный конец с газетой даже не поднимается. Как это объяснить?

Объяснение: Сверху на газету оказывает давление атмосферный воздух. При медленном нажатии на конец линейки воздух проникает под газету и частично уравновешивает давление на нее. При резком ударе воздух вследствие инерции не успевает мгновенно проникнуть под газету. Давление воздуха на газету сверху оказывается больше, чем внизу, и рейка ломается.

Замечания: Рейку нужно класть так, чтобы ее конец 10 см свешивался. Газета должна плотно прилегать  к рейке и столу.

 Опыт 5 «Нервущаяся бумага»

Оборудование: два штативами с муфтами и лапками, два бумажных кольца, рейка, метр.

Проведение: Бумажные кольца подвесим на штативах на одном уровне. На них положим рейку. При резком ударе метром или металлическим стержнем посередине рейки она ломается, а кольца остаются целыми. Почему?

Объяснение: Время взаимодействия очень мало. Поэтому рейка не успевает передать полученный импульс бумажным кольцам.

Замечания: Ширина колец – 3 – см. Рейка длиной 1 метр, шириной 15-20 см и толщиной 0,5 см.

Опыт 6

Оборудование: штатив с двумя муфтами и лапками, два демонстрационных динамометра

Проведение: Укрепим на штативе два динамометра – прибора для измерения силы. Почему их показания одинаковы? Что это означает?

Объяснение: тела действуют друг на друга с силами равными по модулю и противоположными по направлению. (третий закон Ньютона)

Опыт 7

Оборудование: два одинаковых по размеру и массе листа бумаги (один из них скомканный)

Проведение: Одновременно отпустим оба листа с одной и той же высоты. Почему скомканный лист бумаги падает быстрее?

Объяснение: скомканный лист бумаги падает быстрее, так как на него действует меньшая сила сопротивления воздуха.

А вот в вакууме они падали бы одновременно.

Опыт 8 « Как быстро погаснет свеча»

Оборудование: стеклянный сосуд с водой, стеариновая свеча, гвоздь, спички.

Проведение: Зажжем свечу и опустим в сосуд  с водой. Как быстро погаснет свеча?

Объяснение: Кажется, что пламя зальется водой, как только сгорит отрезок свечи, выступающий над водой, и свеча погаснет.

Но, сгорая, свеча уменьшается в весе и под действием архимедовой силы всплывает.

Замечание: К концу свечи прикрепить снизу небольшой груз (гвоздь) так, чтобы она плавала в воде.

Опыт 9 «Несгораемая бумага»

Оборудование: металлический стержень, полоска бумаги, спички, свеча (спиртовка)

Проведение: Стержень плотно обернем полоской бумаги и внесем в пламя свечи или спиртовки. Почему бумага не горит?

Объяснение: Железо, обладая хорошей теплопроводностью, отводит тепло от бумаги, поэтому она не загорается.

Опыт 10 «Несгораемый платок»

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, спирт, носовой платок, спички

Проведение: Зажать в лапке штатива носовой платок (предварительно смоченный водой и отжатый), облить его спиртом и поджечь. Несмотря на пламя, охватывающее платок, он не сгорит. Почему?

Объяснение: Выделившаяся при горении спирта теплота полностью пошла на испарение воды, поэтому она не может зажечь ткань.

 

Опыты с водой | Обучонок

Опыт с водой и яйцом

Нужно приготовить два стакана с водой, соль и сырое свежее яйцо. Я добавила в один из стаканов соль из расчета две столовые ложки на стакан. Если опустить яйцо в чистую жидкость, оно опустится на дно, а если в соленую — окажется на поверхности воды.

Если взять большую емкость и постепенно доливать пресную воду в соленую, яйцо будет постепенно тонуть. Это объясняется тем, что средняя плотность яйца намного выше, чем плотность водопроводной воды.

Когда мы растворяем соль в воде, ее плотность повышается, и яйцо уже не тонет в ней. Таким образом, можно сделать простой вывод: тела тонут в жидкости, если их плотность выше, чем плотность жидкости (приложение 2).

Опыт с водой и с растительным маслом

Для этого химического эксперимента не потребуется специальное оборудование, нам понадобятся два стакана, растительное масло и пластиковая карточка (или подстаканник).

Накрываем первую емкость пластиковой картой, ставим на второй стакан. Отодвигаем карту, делая щель между сосудами.

В результате масло окажется в верхнем стакане, а вода — в нижнем, это связано с разницей плотностей: плотность воды намного больше плотности масла (приложение 3).

Опыт со сверхохлажденной водой

Возьмем две полуторалитровые бутылки с водой, поставим их в морозилку на 2,5 часа при температуре -25 градусов.

Достанем сосуд, ударим его об стол – вода леденеет прямо на глазах.На самом деле, все очень просто. Секрет кроется в физике процесса замерзания. Для того чтобы вода начала кристаллизоваться, должны присутствовать так называемые центры кристаллизации. В основном это различные примеси, находящиеся в воде. Дистиллированная вода полностью очищена от каких-либо примесей, потому процесс ее кристаллизации начинается лишь после удара об стол (приложение 4).

Опыт с кипятком на морозе (#дубакчеллендж)

Способность горячей воды в определённых условиях замерзать быстрее, чем холодная, была замечена и описана ещё в древности. В современной науке она известна как «эффект Мпембы». Эффект Мпембы — это парадокс, согласно которому горячая вода замерзает быстрее, чем холодная.

При этом, замерзая, она проходит температуру холодной воды. Назван он был в честь школьника из Танганьики, который заметил, что горячая смесь для мороженого застывает быстрее, чем холодная, и всерьёз занялся изучением этого явления, которые привлекли внимание научного сообщества.

Существует несколько вариантов причины этого парадокса: например, явление может объясняться тем, что горячая вода быстрее испаряется, или тем, что в нагретой воде ослабевают водородные связи. Эффектное превращение воды в снег — известное развлечение в холодную погоду.

В 2019 году оно стало, например, одним из немногих развлечений на свежем воздухе, доступных жителям замёрзшей Сибири. Эксперимент заключается в том, что вы на крепком морозе выплескиваете над собой кружку кипятка.

Но плескать надо аккуратно, с полукруглого взмаха снизу вверх перед собой и за голову. Получается очень эффектно: кипяток разлетается вверх веером и мгновенно испаряется. То есть на таком морозе кипяток превращается в пар, а холодная вода – нет (приложение 5).

Интересные факты о воде

Факт первый: самая чистая вода в Финляндии По данным ЮНЕСКО, самая чистая вода находится в Финляндии. Всего в исследовании свежей природной воды принимало участие 122 страны. При этом 1 млрд людей по всему миру вообще не имеет доступа к безопасной воде.

Факт второй: у воды более 3 состояний Еще со школы все знают, что у воды есть 3 агрегатных состояния: жидкое, твердое и газообразное. Однако ученые выделяют 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замерзшем виде.

Факт третий: вода как стекло Что будет, если взять замерзшую чистую воду и продолжить охлаждение? С водой произойдут чудесные превращения. При минус 120 градусах по Цельсию вода становится сверхвязкой или тягучей, а при температуре ниже минус 135 градусов она превращается в «стеклянную» воду. «Стеклянная» вода – это твердое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура, как в стекле.

Факт четвертый: вода как диета С помощью воды можно бороться с лишним весом. Употребляя из напитков только воду, можно резко снизить общую калорийность рациона. Во-первых, потому, что человек прекращает пить калорийные сладкие газировки и соки, во-вторых, потому, что после воды меньше тянет взять сладостей, как в случае с чаем или кофе

Факт пятый: вода для здорового сердца Вода помогает снизить вероятность сердечного приступа. Во время исследований ученые выяснили, что те люди, которые пьют около шести стаканов воды в день, меньше подвержены риску сердечного удара в отличие от тех, кто выпивает всего два стакана.

Факт шестой: 35 тонн воды за жизнь Без воды человек может прожить очень не долго. Потребность в воде стоит на втором месте после кислорода. Без еды человек может прожить около шести недель, а без воды – пять-семь суток. За всю свою жизнь человек выпивает примерно 35 т воды.

Факт седьмой: самая дорогая вода Вода может быть бесплатной, а может быть и очень дорогой. Самая дорогая в мире вода продается в Лос-Анджелесе. Производители упаковывают драгоценную жидкость со сбалансированным вкусом и значением ph в бутылки со стразами «Swarovski». Стоит такая вода 90 $ за 1 л.

Факт восьмой: есть вода, которая горит Существует и опасная вода. Так, например, в Азербайджане есть вода, в которой много метана, поэтому она может загореться, если поднести к ней спичку. А в Сицилии в одном из озер есть подводные источники кислоты, которые отравляют всю воду в этом водоеме.

Факт девятый: белок в воде Морская вода – весьма питательная субстанция. В 1 куб. см такой воды содержится 1.5 г белка и других веществ. Ученые считают, что один только Атлантический океан по своей питательности оценивается в 20 тыс. урожаев, которые собирают за год по всей суше.

Применение воды в жизни человека

Главный потребитель воды на Земле — это человек. Не случайно все мировые цивилизации формировались и развивались исключительно вблизи водоемов. Значение же воды в жизни человека просто огромное.

Тело человека тоже состоит из воды. В теле новорожденного — до 75% воды, в теле пожилого человека — более 50%. При этом известно, что без воды человек не выживет. Так, когда у нас исчезает хотя бы 2% воды из организма, начинается мучительная жажда. При потере более 12% воды человеку уже не восстановится без помощи врачей. А потеряв 20% воды из организма, человек умирает.

Вода является для человека исключительно важным источником питания. По статистике человек за месяц в норме потребляет 60 литров воды (2 литра в день).

Именно вода доставляет к каждой клеточке нашего организма кислород и питательные вещества.

Благодаря наличию воды наш организм может регулировать температуру тела.

Вода также позволяет перерабатывать пищу в энергию, помогает клеткам усваивать питательные вещества. А еще вода выводит шлаки и отходы из нашего тела.

Человек повсеместно использует воду для своих нужд: для питания, в сельском хозяйстве, для различного производства, для выработки электроэнергии. Неудивительно, что борьба за водные ресурсы идет нешуточная. Вот всего лишь несколько фактов:

Более 70% нашей планеты покрыто водой. Но при этом всего 3% всей воды можно отнести к питьевой. И доступ к этому ресурсу с каждым годом становится все труднее. Так, по данным РИА-новости за последние 50 лет на нашей планете произошло более 500 конфликтов, связанных с борьбой за водные ресурсы. Из них более 20 конфликтов переросли в вооруженные столкновения. Это всего лишь одна из цифр, ярко демонстрирующих то, насколько важна роль воды в жизни человека.

Заключение

При выполнении своей исследовательской работы, я ещё раз убедилась в том, что вода — одно из самых удивительных веществ в природе. Без воды не может жить человек, животные, растения. На основании проведённых опытов, мною было выяснено, какими основными свойствами она обладает. Цели и задачи, поставленные мной в начале, были достигнуты.

Думаю, что те новые знания, которые я приобрела, работая над проектом, пригодятся мне не только на уроках физики, но и в повседневной жизни.

Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Перейти к содержанию
Исследовательской работы «Физика воды»

Физические опыты с водой. Занимательные и простые опыты для маленьких физиков. Поезд из батарейки

Введение

Без сомнения, все наше знание начинается с опытов.
(Кант Эммануил. Немецкий философ 1724-1804г.г)

Физические опыты в занимательной форме знакомят учащихся с разнообразными применениями законов физики. Опыты можно использовать на уроках для привлечения внимания учащихся к изучаемому явлению, при повторении и закреплении учебного материала, на физических вечерах. Занимательные опыты углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету.

В данной работе описано 10 занимательных опытов, 5 демонстрационных экспериментов с использованием школьного оборудования. Авторами работ являются учащиеся 10 класса МОУ СОШ № 1 п. Забайкальск, Забайкальского края – Чугуевский Артём, Лаврентьев Аркадий, Чипизубов Дмитрий. Ребята самостоятельно проделали данные опыты, обобщили результаты и представили их в виде данной работы

Роль эксперимента в науке физике

О том, что физика наука молодая
Сказать определённо, здесь нельзя
И в древности науку познавая,
Стремились постигать её всегда.

Цель обучения физики конкретна,
Уметь на практике все знания применять.
И важно помнить – роль эксперимента
Должна на первом месте устоять.

Уметь планировать эксперимент и выполнять.
Анализировать и к жизни приобщать.
Строить модель, гипотезу выдвинуть,
Новых вершин стремиться достигнуть

Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих качественные характеристики. Чтобы из наблюдений сделать общие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то найден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответствующие вычисления. Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивается общая теория явлений.

Следовательно, без эксперимента не может быть рационального обучения физике. Изучение физики предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение особенностей его постановки и наблюдаемых результатов.

Занимательные опыты по физике

Описание опытов проводилось с использованием следующего алгоритма:

1. Название опыта
2. Необходимые для опыта приборы и материалы
3. Этапы проведения опыта
4. Объяснение опыта

Опыт № 1 Четыре этажа

Приборы и материалы: бокал, бумага, ножницы, вода, соль, красное вино, подсолнечное масло, крашенный спирт.

Этапы проведения опыта

Попробуем налить в стакан четыре разных жидкости так, чтобы они не смешались и стояли одна над другой в пять этажей. Впрочем, нам удобнее будет взять не стакан, а узкий, расширяющийся к верху бокал.

1. Налить на дно бокала солёной подкрашенной воды.
2. Свернуть из бумаги “Фунтик” и загнуть его конец под прямым углом; кончик его отрезать. Отверстие в “Фунтике” должно быть величиной с булавочную головку. Налить в этот рожок красного вина; тонкая струйка должна вытекать из него горизонтально, разбиваться о стенки бокала и по нему стекать на солёную воду.
   Когда слой красного вина по высоте сравняется с высотой слоя подкрашенной воды, прекратить лить вино.
3. Из второго рожка налей таким же образом в бокал подсолнечного масла.
4. Из третьего рожка налить слой крашенного спирта.

Рисунок 1

Вот и получилось у нас четыре этажа жидкостей в одном бокале. Все разного цвета и разной плотности.

Объяснение опыта

Жидкости в бакалее расположились в следующем порядке: подкрашенная вода, красное вино, подсолнечное масло, подкрашенный спирт. Самые тяжёлые — внизу, самые лёгкие – вверху. Самая большая плотность у солёной воды , самая маленькая у подкрашенного спирта .

Опыт № 2 Удивительный подсвечник

Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода.

Этапы проведения опыта

Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.

Рисунок 2

1. Утяжелить конец свечи гвоздём.
2. Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой.
3. Зажечь фитиль.

Объяснение опыта

Позволь, — скажут тебе, — ведь через минуту свеча догорит до воды и погаснет!

В том-то и дело, — ответишь ты, — что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит и легче. Раз легче, значит, она всплывёт.

И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и догорит до конца.

Опыт № 3 Свеча за бутылкой

Приборы и материалы: свеча, бутылка, спички

Этапы проведения опыта

1. Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стань так, чтобы лицо отстояло от бутылки на 20-30 см.
2. Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, будто между тобой и свечёй нет никакой преграды.

Рисунок 3

Объяснение опыта

Свеча гаснет потому, что бутылка воздухом “Обтекается”: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; а встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.

Опыт № 4 Вертящаяся змейка

Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы.

Этапы проведения опыта

1. Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть её немного и посадить на конец изогнутой проволоки.
2. Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться.

Объяснение опыта

Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.

Рисунок 4

Опыт № 5 Извержение Везувия

Приборы и материалы: стеклянный сосуд, пузырёк, пробку, спиртовая тушь, вода.

Этапы проведения опыта

1. В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставить пузырёк спиртовой туши.
2. В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие.

Рисунок 5

Объяснение опыта

Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырёк, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.

Опыт № 6 Пятнадцать спичек на одной

Приборы и материалы: 15 спичек.

Этапы проведения опыта

1. Положить одну спичку на стол, а на неё поперёк 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы касались стола.
2. Как поднять первую спичку, держа её за один конец, и вместе с нею все остальные спички?

Объяснение опыта

Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку

Рисунок 6

Опыт № 7 Подставка для кастрюли

Приборы и материалы: тарелка, 3 вилки, кольцо для салфетки, кастрюля.

Этапы проведения опыта

1. Поставить три вилки в кольцо.
2. Поставить на данную конструкцию тарелку.
3. На подставку поставить кастрюлю с водой.

Рисунок 7

Рисунок 8

Объяснение опыта

Данный опыт объясняется правилом рычага и устойчивым равновесием.

Рисунок 9

Опыт № 8 Парафиновый мотор

Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички.

Этапы проведения опыта

Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только… свеча.

1. Раскалить спицу и воткнуть её их головками в свечку. Это будет ось нашего двигателя.
2. Положить свечу спицей на края двух стаканов и уравновесить.
3. Зажечь свечу с обоих концов.

Объяснение опыта

Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.

Рисунок 10

Опыт №9 Свободный обмен жидкостями

Приборы и материалы: апельсин, бокал, красное вино или молоко, воду, 2 зубочистки.

Этапы проведения опыта

1. Осторожно разрезать апельсин пополам, очистить так, чтобы кожица снялась целой чашечкой.
2. Проткнуть в дне этой чашечки два отверстия рядом и положить её в бокал. Диаметр чашечки должен быть немного больше диаметра центральной части бокала, тогда чашечка удержится на стенках, не падая на дно.
3. Опустить апельсинную чашечку в сосуд на одну треть высоты.
4. Налить в апельсинную корку красного вина или подкрашенного спирта. Оно будет проходить через дырку, пока уровень вина не дойдёт до дна чашечки.
5. Затем налить воды почти до края. Можно увидеть, как струя вина поднимается через одно из отверстий до уровня воды, между тем как вода, более тяжёлая, пройдет через другое отверстие и станет опускаться ко дну бокала. Через несколько мгновений вино очутится на верху, а вода внизу.

Опыт №10 Певучая рюмка

Приборы и материалы: тонкая рюмка, вода.

Этапы проведения опыта

1. Наполнить рюмку водой и вытереть края рюмки.
2. Смоченным пальцем потереть в любом месте рюмки, она запоёт.

Рисунок 11

Демонстрационные эксперименты

1. Диффузия жидкостей и газов

Диффузия(от лат. diflusio — распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотическим тепловым движением молекул (атомов). Различают диффузию в жидкостях, газах и твёрдых телах

Демонстрационный эксперимент «Наблюдение диффузии»

Приборы и материалы: вата, нашатырный спирт, фенолфталеин, установка для наблюдения диффузии.

Этапы проведения эксперимента

1. Возьмём два кусочка ватки.
2. Смочим один кусочек ватки фенолфталеином, другой – нашатырным спиртом.
3. Приведём ветки в соприкосновение.
4. Наблюдается окрашивание ваток в розовый цвет вследствие явления диффузии.

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Явление диффузии можно пронаблюдать при помощи специальной установки

1. Нальём в одну из колбочек нашатырный спирт.
2. Смочим кусочек ваты фенолфталеином и положим сверху в колбочку.
3. Через некоторое время наблюдаем окрашивание ватки. Данный эксперимент демонстрирует явление диффузии на расстоянии.

Рисунок 15

Докажем что явление диффузии зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее протекает диффузия.

Рисунок 16

Для демонстрации данного опыта возьмём два одинаовых стакана. В один стакан нальём холодной воды, в другой – горячей. Добавим в стаканы медный купорос, наблюдаем, что в горячей воде медный купорос растворяется быстрее, что доказывает зависимость диффузии от температуры.

Рисунок 17

Рисунок 18

2. Сообщающиеся сосуды

Для демонстрации сообщающихся сосудов возьмем ряд сосудов различной формы, соединенных в нижней части трубками.

Рисунок 19

Рисунок 20

Будем наливать жидкость в один из них: мы сейчас же обнаружим, что жидкость перетечет по трубкам в остальные сосуды и установится во всех сосудах на одном уровне.

Объяснение этого опыта заключается в следующем. Давление на свободных поверхностях жидкости в сосудах одно и то же; оно равно атмосферному давлению. Таким образом, все свободные поверхности принадлежат одной и той же поверхности уровня и, следовательно, должны находиться в одной горизонтали плои верхняя кромка самого сосуда: иначе чайник нельзя будет налить доверху.

Рисунок 21

3.Шар Паскаля

Шар Паскаля – это прибор предназначен для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкость или газ в закрытом сосуде, а также подъёма жидкости за поршнем под влиянием атмосферного давления.

Для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкости в закрытом сосуде, необходимо, используя поршень, набрать в сосуд воды и плотно насадить на патрубок шар. Вдвигая поршень в сосуд, продемонстрировать истечение жидкости из отверстий в шаре, обратив внимание на равномерное истечение жидкости по всем направлениям.

Введение

Без сомнения, все наше знание начинается с опытов.
(Кант Эммануил. Немецкий философ 1724-1804г.г)

Физические опыты в занимательной форме знакомят учащихся с разнообразными применениями законов физики. Опыты можно использовать на уроках для привлечения внимания учащихся к изучаемому явлению, при повторении и закреплении учебного материала, на физических вечерах. Занимательные опыты углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету.

В данной работе описано 10 занимательных опытов, 5 демонстрационных экспериментов с использованием школьного оборудования. Авторами работ являются учащиеся 10 класса МОУ СОШ № 1 п. Забайкальск, Забайкальского края – Чугуевский Артём, Лаврентьев Аркадий, Чипизубов Дмитрий. Ребята самостоятельно проделали данные опыты, обобщили результаты и представили их в виде данной работы

Роль эксперимента в науке физике

О том, что физика наука молодая
Сказать определённо, здесь нельзя
И в древности науку познавая,
Стремились постигать её всегда.

Цель обучения физики конкретна,
Уметь на практике все знания применять.
И важно помнить – роль эксперимента
Должна на первом месте устоять.

Уметь планировать эксперимент и выполнять.
Анализировать и к жизни приобщать.
Строить модель, гипотезу выдвинуть,
Новых вершин стремиться достигнуть

Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих качественные характеристики. Чтобы из наблюдений сделать общие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то найден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответствующие вычисления. Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивается общая теория явлений.

Следовательно, без эксперимента не может быть рационального обучения физике. Изучение физики предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение особенностей его постановки и наблюдаемых результатов.

Занимательные опыты по физике

Описание опытов проводилось с использованием следующего алгоритма:

1. Название опыта
2. Необходимые для опыта приборы и материалы
3. Этапы проведения опыта
4. Объяснение опыта

Опыт № 1 Четыре этажа

Приборы и материалы: бокал, бумага, ножницы, вода, соль, красное вино, подсолнечное масло, крашенный спирт.

Этапы проведения опыта

Попробуем налить в стакан четыре разных жидкости так, чтобы они не смешались и стояли одна над другой в пять этажей. Впрочем, нам удобнее будет взять не стакан, а узкий, расширяющийся к верху бокал.

1. Налить на дно бокала солёной подкрашенной воды.
2. Свернуть из бумаги “Фунтик” и загнуть его конец под прямым углом; кончик его отрезать. Отверстие в “Фунтике” должно быть величиной с булавочную головку. Налить в этот рожок красного вина; тонкая струйка должна вытекать из него горизонтально, разбиваться о стенки бокала и по нему стекать на солёную воду.
   Когда слой красного вина по высоте сравняется с высотой слоя подкрашенной воды, прекратить лить вино.
3. Из второго рожка налей таким же образом в бокал подсолнечного масла.
4. Из третьего рожка налить слой крашенного спирта.

Рисунок 1

Вот и получилось у нас четыре этажа жидкостей в одном бокале. Все разного цвета и разной плотности.

Объяснение опыта

Жидкости в бакалее расположились в следующем порядке: подкрашенная вода, красное вино, подсолнечное масло, подкрашенный спирт. Самые тяжёлые — внизу, самые лёгкие – вверху. Самая большая плотность у солёной воды , самая маленькая у подкрашенного спирта .

Опыт № 2 Удивительный подсвечник

Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода.

Этапы проведения опыта

Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.

Рисунок 2

1. Утяжелить конец свечи гвоздём.
2. Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой.
3. Зажечь фитиль.

Объяснение опыта

Позволь, — скажут тебе, — ведь через минуту свеча догорит до воды и погаснет!

В том-то и дело, — ответишь ты, — что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит и легче. Раз легче, значит, она всплывёт.

И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и догорит до конца.

Опыт № 3 Свеча за бутылкой

Приборы и материалы: свеча, бутылка, спички

Этапы проведения опыта

1. Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стань так, чтобы лицо отстояло от бутылки на 20-30 см.
2. Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, будто между тобой и свечёй нет никакой преграды.

Рисунок 3

Объяснение опыта

Свеча гаснет потому, что бутылка воздухом “Обтекается”: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; а встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.

Опыт № 4 Вертящаяся змейка

Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы.

Этапы проведения опыта

1. Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть её немного и посадить на конец изогнутой проволоки.
2. Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться.

Объяснение опыта

Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.

Рисунок 4

Опыт № 5 Извержение Везувия

Приборы и материалы: стеклянный сосуд, пузырёк, пробку, спиртовая тушь, вода.

Этапы проведения опыта

1. В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставить пузырёк спиртовой туши.
2. В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие.

Рисунок 5

Объяснение опыта

Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырёк, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.

Опыт № 6 Пятнадцать спичек на одной

Приборы и материалы: 15 спичек.

Этапы проведения опыта

1. Положить одну спичку на стол, а на неё поперёк 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы касались стола.
2. Как поднять первую спичку, держа её за один конец, и вместе с нею все остальные спички?

Объяснение опыта

Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку

Рисунок 6

Опыт № 7 Подставка для кастрюли

Приборы и материалы: тарелка, 3 вилки, кольцо для салфетки, кастрюля.

Этапы проведения опыта

1. Поставить три вилки в кольцо.
2. Поставить на данную конструкцию тарелку.
3. На подставку поставить кастрюлю с водой.

Рисунок 7

Рисунок 8

Объяснение опыта

Данный опыт объясняется правилом рычага и устойчивым равновесием.

Рисунок 9

Опыт № 8 Парафиновый мотор

Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички.

Этапы проведения опыта

Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только… свеча.

1. Раскалить спицу и воткнуть её их головками в свечку. Это будет ось нашего двигателя.
2. Положить свечу спицей на края двух стаканов и уравновесить.
3. Зажечь свечу с обоих концов.

Объяснение опыта

Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.

Рисунок 10

Опыт №9 Свободный обмен жидкостями

Приборы и материалы: апельсин, бокал, красное вино или молоко, воду, 2 зубочистки.

Этапы проведения опыта

1. Осторожно разрезать апельсин пополам, очистить так, чтобы кожица снялась целой чашечкой.
2. Проткнуть в дне этой чашечки два отверстия рядом и положить её в бокал. Диаметр чашечки должен быть немного больше диаметра центральной части бокала, тогда чашечка удержится на стенках, не падая на дно.
3. Опустить апельсинную чашечку в сосуд на одну треть высоты.
4. Налить в апельсинную корку красного вина или подкрашенного спирта. Оно будет проходить через дырку, пока уровень вина не дойдёт до дна чашечки.
5. Затем налить воды почти до края. Можно увидеть, как струя вина поднимается через одно из отверстий до уровня воды, между тем как вода, более тяжёлая, пройдет через другое отверстие и станет опускаться ко дну бокала. Через несколько мгновений вино очутится на верху, а вода внизу.

Опыт №10 Певучая рюмка

Приборы и материалы: тонкая рюмка, вода.

Этапы проведения опыта

1. Наполнить рюмку водой и вытереть края рюмки.
2. Смоченным пальцем потереть в любом месте рюмки, она запоёт.

Рисунок 11

Демонстрационные эксперименты

1. Диффузия жидкостей и газов

Диффузия(от лат. diflusio — распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотическим тепловым движением молекул (атомов). Различают диффузию в жидкостях, газах и твёрдых телах

Демонстрационный эксперимент «Наблюдение диффузии»

Приборы и материалы: вата, нашатырный спирт, фенолфталеин, установка для наблюдения диффузии.

Этапы проведения эксперимента

1. Возьмём два кусочка ватки.
2. Смочим один кусочек ватки фенолфталеином, другой – нашатырным спиртом.
3. Приведём ветки в соприкосновение.
4. Наблюдается окрашивание ваток в розовый цвет вследствие явления диффузии.

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Явление диффузии можно пронаблюдать при помощи специальной установки

1. Нальём в одну из колбочек нашатырный спирт.
2. Смочим кусочек ваты фенолфталеином и положим сверху в колбочку.
3. Через некоторое время наблюдаем окрашивание ватки. Данный эксперимент демонстрирует явление диффузии на расстоянии.

Рисунок 15

Докажем что явление диффузии зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее протекает диффузия.

Рисунок 16

Для демонстрации данного опыта возьмём два одинаовых стакана. В один стакан нальём холодной воды, в другой – горячей. Добавим в стаканы медный купорос, наблюдаем, что в горячей воде медный купорос растворяется быстрее, что доказывает зависимость диффузии от температуры.

Рисунок 17

Рисунок 18

2. Сообщающиеся сосуды

Для демонстрации сообщающихся сосудов возьмем ряд сосудов различной формы, соединенных в нижней части трубками.

Рисунок 19

Рисунок 20

Будем наливать жидкость в один из них: мы сейчас же обнаружим, что жидкость перетечет по трубкам в остальные сосуды и установится во всех сосудах на одном уровне.

Объяснение этого опыта заключается в следующем. Давление на свободных поверхностях жидкости в сосудах одно и то же; оно равно атмосферному давлению. Таким образом, все свободные поверхности принадлежат одной и той же поверхности уровня и, следовательно, должны находиться в одной горизонтали плои верхняя кромка самого сосуда: иначе чайник нельзя будет налить доверху.

Рисунок 21

3.Шар Паскаля

Шар Паскаля – это прибор предназначен для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкость или газ в закрытом сосуде, а также подъёма жидкости за поршнем под влиянием атмосферного давления.

Для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкости в закрытом сосуде, необходимо, используя поршень, набрать в сосуд воды и плотно насадить на патрубок шар. Вдвигая поршень в сосуд, продемонстрировать истечение жидкости из отверстий в шаре, обратив внимание на равномерное истечение жидкости по всем направлениям.

Эксперимент – один из самых информативных способов познания. Благодаря ему удается получить разнообразные и обширные звания о исследуемом явлении или системе. Именно эксперимент играет фундаментальную роль в физических исследованиях. Красивые физические эксперименты надолго остаются в памяти последующих поколений, а также способствуют популяризации физических идей в массах. Приведем наиболее интересные физические эксперименты по мнению самих физиков из опроса Роберта Криза и Стони Бука.

1. Эксперимент Эратосфена Киренского

Этот эксперимент по праву считают одним из самых древних на сегодняшний день. В третьем веке до н.э. библиотекарь Александрийской библиотеки Эрастофен Киренский интересным способом измерил радиус Земли. в день летнего солнцестояния в Сиене солнце находилось в зените, в результате чего теней от предметов не наблюдалось. В 5000 стадиях к северу в Александрии в тоже время Солнце отклонилось от зенита на 7 градусов. Отсюда библиотекарь получил информацию, что окружность Земли 40 тысяч км., а её радиус равен 6300 км. Эрастофен получил показатели всего на 5% меньше сегодняшних, что для использованных им древних измерительных приборов просто поразительно.

2. Галилео Галилей и его самый первый эксперимент

В XVII веке Теория Аристотеля была главенствующей и беспрекословной. Согласно этой теории скорость падения тела непосредственно зависела от его веса. Примером служили перо и камень. Теория была ошибочной, так как в ней не учитывалось сопротивление воздуха.

Галилео Галилей в этой теории усомнился и решил провести серию экспериментов лично. Он взял большое пушечное ядро и запустил его с Пизанской башни, в паре с легкой пулей для мушкета. Учитывая их близкую обтекаемую форму можно было легко пренебречь сопротивлением воздуха и конечно же оба предмета приземлялись одновременно, опровергая теорию Аристотеля. считает, что нужно лично съездить в Пизу и выбросить что-нибудь похожее внешне и разное по весу с башни, дабы почувствовать себя великим ученым.

3. Второй эксперимент Галилео Галилея

Вторым утверждением Аристотеля было то, что тела под действием силы движутся с постоянной скоростью. Галилей запускал металлические шары по наклонной плоскости и фиксировал пройденное ими за определенное время расстояние. Затем он увеличил время в два раза, но шары за это время проходили в 4 раза большее расстояние. Таким образом зависимость была не линейная, то есть скорость не постоянная. Отсюда Галилей сделал вывод о ускоренном движении под действием силы.
Эти два эксперимента послужили основой для создания классической механики.

4. Эксперимент Генри Кавендиша

Ньютон является собственником формулировки закона всемирного тяготения, в которой присутствует гравитационная постоянная. Естественно возникла проблема нахождения её числового значения. Но для этого нужно было бы измерить силу взаимодействия между телами. Но проблема в том, что сила притяжения достаточно слабая, нужно было бы использовать или гигантские массы, или малые расстояния.

Джону Мичеллу далось придумать, а Кавендишу провести в 1798 году достаточно интересный эксперимент. В качестве измерительного прибора выступали крутильные весы. На них на коромысле были закреплены шарики на тонких веревочках. На шарики прикрепили зеркальца. Затем к маленьким шарикам подносили очень большие и тяжелые и фиксировали смещении по световым зайчикам. Результатом серии опытов стало определение значения гравитационной постоянной и массы Земли.

5. Эксперимент Жана Бернара Леона Фуко

Благодаря большущему (67 м) маятнику, который был установлен в парижском Пантеоне Фуко в 1851 году методом эксперимента довел факт вращения Земли вокруг оси. Плоскость вращения маятника остается неизменной по отношению к звездам, но наблюдатель вращается вместе с планетой. Таким образом можно увидеть как постепенно смещается в сторону плоскость вращения маятника. Это достаточно простой и безопасный эксперимент, в отличие от того, о котором мы писали в статье

6. Эксперимент Исаака Ньютона

И снова проверялось утверждение Аристотеля. Бытовало мнение, что различные цвета являются смесями в разной пропорции света и тьмы. Чем больше тьмы, тем ближе цвет к фиолетовому и наоборот.

Люди уже давно заметили, что большие монокристаллы разлагают свет на цвета. Серии опытов с призмами проделали чешский естествоиспытатель Марции английский Хариот. Новую серию начал Ньютон в 1672 году.
Ньютон ставил физические эксперименты в темной комнате, пропуская тонкий луч света через маленькую дырочку в плотных шторах. Этот луч попадал на призму и раскладывался на цвета радуги на экране. Явление было названо дисперсией и позже теоретически обосновано.

Но Ньютон пошел дальше, ведь его интересовала природа света и цветов. Он пропускал лучи через две призмы последовательно. На основании этих своих опытов, Ньютон сделал вывод о том, что цвет не является комбинацией света и тьмы, и тем более не есть атрибутом предмета. Белый свет состоит из всех цветов, которые можно увидеть при дисперсии.

7. Эксперимент Томаса Юнга

Вплоть до XIX века главенствовала корпускулярная теория света. Считалась, что свет как и материя состоит из частиц. Томас Юнг, английский врач и физик, в 1801 году провел свой эксперимент для проверки этого утверждения. Если предположить, что свет имеет волновую теорию, то должно наблюдаться такое же взаимодействующие волны, как и при броске двух камней на воду.

Для имитации камней Юнг использовал непрозрачный экран с двумя отверстиями и источникам света за ним. Свет проходил через отверстия и на экране образовывался рисунок из светлых и темных полос. Светлые полосы образовывались там, где волны усиливали друг друга, а темные там, где тушили.

8. Клаус Йонссон и его эксперимент

В 1961 году Немецкий физик Клаус Йонссон доказал, что элементарные частицы имеют корпускулярно-волновую природу. Он провел для этого эксперимент аналогичный эксперименту Юнга, только заменив лучи света пучками электронов. В результате все равно удалось получить интерференционную картину.

9. Эксперимент Роберта Милликена

Еще в начале девятнадцатого века возникло представление о наличии у каждого тела электрического заряда, который является дискретным и определяется неделимыми элементарными зарядами. К тому моменту было введено понятие электрона, как носителя этого самого заряда, но обнаружить экспериментально эту частицу и вычислить ее заряд не удавалось.
Американскому физику Роберт Милликен удалось разработать идеальный образчик изящества в экспериментальной физике. Он изолировал заряженные капли воды между пластинами конденсатора. Затем с помощью рентгеновских лучей ионизировал воздух между этими же пластинами и менял заряд капель.

Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Есть очень простые опыты, которые дети запоминают на всю жизнь. Ребята могут не понять до конца, почему это все происходит, но, когда пройдет время и они окажутся на уроке по физике или химии, в памяти обязательно всплывет вполне наглядный пример.

сайт собрал 7 интересных экспериментов, которые запомнятся детям. Все, что нужно для этих опытов, — у вас под рукой.

Огнеупорный шарик

Понадобится : 2 шарика, свечка, спички, вода.

Опыт : Надуйте шарик и подержите его над зажженной свечкой, чтобы продемонстрировать детям, что от огня шарик лопнет. Затем во второй шарик налейте простой воды из-под крана, завяжите и снова поднесите к свечке. Окажется, что с водой шарик спокойно выдерживает пламя свечи.

Объяснение : Вода, находящаяся в шарике, поглощает тепло, выделяемое свечой. Поэтому сам шарик гореть не будет и, следовательно, не лопнет.

Карандаши

Понадобится: полиэтиленовый пакет, простые карандаши, вода.

Опыт: Наливаем воду в полиэтиленовый пакет наполовину. Карандашом протыкаем пакет насквозь в том месте, где он заполнен водой.

Объяснение: Если полиэтиленовый пакет проткнуть и потом залить в него воду, она будет выливаться через отверстия. Но если пакет сначала наполнить водой наполовину и затем проткнуть его острым предметом так, что бы предмет остался воткнутым в пакет, то вода вытекать через эти отверстия почти не будет. Это связано с тем, что при разрыве полиэтилена его молекулы притягиваются ближе друг к другу. В нашем случае, полиэтилен затягивается вокруг карандашей.

Нелопающийся шарик

Понадобится: воздушный шар, деревянная шпажка и немного жидкости для мытья посуды.

Опыт: Смажьте верхушку и нижнюю часть средством и проткните шар, начиная снизу.

Объяснение: Секрет этого трюка прост. Для того, чтобы сохранить шарик, нужно проткнуть его в точках наименьшего натяжения, а они расположены в нижней и в верхней части шарика.

Цветная капуста

Понадобится : 4 стакана с водой, пищевые красители, листья капусты или белые цветы.

Опыт : Добавьте в каждый стакан пищевой краситель любого цвета и поставьте в воду по одному листу или цветку. Оставьте их на ночь. Утром вы увидите, что они окрасились в разные цвета.

Объяснение : Растения всасывают воду и за счет этого питают свои цветы и листья. Получается это благодаря капиллярному эффекту, при котором вода сама стремится заполнить тоненькие трубочки внутри растений. Так питаются и цветы, и трава, и большие деревья. Всасывая подкрашенную воду, они меняют свой цвет.

Плавающее яйцо

Понадобится : 2 яйца, 2 стакана с водой, соль.

Опыт : Аккуратно поместите яйцо в стакан с простой чистой водой. Как и ожидалось, оно опустится на дно (если нет, возможно, яйцо протухло и не стоит возвращать его в холодильник). Во второй стакан налейте теплой воды и размешайте в ней 4-5 столовых ложек соли. Для чистоты эксперимента можно подождать, пока вода остынет. Потом опустите в воду второе яйцо. Оно будет плавать у поверхности.

Объяснение : Тут все дело в плотности. Средняя плотность яйца гораздо больше, чем у простой воды, поэтому яйцо опускается вниз. А плотность соляного раствора выше, и поэтому яйцо поднимается вверх.

Кристаллические леденцы

Добрый день, гости сайта НИИ «Эврика»! Вы согласны, что знания, подкреплённые практикой, гораздо эффективнее теории? Занимательные опыты по физике не только отлично развлекут, но и вызовут у ребёнка интерес к науке, а также останутся в памяти гораздо дольше, чем параграф учебника.

Чему опыты научат детей?

Мы предлагаем вашему вниманию 7 экспериментов с объяснением, которые обязательно вызовут вопрос у малыша «А почему?» В результате ребёнок узнает, что:

• Смешивая 3 основных цвета: красный, жёлтый и синий, — можно получить дополнительные: зелёный, оранжевый и фиолетовый. Вы подумали о красках? Мы вам предлагаем другой, необычный способ удостовериться в этом.
• Свет отражается от белой поверхности и превращается в тепло, если попадает на чёрный предмет. К чему это может привести? Давайте разберёмся.
• Все предметы подвержены гравитации, то есть стремятся к состоянию покоя. На практике это выглядит фантастически.
• У предметов есть центр массы. И что? Давайте научимся извлекать из этого пользу.
• Магнит — невидимая, но мощная сила некоторых металлов, способная наделить вас способностями мага.
• Статическое электричество может не только притягивать ваши волосы, но и сортировать мелкие частички.

Итак, давайте сделаем наших детей опытными!

1. Творим новый цвет

Этот эксперимент будет полезен для дошкольников и младших школьников. Для проведения опыта нам пригодятся:

• фонарик;
• красный, синий и жёлтый целлофан;
• ленточка;
• белая стена.

Опыт проводим около белой стены:

• Берём фонарь, покрываем его сначала красным, а затем жёлтым целлофаном, после чего зажигаем свет. Смотрим на стену и видим оранжевое отражение.
• Теперь убираем жёлтый целлофан и поверх красного надеваем синий пакет. Наша стена освещается фиолетовым цветом.
• А если фонарь накрыть синим, а затем жёлтым целлофаном, то на стене мы увидим зелёное пятно.
• Этот эксперимент можно продолжить и с другими цветами.

2. Чёрный цвет и солнечный луч: взрывоопасное сочетание

Для проведения эксперимента понадобятся:

• 1 прозрачный и 1 чёрный воздушный шарик;
• лупа;
• солнечный лучик.

Для этого опыта потребуется сноровка, но вы справитесь.

• Сначала нужно надуть прозрачный воздушный шар. Держите его крепко, но не завязывайте кончик.
• Теперь при помощи тупого конца карандаша протолкните чёрный воздушный шарик внутрь прозрачного до половины.
• Надуйте чёрный шар внутри прозрачного, пока он не займёт примерно половину объёма.
• Завяжите кончик чёрного шарика и протолкните его в середину прозрачного шара.
• Прозрачный шарик надуйте ещё немного и завяжите конец.
• Расположите лупу так, чтобы солнечный луч попал на чёрный шарик.
• Через несколько минут чёрный шар лопнет внутри прозрачного.

Расскажите малышу, что прозрачные материалы пропускают солнечный свет, поэтому мы видим улицу через окно. А чёрная поверхность, наоборот, поглощает световые лучи и превращает их в тепло. Именно поэтому в жару рекомендуют носить светлую одежду, чтобы избежать перегрева. Когда чёрный шарик нагрелся, он начал терять свою эластичность и под давлением внутреннего воздуха лопнул.

3. Ленивый мяч

Следующий опыт — настоящее шоу, но для его проведения нужно будет потренироваться. Школа даёт объяснение этому явлению в 7 классе, но на практике это можно сделать ещё в дошкольном возрасте. Подготовьте следующие предметы:

• пластиковый стакан;
• металлическое блюдо;
• картонную втулку из-под туалетной бумаги;
• теннисный мячик;
• метр;
• метла.

Как провести этот эксперимент?

• Итак, установите стаканчик на краю стола.
• Поставьте на стаканчик блюдо так, чтобы его край с одной стороны оказался над полом.
• Основу рулона туалетной бумаги установите по центру блюда прямо над стаканом.
• Сверху положите мяч.
• Встаньте за полметра от конструкции с метлой в руке так, чтобы её прутья были загнуты к вашим стопам. Встаньте на них сверху.
• Теперь оттяните метлу и резко отпустите.
• Рукоятка ударит по блюду, и оно вместе с картонной втулкой улетит в сторону, а мячик упадёт в стакан.

Почему он не улетел вместе с остальными предметами?

Потому что, согласно закону инерции, предмет, на который не действуют другие силы, стремится остаться в покое. В нашем случае на мячик подействовала только сила притяжения к Земле, поэтому он и упал вниз.

4. Сырое или варёное?

Давайте познакомим ребёнка с центром массы. Для этого возьмём:

· остывшее яйцо, сваренное вкрутую;

· 2 сырых яйца;

Предложите компании детей отличить варёное яйцо от сырого. При этом разбивать яйца нельзя. Скажите, что вы можете это сделать безошибочно.

1. Раскрутите оба яйца на столе.
2. Яйцо, которое вращается быстрее и с равномерной скоростью, — варёное.
3. В подтверждение своих слов разбейте другое яйцо в миску.
4. Возьмите второе сырое яйцо и бумажную салфетку.
5. Попросите кого-то из зрителей сделать так, чтобы яйцо стояло на тупом конце. Никто не сможет так сделать, кроме вас, так как только вы знаете секрет.
6. Просто энергично потрясите яйцо вверх-вниз полминуты, после чего без проблем установите его на салфетку.

Почему яйца ведут себя по-разному?

У них, как и у любого другого предмета, есть центр масс. То есть разные участки предмета могут весить не одинаково, но есть точка, которая делит его массу на равные части. У варёного яйца из-за более равномерной плотности центр масс при вращении остаётся на одном и том же месте, а у сырого яйца оно смещается вместе с желтком, что затрудняет его движение. У сырого яйца, которое потрясли, желток опускается к тупому концу и центр масс оказывается там же, поэтому его можно поставить.

5. «Золотая» середина

Предложите детям найти середину палки без линейки, а просто на глаз. Оцените результат при помощи линейки и скажите, что он не совсем верный. Теперь проделайте это сами. Лучше всего подойдёт ручка от швабры.

• Поднимите палку до уровня талии.
• Уложите её на 2 указательных пальца, держа их на расстоянии 60 см.
• Сдвигайте пальцы ближе друг к другу и следите, чтобы палка не теряла равновесие.
• Когда ваши пальцы сойдутся и палка будет располагаться параллельно полу, вы дошли до цели.
• Положите палку на стол, держа палец на нужной отметке. Убедитесь при помощи линейки, что вы точно справились с заданием.

Расскажите ребёнку, что вы нашли не просто середину палки, а её центр масс. Если предмет симметричный, то он совпадёт с его серединой.

6. Невесомость в банке

Давайте заставим иголки зависнуть в воздухе. Для этого возьмём:

• 2 нити по 30 см;
• 2 иголки;
• прозрачный скотч;
• литровую банку и крышку;
• линейку;
• небольшой магнит.

Как провести опыт?

• Вденьте нитки в иголки и завяжите концы двумя узелками.
• Прикрепите узлы скотчем на дно банки, чтобы до её края оставалось около 2,5 см.
• Изнутри крышки приклейте скотч в виде петли, липкой стороной наружу.
• Положите крышку на стол и приклейте к петле магнит. Переверните банку и закрутите крышку. Иголки будут свисать и тянуться к магниту.
• Когда вы перевернёте банку крышкой вверх, иголки всё равно будут тянуться к магниту. Возможно, придётся удлинить нитки, если магнит не удерживает иголки в вертикальном положении.
• Теперь открутите крышку и положите её на стол. Вы готовы провести опыт перед зрителями. Как только вы закрутите крышку, иголки со дна банки устремятся вверх.

Расскажите ребёнку, что магнит притягивает железо, кобальт и никель, поэтому железные иголки подвержены его воздействию.

7. «+» и «-»: полезное притяжение

Ваш ребёнок наверняка замечал, как волосы магнитятся к некоторым тканям или расчёске. А вы рассказывали ему, что всему виной статическое электричество. Давайте проделаем опыт из этой же серии и покажем, к чему ещё может привести «дружба» отрицательных и положительных зарядов. Нам понадобятся:

• бумажное полотенце;
• 1 ч. л. соли и 1 ч. л. перца;
• ложка;
• воздушный шар;
• шерстяная вещь.

Этапы эксперимента:

• Положите на пол бумажное полотенце, высыпьте на него смесь соли и перца.
• Спросите у ребёнка: как же теперь отделить соль от перца?
• Надутый шарик потрите о шерстяную вещь.
• Поднесите его к соли и перцу.
• Соль останется на месте, а перец примагнитится к шарику.

Шарик после трения о шерсть приобретает отрицательный заряд, который притягивает к себе положительные ионы перца. Электроны соли не столь подвижны, поэтому они не реагируют на приближение шарика.

Опыты дома — это ценный жизненный опыт

Признайтесь, вам и самим было интересно наблюдать за происходящим, а ребёнку и подавно. Проделывая удивительные фокусы с самыми простыми веществами, вы научите малыша:

• доверять вам;
• видеть удивительное в обыденности;
• увлекательно познавать законы окружающего мира;
• развиваться разносторонне;
• учиться с интересом и желанием.

Мы ещё раз напоминаем вам, что развивать ребёнка — это просто и для этого не нужно иметь много денег и времени. До скорых встреч!

10 самых красивых экспериментов в истории физики

Десятки и сотни тысяч физических экспериментов было поставлено за тысячелетнюю историю науки. Непросто отобрать несколько «самых-самых», чтобы рассказать о них. Каков должен быть критерий отбора?

Четыре года назад в газете «The New York Times» была опубликована статья Роберта Криза и Стони Бука. В ней рассказывалось о результатах опроса, проведенного среди физиков. Каждый опрошенный должен был назвать десять самых красивых за всю историю физических экспериментов. На наш взгляд, критерий красоты ничем не уступает другим критериям. Поэтому мы расскажем об экспериментах, вошедших в первую десятку по результатам опроса Криза и Бука.

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 примерно 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.

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=G(mM/r2), оставалось определить значение гравитационной постоянной G. 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 допол¬нительные 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)х10-10 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 10-8см 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.

 

Физика над раковиной: магия водяного стакана

Вопреки законам гравитации? Пить воду вверх ногами? Должно быть, это магия… или наука!

Что вам нужно

• Стакан
• Вода
• Карточка для заметок
• Раковина

Что делать

1. Наполните стакан водой доверху.
   


2. Поместите карточку для заметок поверх стакана.


3. Быстро переверните стакан вверх дном над раковиной (на всякий случай, если эксперимент пойдет не так), удерживая карточку с заметками на месте, а затем осторожно отпустите карточку с заметками.
   

Что происходит?

В этом эксперименте задействовано несколько концепций. Первый связан с давлением, а второй — с поверхностным натяжением.

Диаграмма, показывающая, что положительные водородные концы молекулы воды притягиваются к отрицательным кислородным концам молекулы воды. Достопримечательность представлена ​​пунктирной линией.

Есть пара мест, где давление давит на карту. Сначала атмосферного давления или крошечные молекулы воздуха вокруг нас случайным образом сталкиваются с нижней частью карточки для заметок.Это давление удерживает карточку вверх, но почему вес воды не толкает карточку вниз? Разве веса воды недостаточно, чтобы преодолеть атмосферное давление, прижимающее карту? Так подумало бы большинство людей, но если вы посмотрите на верхнюю часть стакана с водой (ранее на дно), вы заметите небольшой карман с воздухом. На самом деле у воздуха не так много возможностей попасть в это пространство, поэтому мы создали небольшой карман с низким давлением (место, где на самом деле не так много молекул воздуха).Молекулы воздуха прижимаются к нижней части карточки для заметок, создавая область более высокого давления по сравнению с областью более низкого давления внутри воздушного кармана в стекле. Сила атмосферного давления удерживает карту вверх, а зона низкого давления в стекле не позволяет весу воды толкать карту вниз.

Это прекрасное объяснение того, почему это работает, но это еще не все. Второй концепцией в этом эксперименте является поверхностное натяжение и адгезия. Поверхностное натяжение создается тем, как молекулы воды ориентируются.Поскольку атом кислорода крадет электроны у атомов водорода в молекуле воды, молекулы воды становятся диполем , в данном случае молекулой, имеющей положительный конец и отрицательный конец. Если вы представите каждую молекулу воды в виде крошечного магнита, где одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются, вы увидите, что между каждой молекулой воды существует небольшая сила притяжения. Эта сила отвечает за поверхностное натяжение , где молекулы воды слипаются благодаря этой силе притяжения, создавая эластичный поверхностный слой.

Адгезия происходит потому, что молекулы воды, имеющие положительные и отрицательные концы, также притягиваются к другим материалам. В эксперименте, который вы провели, молекулы воды притягиваются к бумаге, прилипая к ней, продолжая сохранять поверхностное натяжение с другими молекулами воды. Это удерживает карточку для заметок на месте.

Таким образом, карточка для заметок не падает из-за разницы в давлении и не соскальзывает из-за поверхностного натяжения и прилипания.Так что это может выглядеть как магия, но на самом деле это наука.

Попробуй!

• Попробуйте нанести мыло на край стакана и повторить этот эксперимент. Убедитесь, что вы делаете это над раковиной. Что случается?
• Попробуйте поместить небольшой кусок сетчатой ​​сетки (например, от сетчатой ​​двери) между карточкой для заметок и стеклом. Что случается?

Поверхностное натяжение и температура замерзания

Эксперименты по поверхностному натяжению

Поверхностное натяжение — одно из важнейших свойств воды.

Это причина того, что вода собирается в капли, но также и то, почему стебли растений могут «пить воду», а клетки могут получать воду через мельчайшие кровеносные сосуды.

Вы можете провести несколько экспериментов с поверхностным натяжением, используя всего несколько предметов домашнего обихода.

Что вы делаете:

1. Начните с чашки воды и нескольких скрепок. Как вы думаете, скрепка будет плавать в воде? Бросьте один в чашку, чтобы узнать. Поскольку скрепка плотнее воды, она опустится на дно чашки.

Теперь узнайте, можете ли вы использовать поверхностное натяжение, чтобы поднять скрепку. Вместо того, чтобы бросать скрепку в чашку, аккуратно положите ее на поверхность воды.

(Это сложно — может помочь опустить в воду кусок бумажного полотенца размером чуть больше скрепки. Затем положить на него скрепку. Примерно через минуту бумажное полотенце утонет, а скрепка останется на плаву. над водой.)

2. Несмотря на то, что скрепка по-прежнему плотнее воды, сильное притяжение между молекулами воды на поверхности образует своего рода «кожу», поддерживающую скрепку.

3. Добавьте в воду каплю средства для мытья посуды. Это свяжется с молекулами воды, препятствуя поверхностному натяжению.

Скрепка утонет. Вы также можете попробовать плавать другие вещи поверх воды — перец хорошо плавает, пока вы не добавите средство для мытья посуды. Можете ли вы найти какие-либо другие легкие предметы, которые будут плавать?

Поверхностное натяжение создает «кожу» на поверхности воды, но это также то, что заставляет воду слипаться в капли.

Понаблюдайте, как эти капли слипаются, поэкспериментировав с водой и монеткой.Все, что вам нужно, это чашка воды, пенни и пипетка с лекарством.

Сначала сделайте прогноз: сколько капель воды, по вашему мнению, может поместиться на верхней поверхности монеты? Добавьте одну каплю. Увидев, сколько места это занимает, вы хотите переосмыслить свой первый прогноз?

Теперь продолжайте осторожно добавлять капли, пока вода не стечет с пенни. Попробуйте это три раза, каждый раз записывая количество капель, а затем найдите среднее количество капель, которое может поместиться.

Поверхностное натяжение — вот причина, по которой на монетку может поместиться так много воды.Молекулы воды притягиваются друг к другу, сближаясь, поэтому вода не проливается.

Проведите этот эксперимент с монетами разного размера. Предскажите, сколько капель вы можете уместить на четвертак по сравнению с копейкой.

Для последнего эксперимента с поверхностным натяжением начните с полного стакана воды. Предскажите, сколько пенни вы можете добавить в воду, чтобы стакан не переполнился. Аккуратно добавляйте монетки одну за другой. Из-за поверхностного натяжения вода поднимется над краем стакана, прежде чем прольется! Сравните свой первоначальный прогноз с количеством копеек, которое вы смогли добавить.

Точка замерзания

Вы когда-нибудь задумывались, почему зимой реки и озера замерзают, а океаны нет? В этом эксперименте мы увидим, что присутствие соли в океане снижает вероятность его замерзания.

Что вам нужно:

• Пакет для замораживания объемом 1 галлон
• Пакет для замораживания объемом 1 кварта
• Дробленый лед
• Соль
• Термометр

Что вы делаете:

1. Наполовину наполните галлоновый мешок для заморозки дробленым льдом.Добавьте одну чашку соли и запечатайте пакет. Наденьте перчатки и месите лед и соль, пока лед полностью не растает.

2. С помощью термометра запишите температуру смеси морской воды. Даже если лед растаял, температура должна быть ниже 32°F (0°C).

3. Теперь налейте около 30 мл воды в литровый пакет для заморозки. Запечатайте литровый пакет, а затем поместите его в смесь с морской водой в большом пакете. Запечатайте также большой пакет и оставьте его, пока вода внутри литрового пакета не замерзнет.

Как замерзла вода, окруженная только соленой водой?

Соль разорвала связи между молекулами воды во льду, заставив его растаять, но температура осталась ниже точки замерзания чистой воды.

Соль (и другие вещества, растворенные в воде) всегда снижает температуру замерзания.

Вот почему вода в океане редко замерзает.

---

Другие водные проекты:

Физические проекты — Физические эксперименты «Сделай сам»

Научные эксперименты — отличный способ познакомить детей, или детей в каждом из нас, с фундаментальными научными принципами.Вот несколько крутых проектов по физике, которые вы можете делать дома.

Для любого из этих экспериментов взрослый должен присматривать за детьми, всегда носить защитные очки, а при работе с огнем иметь под рукой огнетушитель.

Удивите своих друзей огнеупорным воздушным шаром

Для этого эксперимента вам понадобятся только воздушный шар и свеча. Наполните шар на три четверти водой и доверху накачайте его воздухом, насколько это возможно.Завяжи.

Зажгите свечу, затем медленно опустите на нее шарик. Смотри, шарик не лопнет!

Это связано с невероятной способностью воды поглощать тепло. Вода в воздушном шаре рассеивает тепло, выделяемое свечой, и не дает латексу воздушного шара нагреться настолько, чтобы он лопнул. Но когда вода в шарике больше не сможет поглощать тепло свечи, шарик лопнет, и вы, вероятно, немного промокнете.

Лавовая лампа

Возьмите на кухне бутылку растительного масла, пищевой краситель, немного соли и либо большой стакан, либо стеклянную банку.

Наполните стеклянный контейнер на 2/3 водой, а оставшуюся часть заполните растительным маслом. Добавьте немного пищевого красителя, затем медленно насыпьте в контейнер одну чайную ложку соли. Наблюдайте, как красивые цветные шарики масла мягко падают на дно контейнера.

Сначала масло будет оставаться наверху контейнера, потому что масло легче воды. Ключом к тому, чтобы масло упало на дно, является соль, она связывается с маслом, делая его тяжелее воды.Однако, как только соль растворится в воде, масло снова поднимется наверх контейнера. Отлично!

Вырасти немного кристаллов

Этот классический эксперимент занимает несколько дней, но оно того стоит.

Вам понадобится немного дистиллированной воды, соль или английская соль, кусок проволоки или ершик для труб и стеклянная емкость. Сначала нагрейте дистиллированную воду до температуры чуть ниже кипения. Заполните стеклянную емкость как минимум наполовину горячей водой. Добавьте в воду достаточное количество соли или соли Эпсома, чтобы получился насыщенный раствор (точка, когда соль больше не растворяется в воде), и хорошо перемешайте.

Сделайте петлю из проволоки или ершика для труб и опустите проволоку в смесь. Поставьте емкость в теплое место и подождите. Через несколько дней вы должны увидеть эффектные кристаллы, образующиеся на петле проволоки.

Этот эксперимент работает из-за изменения температуры воды и растворимости , способности соли растворяться. По мере охлаждения воды растворимость раствора уменьшается, и соль выпадает из раствора в осадок на проволоку, образуя кристаллы.

Сборка катапульты из палочек от эскимо

Чтобы построить эту мини-катапульту, вам понадобится не менее 10 больших палочек от эскимо, куча резинок, ножницы и зефир для пушечных ядер. Зефир вместо пушечных ядер? Как подло!

Сложите восемь палочек от эскимо и соедините их резинками на каждом конце. На двух оставшихся палочках ножницами сделайте небольшие надрезы с каждой стороны палочки. Сложите их вместе и используйте резинку, чтобы скрепить палочки вместе в надрезе.

Затем слегка раздвиньте две палочки и вставьте между ними связку из восьми палочек. Удерживайте новую катапульту одной рукой, а другой рукой поместите зефир на верхнюю палку. Потяните его назад и отпустите, чтобы стрелять!

Вы также можете привязать пластиковую ложку резинкой к верхней палке, чтобы сделать ведро для пушечных ядер. Стены замка рухнут!

Сделать призму

Простую призму можно сделать из дистиллированной воды и прозрачного желатина.Высыпьте пакет желатина в кастрюлю и добавьте только половину количества воды, указанного в инструкции на упаковке желатина.

Поставьте кастрюлю на плиту и, пока кастрюля нагревается, осторожно помешивайте желатин, чтобы он растворился. После того, как желатин растворится, поместите смесь в небольшую емкость и дайте ей остыть в течение 30 минут.

Нарежьте желатин на квадраты или призмы, которые представляют собой половину квадрата или прямоугольника, разрезанного по диагонали. Посветите фонариком на желатин, чтобы увидеть, как свет распадается на спектральных цветов .Вы также можете посветить лазерной указкой через желатин, чтобы увидеть изгиб света.

Создание водоворота

Вы можете сделать крутой водоворот, используя две пустые 2-литровые бутылки из-под газировки, металлическую шайбу с отверстием меньше горлышка бутылки и клейкую ленту. Наполните одну из 2-литровых бутылок водой на 2/3.

Поместите шайбу поверх наполненной бутылки, а пустую бутыль переверните вверх дном. Склейте две бутылки вместе и быстро переверните бутылки.Вы должны увидеть водяной вихрь (также известный как водоворот), когда вода из верхней бутылки перетекает в нижнюю.

Воронка образуется из-за того, что вода быстрее вращается вокруг краев бутылки, создавая отверстие в середине. Затем этот вакуум наполняется воздухом из нижней бутылки, а вода из верхней бутылки обтекает его.

Сборка картофельной батареи

Для этого эксперимента вам понадобится картофелина, оцинкованный гвоздь, кусок медного листа или медная монета, например копейка, два провода типа «крокодил» с зажимами на обоих концах и вольтметр.

Оцинкованные гвозди имеют цинковое покрытие, их можно приобрести в любом хозяйственном или хозяйственном магазине. Обязательно используйте свежий картофель, потому что эксперимент зависит от жидкости внутри картофеля.

Вставьте оцинкованный гвоздь в картофелину, следя за тем, чтобы он не прошел насквозь. Примерно в 2,5 см от гвоздя воткните монетку.

Подсоедините монету к красному проводу вольтметра с помощью одного из зажимов типа «крокодил». У большинства вольтметров есть красный и черный выводы, но если у вашего вольтметра есть желтый и черный выводы, подключите монетку к желтому проводу.

Подсоедините оцинкованный гвоздь к черному проводу вольтметра и убедитесь, что оба зажима типа «крокодил» надежно закреплены. Ваш вольтметр должен показать положительное значение. Если он показывает отрицательное значение, просто поменяйте местами отведения. Вы произвели электричество из картофеля!

Соберите воздушный шар на воздушной подушке

Вы можете сделать небольшой воздушный корабль, который сможет скользить по полу и столам, используя трение и третий закон движения Ньютона.Вам понадобится воздушный шар, крышка от литровой или двухлитровой пластиковой бутылки из-под газировки, CD или DVD, которые вы больше не используете, нож или ножницы для травления и клеевой пистолет.

Сначала сделайте насадку, используя травильный нож или ножницы, чтобы сделать отверстие в крышке бутылки шириной примерно с соломинку для питья. Нанесите клей на край крышки от бутылки и прикрепите ее к центру компакт-диска или DVD-диска. Подождите, пока клей высохнет, а затем проверьте, хорошо ли он приклеился к компакт-диску или DVD-диску, при необходимости повторно нанесите клей.

Надуйте воздушный шар и отщипните отверстие пальцами, затем оберните отверстие воздушного шара вокруг сопла вашего корабля на воздушной подушке. Поставьте катер на плоскую поверхность и смотрите, как он едет!

Яйцо в бутылке

Этот «старый, но добрый» эксперимент показывает взаимосвязь между атмосферным давлением и температурой. Вам понадобится пара вареных и очищенных яиц и стеклянная бутылка или банка с отверстием, которое несколько меньше диаметра вареных яиц.Вам также понадобится небольшой лист бумаги и источник огня, например, спичка или зажигалка. Родители должны помочь детям в этом.

Поместите стеклянный контейнер на стол и сложите бумагу в полоску, которая поместится внутри стеклянного контейнера. Подожгите один конец бумажной полоски и бросьте горящую бумагу в контейнер. Затем установите яйцо поверх отверстия стеклянного контейнера и подождите.

Как по волшебству, яйцо будет медленно всасываться в бутылку.Это происходит потому, что горящая бумага изменила давление воздуха внутри бутылки. Вскоре после того, как яйцо будет помещено на контейнер, огонь погаснет, а воздух внутри контейнера начнет остывать и сжиматься. Это снижает давление воздуха внутри контейнера, так что давление в контейнере ниже, чем давление воздуха снаружи контейнера. Поскольку воздух течет из системы высокого давления в систему низкого давления, более высокое внешнее давление толкает яйцо в бутылку.

Все эти эксперименты можно проводить дома с детьми, и они станут прекрасным введением в мир науки и техники.

Физика в стакане: эксперимент с нефтью и льдом

Сохраните эту идею на потом, чтобы не забыть ее использовать!

Наши любимые занятия — STEM и научные эксперименты для детей. Мои дети любят проводить научные эксперименты и заниматься STEM.

Наука — их любимый предмет в школе! Этим летом мы любили проводить научные эксперименты со льдом, и сегодня мы экспериментировали с маслом и льдом.

Мы действительно не знали, что произойдет с ледяной нефтью и водой, прежде чем мы начали этот научный эксперимент, который превратил его в настоящий научный эксперимент!

Моим детям понравилось, как масло и лед реагировали и смешивались, чтобы получить разные цвета.

В ходе этого эксперимента дети узнали все о плотности, смешении цветов и состояниях материи.

Если вы тоже хотите провести этот эксперимент, читайте дальше, чтобы узнать, как мы проводили наш эксперимент по нефти и воде!

Вы также захотите ознакомиться с окончательным списком летних занятий STEM и окончательным списком летних научных экспериментов.

Эксперимент со льдом и маслом

Сегодня научные эксперименты для детей важны как никогда. Сегодня наука и технологии составляют огромную часть нашего мира, и будущее будет еще более сфокусировано на науке и технологиях.

Дети, которые не погружаются в мир науки и исследований STEM с раннего возраста, останутся позади своих сверстников и могут столкнуться с трудностями при поиске работы в быстро меняющемся ландшафте будущей карьеры.

Научные эксперименты обычно просты, но они могут помочь пробудить в ребенке любовь к науке и открытиям, которая будет сопровождать их на протяжении всей жизни.

Простой научный эксперимент, который ребенок проводит сегодня, может пробудить в нем желание открыть что-то, что изменит мир в будущем.

Каждый день маленькие дети используют научные эксперименты для решения реальных проблем в области медицины и технологий, которые никогда раньше не обнаруживались.

И все эти научные открытия начинаются с прочного фундамента в науке и STEM.

Не пропустите: 31 творческое задание STEM для детей

Научный метод для детей

Каждый научный эксперимент содержит четыре элемента:

Вопрос

Дети должны начинать каждый научный эксперимент с вопроса, даже если этот вопрос просто «что произойдет?»

Гипотеза

Прежде чем приступить к любому эксперименту, дети должны записать то, что, по их мнению, произойдет.

Эксперимент

Здесь начинается самое интересное. Проверьте гипотезу, чтобы определить, полностью ли она отвечает на вопрос.

Запись и анализ

По завершении теста запишите, что произошло, и проанализируйте, почему.

Повторное тестирование

Попробуйте разные переменные и попробуйте новый тест, чтобы увидеть, подтверждается или опровергается первоначальный ответ.

Вам также может понравиться: Быстрые занятия STEM для детей

Гипотеза эксперимента с нефтью и водой

Проводя этот эксперимент, дети многому научились!

Когда мы заморозили масло, мы узнали, что масло не всегда полностью замерзает.

Для приготовления кубиков мы использовали оливковое масло, которое имеет более высокое содержание жира, поэтому оно с большей вероятностью затвердеет в морозильной камере.

Когда мы поместили кубики масла в воду, дети узнали о плотности жидкости, так как масло поднималось до самого верха стакана.

Затем, когда кубики масла растаяли, цвета соединились, образовав новый цвет!

Дети узнали, что масло и вода не смешиваются, потому что масло гидрофобно.

А во время процесса замораживания мы говорили о трех состояниях вещества: жидком, твердом и газообразном.

Примите участие в испытаниях STEM для детей!

Расширьте свои научные эксперименты с помощью бесплатных заданий для научных экспериментов, которые можно распечатать.

Это идеальный способ помочь детям пройти через научный процесс с каждым научным экспериментом, который они пытаются провести.

Научный эксперимент по смешиванию масла и воды Принадлежности

Этот пост содержит партнерские ссылки. Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности для получения более подробной информации.

The Mason Jar Scientist: 30 Jarring STEAM-проектовCrisco, чистое растительное масло, 48 унцийWilton Primary Candy Color Set12 Ball Mason Jar с крышкой — стандартная горловина — 16 унций от JardenArrow Лоток для льда на 60 кубиков (3 упаковки)

Организация проекта научной ярмарки нефти и воды

Следуйте инструкциям, чтобы узнать, как провести собственное исследование в области нефти и воды.

Это открытый научный эксперимент, в котором вы делаете свои собственные выводы.

Это идеальный открытый научный эксперимент для детей от дошкольного возраста до второго класса.

Чтобы получить больше удовольствия от научных экспериментов, попробуйте провести эксперимент с плотностью горячей и холодной воды, приготовьте неньютоновскую жидкость, сделайте пушистую слизь или научитесь делать масло!

Эксперимент со льдом и маслом Указания

Для этого задания вам понадобится пищевой краситель на масляной основе, который мне удалось найти только в Интернете.

Может подойти пищевой краситель

Candy, или вам может понадобиться краситель для свечей.

Покрасьте масло как минимум в два цвета, или вы можете покрасить его во все три основных цвета: красный, синий и желтый, чтобы получить полный спектр окрашивания.

Налейте масло в форму для льда и заморозьте. Чем качественнее масло, тем больше вероятность его замерзания.

Более жидкие масла превратятся в кашу, но масла более высокого качества должны образовывать твердые кубики.

Вам придется поэкспериментировать с этой частью, чтобы увидеть, что лучше всего подходит для вас.

Когда масло замерзнет, ​​удалите его из поддона.

Масло начнет быстро таять, так что следующую часть придется делать быстро.

Поместите кубики масла одного или двух цветов в банку и залейте водой.

Наблюдайте, как масло поднимается наверх и, плавясь, смешивает цвета, создавая новый цвет.

Спросите детей, почему, по их мнению, масло поднимается вверх и как они могут заставить масло перейти из жидкого состояния в газообразное.Как это будет работать с водой?

Дополнительные эксперименты по изучению льда

Ледяное увеличительное стекло

Научный эксперимент с горячим льдом

Научный эксперимент с горящим льдом

Эксперимент по определению плотности льда

Сохраните эту идею на потом, чтобы не забыть ее использовать!

экспериментов по поверхностному натяжению | Study.com

Посмотрите, что плавает, а что нет

Вода обладает уникальными свойствами. Проведите этот эксперимент, чтобы увидеть, будет ли бумага плавать или тонуть в воде.

Материалы

• Два прозрачных стекла
• Обычная вода
• Средство для мытья посуды
• Бумага
• Палочка или ложка для эскимо для перемешивания

Инструкции

1. Налейте одинаковое количество воды в два прозрачных стакана.

2. Налейте в один из стаканов унцию средства для мытья посуды.

3. Вырежьте два небольших листа бумаги (убедитесь, что они одного размера).

4.В каждый стакан положите по одному листу бумаги.

5. Что происходит?

Результаты

В стакане с простой водой бумага будет плавать. Это связано с уникальными свойствами воды, которые включают водородные связи. Вы можете узнать больше об этом из этого урока о свойствах воды. Бумага в стакане с средством для мытья посуды утонет, потому что некоторые вещества, такие как средство для мытья посуды, могут изменять поверхностное натяжение воды. Эти вещества являются поверхностно-активными веществами, что означает, что они могут снижать поверхностное натяжение в воде.

Масштабирующая палочка для эскимо

Возможно, вы знаете, что палочки для эскимо могут плавать в воде, но знаете ли вы, что они могут перемещаться и по воде? Используйте этот эксперимент, чтобы увидеть, как можно изменить поверхностное натяжение.

Материалы

• Широкая чаша или контейнер
• Обычная вода
• Средство для мытья посуды
• Палочка для эскимо

Инструкции

1. Наполните миску водой (не доверху, она не должна быть глубокой).

2. Поместите палочку от эскимо в миску с водой и наблюдайте, как она плавает.

3. Затем выньте палочку из воды и нанесите на конец палочки немного средства для мытья посуды.

4. Поместите его обратно в воду.

5. Что происходит?

Результаты

Ваша палочка для эскимо начнет двигаться по воде. В этом эксперименте средство для мытья посуды снова снижает поверхностное натяжение. Поскольку мы уменьшаем поверхностное натяжение вблизи одного конца палки, молекулы воды фактически перемещаются от низкого к высокому поверхностному натяжению, что заставляет палку двигаться.Узнайте больше о том, почему этот эксперимент работает, из урока Study.com о сплоченности воды.

Бутылка для разбрызгивания воды

Может ли вода оставаться в бутылке с отверстиями? Конечно может! Узнайте, как с помощью этого эксперимента.

Материалы

• Литровая бутылка из прозрачного пластика с крышкой
• Кнопка
• Вода
• Большой противень
• Полотенце

Инструкции

1.Полностью наполните бутылку простой водой и закрутите крышку.

2. С помощью канцелярской кнопки проткните линию крошечных отверстий вокруг бутылки примерно в дюйме от дна (будьте осторожны, чтобы не уколоться!).

3. После прокола держите бутылку только за крышку.

4. Осторожно вытрите небольшое количество воды, капавшей из крошечных отверстий.

5. Поставьте бутылку с водой на стол, желательно в большую кастрюлю.

6. Открутите колпачок.

7.Что случается?

Результаты

Когда в этом эксперименте вы откручиваете крышку, из отверстий брызжет вода. Поверхностное натяжение препятствует утечке воды из крошечных отверстий, но когда крышка отвинчена, воздух выталкивает воду вниз и разрушает поверхностное натяжение. Сила воздуха и силы тяжести, действующая на воду, заставляет ее выплескиваться из отверстий. Если вы хотите узнать больше о различных качествах воды, в том числе о поверхностном натяжении, посмотрите этот урок о свойствах воды.В конце пройдите тест, чтобы убедиться, что вы хорошо разбираетесь в воде.

Наполнить до краев

Сколько пенни могут вмещать разные жидкости? Посмотрите это в действии с экспериментом ниже.

Материалы

• Очки одинакового размера
• Обычная вода
• Пенни
• Другие жидкости, такие как масло или сок
• Бумага и карандаш

Инструкции

1.Возьмите маленькие стаканы и наполните их поровну жидкостями, которые вы выбрали для тестирования.

2. Наполните каждый стакан до краев, следя за тем, чтобы жидкость не стекала вниз.

3. Составьте диаграмму с каждой жидкостью.

4. Добавьте в диаграмму столбцы для прогнозов и фактического числа. Это должно выглядеть примерно так:

	Предсказание	Фактический номер
Вода
Сок
Масло

5.Предскажите, сколько пенни может вместить каждый стакан, не проливая его, и запишите это число на своей диаграмме.

6. Бросайте монетки в каждый стакан, пока жидкость не начнет выливаться, не забывая считать монетки.

7. Запишите реальное количество пенни в каждом стакане, прежде чем он перельется.

8. Сравните свои результаты.

Результаты

Поверхностное натяжение заставляет верхний слой жидкости держаться вместе, как забор из цепей.Вот почему жидкости не выливаются автоматически, когда вы добавляете монеты. Когда вы добавляете больше монет, поверхностное натяжение ослабевает. Сколько пенни потребуется, зависит от поверхностного натяжения жидкости. Готовы ли вы попробовать еще один эксперимент с монетами и поверхностным натяжением? Проверьте эти капли на уроке копейки, чтобы получить больше удовольствия!

Эксперимент Месяца | Университет Миллерсвилля

Более старые читатели могут распознать устройство ниже как источник воды для цыплят на свободном выгуле.Курица пьет из металлической миски, и когда уровень воды в миске становится низким, в бутылку с водой поднимается пузырь, и в тарелку вытекает больше воды. Эффект такой же, как у офисного диспенсера для бутилированной воды, но более заметен.

Справа поилка в разобранном виде, видна крышка, которая навинчивается на банку. Отверстия в крышке пропускают воду до тех пор, пока давление с обеих сторон отверстия не станет одинаковым. Пренебрегая поверхностным натяжением, это происходит при выполнении двух условий:

1. Уровень воды в металлической посуде достаточно высок, чтобы закрыть отверстия.
2. Давление воздуха внутри кувшина достаточно низкое, чтобы давление на дне водяного столба в кувшине равнялось атмосферному давлению (плюс небольшое дополнительное давление из-за уровня воды в блюде).

Доктор Куни видел демонстрацию Кортни Уиллис и др. на летнем собрании Американской ассоциации учителей физики 2005 года, которое превращает этот эффект в измерение атмосферного давления. Уиллис и др. использовал бутылку из-под газировки (стеклянные бутылки Sobe на 20 унций подходят лучше всего) и мячик для пинг-понга.Доктор Куни был вдохновлен провести эксперимент в нашей вводной физической лаборатории. Фотографии ниже были сделаны во время одного из лабораторных занятий доктора Куни.

Внизу слева мяч для пинг-понга обеспечивает герметичность, а атмосферное давление удерживает мяч на стекле, так что вода не вытекает. Ниже справа находится сложная часть.

Для начала бутылка заполнена примерно на 2/3. Мяч держится (пальцы сбоку) против стекла, а бутылка опрокидывается.Мяч свободно прижимают к стеклу, чтобы вода вытекала. Эта капающая вода собирается в химический стакан. В конце концов давление воздуха внутри бутылки падает до достаточно низкого значения, чтобы давление с обеих сторон шара было одинаковым, и руку можно было убрать.

Для определения атмосферного давления см. приведенную ниже диаграмму.

Начальный объем, Vo, измеряется следующим образом: наполните бутылку до краев, нажмите на шарик, чтобы выдавить немного воды, а затем налейте около 1/3 оставшейся воды в химический стакан.Определить объем вылитой воды либо мерным цилиндром, либо взвешиванием. Этот том — Vo.

Теперь поместите мячик для пинг-понга обратно в отверстие и проделайте сложную часть: дайте воде стечь мимо шарика в химический стакан. Этот небольшой «капельный объем» воды, который собирается в стакане, представляет собой разницу между V ₁ и Vo. Измерьте «капельный объем» и добавьте его к Vo, чтобы найти значение для V ₁ . (Конечный объем V ₁ не настолько больше, как следует из рисунка.)

Поскольку давление одинаково с обеих сторон шара,

P ₁ + rg D = P _{АТМОСФЕРНЫЙ} = Po

, где r — плотность воды, а g — напряженность гравитационного поля. (Помните, что Po также было атмосферным давлением.) Поскольку воздух почти идеальный газ,

P ₁ V ₁ =PoVo — хорошее приближение.

Настройка P ₁ = Po(Vo/V ₁ ) и вычисление атмосферного давления, Po,

, где в окончательном выражении используются измеренные величины Vo и объем капель,

Внимание: когда мяч удерживается на месте за счет атмосферного давления, атмосферное давление на мяч может быть больше, чем давление воды.Реакция мяча будет сжиматься до тех пор, пока «сила пружины» от сжатия не сделает результирующую силу на мяче равной нулю. Это произойдет, если вытечет слишком много воды (вы можете сделать это, покачивая или вращая мяч), и это даст Po меньше атмосферного давления.

Перевернутый стакан с водой Научный эксперимент

Вы когда-нибудь пробовали перевернуть стакан с водой вверх дном, не расплескав его? Это кажется невозможным! И дети, и взрослые будут поражены этим экспериментом, который, кажется, бросает вызов гравитации.

Имея всего несколько простых предметов домашнего обихода, вы можете провести этот простой и увлекательный научный эксперимент, в котором дети смогут увидеть действие давления воздуха в действии. Печатные инструкции, демонстрационное видео и понятное объяснение того, как это работает, включены ниже.

Полезный совет: обязательно проведите этот эксперимент над раковиной или большим контейнером, чтобы случайно не наделать БОЛЬШОЙ мокрой грязи!

ПЕРЕЙТИ К РАЗДЕЛУ:  Инструкции | Видеоурок | Как это работает

Необходимые материалы

• Стакан для питья
• Вода
• Толстый лист бумаги, достаточно длинный и широкий, чтобы закрыть всю горловину стакана.(Мы использовали кусок картона)
• Большой контейнер или раковина

Перевернутый стакан воды Инструкции по научному эксперименту

Шаг 1 – Начните с заполнения пустого стакана водой. Убедитесь, что вода полностью доходит до верха стакана. Если между водой и бумагой есть пространство, эксперимент не получится.

Шаг 2 – Аккуратно положите бумагу на верхнюю часть стакана.

Шаг 3 – Переместите стакан над емкостью или раковиной.

Шаг 4 – Аккуратно положите руку на бумагу, затем переверните стакан. Как вы думаете, что произойдет, если вы уберете руку? Запишите свою гипотезу (прогноз), а затем выполните следующие действия.

Шаг 5 – Уберите руку со дна и с изумлением наблюдайте, как бумага остается на стекле, а вода не выливается. Вы знаете, почему это происходит? Узнайте ответ в разделе «Как работает этот эксперимент» ниже.

Перевернутый стакан для воды Видео

Перевернутый стакан для воды Видео

Как работает эксперимент?

Этот эксперимент работает благодаря атмосферному давлению! Атмосферное давление — это вес столба воздуха, давящего на площадь. Пока мы этого не чувствуем, воздух тяжелый! Вес воздуха, давит на все объекты на Земле, равен общему весу трех автомобилей! Причина, по которой мы не чувствуем этого экстремального веса, заключается в том, что молекулы воздуха равномерно толкаются во всех направлениях — вверх, вниз, в стороны, по диагонали.В этом эксперименте воздух, выталкиваемый из-под бумаги, достаточно силен, чтобы преодолеть вес воды, давящей на бумагу. Из-за того, что давление воздуха давит на карту, карта останется на стекле, и вода не будет проливаться.

Учтите, что пока бумага останется на некоторое время, она пропитается и в конце концов упадет.

Больше научных развлечений

Если вам понравился этот эксперимент, то вам наверняка хватит и других крутых научных экспериментов, которые также подчеркивают силу воздуха.

Надеюсь, вам понравился эксперимент. Вот несколько инструкций для печати:

Эксперимент с перевернутым стаканом воды

Материалы

• Стакан для питья
• Вода
• Толстый лист бумаги, достаточно длинный и широкий, чтобы закрыть всю горловину стакана. (Мы использовали кусок картона)
• Большой контейнер или раковина

Инструкции

1. Начните с заполнения пустого стакана водой.Полезный совет: убедитесь, что вода полностью доходит до верха стакана. Если между водой и бумагой есть пространство, эксперимент не получится.
2. Аккуратно положите бумагу на верхнюю часть стакана.
3. Переместите стакан над емкостью или раковиной.
4. Аккуратно положите руку на бумагу, затем переверните стакан.