Опыты по механике в домашних условиях. Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика. Яйцо с солью

Уже скоро начнется зима, а вместе с ней и долгожданное время . А пока предлагаем вам занять ребенка не менее увлекательными опытами в домашних условиях, ведь чудес хочется не только на Новый год, но и каждый день.

В этой статье речь пойдет об опытах, наглядно демонстрирующих детям такие физические явления как: атмосферное давление, свойства газов, движение воздушных потоков и от разных предметов.

Эти вызовут у малыша удивление и восторг, а повторить их под вашим присмотром сможет даже четырехлетка.

Как наполнить бутылку водой без рук?

Нам понадобятся:

• миска с холодной и подкрашенной для наглядности водой;
• горячая вода;
• стеклянная бутылка.

В бутылку наливаем несколько раз горячую воду, чтобы она хорошо прогрелась. Пустую горячую бутылку переворачиваем горлышком вниз и опускаем в миску с холодной водой. Наблюдаем как вода из миски набирается в бутылку и вопреки закону сообщающихся сосудов – уровень воды в бутылке значительно выше чем в миске.

Почему так происходит? Изначально хорошо прогретая бутылка наполнена теплым воздухом. По мере остывания газ сжимается, заполняя все меньший объем. Таким образом, в бутылке образуется среда пониженного давления, куда направляется вода для восстановления равновесия, ведь на воду снаружи давит атмосферное давление. Цветная вода будет поступать в бутылку до тех пор, пока давление внутри стеклянного сосуда и вне его не выровняется.

Танцующая монетка

Для этого опыта нам понадобятся:

• стеклянная бутылка с узким горлышком, которое может полностью перекрыть монета;
• монета;
• вода;
• морозильная камера.

Пустую открытую стеклянную бутылку оставляем в морозильной камере (или зимой на улице) на 1 час. Достаем бутылку, монетку смачиваем водой и кладем на горлышко бутылки. Через несколько секунд монетка начнет подскакивать на горлышке и издавать характерные щелчки.

Такое поведение монетки объясняется способностью газов расширяться при нагревании. Воздух – это смесь газов, а когда мы достали бутылку из холодильника она была наполнена холодным воздухом. При комнатной температуре газ внутри стал нагреваться и увеличиваться в объеме, при этом монетка закрывала ему выход. Вот теплый воздух и стал выталкивать монетку, а та в свое время стала подпрыгивать на бутылке и щелкать.

Важно чтобы монета была мокрой и плотно прилегала к горлышку, иначе фокуса не получится и теплый воздух будет беспрепятственно покидать бутылку без подбрасывания монетки.

Стакан – непроливайка

Предложите ребенку перевернуть наполненный водой стакан так, чтобы вода из него не вылилась. Наверняка малыш откажется от такой аферы или при первой же попытке выльет воду в таз. Научите его следующему фокусу. Нам понадобятся:

• стакан с водой;
• кусочек картона;
• таз/раковина для подстраховки.

Накрываем стакан с водой картоном, и придерживая последний рукой — переворачиваем стакан, после чего руку убираем. Этот опыт лучше проводить над тазом/раковиной, т.к. если стакан держать перевернутым долго — картон в конце концов промокнет и вода прольется. Бумагу вместо картона лучше не использовать по той же причине.

Обсудите с ребенком: почему картон препятствует вытеканию воды из стакана, ведь он не приклеен к стакану, да и почему картон тут же не падает под действием силы тяжести?

Хотите играть с ребенком легко и с удовольствием?

В момент намокания – молекулы картоны взаимодействуют с молекулами воды, притягиваясь друг к другу. С этого момента вода и картон взаимодействуют как одно целое. Кроме того, намокший картон препятствует попаданию воздуха в стакан, что не дает измениться давлению внутри стакана.

При этом на картон давит не только вода из стакана, но и воздух снаружи, который формирует силу атмосферного давления. Именно атмосферное давление прижимает картон к стакану, образуя своеобразную крышку, и не дает воде выливаться.

Опыт с феном и полоской бумаги

Продолжаем удивлять ребенка. Сооружаем конструкцию из книжек и крепим к ним сверху полоску бумаги (мы это делали с помощью скотча). Бумага свисает с книг, как показано на фото. Ширину и длину полоски выбираете, ориентируясь на мощность фена (мы брали 4 на 25 см).

Теперь включаем фен и направляем струю воздуха параллельно лежащей бумаги. Не смотря на то, что воздух дует не на бумагу, а рядом с ней – полоска поднимается со стола и развивается как на ветру.

Почему так происходит и что заставляет полоску двигаться? Изначально на полоску действует сила тяжести и давит атмосферное давление. Фен создает сильный поток воздуха вдоль бумаги. В этом месте образуется зона пониженного давления в сторону которого и отклоняется бумага.

Задуем свечу?

Начинаем учить малыша дуть мы еще до годика, готовя его к первому дню рождения. Когда ребенок подрос и в полной мере освоил этот навык – предложите ему через воронку. В первом случае располагая воронку таким образом, чтобы ее центр соответствовал уровню пламени. А во второй раз, чтобы пламя находилась вдоль края воронки.

Наверняка ребенок удивится, что все его старания в первом случае не дадут должного результата в виде погасшей свечи. При этом во втором случае – эффект будет моментальным.

Почему? Когда воздух попадает в воронку — он равномерно распределяется вдоль ее стенок, поэтому максимальная скорость потока наблюдается у края воронки. А в центре скорость воздуха маленькая, что не дает свече погаснуть.

Тень от свечи и от огня

Нам понадобятся:

• свеча;
• фонарик.

Зажигаем сечу и расположив ее у стены или другого экрана подсветим фонариком. На стене появится тень от самой свечи, а вот от огня тени не будет. Спросите ребенка, почему так получилось?

Все дело в том, что огонь сам по себе является источником света и пропускает через себя другие световые лучи. А так как тень появляется при боковом освещении предмета, не пропускающего лучи света, то огонь не может давать тень. Но не все так просто. В зависимости от сгораемого вещества – огонь может наполняться различными примесями, сажей и т.п. В этом случае можно увидеть размытую тень, которую как раз и дают эти включения.

Понравилась подборка опытов для проведения в домашних условиях? Поделитесь с друзьями, нажав на кнопочки социальных сетей, чтобы и другие мамы порадовали своих малышей интересными экспериментами!

На школьных уроках физики учителя всегда говорят, что физические явления повсюду в нашей жизни. Только мы частенько об этом забываем. Меж тем, удивительное рядом! Не думайте, что для организации физических опытов на дому вам потребуется что-то сверхъестественное. И вот вам несколько доказательств;)

Магнитный карандаш

Что необходимо приготовить?

• Батарейку.
• Толстый карандаш.
• Медную изолированную проволоку диаметром 0,2–0,3 мм и длиной несколько метров (чем больше, тем лучше).
• Скотч.

Проведение опыта

Намотайте проволоку вплотную виток к витку на карандаш, не доходя до его краев по 1 см. Кончился один ряд - наматывайте другой сверху в обратную сторону. И так, пока не закончится вся проволока. Не забудьте оставить свободными два конца проволоки по 8–10 см. Чтобы витки после намотки не разматывались, закрепите их скотчем. Зачистите свободные концы проволоки и подсоедините их к контактам батарейки.

Что произошло?

Получился магнит! Попробуйте поднести к нему маленькие железные предметы - скрепку, шпильку. Притягиваются!

Повелитель воды

Что необходимо приготовить?

• Палочку из оргстекла (например, ученическую линейку или обычную пластмассовую расчёску).
• Сухую тряпочку из шёлка или шерсти (например, шерстяной свитер).

Проведение опыта

Откройте кран, чтобы текла тонкая струйка воды. Сильно потрите палочку или расчёску о приготовленную тряпочку. Быстро приблизьте палочку к струйке воды, не касаясь её.

Что произойдёт?

Струя воды изогнётся дугой, притягиваясь к палочке. Попробуйте то же самое сделать с двумя палочками и посмотрите, что получится.

Волчок

Что необходимо приготовить?

• Бумагу, иголку и ластик.
• Палочку и сухую шерстяную тряпочку из предыдущего опыта.

Проведение опыта

Управлять можно не только водой! Вырежьте полоску бумаги шириной 1–2 см и длиной 10–15 см, изогните по краям и посередине, как показано на рисунке. Воткните иголку острым концом в ластик. Уравновесьте заготовку-волчок на иголке. Подготовьте «волшебную палочку», потрите её о сухую тряпочку и поднесите к одному из концов бумажной полоски сбоку или сверху, не касаясь её.

Что произойдёт?

Полоска станет раскачиваться вверх-вниз, как качели, или будет крутиться, как карусель. А если вы сможете вырезать из тонкой бумаги бабочку, то опыт будет ещё интереснее.

Лед и пламя

(опыт проводится в солнечный день)

Что необходимо приготовить?

• Небольшую чашку с круглым дном.
• Кусочек сухой бумажки.

Проведение опыта

Налейте в чашку воды и поставьте в морозилку. Когда вода превратится в лёд, выньте чашку и поставьте в ёмкость с горячей водой. Через некоторое время лёд отделится от чашки. Теперь выйдите на балкон, положите кусочек бумажки на каменный пол балкона. Куском льда сфокусируйте солнце на бумажке.

Что произойдёт?

Бумага должна обуглиться, ведь в руках уже не просто лед… Вы догадались, что сделали лупу?

Неправильное зеркало

Что необходимо приготовить?

• Прозрачную банку с плотно закрывающейся крышкой.
• Зеркало.

Проведение опыта

Налейте в банку воды с излишком и закройте крышкой, чтобы внутрь не попали пузыри воздуха. Приставьте банку к зеркалу крышкой вверх. Теперь можно смотреться в «зеркало».

Приблизьте лицо и посмотрите внутрь. Там будет уменьшенное изображение. Теперь начинайте наклонять банку в сторону, не отрывая от зеркала.

Что произойдёт?

Отражение вашей головы в банке, само собой, будет тоже наклоняться, пока не окажется перевёрнутым вниз, при этом ног так и не будет видно. Поднимите банку, и отражение вновь перевернётся.

Коктейль с пузырьками

Что необходимо приготовить?

• Стакан с крепким раствором поваренной соли.
• Батарейку от карманного фонарика.
• Два кусочка медной проволоки длиной примерно по 10 см.
• Мелкую наждачную бумагу.

Проведение опыта

Зачистите концы проволоки мелкой наждачной шкуркой. Подсоедините к каждому полюсу батарейки по одному концу проволочек. Свободные концы проволочек опустите в стакан с раствором.

Что произошло?

Вблизи опущенных концов проволоки будут подниматься пузырьки.

Батарейка из лимона

Что необходимо приготовить?

• Лимон, тщательно вымытый и насухо вытертый.
• Два кусочка медной изолированной проволоки примерно 0,2–0,5 мм толщиной и длиной 10 см.
• Стальную скрепку для бумаги.
• Лампочку от карманного фонарика.

Проведение опыта

Зачистите противоположные концы обеих проволок на расстоянии 2–3 см. Вставьте в лимон скрепку, прикрутите к ней конец одной из проволочек. Воткните в лимон в 1–1,5 см от скрепки конец второй проволочки. Для этого сначала проткните лимон в этом месте иголкой. Возьмите два свободных конца проволочек и приложи к контактам лампочки.

Что произойдёт?

Лампочка загорится!

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.

Физика окружает нас абсолютно везде и повсюду: в быту, на улице, в дороге… Иногда родителям стоит обращать внимание их детей на некоторые интересные, ими еще непознанные моменты. Раннее знакомство с этим школьным предметом позволит какому-то ребенку преодолеть страх, а какому-то всерьез заинтересоваться этой наукой и, возможно, для кого-то это станет судьбой.

С некоторыми простыми экспериментами, которые можно сделать дома, мы и предлагаем сегодня познакомиться.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Посмотреть, влияет ли форма предмета на его прочность.
МАТЕРИАЛЫ: три листа бумаги, скотч, книги (весом до полукилограмма), помощник.

ПРОЦЕСС:

Сложите листки бумаги а три разные формы: Форма А — сложите листок втрое и склейте концы, Форма Б — сложите листок вчетверо и склейте концы, Форма В — скатайте бумагу в форме цилиндра и склейте концы.

Поставьте все сделанные вами фигуры на стол.

Вместе с помощником одновременно и по одной кладите на них книги и посмотрите, когда сооружения обвалятся.

Запомните, какое количество книг может выдержать каждая фигура.

ИТОГИ: Цилиндр выдерживает самое большое число книг.
ПОЧЕМУ? Гравитация (притяжение к центру Земли) тянет книги вниз, а бумажные опоры не пускают. Если земное притяжение будет больше силы сопротивления опоры, вес книги раздавит ее. Открытый бумажный цилиндр оказался самой прочной из всех фигур, потому что вес книг, которые на нем лежали, равномерно распределился по его стенкам.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Зарядить предмет статическим электричеством.
МАТЕРИАЛЫ: ножницы, салфетка, линейка, расческа.

ПРОЦЕСС:

Отмерьте и отрежьте от салфетки полоску бумаги (7см х 25 см).

Нарежьте на бумаге длинные тонкие полоски, ОСТАВЛЯЯ край нетронутым (по рисунку).

Быстро расчешитесь. Ваши волосы должны быть чистыми и сухими. Приблизьте расческу к бумажным полоскам, но не касайтесь их.

ИТОГИ: Бумажные полоски тянутся к расческе.
ПОЧЕМУ? "Статическое» — значит неподвижное. Статическое электричество — это собравшиеся вместе отрицательные частицы под названием электроны. Вещество состоит из атомов, где вокруг положительного центра — ядра — вращают электроны. Когда мы причесываемся, электроны как бы стираются с волос и попа¬дают на расческу. Та половина расчески, которая коснулась ваших волос, получил! отрицательный заряд. Бумажная полоска состоит из атомов. Мы подносим к ним расческу, в результате чего положительная часть атомов притягивается к расческе. Этого притяжения между положительными и отрицательными частицами достаток но, чтобы поднять бумажные полоски вверх.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Найти положение центра тяжести.
МАТЕРИАЛЫ: пластилин, две металлические вилки, зубочистка, высокий стакан или банка с широким горлом.

ПРОЦЕСС:

Скатайте из пластилина шарик диаметром около 4 см.

Воткните в шарик вилку.

Вторую вилку воткните в шарик под углом в 45 градусов по отношению к первой вилке.

Воткните зубочистку в шарик между вилками.

Зубочистку поместите концом на край стакана и двигайте к центру стакана, пока не наступит равновесие.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если равновесия достичь не удается, уменьшите угол между ними.
ИТОГИ: При определенном положении зубочистки вилки уравновешиваются.
ПОЧЕМУ? Поскольку вилки расположены под углом друг к другу, то их вес как бы сосредоточен в определенной точке палочки, находящейся между ними. Эта точка называется центром тяжести.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Сравнить скорость звука в твердых телах и в воздухе.
МАТЕРИАЛЫ: пластмассовый стакан, резинка в форме колечка.

ПРОЦЕСС:

Наденьте резиновое колечко на стакан, как показано на рисунке.

Приложите стакан дном к уху.

Побренчите натянутой резинкой как струной.

ИТОГИ: Слышен громкий звук.
ПОЧЕМУ? Предмет звучит, когда он колеблется. Совершая колебания, он ударяет по воздуху или по другому предмету, если тот находится рядом. Колебания начинают распространяться по заполняющему все вокруг воздуху, их энергия воздействует на уши, и мы слышим звук. Колебания гораздо медленнее распространяются через воздух — газ, — чем через твердые или жидкие тела. Колебания резинки передаются и воздуху и корпусу стакана, но звук слышен громче, когда он приходит в ухо непосредственно от стенок стакана.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, сказывается ли температура на прыгучести резинового шарика.
МАТЕРИАЛЫ: теннисный мяч, метровая рейка, морозильник.

ПРОЦЕСС:

Поставьте рейку вертикально и, удерживая ее одной рукой, положите другой рукой мячик на ее верхний конец.

Отпустите мячик и посмотрите, как высоко он подпрыгнет, ударившись об пол. Повторите это три раза и прикиньте среднюю высоту прыжка.

На полчаса поместите мячик в морозильник.

Снова измерьте высоту прыжка, отпуская мячик с верхнего конца рейки.

ИТОГИ: После морозилки мяч подпрыгивает не так высоко.
ПОЧЕМУ? Резина состоит из мириада молекул в форме цепочек. В тепле эти цепочки легко сдвигаются и отодвигаются одна от другой, и благодаря этому резина становится эластичной. При охлаждении эти цепочки становятся жесткими. Когда цепочки эластичны, мячик хорошо скачет. Играя в теннис в холодную погоду, нужно учитывать, что мячик не будет таким прыгучим.

_________________________

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Посмотреть, каким предстает изображение в зеркале.
МАТЕРИАЛЫ: зеркальце, 4 книги, карандаш, бумага.

ПРОЦЕСС:

Сложите книги стопкой и прислоните к ней зеркальце.

Положите лист бумаги под край зеркальца.

Положите левую руку перед листом бумаги, а на руку — подбородок, чтобы смотреть в зеркало, но не видеть лист, на котором вам предстоит писать.

Смотря только в зеркальце, но не на бумагу, напишите на ней свое имя.

Посмотрите, что вы написали.

ИТОГИ: Большинство, а может быть даже все буквы оказались перевернутыми.
ПОЧЕМУ? Потому что вы писали, глядя в зеркало, где они выглядели обычным образом, но на бумаге они перевернуты. Перевернутыми окажутся большинство букв, а правильно написанными будут лишь симметричные буквы (Н, О, Е, В). Они выглядят одинаково и в зеркале, и на бумаге, хотя изображение в зеркале перевернуто.