実験は最も有益な学習方法の 1 つです。 彼のおかげで、研究対象の現象やシステムに関する多様かつ広範なタイトルを入手することができます。 物理研究において基本的な役割を果たす実験です。 美しい物理実験は後世の記憶に長く残り、大衆への物理思想の普及にも貢献しました。 ロバート・クリースとストーニー・ブックによる調査から、物理学者自身が発表した最も興味深い物理実験を紹介しましょう。
1. キレネのエラトステネスの実験
この実験は、現在までで最も古い実験の 1 つであると当然考えられています。 紀元前3世紀。 アレクサンドリア図書館の司書、キレネのエラストテネス 興味深い方法で地球の半径を測りました。 シエナの夏至の日、太陽は天頂にあり、その結果、物体の影はありませんでした。 アレクサンドリアでは5000スタディア北、同時に太陽は天頂から7度ずれた。 ここで図書館員は、地球の円周は4万km、半径は6300kmであるという情報を受け取りました。 エラストフェンが得た数値は今日よりもわずか 5% 少ないもので、これは彼が使用した古代の測定器としては驚くべきことです。
2. ガリレオ・ガリレイと彼の最初の実験
17 世紀には、アリストテレスの理論が支配的であり、疑問の余地がありませんでした。 この理論によれば、物体の落下速度はその重量に直接依存します。 例としては羽根と石がありました。 空気抵抗を考慮していないため、理論は間違っていました。
ガリレオ・ガリレイはこの理論に疑問を抱き、個人的に一連の実験を行うことにしました。 彼は大きな砲弾を手に取り、軽いマスケット銃の弾と組み合わせてピサの斜塔から発射しました。 それらの近くにある流線形の形状を考えると、空気抵抗は簡単に無視でき、もちろん、両方の物体は同時に着陸し、アリストテレスの理論を否定しました。 偉大な科学者になった気分になるためには、個人的にピサに行って、塔と見た目が似ていて重さが異なるものを投げる必要があると信じています。
3. ガリレオ・ガリレイの二度目の実験
アリストテレスの 2 番目の声明は、力の影響下にある物体は一定の速度で移動するというものでした。 ガリレオは金属球を発射した 傾斜面そして一定時間内に移動した距離を記録しました。 その後、時間を2倍に伸ばしましたが、この間にボールの飛距離は4倍になりました。 したがって、依存性は線形ではありません。つまり、速度は一定ではありません。 このことから、ガリレオは運動は力の影響下で加速されると結論付けました。
これら 2 つの実験は、古典力学の作成の基礎として機能しました。
4. ヘンリー・キャベンディッシュの実験
ニュートンは、重力定数を含む万有引力の法則の定式化の所有者です。 当然のことながら、それを見つけるという問題が発生しました 数値。 しかし、そのためには物体間の相互作用の力を測定する必要があります。 しかし問題は、重力が非常に弱いため、巨大な質量を使用するか、小さな距離を使用する必要があることです。
ジョン・ミシェルは、1798 年にかなり興味深い実験を思いつき、キャベンディッシュが実施することができました。 として 測定器ねじりスケールがありました。 細いロープ上のボールがロッカーアームに取り付けられていました。 ボールには鏡が取り付けられていました。 次に、非常に大きくて重いものを小さなボールに運び、光点に沿った変位を記録しました。 一連の実験の結果、重力定数の値と地球の質量が決定されました。
5. ジャン・ベルナール・レオン・フーコーの実験
1851 年にパリのパンテオンに設置された巨大な (67 m) 振り子のおかげで、フーコーは地球がその軸の周りを回転するという事実を実験的に証明しました。 振り子の回転面は星に対して変化しませんが、観測者は惑星とともに回転します。 このように、振り子の回転面が徐々に横に移動する様子がわかります。 これは、記事で書いたものとは異なり、かなりシンプルで安全な実験です。
6. アイザック・ニュートンの実験
そして再びアリストテレスの発言が検証されました。 という意見がありました さまざまな色光と闇がさまざまな割合で混合されています。 暗くなるほど色は紫に近づき、その逆も同様です。
人々は長い間、大きな単結晶が光を色に分割することに気づいていました。 プリズムを使った一連の実験は、チェコの博物学者マルシア・イングリッシュ・ハリオットによって行われた。 ニュートンは 1672 年に新しいシリーズを開始しました。
ニュートンは暗い部屋で、厚いカーテンの小さな穴に細い光線を通し、物理実験を行いました。 この光はプリズムに当たり、スクリーン上で虹色に分かれました。 この現象は分散と呼ばれ、後に理論的に実証されました。
しかし、ニュートンは光と色の性質に興味を持っていたため、さらに前進しました。 彼は 2 つのプリズムを連続して光線を通過させました。 これらの実験に基づいて、ニュートンは、色は光と闇の組み合わせではなく、もちろん物体の属性ではないと結論付けました。 白色光は、分散によって見えるすべての色で構成されています。
7. トーマス・ヤングの実験
19 世紀までは、光の粒子理論が主流でした。 光は物質と同様に粒子で構成されていると信じられていました。 英国の医師であり物理学者であるトーマス・ヤングは、この主張を検証するために 1801 年に実験を実施しました。 光に波動理論があると仮定すると、2つの石を水上に投げたときと同じ相互作用する波が観察されるはずです。
石を模倣するために、ユングは 2 つの穴とその背後に光源のある不透明なスクリーンを使用しました。 光が穴を通過し、スクリーン上に明暗の縞模様が形成されました。 波が互いに強め合うところでは明るい縞が形成され、波が打ち消し合うところでは暗い縞が形成されます。
8. クラウス・ヨンソンと彼の実験
1961 年、ドイツの物理学者クラウス ヨンソンは、素粒子には粒子波の性質があることを証明しました。 この目的のために、彼はヤングの実験と同様の実験を行いましたが、光線を電子ビームに置き換えただけです。 その結果、干渉縞を得ることができました。
9. ロバート・ミリカンの実験
19 世紀の初めであっても、すべての物体は電荷を持っており、その電荷は離散的であり、分割できない素電荷によって決定されるという考えが生まれました。 その時までに、これと同じ電荷のキャリアとしての電子の概念が導入されていましたが、この粒子を実験的に検出してその電荷を計算することはできませんでした。
アメリカの物理学者ロバート・ミリカンは、実験物理学における恵みの理想的な例を開発することに成功しました。 彼は、コンデンサのプレート間に帯電した水滴を隔離しました。 次に、X 線を使用して、同じプレート間の空気をイオン化し、液滴の電荷を変化させました。
1. 平面のある円柱。
分子間の引力は、分子自体のサイズに匹敵する距離で、分子が互いに非常に近い場合にのみ顕著になります。 2 つのリード シリンダーは、滑らかで新たに切断された表面でぴったりと押し付けられると互いにロックされます。 この場合、クラッチは非常に強力であるため、重い負荷がかかってもシリンダーが互いに切り離されることはありません。
2. アルキメデス力の定義。
1. 小さなバケツと円筒体がバネから吊り下げられています。 矢印の位置に応じたバネの伸びを三脚にマークで示します。 空中にある体の重さを表します。
2. 本体を上げた後、その下に鋳造管の高さまで水を満たした鋳造容器を置きます。 その後、体全体が水に浸かります。 その中で 体の体積と同じ体積の液体の一部が注ぎ出されます。注ぐ容器からグラスに注ぎます。 バネの針が上昇し、バネが収縮し、水中での体重の減少を示します。 この場合、重力に加えて、物体を液体から押し出す力も作用します。
3. グラスからバケツに水（つまり、本体によって押しのけられた水）を注ぐと、バネ指針は元の位置に戻ります。
この経験に基づいて、次のように結論付けることができます。 液体に完全に浸された物体を押し出す力は、その物体の体積中の液体の重量に等しい。
3. 段ボールに円弧状の磁石を当ててみましょう。 磁石には引き寄せられません。 次に、ダンボールを小さな鉄の物体の上に置き、再び磁石を持ってきます。 段ボールのシートが上昇し、小さな鉄の物体が続きます。 これは、磁石と小さな鉄の物体の間に磁場が形成され、この磁場の影響で段ボールにも作用し、段ボールが磁石に引き寄せられるために起こります。
4. 円弧状の磁石をテーブルの端に置きます。 細い針と糸を磁石の極の 1 つに置きます。 次に、針が磁極から外れるまで、針を糸で慎重に引っ張ります。 針が空中にぶら下がっています。 これは、磁場の中では針が磁化され、磁石に引き寄せられるために起こります。
5. 電流によるコイルに対する磁場の影響。
磁界は、この磁界内にある電流が流れる導体に何らかの力で作用します。
電流源に接続されたフレキシブル ワイヤにコイルが吊り下げられています。 コイルは円弧状の磁石の極の間に配置されます。 磁場の中にあります。 それらの間には相互作用はありません。 電気回路が閉じると、コイルが動き始めます。 コイルの移動方向は、コイル内の電流の方向と磁極の位置によって異なります。 この場合、電流は時計回りに流れ、コイルが引き寄せられます。 電流の向きが逆に変わるとコイルは反発します。
同様に、磁極の位置が変化すると (つまり、磁力線の方向が変化すると)、コイルの移動方向が変わります。
磁石を外すと閉回路時にコイルは動きません。
これは、電流が流れるコイルに磁場から特定の力が作用し、コイルが元の位置から偏向されることを意味します。
したがって、 導体中の電流の方向、磁力線の方向、導体に作用する力の方向は相互に関連しています。
6. レンツの法則を実証するための装置。
それがどのように指示されているかを見てみましょう 誘導電流。 これを行うには、端にアルミニウムのリングが付いた細いアルミニウム板のデバイスを使用します。 1 つのリングはソリッドで、もう 1 つはカットされています。 リング付きプレートはスタンド上に置かれ、垂直軸の周りを自由に回転できます。
円弧状の磁石を切り込みのあるリングに挿入してみましょう。リングは所定の位置に残ります。 磁石を固体のリングに導入すると、プレート全体が回転しながら、磁石は反発して磁石から遠ざかります。 磁石をリングの方向に向けても、結果はまったく同じになります。 北極、そして南。
観察された現象を説明しましょう。
磁場が不均一である磁石のいずれかの極のリングに近づくと、リングを通過する磁束が増加します。 この場合、固体のリングでは誘導電流が発生しますが、切れのあるリングでは電流が流れません。
固体リング内の電流は空間に磁場を生成します。 リングは磁石の特性を獲得します。近づいてくる磁石と相互作用すると、リングは磁石から反発されます。 このことから、リングと磁石は同じ極で向かい合っており、それらの場の磁気誘導ベクトルは反対方向を向いていることがわかります。 リングの磁場誘導ベクトルの方向がわかれば、次の規則を使用できます。 右手リング内の誘導電流の方向を決定します。 近づく磁石から遠ざかることで、リングはそれを通過する外部磁束の増加に対抗します。
次に、リングを通る外部磁束が減少すると何が起こるかを見てみましょう。 これを行うには、リングを手で持ち、そこに磁石を挿入します。 次に、リングを放して、磁石を取り外し始めます。 この場合、リングは磁石に従い、磁石に引き寄せられます。 これは、リングと磁石が反対の極で向かい合っており、それらの場の磁気誘導ベクトルが同じ方向を向いていることを意味します。 したがって、電流の磁場は、リングを通過する外部磁束の減少に対抗します。
検討された実験の結果に基づいて、レンツの法則が定式化されました。 閉回路内で発生する誘導電流。 磁場この電流を引き起こした外部磁束の変化を打ち消します。
7. リング付きボール。
すべての物体が隙間のある小さな粒子で構成されているという事実は、加熱および冷却したときのボールの体積の変化による次の実験によって判断できます。
加熱されていない状態でリングを通過する鋼球を考えてみましょう。 ボールが加熱されると、膨張してリングを通過できなくなります。 しばらくすると、ボールは冷えて体積が減少し、ボールから加熱されたリングは膨張し、ボールは再びリングを通過します。 これは、すべての物質が個々の粒子で構成されており、それらの間に空間があるために起こります。 粒子が互いに離れると、物体の体積が増加します。 粒子が近づくと物体の体積は減少します。
8. 軽い圧力。
光は、空気が送り出された容器内にある光の翼に向けられます。 翼が動き始めます。 光圧力が発生する理由は、光子には運動量があるためです。 翼に吸収されると、その衝動が翼に伝わります。 運動量保存則によれば、翼の運動量は吸収された光子の運動量と等しくなる。 したがって、静止していた翼が動き始めます。 ニュートンの第 2 法則によれば、翼の運動量の変化は翼に力が作用していることを意味します。
9. 音源。 音の振動。
音の発生源は振動する物体です。 しかし、すべての振動体が音の発生源であるわけではありません。 糸に吊るされたボールは、振動が 16 Hz 未満の周波数で発生するため、ボールが振動する音を発しません。 ハンマーで音叉を叩くと音叉が鳴ります。 これは、その振動が 16 Hz ～ 20 kHz の可聴周波数範囲にあることを意味します。 糸に吊るされたボールを、音が鳴る音叉に持って行きましょう。ボールは音叉で跳ね返り、枝の振動を示します。
10.電気泳動装置。
電気泳動装置は、機械エネルギーが電気エネルギーに変換される電流源です。
11. 慣性を実証するための装置。
この装置を使用すると、生徒は力の衝撃の概念を理解し、作用する力とその作用の時間に対するその依存性を示すことができます。
穴のあるスタンドの端にプレートを置き、プレートの上にボールを置きます。 ボールを乗せたプレートをスタンドの端からゆっくりと動かし、ボールとプレートの同時の動きを確認します。 ボールはプレートに対して静止しています。 これは、ボールとプレートの間の相互作用の結果が相互作用時間に依存することを意味します。
プレートの端が板バネに当たるように、穴のあるスタンドの端にプレートを置きます。 プレートがスタンドの端に触れる場所にボールを置きます。 左手でパッドを持ち、スプリングをプレートから少し引いて放します。 ボールの下からプレートが飛び出し、ボールはスタンドの穴に留まります。 これは、物体の相互作用の結果が時間だけでなく、相互作用の力にも依存することを意味します。
この経験は、ニュートンの第 1 法則、つまり慣性の法則の間接的な証拠としても役立ちます。 排出後、プレートは慣性によって移動します。 そして、外部からの影響がない限り、ボールは静止したままになります。
実験 1 4 つのフロア 装置と材料: ガラス、紙、ハサミ、水、塩、赤ワイン、ひまわり油、着色アルコール。 実験の段階 4 つの異なる液体をグラスに注ぎ、混ざらないようにして、別の 5 階の上に立つようにしてみましょう。 しかし、ガラスではなく、上部まで広がる細いガラスを使用する方が便利です。 1. 塩色の水をグラスの底に注ぎます。 2. 紙から国を丸めて端を直角に曲げます。 終わりを切り取ってください。 ファウンダーの穴はピンの頭のサイズである必要があります。 このホーンに赤ワインを注ぎます。 そこから細い水流が水平に流れ出し、ガラスの壁にぶつかってそこに流れ落ちます。 塩水。 赤ワインの層の高さが色の付いた水の層の高さと同じになったら、ワインを注ぐのを止めます。 3. 2本目のホーンからも同様にひまわり油をグラスに注ぎます。 4. 3 番目のホーンから着色アルコールの層を注ぎます。
実験 2 素晴らしい燭台 器具と材料: ろうそく、くぎ、ガラス、マッチ、水。 実験の段階 釘でキャンドルの端に重みを付けます。 キャンドル全体が水に浸かり、芯とパラフィンの先端だけが水から出るように釘のサイズを計算します。 芯に火をつけます。 「そうさせてください」と彼らは言うでしょう、「結局のところ、ろうそくの火はすぐに水に燃えて消えてしまいます！」 「それが重要なのです」とあなたは答えるでしょう、「ろうそくの火が刻々と短くなっていくということです。」 そしてそれが短ければ、それはより簡単であることを意味します。 楽になるということは浮くということです。 そして確かに、キャンドルは少しずつ浮き上がり、キャンドルの端の水冷パラフィンは芯の周りのパラフィンよりもゆっくりと溶けます。 したがって、芯の周りにはかなり深い漏斗が形成されます。 この空虚さにより、ろうそくの火が軽くなり、ろうそくが最後まで燃え尽きるのはこのためです。 それは素晴らしい燭台、つまりコップ一杯の水ではないでしょうか？ そしてこのローソク足は決して悪くありません。
実験 3 瓶の後ろにろうそくを置く 器具と材料: ろうそく、瓶、マッチ 実験の手順 火のついたろうそくを瓶の後ろに置き、顔が瓶から 1 インチ離れた位置に立って、それに息を吹きかけます。あなたとキャンドルの間に障壁がなかったかのように、消えます。 実験の説明 ボトルの中に空気が流れているため、キャンドルの火が消えます。空気の流れはボトルによって 2 つの流れに分けられます。 1 つは右側を流れ、もう 1 つは左側を流れます。 そしてそれらはほぼろうそくの炎が立つ場所で出会います。
実験 4 ヘビの回転 装置と材料: 厚紙、ろうそく、ハサミ。 実験の段階 1. 厚い紙からスパイラルを切り取り、少し伸ばして、曲がったワイヤーの端に置きます。 2. 上昇気流の中でこのスパイラルをキャンドルの上にかざすと、ヘビが回転します。 実験の説明 ヘビが回転するのは… 空気は熱の影響で膨張し、暖かいエネルギーが運動に変換されます。
実験 5 ベスビオ火山の噴火 装置と材料: ガラス容器、バイアル、栓、アルコールインク、水。 実験の段階 水で満たされた幅の広いガラス容器にアルコール インクのボトルを入れます。 ボトルのキャップには小さな穴があるはずです。 実験の説明 水はアルコールよりも密度が高く、水はアルコールよりも密度が高くなります。 徐々にボトルに入り、そこからマスカラを追い出します。 赤、青、または黒の液体が泡から細い流れとなって上向きに上昇します。
実験 6 1 台で 15 個のマッチ 装置と材料: 15 個のマッチ。 実験の段階 テーブルの上にマッチ 1 本を置き、その上にマッチ 14 個を、頭が突き出て端がテーブルに触れるように置きます。 最初の試合を片方の端を持って持ち上げ、他のすべての試合も一緒に持ち上げるにはどうすればよいでしょうか? 実験の説明 これを行うには、すべてのマッチの上に、それらの間の空洞に別の 15 番目のマッチを置くだけです。
実験 8 パラフィンモーター 器具と材料: ろうそく、編み針、グラス 2 個、皿 2 枚、マッチ。 実験の段階 このモーターを作るのに電気もガソリンも必要ありません。 このために必要なのは...キャンドルだけです。 1. 編み針を熱し、頭をキャンドルの中に差し込みます。 これがエンジンの軸になります。 2. 編み針が付いたキャンドルを2つのグラスの端に置き、バランスを整えます。 3. キャンドルの両端に火をつけます。 実験の説明 パラフィンの一滴が、キャンドルの端の下に置かれたプレートの 1 つに落ちます。 バランスが崩れ、ろうそくのもう一方の端がきつくなって倒れます。 同時に、数滴のパラフィンがそこから排出され、最初の端よりも軽くなります。 一番上まで上がり、最初の端が下がり、一滴落ち、軽くなり、モーターが全力で動き始めます。 徐々にキャンドルの振動はどんどん大きくなっていきます。
体験9 液体の交換は無料 器具と材料：オレンジ、グラス、赤ワインまたは牛乳、水、爪楊枝2本。 実験の段階 オレンジを注意深く半分に切り、皮が一枚になるように皮をむきます。 このカップの底に2つの穴を並べて開け、グラスに置きます。 カップの直径は、グラスの中央部分の直径よりわずかに大きい必要があります。そうすれば、カップは底に落ちずに壁に留まります。 オレンジ色のカップを容器の 3 分の 1 の高さまで下げます。 オレンジの皮に赤ワインまたは着色アルコールを注ぎます。 ワインのレベルがカップの底に達するまで穴を通過します。 次に、ほぼ端まで水を注ぎます。 ワインの流れが穴の 1 つを通って水面まで上昇し、重い水がもう 1 つの穴を通ってグラスの底に沈み始める様子がわかります。 しばらくすると、ワインが上部に、水が下部になります。
液体と気体の拡散 拡散（ラテン語 diflusio - 拡散、拡散、散乱に由来）、分子（原子）の混沌とした熱運動によって引き起こされる、異なる性質の粒子の移動。 液体、気体、固体の拡散を区別する 実証実験「拡散の観察」 設備・材料：脱脂綿、アンモニア、フェノールフタレイン、拡散観察用設備。 実験の段階 脱脂綿を2枚用意しましょう。 1枚の脱脂綿をフェノールフタレインで湿らせ、もう1枚を- アンモニア。 枝同士を接触させてみましょう。 フリースに汚れが付いている ピンク色拡散現象によるものです。
厚い空気 私たちは呼吸する空気のおかげで生きています。 それが十分な魔法ではないと思われる場合は、この実験を試して、他の魔法の空気で何ができるかを調べてください。 小道具 安全メガネ パインボード 0.3 x 2.5 x 60 cm（材木店で購入できます） 新聞紙定規 準備するもの 必要なものをすべてテーブルに並べます 科学マジックを始めましょう！ 安全メガネを着用してください。 聴衆に次のようにアナウンスします。「世界には 2 種類の空気があります。 そのうちの1人は痩せていて、もう1人は太っています。 今度は脂肪の空気を使って魔法を実行します。」 テーブルの端から約 6 インチ (15 cm) はみ出すようにボードをテーブルの上に置きます。 「空気が濃い、板の上に座ってください。」と言ってください。 テーブルの端から突き出たボードの端を打ちます。 板が空中に飛び上がります。 聴衆に、ボードの上には空気が薄いに違いないと伝えます。 再度、手順 2 と同じようにボードをテーブルの上に置きます。図に示すように、ボードの上に新聞紙を置き、ボードがシートの中央にくるようにします。 新聞紙を平らにして、テーブルとの間に空気が入らないようにします。 もう一度言います。「空気が濃い、板の上に座ってください。」 出ている部分を手のひらの端で叩きます。 結果 初めてボードに当たったとき、ボードはバウンドします。 しかし、新聞紙が置かれている板に当たると板が壊れてしまいます。 説明 新聞紙を平らにすると、新聞紙の下からほとんどすべての空気が取り除かれます。 同時に新聞紙の上から大量の空気が新聞紙に押し付けられます。 ボードを叩いたときに、新聞紙にかかる空気の圧力によって、加えた力に対してボードが起き上がるのを妨げるため、ボードが壊れます。
耐水紙 小道具 ペーパータオル ガラス ガラスが完全に隠れるくらいの水を注げるプラスチック製のボウルまたはバケツ 準備 必要なものをすべてテーブルに並べます 科学的な魔法を作ってみましょう！ 聴衆に「私の魔法のスキルを使えば、紙を乾いたままにすることができます。」と発表します。 ペーパータオルそしてグラスの底に置きます。 ガラスを裏返し、紙束が所定の位置に残っていることを確認します。 ガラス越しに何か言ってください 魔法の言葉、 例えば： " 魔法の力、紙を水から守ります。」 次に、逆さまにしたグラスを水の入ったボウルにゆっくりと下げます。 グラスが水中に完全に消えるまで、できるだけ水平に保つようにしてください。 グラスを水から取り出し、水を振り落とします。 ガラスを逆さまにして紙を取り出します。 観客に触ってもらい、乾いた状態にあることを確認してください。 結果 聴衆はペーパータオルが乾いたままであることに気づきました。 解説 空気は一定の体積を占めます。 ガラスの中には、どの位置にあっても空気が存在します。 グラスを逆さまにしてゆっくりと水の中に入れると、グラスの中に空気が残ります。 空気があるのでガラスの中に水が入りません。 空気の圧力は、ガラスの内側に浸透しようとする水の圧力よりも大きいことがわかります。 グラスの底のタオルは乾いたままです。 水中でグラスを横にすると、空気が泡となって出てきます。 そうすれば彼はガラスの中に入ることができます。
粘着ガラス この実験では、空気がどのようにして物体を互いに粘着させるのかを学びます。 小道具 大きな風船 2 個 250 ml のプラスチックカップ 2 個 アシスタント 準備 必要なものをすべてテーブルに並べます 科学マジックを始めましょう! 聴衆の中から誰かをアシスタントとして呼び出します。 彼にボールとグラスを一つ与え、もう一つのボールとグラスは自分のものにしておきます。 アシスタントに風船を半分くらい膨らませて結んでもらいます。 次に、ボールにカップをくっつけてみるように頼みます。 彼がそれをしなかったときは、あなたの番です。 風船を3分の1ほど膨らませます。 カップをボールの横に置きます。 カップを所定の位置に保持しながら、少なくとも 2/3 が膨らむまでバルーンを膨らませ続けます。 さあ、グラスを放してください。 熟練した魔法使いのためのヒント ガラスが接着剤で汚れていないことを聴衆に証明してください。 風船から空気を少し抜くとカップが落ちます。 他に何ができるでしょうか? 同時に 2 つのカップをボールに取り付けてみてください。 これにはある程度の練習とアシスタントの助けが必要です。 風船の上に 2 つのカップを置き、説明に従って風船を膨らませるように指示します。 結果 風船を膨らませると、カップが風船に「くっつき」ます。 説明 風船の上にカップを置いて膨らませると、カップの縁の部分で風船の壁が平らになります。 この場合、カップ内の空気の体積はわずかに増加しますが、空気分子の数は変わらないため、カップ内の空気の圧力は減少します。 したがって、 大気圧カップの内側は外側に比べて少し小さくなります。 この圧力差のおかげで、カップは所定の位置に保持されます。
耐性のある漏斗 漏斗はボトルに水を入れることを「拒否」できますか? 自分でチェックしてみてください！ 小道具 漏斗 2 本 それぞれ 1 リットルの同一の清潔で乾燥したペットボトル 2 本 粘土の水差し 準備 各ボトルに漏斗を挿入します。 漏斗の周りのボトルの 1 つを粘土で覆い、隙間が残らないようにします。 科学マジックを始めましょう！ 聴衆に「私はボトルに水を入れない魔法のじょうごを持っています。」と発表します。「私はボトルに水を入れない魔法のじょうごを持っています。」漏斗を通してそれに水を注ぎます。 聴衆に説明します。「ほとんどの漏斗はこのように動作します。粘土の入っていないボトルを用意し、漏斗を通して水を注ぎます。」 聴衆に「これがほとんどのファネルの動作方法です。」と説明します。 粘土の入った漏斗をテーブルの上に置きます。 漏斗に水を上まで注ぎます。 何が起こるか見てみましょう。 結果 数滴の水が漏斗からボトルに流れ込み、その後完全に流れが止まります。 解説 これも大気圧の作用の例です。 水は最初のボトルに自由に流れ込みます。 漏斗を通ってボトルに流入した水はボトル内の空気と入れ替わり、空気はネックと漏斗の間の隙間から逃げます。 粘土で密封されたボトルには空気も含まれており、空気自体に圧力がかかります。 漏斗内の水にも圧力がかかります。これは、水を下に引っ張る重力によって発生します。 しかし、ボトル内の空気圧の力は、水に作用する重力を上回ります。 したがって、ボトルの中に水が入ることはありません。 ボトルや粘土に小さな穴があると、そこから空気が逃げる可能性があります。 このため、ボトル内の圧力が低下し、水がボトルに流入できるようになります。
デストロイヤー これまでの経験からすでにご存知のとおり、本物の魔法使いは、驚くべきトリックで空気圧の力を利用できます。 この経験から、空気がどのように粉砕するかを学びます 缶詰。 注意: この実験にはガスまたは 電気ストーブそして大人の助け。 小道具 グラタン皿 水道水定規 ガスまたは電気ランプ (大人のアシスタントのみが使用します) 空のブリキ缶 トング 大人のアシスタント 準備 型に約 2.5 cm の水を入れ、コンロの横に置きます。 空のソーダ缶に、底が隠れるくらいの水を注ぎます。 この後、大人のアシスタントがコンロで瓶を加熱する必要があります。 水は約1分間激しく沸騰し、瓶から蒸気が出てきます。 科学マジックを始めましょう！ これからブリキ缶に触れずに潰すことを聴衆に発表します。 大人のアシスタントにトングで瓶を持ってもらい、すぐに水の入った鍋に変えてもらいます。 何が起こるか見てみましょう。 学んだ魔法使いのためのヒント アシスタントが瓶をひっくり返す前に、魔法の言葉をいくつか言ってください。 缶の上に手を伸ばして、「ブリキ、水に触れたらすぐに平らになるように命令するよ！」と言います。 » 他に何ができるか 瓶を使って実験を繰り返してみてください 大きいサイズたとえば、リットル缶を下から トマトジュース。 瓶を開けるときは、蓋に小さな穴だけを開けてください。 実験を行う前に、瓶の中身を空にして洗いますが、蓋を完全に開けないでください。 缶を潰すのはソーダの缶と同じくらい簡単ですか? 結果 アシスタントが逆さまの瓶を水の型に下ろすと、瓶はすぐに平らになります。 解説 気圧の変化により缶が潰れる。 あなたは彼女の中に低い圧力を生み出し、そしてさらに圧力を高めます 高圧それを潰す。 加熱していない瓶の中には水と空気が入っています。 水が沸騰すると蒸発し、液体から熱湯の蒸気に変わります。 熱い蒸気が缶内の空気と入れ替わります。 アシスタントが逆さまの缶を下げると、空気が缶の中に戻ることはありません。 冷水型の中で瓶の中に残った蒸気を冷却します。 凝縮して気体から水に戻ります。 瓶の全容積を占めていた蒸気はわずか数滴の水となり、かなりの量を占めます。 スペースが少ない、蒸気よりも。 瓶の中には空気がほとんど入っていない大きな空いた空間が残っているため、そこの圧力は外部の大気圧よりもはるかに低くなります。 空気が缶の外側を圧迫し、缶が潰れます。
飛んでくるボール マジシャンのパフォーマンス中に男性が空中に上がるのを見たことがありますか? 同様の実験を試してください。 注意: この実験にはヘアドライヤーと大人の補助が必要です。 小道具 ヘアドライヤー（大人のアシスタントのみが使用） 分厚い本 2 冊またはその他の重い物 ピンポン球 定規 大人のアシスタント 準備 ヘアドライヤーを開口部を上にしてテーブルに置きます 熱風。 この位置に取り付けるには、本を使用します。 ヘアドライヤーの空気が吸い込まれる側の穴をふさがないように注意してください。 ヘアドライヤーを差し込みます。 科学マジックを始めましょう！ 大人の観客の一人にアシスタントになってもらいます。 聴衆に「これから普通のピンポン球を空に飛ばしてみます」と宣言します。 ボールを手に取り、ボールをテーブルの上に落とすように放します。 聴衆にこう言います。 魔法の言葉言うの忘れてた！ » ボールの上で魔法の言葉を言いましょう。 アシスタントにヘアドライヤーをフルパワーでオンにしてもらいます。 空気の流れにあるヘアドライヤーの上、吹き出し口から約 45 cm 離れた位置にボールを慎重に置きます。 熟練したウィザードのためのヒント 打撃の強さに応じて、ボールを指示よりも少し高くまたは低く置く必要がある場合があります。 ボールでも同じことをやってみてはいかがでしょうか。 異なるサイズそして大衆。 経験も同様に良いものになるでしょうか? 結果 ボールはヘアドライヤーの上の空中に浮かんでいます。 説明 このトリックは実際には重力に矛盾しません。 これはベルヌーイの定理と呼ばれる空気の重要な能力を示しています。 ベルヌーイの原理は自然法則であり、空気を含む流体物質の圧力は、その運動速度の増加とともに減少します。 つまり、空気流量が少ないと圧力が高くなります。 ヘアドライヤーから出る空気は非常に速く移動するため、圧力が低くなります。 ボールは四方を低圧の領域に囲まれ、ヘアドライヤーの穴に円錐形を形成します。 このコーンの周りの空気は圧力が高く、ボールが低圧ゾーンから落ちるのを防ぎます。 重力によって下に引っ張られ、空気の力によって上に引っ張られます。 これらの力の複合作用のおかげで、ボールはヘアドライヤーの上の空中にぶら下がります。
魔法のモーター この実験では、もちろん空気を使って、一枚の紙をモーターのように動かすことができます。 小道具 接着剤 正方形の木片 2.5 x 2.5 cm ミシン針 正方形の紙 7.5 x 7.5 cm 準備 木の中央に接着剤を一滴塗ります。 鋭い端を上にして、木片に対して直角（垂直）に針を接着剤の中に置きます。 接着剤が固まって針が自立するまで、この位置に保ちます。 紙を斜めに（角から角に）正方形に折ります。 広げて、もう一方の対角線に沿って折ります。 もう一度紙を広げます。 折り線が交差する場所がシートの中心になります。 紙は低く平らなピラミッドのように見えるはずです。 科学マジックを始めましょう！ 聴衆に次のように発表します。 魔法の力それは私が小さなことを実行するのに役立ちます ペーパーモーター」 針の付いた木片をテーブルの上に置きます。 紙の中心が針の先端にくるように針の上に置きます。 ピラミッドの 4 つの側面が垂れ下がっている必要があります。 たとえば、次のような魔法の言葉を言います。 魔力、エンジンを始動してください！ »手のひらを5〜10回こすり、紙の端から約2.5 cmの距離でピラミッドの周りに折ります。 何が起こるか見てみましょう。 結果 紙は最初にぐらつき、次に円を描くように回転し始めます。 説明 信じられないかもしれませんが、手の熱によって紙が動きます。 手のひらをこすり合わせると、手のひら間に摩擦が生じ、接触している物の動きを遅くする力が生じます。 摩擦によって物体が熱くなり、手のひらの摩擦によって熱が発生します。 暖かい空気は常に暖かい場所から寒い場所へ移動します。 手のひらに触れた空気は熱くなります。 暖かい空気は膨張するにつれて上昇し、密度が小さくなるため、軽くなります。 空気が動くと紙のピラミッドと接触し、紙のピラミッドも動きます。 この暖かい空気と冷たい空気の動きを対流といいます。 対流は、熱が液体または気体中を流れるプロセスです。
11. 学校で物理を教える理論と方法。 一般的な問題。 エド。 S.E. ニューサウスウェールズ州カメネツキー プリシェヴァ。 M.: 出版センター「アカデミー」、2000 年。
2. 物理学の宿題における実験と観察。 SF ポクロフスキー。 モスクワ、1963年。
3. ペレルマン Ya.I. 面白い本のコレクション (29 冊)。 量子。 出版年: 1919 ～ 2011 年。
「教えてください、そうすれば忘れます、見せてください、そうすれば覚えます、させてください、そうすれば学びます。」
古代中国のことわざ
物理学の主題に情報と教育環境を提供する主な要素の 1 つは、教育リソースと 適切な組織教育活動。 インターネットを簡単に利用できる現代の学生は、さまざまなサービスを利用できます。 教育リソース: http://sites.google.com/site/physics239/poleznye-ssylki/sajty、http://www.fizika.ru、http://www.alleng.ru/edu/phys、http://www .int-edu.ru/index.php、http://class-fizika.narod.ru、http://www.globallab.ru、http://barsic.spbu.ru/www/edu/edunet.html今日、教師の主な仕事は、生徒に学習を教え、自己啓発の能力を強化することです。現代の情報環境における教育の過程において。
学生の物理法則と現象の学習は、常に実践的な実験によって強化される必要があります。 これを行うには、物理教室で入手できる適切な機器が必要です。 教育プロセスで最新のテクノロジーを使用することで、視覚的な実践的な実験に代わることができます。 コンピュータのモデル。 ウェブサイト http://www.youtube.com (「物理実験」で検索) には、実際の状況で行われた実験が含まれています。
インターネットを使用する代わりに、生徒が学校の外、路上や自宅で行うことができる独立した教育実験が考えられます。 家庭で行われる実験では、複雑な教育器具や材料費の投資を使用すべきではないことは明らかです。 これらは、空気、水、および子供がアクセスできるさまざまな物体を使った実験です。 もちろん、そのような実験の科学的性質と価値は最小限です。 しかし、何年も前に発見された法則や現象を子供自身が検証できれば、それは彼の実践的なスキルの発達にとって非常に貴重です。 実験は創造的な作業であり、自分で何かを行った後、生徒は、望むと望まざるにかかわらず、実験を実行するのがどれほど簡単であるか、実際に同じような現象に遭遇したことがあるか、他にこれはどこで起こるかについて考えるでしょう。という現象が役に立つかもしれません。
子供が自宅で実験を行うには何が必要ですか? まずはそれで十分です 詳細な説明経験、必要な項目を示し、何をする必要があるか、何に注意を払うべきかを学生がアクセスできる形式で記述します。 家庭で学校の物理の教科書では、問題を解くか、段落の最後にある質問に答えることが推奨されています。 そこでは、小学生に推奨される体験の記述はほとんど見つかりません。 独立した行為住宅。 したがって、教師は生徒に家で何かをするように指示した場合、細かく指示する義務があります。
物理学の家庭実験と観察は、S.F. ポクロフスキーによって 1934/35 学年度に初めて行われ始めました。 モスクワのクラスノプレスネンスキー地区にある学校85番で。 もちろん、この日付には条件があります。古代でも、教師（哲学者）は生徒に自然現象を観察し、法則や仮説を家庭で実際にテストするようにアドバイスすることができました。 彼の著書 S.F. ポクロフスキー氏は、家庭での物理学の実験や観察が生徒たち自身によって行われることを示しました。 1) 私たちの学校が理論と実践の間のつながりの領域を拡大できるようにします。 2) 生徒の物理学とテクノロジーへの興味を育む。 3) 創造的思考を目覚めさせ、発明する能力を開発します。 4) 生徒に自立するように教える 研究活動; 5) 観察力、注意力、忍耐力、正確さといった貴重な資質を養います。 6) 教室での実験作業を授業内で完了できない内容で補います (一連の長期観察、観察) 自然現象等々）; 7) 意識的で目的のある作業に生徒を慣れさせます。
教科書「物理学-7」、「物理学-8」（著者A.V.ペリシキン）では、個々のトピックを学習した後、生徒は自宅で実行できる実験観察タスクを提供され、その結果を説明し、その作業についての短いレポートを書くことができます。 。
したがって、家庭実験の要件の 1 つは実装の簡単さであるため、子供たちの自然な好奇心がまだ消えていない、物理学を教える初期段階でそれらを使用することをお勧めします。 たとえば、次のようなトピックについて自宅で行うための実験を思いつくのは困難です。 「電気力学」というトピックのほとんどは (静電気と最も単純な実験を除く) 電気回路）、「原子物理学」、「量子物理学」。 インターネットでは、家庭での実験の説明を見つけることができます: http://adalin.mospsy.ru/l_01_00/op13.shtml、http://ponomari-school.ucoz.ru/index/0-52、http:// ponomari-school .ucoz.ru/index/0-53、http://elkin52.narod.ru/opit/opit.htm、http://festival. 1september.ru/articles/599512 など。家庭での実験をいくつか用意しました。 簡単な説明実装について。
家庭での物理実験が紹介されています 教育的視点生徒の活動は、教師の指導および方法論的な教育課題を解決するだけでなく、生徒に物理学が学校のカリキュラムの単なる科目ではないことを理解する機会を与えます。 レッスンで得た知識は、実用的な観点から、また物体や現象のパラメーターを評価したり、行動の結果を予測したりするために、実際に生活の中で使用できるものです。 さて、1dm3は多いのでしょうか、それとも少ないのでしょうか？ ほとんどの学生（そして大人も）は、この質問に答えるのが難しいと感じています。 ただし、通常の牛乳パックの体積は 1 dm3 であることを覚えておくと、遺体の体積を見積もるのがすぐに簡単になります。結局のところ、1 m3 はこれらの袋 1,000 個に相当します。 そんなところにあります 簡単な例物理量の理解が生まれます。 することで 実験室での仕事学生は計算スキルを練習します 自分の経験自然法則の正当性を確信しています。 ガリレオ・ガリレイが、初心者でも理解できるようになれば科学は真実であると主張したのも不思議ではありません。 したがって、家庭実験は現代の学童の情報と教育環境の延長です。 結局のところ、長年にわたって試行錯誤を重ねて得た人生経験は、物理学の初歩的な知識にすぎません。
最も簡単な測定。
演習 1.
授業で定規と巻尺、または巻尺の使い方を学習したら、これらの器具を使用して次の物体の長さと距離を測定します。
a) 人差し指の長さ。 b) 肘の長さ、すなわち 肘の端から中指の端までの距離。 c) かかとの端から端までの足の長さ 親指; d) 首周囲、頭周囲。 e) ペンまたは鉛筆の長さ、マッチ、針、ノートの長さと幅。
得られたデータをノートに書き留めます。
タスク2。
身長を測ります:
1. 夕方、寝る前に靴を脱いで、ドア枠に背を向けて立ち、しっかりと寄りかかります。 頭をまっすぐにしてください。 誰かに正方形を使って側枠に小さな鉛筆の跡を付けてもらいます。 床からマークされた線までの距離を巻尺またはセンチメートルで測定します。 測定結果をセンチメートル、ミリメートルで表し、日付（年、月、日、時）を記入してノートに記入します。
2. 朝も同じことをします。 結果を再度記録し、夕方と朝の測定結果を比較します。 録音したものを授業に持ち込んでください。
タスク3。
紙の厚さを測定します。
厚さ1cm強の本を用意し、綴じ具の上下のカバーを開いて、束になった紙に定規を当てます。 厚さ 1 cm = 10 mm = 10,000 ミクロンのスタックを選択します。 10,000ミクロンを枚数で割ると1枚の厚みがミクロンで表されます。 結果をノートに書きます。 測定精度を高める方法について考えてみませんか?
タスク4。
マッチ箱、長方形の消しゴム、ジュースまたは牛乳パックの体積を決定します。 マッチ箱の長さ、幅、高さをミリメートル単位で測定します。 結果の数値を掛けます。つまり、 ボリュームを見つけます。 結果を立方ミリメートルと立方デシメートル（リットル）で表し、書き留めます。 他の提案された物体の測定を行い、体積を計算します。
タスク5。
秒針付きの時計を持ってみましょう（ 電子時計またはストップウォッチ）、秒針を見て、その動きを 1 分間観察します（ 電子時計デジタル値を観察してください)。 次に、誰かに時計の 1 分の始まりと終わりを声に出して言ってもらいます。この時点で目を閉じ、目を閉じたまま 1 分間の長さを感じてください。 逆に、目を閉じて立って、時間を 1 分に設定してみてください。 別の人に時計のそばで監視してもらいます。
タスク6。
脈拍を素早く見つける方法を学び、秒針付きの時計またはデジタル時計を手に取り、1 分間に何回脈拍が表示されるかを調べます。 次に、逆のことを行います。脈拍を数え、持続時間を 1 分に設定します (時計を監視する人を別の人に割り当てます)。
注記。 偉大な科学者ガリレオは、フィレンツェ大聖堂のシャンデリアの揺れを観察し、（時計の代わりに）自分の脈拍の鼓動を使用して、振動運動の理論の基礎を形成した振り子振動の第一法則を確立しました。
タスク7。
ストップウォッチを使用して、60 (100) m の距離を走るのに何秒かかるかをできるだけ正確に測定します。つまり、距離を時間で割ります。 平均速度をメートル/秒で求めます。 メートル/秒をキロメートル/時に変換します。 結果をノートに書き留めます。
プレッシャー。
演習 1.
便によって生じる圧力を測定します。 椅子の脚の下に方眼紙を置き、尖った鉛筆で脚の周りを囲み、紙を取り出して平方センチメートルの数を数えます。 椅子の4つの脚の支持面積を計算します。 脚の支持面積を他にどのように計算できるか考えてみてください。
便と一緒に体重も調べてみましょう。 これは、人の体重を測るために設計された秤を使用して行うことができます。 これを行うには、椅子を持ち上げて体重計の上に立つ必要があります。 自分自身と椅子の重さを量ります。
何らかの理由で便の質量がわからない場合は、7 kg (椅子の平均質量) に相当する便の質量を測定します。 自分の体重に加えてください 平均体重椅子。
椅子と合わせて体重を計算してください。 これを行うには、椅子と人の質量の合計を約 10 倍 (より正確には 9.81 m/s2) する必要があります。 質量がキログラム単位の場合、重量はニュートン単位で求められます。 足が床に触れずに椅子に座っている場合、式 p = F/S を使用して、床にかかる椅子の圧力を計算します。 すべての測定値と計算をノートに書き、授業に持参してください。
タスク2。
グラスの縁まで水を注ぎます。 ガラスを厚紙で覆い、手のひらで紙を押さえながら素早くガラスを裏返します。 さあ、手のひらを外してください。 グラスから水がこぼれません。 プレッシャー 大気紙にかかる水圧が大きくなります。
紙が少し歪んでいたり、最初はまだ経験が浅い場合は水がこぼれてしまう可能性があるため、念のためすべての作業を洗面器の上で行います。
タスク3。
「ダイビングベル」は大きな金属製のキャップで、作業を行うために開いた側を貯水池の底に下げます。 水中に下げるとキャップ内の空気が圧縮され、本体内に水が入りません。 底にはほんの少しだけ水が残っています。 このようなベルの中で、人々は移動し、割り当てられた仕事を行うことができます。 この装置のモデルを作ってみましょう。
グラスと皿を取ります。 お皿に水を注ぎ、その中にグラスを逆さまにして置きます。 ガラスの中の空気は圧縮され、ガラスの下の皿の底はごくわずかに水で満たされます。 グラスを皿に置く前に、水の上に栓をします。 底にどれだけ水が残っているかがわかります。
タスク4。
この楽しい体験は約 300 年前のものです。 これはフランスの科学者ルネ・デカルト（彼の姓はラテン語でカルテシウス）によるものであると考えられています。 この実験は非常に人気があったため、それに基づいてデカルト ダイバーのおもちゃが作成されました。 あなたと私はこの実験を行うことができます。 これを行うには、栓付きのペットボトル、ピペット、水が必要です。 ボトルの首の端まで 2 ～ 3 ミリメートルを残して水を入れます。 ピペットを取り出し、水を入れてボトルの首に落とします。 上部のゴム端はボトル内の水面と同じか、それよりわずかに高い位置にある必要があります。 この場合、指で軽く押すとピペットが沈み、その後ゆっくりと自然に浮き上がることを確認する必要があります。 キャップを閉めてボトルの側面を押します。 ピペットがボトルの底まで入ります。 ボトルにかかる圧力を解放すると、ボトルは再び浮き上がります。 実際には、ボトルの口の空気をわずかに圧縮し、この圧力が水に伝達されました。 ピペットに水が入り、重くなり沈んでしまいました。 圧力が止まったら 圧縮空気ピペット内の余分な水を取り除くと、「ダイバー」が軽くなり、浮上しました。 実験の開始時に「ダイバー」があなたの言うことを聞かない場合は、ピペット内の水の量を調整する必要があります。
ピペットがボトルの底にあると、ボトルの壁にかかる圧力が増加するにつれて水がピペットに入り、圧力が解放されると水が出てくる様子が簡単にわかります。
タスク5。
物理学の歴史でサギの泉として知られる噴水を作ります。 ガラス管の先端を引き出したものを、厚肉瓶に差し込んだ栓に通します。 チューブの端が浸るのに十分な量の水をボトルに入れます。 次に、2、3 段階に分けて、口でボトルに空気を吹き込み、吹き込むたびにチューブの端を絞ります。 指を離して噴水を観察してください。
非常に強力な噴水を取得したい場合は、自転車ポンプを使用して空気を送り込みます。 ただし、ポンプを 1 ～ 2 回以上ストロークすると、コルクがボトルから飛び出す可能性があり、指でコルクを押さえる必要があります。また、ポンプを非常に多くストロークすると、圧縮空気によってボトルが破裂する可能性があることに注意してください。そのため、ポンプは非常に慎重に使用する必要があります。
アルキメデスの法則。
演習 1.
準備する 木の棒（小枝）、幅広の瓶、水の入ったバケツ、栓付きの幅広の瓶、長さ25cm以上のゴム糸。
1. スティックを水の中に押し込み、スティックが水から押し出されるのを観察します。 これを数回繰り返します。
2. 瓶の底を水の中に押し込み、どのように水から押し出されるかを観察します。 これを数回繰り返します。 バケツの底を水の入った樽に押し込むことがいかに難しいかを思い出してください（これを観察したことがない場合は、機会があればぜひ試してください）。
3. ボトルに水を入れて蓋をし、ゴム糸を結びます。 糸の自由端を持って、泡が水に浸されるにつれて糸がどのように短くなるかを観察します。 これを数回繰り返します。
4. ブリキ板は水に沈みます。 プレートの端を折り、箱を作ります。 水の上に置きます。 彼女は泳ぎます。 ブリキ板の代わりに、できれば硬いホイルを使用できます。 ホイルで箱を作り、水の上に置きます。 箱（ホイルまたは金属製）が漏れなければ、水面に浮かびます。 箱が水を吸って沈む場合は、中に水が入らないように折り方を考えてください。
これらの現象をノートに記述して説明してください。
タスク2。
通常のヘーゼルナッツの大きさの靴クリームまたはワックスを取り出し、それから通常のボールを作り、小さな負荷をかけて（針金を挿入します）、水の入ったガラスまたは試験管に滑らかに沈めます。 負荷をかけずにボールが沈む場合は、当然、負荷をかけるべきではありません。 ピッチやワックスがない場合は、生のジャガイモの果肉から小さなボールを切り取ることができます。
純粋な食塩の飽和溶液を少量水に加え、軽くかき混ぜます。 まずボールがガラスまたは試験管の中央でバランスが保たれていることを確認し、次にボールが水面に浮きます。
注記。 提案された実験は、鶏卵を使ったよく知られた実験の変形であり、後者の実験に比べて多くの利点があります（産みたての鶏卵の存在、大きな高い容器の存在、および 大量塩）。
タスク3。
ゴムボール、ボールを取りなさい 卓球、オーク、樺、松の木の破片を水（バケツまたはたらい）に浮かべます。 これらの物体の泳ぎを注意深く観察し、泳いでいるときにこれらの物のどの部分が水に浸っているかを目で確認してください。 ボート、丸太、流氷、船などが水にどれだけ深く沈むかを思い出してください。
表面張力。
演習 1.
この実験用にガラス板を準備します。 石鹸でよく洗い、 温水。 乾いたら、ケルンに浸した綿棒で片面を拭きます。 プレートの表面には何も触れないでください。プレートの端だけを持ってください。
滑らかな白い紙を用意し、キャンドルのステアリンをその上に滴下し、グラスの底ほどの大きさの平らなステアリン プレートを作ります。
ステアリックプレートとガラスプレートを並べて置きます。 ピペットからそれらのそれぞれに少量の水を滴下します。 ステアリンプレート上では直径約 3 ミリメートルの半球が得られ、ガラスプレート上では液滴が広がります。 次に、ガラス板を取り出して傾けます。 すでに下落は広がっているが、これからさらに流れが広がるだろう。 水の分子は、相互に引き寄せられるよりもガラスに引き寄せられやすいのです。 プレートをさまざまな方向に傾けると、別の滴がステアリン上を転がります。 水はステアリンに付着することができず、ステアリンを濡らすことはなく、水分子はステアリン分子よりも強く互いに引き付けられます。
注記。 実験では、ステアリンの代わりにカーボンブラックを使用できます。 金属板のスモーク面にピペットから水を滴下する必要があります。 滴はボールに変わり、すぐにすすに沿って転がります。 次の水滴がプレートからすぐに転がらないようにするには、プレートを厳密に水平に保つ必要があります。
タスク2。
安全カミソリの刃は鋼鉄であるにもかかわらず、水面に浮くことがあります。 ただ水に濡れないように注意する必要があります。 これを行うには、軽くグリースを塗る必要があります。 刃を慎重に水面に置きます。 刃に針を置き、刃の両端にボタンを 1 つずつ配置します。 負荷はかなりしっかりしており、カミソリが水に押し込まれた様子もわかります。 あたかも水の表面に弾性のある膜があり、その膜がそのような荷重を保持しているように見えます。
最初に薄い脂肪の層で針を潤滑することによって、針を浮かせることもできます。 水の表面層に穴を開けないように、非常に慎重に水の上に置く必要があります。 これはすぐにはうまくいかないかもしれませんが、ある程度の忍耐と練習が必要です。
水面上での針の位置に注意してください。 針が磁化されていれば、それはフローティングコンパスです。 磁石を使えば、針を水の中を移動させることができます。
タスク3。
同じコルク片を 2 枚、きれいな水面に置きます。 マッチの端を使ってそれらを結び付けます。 注意してください: プラグ間の距離が 0.5 センチメートルに減少すると、プラグ間の水の隙間自体が縮小し、プラグはすぐに互いに引き付けられます。 しかし、渋滞が互いに向かう傾向があるだけではありません。 それらは浮いている容器の端によく引き寄せられます。 これを行うには、相手をそれに少しだけ近づけるだけです。
あなたが見た現象を説明してみてください。
タスク4。
グラスを2杯取ります。 そのうちの1つに水を入れて、より高いところに置きます。 別の空のグラスを下に置きます。 きれいな布の端をコップ一杯の水に浸し、もう一方の端を下のコップに浸します。 水は物質の繊維間の狭い空間を利用して上昇し始め、重力の影響で下部のガラスに流れ込みます。 したがって、物質の細片をポンプとして使用できます。
タスク5。
この実験 (プラトーの実験) は、表面張力の影響下で液体がどのようにボールに変わるかを明確に示しています。 この実験では、アルコールと水を油の密度になるような割合で混合します。 この混合物をガラス容器に注ぎ、植物油を加えます。 オイルはすぐに容器の中央に位置し、美しい透明な黄色のボールを形成します。 ボールが無重力状態にあるかのような条件が作成されます。
ミニチュアでプラトー実験を行うには、非常に小さな透明なバイアルを用意する必要があります。 少しは合うはずです ひまわり油- 大さじ2杯程度。 実際のところ、実験後、油は消費には完全に適さなくなり、製品は保護されなければなりません。
準備したボトルにひまわり油を注ぎます。 指ぬきを道具として使います。 そこに水と同量のケルンを数滴落とします。 混合物をかき混ぜ、ピペットに入れ、油の中に 1 滴放出します。 ボールになった滴が底に行く場合、それは混合物が油より重いことを意味し、軽くする必要があります。 これを行うには、指ぬきにコロンを 1 ～ 2 滴加えます。 ケルンはアルコールから作られており、水や油よりも軽いです。 新しい混合物のボールが落ち始めず、逆に上昇し始めた場合、それは混合物が油よりも軽くなったことを意味し、それに水を一滴加える必要があります。 したがって、水とケルンを交互に少量ずつ滴下することで、どのレベルでも水とケルンのボールがオイルの中に確実に「ぶら下がる」ようにすることができます。 私たちの場合の古典的なプラトー実験は逆に見えます。油と、アルコールと水の混合物が場所を交換しました。
注記。 この実験は、自宅で、または「アルキメデスの法則」というトピックを勉強するときに割り当てることができます。
タスク6。
水の表面張力を変えるにはどうすればよいでしょうか? 2枚の皿にきれいな水を注ぎます。 ハサミを使って、市松模様の紙から幅 1 正方形の細いストリップを 2 つ切ります。 ストリップを 1 つ取り、それを 1 つのプレートの上に持ち、ストリップから一度に 1 正方形ずつ切り取ります。水に落ちたピースがプレートの中央のリングで水上に配置されるようにしてください。お互いに触れたり、プレートの端に触れたりしないでください。
先端の尖った石鹸を用意し、その尖った端を紙の輪の中央の水面に接触させます。 何を観察しているのですか？ なぜ紙片が散乱し始めるのでしょうか？
次に、別のストリップを取り、別の皿の上でそこから数枚の紙を切り取り、リングの内側の水面の中央に砂糖を接触させ、しばらく水の中に置きます。 紙片は集まるにつれて互いに近づいていきます。
質問に答えてください: 石鹸と砂糖の混合により、水の表面張力はどのように変化しましたか?
演習 1.
長くて重い本を細い糸で結び、その糸に長さ20cmのゴム糸を取り付けます。
本をテーブルの上に置き、ゴム糸の端をゆっくりと引っ張り始めます。 本が滑り始めたときに伸びたゴム糸の長さを測定してみてください。
本を均等に動かしながら、伸ばした本の長さを測定します。
2 本の細い円筒形のペン (または 2 本の円筒形の鉛筆) を本の下に置き、同じように糸の端を引っ張ります。 本がローラー上で均等に移動するときの、伸びた糸の長さを測定します。
得られた 3 つの結果を比較し、結論を導き出します。
注記。 次のタスクは、前のタスクのバリエーションです。 また、静止摩擦、滑り摩擦、転がり摩擦を比較することも目的としています。
タスク2。
本の背に平行に六角形の鉛筆を置きます。 鉛筆が滑り始めるまで、本の上端をゆっくりと持ち上げます。 本の傾きを少し減らし、下に何かを置いてこの位置に固定します。 これで、鉛筆を再び本の上に置いても、動きません。 摩擦力、つまり静摩擦力によって所定の位置に保持されます。 しかし、この力が少し弱まると、本を指でクリックするだけで十分であり、鉛筆はテーブルの上に落ちるまでゆっくりと下がります。 (同じ実験は、たとえば筆箱でも行うことができます。 マッチ箱、消しゴムなど）
板の軸を中心に回転させると、板から釘を抜きやすくなる理由を考えてみてください。
テーブルの上の分厚い本を指1本で動かすには、ある程度の力が必要です。 そして、本の下に2本の丸い鉛筆またはペン（この場合はローラーベアリング）を置くと、小指で弱く押すだけで本が簡単に動きます。
実験を行い、静止摩擦力、滑り摩擦力、転がり摩擦力を比較してください。
タスク3。
この実験では、慣性 (実験については後で説明します) と摩擦の 2 つの現象を同時に観察できます。
卵を 2 個用意します。1 つは生、もう 1 つは固ゆでです。 両方の卵を大きな皿に置きます。 ゆで卵は生卵とは動作が異なり、回転がはるかに速いことがわかります。
ゆで卵では、白身と黄身が殻と相互にしっかりと結合しています。 固体状態にあります。 生卵をひねるときは、まず殻だけをほぐしますが、その後、摩擦によって層ごとに回転が白身と黄身に伝わります。 したがって、液体の白身と卵黄は、層間の摩擦によって殻の回転を遅くします。
注記。 生卵とゆで卵の代わりに、2 つの鍋を締めて、1 つに水を入れ、もう 1 つに同量のシリアルを入れます。
重心。
演習 1.
2 本のファセット鉛筆を用意し、目の前で平行に置き、その上に定規を置きます。 鉛筆を近づけ始めます。 接近は交互の動きで起こります。最初に一方の鉛筆が動き、次にもう一方の鉛筆が動きます。 彼らの動きを妨害したくても成功しません。 彼らは引き続き順番に移動します。
1 本の鉛筆にかかる圧力が増加し、摩擦が増大して鉛筆がそれ以上動けなくなるとすぐに停止します。 しかし、2 番目の鉛筆は定規の下を移動できるようになりました。 しかし、しばらくすると、その上の圧力が最初の鉛筆よりも大きくなり、摩擦の増加により止まります。 これで最初の鉛筆が動くようになりました。 したがって、鉛筆を 1 本ずつ動かすと、定規の重心のちょうど真ん中に鉛筆が集まります。 これは統治者の区分を見れば容易に分かります。
この実験は、伸ばした指に棒を当てて行うこともできます。 指を動かすと、同様に交互に動き、スティックの真ん中の下で指が交わることに気づくでしょう。 確かに、これは特殊な場合にすぎません。 通常の床ブラシ、シャベル、または熊手で同じことを試してみてください。 指がスティックの中央で合っていないことがわかります。 なぜこれが起こるのか説明してみてください。
タスク2。
これは古い、非常に視覚的な体験です。 ペンナイフ（折りたたみナイフ）や鉛筆も持っているでしょう。 鉛筆を削って、 鋭い端、半分開いたポケットナイフを端の少し上に差し込みます。 鉛筆の先端を人差し指に置きます。 鉛筆が指の上でわずかに揺れながら立つ、鉛筆の上で半分開いたナイフの位置を見つけます。
ここで問題は、鉛筆とポケットナイフの重心はどこにあるのかということです。
タスク3。
ヘッドのある試合とない試合の重心の位置を決定します。
マッチ箱の細長い端をテーブルの上に置き、頭のないマッチを箱の上に置きます。 この試合は次の試合への応援になります。 マッチを頭で持ち、水平になるように支柱の上でバランスをとります。 ペンを使用して、ヘッドとマッチの重心位置をマークします。
マッチのヘッドをこすり落とし、マークしたインクのドットがサポート上に残るようにマッチをサポート上に置きます。 今度はこれができなくなります。マッチの重心が移動したため、マッチは水平になりません。 新しい重心の位置を決定し、それがどの方向に移動したかに注目してください。 ヘッドを除いたマッチの重心にペンで印を付けます。
勝ち点 2 の試合をクラスに持ち込んでください。
タスク4。
平面図形の重心の位置を決めます。
ボール紙から任意の（奇妙な）形状のフィギュアを切り取り、ランダムな場所にいくつかの穴を開けます（穴はフィギュアの端に近いほうにあると精度が向上します）。 頭のない小さな釘や針を垂直の壁やカウンターに打ち込み、任意の穴を通してフィギュアを掛けます。 注意してください: フィギュアは釘の上で自由に揺れます。
細い糸と重りからなる鉛直線を用意し、その糸が吊られていない人物に対して垂直方向を向くように釘の上に投げます。 図に鉛筆でネジの垂直方向をマークします。
フィギュアを取り外し、別の穴に吊り下げ、再び鉛線と鉛筆を使用して、糸の垂直方向に印を付けます。
縦線の交点がこの図形の重心の位置を示します。
見つけた重心に端に結び目のある糸を通し、その糸にフィギュアを掛けます。 フィギュアはほぼ水平に保つ必要があります。 実験がより正確に行われるほど、図はより水平に保たれます。
タスク5。
フープの重心を決定します。
小さなフープ（フープなど）を使用するか、柔軟なロッド、合板や硬いボール紙の狭いストリップからリングを作成します。 釘に掛けて垂下点から鉛直線を下げます。 鉛直線が落ち着いたら、フープに接触する点とこれらの点の間に印を付け、ピースを引っ張って固定します。 細いワイヤーまたは釣り糸（十分に強く引っ張る必要がありますが、フープの形状が変わるほど強く引っ張らないでください）。
フープを他の任意の位置の釘に掛け、同様に行います。 ワイヤーまたはラインの交点がフープの重心になります。
注: フープの重心は本体の外側にあります。
ワイヤーや釣り糸の交差点に糸を結び、フープを掛けます。 フープの重心とその支持点（サスペンション）が一致するため、フープは無関心な平衡状態になります。
タスク6。
ご存知のように、体の安定性は重心の位置と支持領域の大きさに依存し、重心が低く、支持領域が大きいほど、体は安定します。
これを念頭に置き、ブロックまたは空のマッチ箱を用意し、方眼紙の最も広い端、中央の端、最も小さな端に交互に置き、そのたびに鉛筆でなぞって 3 つの端を取得します。 さまざまな地域サポートします。 各領域の寸法を平方センチメートル単位で計算し、紙に印を付けます。
3 つのケースすべてについてボックスの重心位置の高さを測定して記録します (重心) マッチ箱対角線の交点にあります）。 ボックスのどの位置が最も安定しているかを判断します。
タスク7。
椅子に座ってください。 足は座面の下に入れずに垂直に置きます。 完全にまっすぐに座ってください。 前かがみになったり、腕を前に伸ばしたり、座席の下で足を動かしたりせずに立ち上がってみてください。 あなたは成功しないでしょう - 立ち上がることはできません。 重心が体の中央にあると、立ち上がることができなくなります。
立ち上がるためにはどのような条件を満たさなければなりませんか？ 前かがみになるか、足をシートの下に押し込む必要があります。 私たちは起きるとき、いつも両方を行います。 この場合、重心を通る垂直線は必ず脚の少なくとも一方の足、または足の間を通過する必要があります。 そうすると体のバランスがかなり安定し、楽に立ち上がることができます。
さて、ダンベルかアイロンを手に持って立ち上がってみましょう。 腕を前に伸ばします。 腰をかがめたり足を下に曲げたりせずに立ち上がることができる場合があります。
演習 1.
ガラスの上にポストカードを置き、その上にコインまたはチェッカーをガラスの上に来るように置きます。 カードをクリックします。 カードが飛び出し、コイン (チェッカー) がグラスに落ちるはずです。
タスク2。
テーブルの上に 2 枚のノート用紙を置きます。 シートの半分に高さ25cm以上の本を重ねて置きます。
シートの後半部分を両手でテーブルの高さより少し上に持ち上げ、シートを手前に素早く引っ張ります。 シートは本の下から外れますが、本は所定の位置に留まっている必要があります。
本をもう一度紙の上に置き、非常にゆっくりと引っ張ります。 本もシートと一緒に動きます。
タスク3。
ハンマーを用意し、ハンマーの重みに耐えられるように細い糸を結びます。 1 つの糸が耐えられない場合は、2 つの糸を使用します。 ハンマーを糸を持ってゆっくりと持ち上げます。 ハンマーは糸にぶら下がります。 そして、もう一度持ち上げようとすると、ゆっくりではなく、素早く勢いよく持ち上げると、糸が切れてしまいます（落下するときにハンマーがその下にあるものを壊さないように注意してください）。 ハンマーの慣性が非常に大きいため、スレッドがそれに耐えることができませんでした。 ハンマーはあなたの手をすぐに追いかける時間がなく、所定の位置に留まり、糸が切れました。
タスク4。
木、プラスチック、またはガラスでできた小さなボールを用意します。 厚紙で溝を作り、その中にボールを置きます。 テーブル上で溝をすばやく移動し、突然停止します。 ボールは慣性で動き続け、転がり、溝から飛び出します。 次の場合にボールがどこに転がるかを確認してください。
a) シュートを非常に素早く引き、急に停止します。
b) シュートをゆっくりと引き、突然停止します。
タスク5。
リンゴを全部ではなく半分に切り、ナイフにかけたままにしておきます。
次に、リンゴを上にぶら下げたナイフの鈍い側で、ハンマーなどの硬いものを打ちます。 慣性で動き続けるリンゴは切り取られ、半分に分割されます。
木材を切るときにもまったく同じことが起こります。木材のブロックを割ることができない場合、通常はそれを裏返し、斧の尻でしっかりした支柱にできるだけ強く叩きます。 木の塊は慣性によって動き続け、斧に深く突き刺さり、真っ二つに裂けます。
演習 1.
近くのテーブルに木の板と鏡を置きます。 それらの間に室温計を置きます。 かなり時間が経ってから 長い間木の板と鏡の温度は等しいと仮定できます。 温度計は気温を示します。 言うまでもなく、ボードと鏡も同じです。
手のひらを鏡に当てます。 ガラスの冷たさを感じます。 すぐにボードにタッチします。 より暖かく見えるでしょう。 どうしたの？ 結局のところ、空気、ボード、鏡の温度は同じです。
なぜガラスは木より冷たく見えるのでしょうか? この質問に答えてみてください。
ガラスは熱をよく伝えます。 ガラスは熱伝導性に優れているため、手からすぐに熱くなり、貪欲に熱を「汲み出し」始めます。 手のひらが冷たく感じるのはこのためです。 木材は熱伝導率が悪くなります。 また、熱を自分自身に「送り込み」始め、手から熱くなりますが、これははるかにゆっくりと行われるため、鋭い冷たさは感じません。 したがって、どちらも同じ温度であるにもかかわらず、木の方がガラスよりも暖かく見えるのです。
注記。 木の代わりにフォームを使用することもできます。
タスク2。
同じ滑らかなグラスを 2 つ用意し、一方のグラスに熱湯を高さの 3/4 まで注ぎ、すぐに多孔質の (ラミネートされていない) ボール紙でグラスを覆います。 乾いたガラスを段ボールの上に逆さまに置き、壁が徐々に曇る様子を観察します。 この実験は、隔壁を通って拡散する蒸気の特性を確認します。
タスク3。
取る ガラス瓶そしてよく冷やしてください（たとえば、霜の中に入れたり、冷蔵庫に入れたりするなど）。 グラスに水を注ぎ、秒単位で時間をマークし、冷たいボトルを手に取り、両手で持って喉を水の中に下げます。
最初の 1 分間、2 分間、3 分間にボトルから出てくる気泡の数を数えます。
結果を記録します。 作業レポートをクラスに持ってきてください。
タスク4。
ガラス瓶を水蒸気でよく温め、その中に熱湯を注ぎます。 ボトルを窓辺に置き、時間をマークします。 1時間経過後 新しいレベルボトルに入った水。
作業レポートをクラスに持ってきてください。
タスク5。
液体の自由表面積に対する蒸発速度の依存性を確立します。
試験管（小さなボトルまたはバイアル）に水を入れ、トレイまたは平らな皿に注ぎます。 同じ容器に再度水を入れ、静かな場所（キャビネットの上など）のプレートの隣に置き、水を静かに蒸発させます。 実験の開始日を記録します。
皿上の水が蒸発したら、再度時間をマークして記録します。 試験管（瓶）からどれだけの水が蒸発したかを確認します。
結論を出します。
タスク6。
ティーグラスを用意し、その中に破片を詰めます 純氷（例えば、割れた氷柱から）ガラスを部屋に持ち込みます。 グラスをふちまで注ぐ 部屋の水。 氷がすべて溶けたら、グラスの中の水位がどのように変化するかを見てください。 融解中の氷の体積の変化と、氷と水の密度について結論を導き出します。
タスク7。
雪が昇華していく様子を観察してください。 冬の凍りつくような日に、乾いた雪をコップ半分ほど取り、家の外の天蓋の下に置き、雪が空気からガラスに入らないようにします。
実験の開始日を記録し、雪の昇華を観察します。 雪がすべて消えたら、もう一度日付を書き留めます。
レポートを書きます。
テーマ: 「人の平均速度の決定」
目的: 速度公式を使用して、人の動きの速度を決定します。
装備品：携帯電話、定規。
進捗：
1. 定規を使用して歩幅を決定します。
2. アパート内を歩数を数えながら歩きます。
3. 携帯電話のストップウォッチを使用して、移動時間を測定します。
4. 速度公式を使用して、移動速度を決定します (すべての量は SI システムで表現する必要があります)。
トピック: 「乳密度の測定」。
目的: 表にまとめられた物質の密度の値を実験値と比較することにより、製品の品質を確認します。
進捗：
1. 店舗にあるチェックスケールを使用して牛乳パッケージの質量を測定します (パッケージにマーク票があるはずです)。
2. 定規を使用してパッケージの寸法 (長さ、幅、高さ) を決定します。測定データを SI システムに変換し、パッケージの体積を計算します。
4. 取得したデータをテーブル密度の値と比較します。
5. 作業の結果について結論を出します。
トピック: 「牛乳パックの重量の測定」。
目標: 物質の表の密度を使用して、牛乳のパッケージの重量を計算します。
備品：牛乳パック、物質密度表、定規。
進捗：
1. 定規を使用して、パッケージの寸法 (長さ、幅、高さ) を決定します。 - 測定データを SI システムに変換し、パッケージの体積を計算します。
2. 牛乳の表の密度を使用して、パッケージの質量を決定します。
3. 式を使用して、パッケージの重量を決定します。
4. グラフィカルに描写する 直線寸法パッケージとその重量 (2 つの図)。
5. 作業の結果について結論を出します。
テーマ: 「床に人が及ぼす圧力の測定」
目的: 公式を使用して、床上の人の圧力を決定します。
設備：体重計、市松模様のノート用紙。
進捗：
1. ノートの上に立ち、足をなぞります。
2. 足の面積を決定するには、完全な細胞の数と、別々に不完全な細胞の数を数えます。 不完全なセルの数を半分に減らし、得られた結果に完全なセルの数を加え、その合計を 4 で割ります。 これは片足の面積です。
3. 体重計を使用して体重を測定します。
4. 固体体圧公式を使用して、床にかかる圧力を決定します (すべての値は SI 単位で表現する必要があります)。 人間は二本足で立っているということを忘れないでください。
5. 作業の結果について結論を出します。 足の輪郭を描いたシートを作品に貼り付けます。
テーマ：「静水圧パラドックス現象の確認」
目的: 一般的な圧力公式を使用して、容器の底の液体の圧力を決定します。
器具：計量容器、高壁ガラス、花瓶、定規。
進捗：
1. 定規を使用して、グラスと花瓶に注がれた液体の高さを決定します。 それは同じであるはずです。
2. グラスと花瓶の中の液体の質量を測定します。 これを行うには、測定容器を使用します。
3. グラスと花瓶の底の面積を決定します。 これを行うには、定規で底の直径を測定し、円の面積の公式を使用します。
4. 一般的な圧力公式を使用して、グラスと花瓶の底の水圧を決定します（すべての値は SI システムで表現する必要があります）。
5. 実験の過程を図で説明します。
テーマ：「人体の密度の測定」。
目的: アルキメデスの法則と密度計算式を使用して、人体の密度を決定します。
設備：リットル瓶、フロアスケール。
進捗：
4. 体重計を使用して、体重を測定します。
5. 公式を使用して、体の密度を決定します。
6. 作業の結果について結論を出します。
テーマ：「アルキメデス力の定義」
目的: アルキメデスの法則を使用して、液体から人体に作用する浮力を決定します。
設備：リットルジャー、バス。
進捗：
1. 浴槽に水を入れ、端に沿って水位をマークします。
2.お風呂に浸かりましょう。 液面が上がります。 端に沿って印を付けます。
3. 使用方法 リットル瓶、音量を決定します。 差に等しい浴槽の端に沿ってボリュームをマークします。 結果を SI システムに変換します。
5. アルキメデス力ベクトルを指定して実行される実験を示します。
6. 作業の結果に基づいて結論を導き出します。
テーマ：「物体の浮遊状態の決定」
目標: アルキメデスの法則を使用して、液体内での体の位置を特定します。
設備：リットルジャー、体重計、バスタブ。
進捗：
1. 浴槽に水を入れ、端に沿って水位をマークします。
2.お風呂に浸かりましょう。 液面が上がります。 端に沿って印を付けます。
3. リットル瓶を使用して、体積を測定します。これは、浴槽の端に沿ってマークされた体積の差と等しくなります。 結果を SI システムに変換します。
4. アルキメデスの法則を使用して、液体の浮力作用を決定します。
5. 体重計を使用して体重を測定し、体重を計算します。
6. 自分の体重とアルキメデス力の値を比較し、液体中での体の位置を特定します。
7. アルキメデスの重さと力のベクトルを示して実行される実験を図解します。
8. 作業の結果に基づいて結論を導き出します。
テーマ：「重力に打ち勝つ仕事の定義」
目標: 仕事の公式を使用して、 身体活動ジャンプするときの人。
進捗：
1. 定規を使用してジャンプの高さを決定します。
3. 公式を使用して、ジャンプを完了するために必要な仕事量を決定します (すべての量は SI システムで表現する必要があります)。
テーマ：「着陸速度の決定」
目的: 運動エネルギーと位置エネルギーの公式、エネルギー保存則を使用して、ジャンプ時の着地速度を決定します。
装備品：フロアスケール、定規。
進捗：
1. 定規を使用して、ジャンプする椅子の高さを決定します。
2. フロアスケールを使用して、質量を測定します。
3. 運動エネルギーと位置エネルギーの式、エネルギー保存の法則を使用して、ジャンプ時の着地速度を計算する式を導き出し、必要な計算を実行します (すべての量は SI 系で表現する必要があります)。
4. 作業の結果について結論を出します。
テーマ：「分子の相互引力」
道具：ボール紙、ハサミ、脱脂綿の入ったボウル、食器用洗剤。
進捗：
1. 段ボールから三角の矢印の形のボートを切り抜きます。
2. ボウルに水を注ぎます。
3. 慎重にボートを水面に置きます。
4. 食器用洗剤に指を浸します。
5. ボートのすぐ後ろの水中に慎重に指を置きます。
6. 観察結果を説明します。
7. 結論を出します。
テーマ：「さまざまな生地が湿気を吸収するしくみ」
道具：さまざまな布切れ、水、大さじ、グラス、輪ゴム、はさみ。
進捗：
1. さまざまな布片から 10x10 cm の正方形を切り取ります。
2. これらのピースでガラスを覆います。
3. 輪ゴムでガラスに固定します。
4. スプーン一杯の水を各ピースに注意深く注ぎます。
5. フラップを取り外し、グラス内の水の量に注意してください。
6. 結論を導き出します。
テーマ：「混ざらない物質の混合」
器具：ペットボトルまたは透明な使い捨てガラス、 植物油、水、スプーン、食器用洗剤。
進捗：
1. グラスまたはボトルにオイルと水を注ぎます。
2.油と水をよく混ぜます。
3. 食器用洗剤を加えます。 かき混ぜる。
4. 観察結果を説明します。
テーマ：「家から学校までの移動距離の求め方」
進捗：
1. ルートを選択します。
2. 巻尺や巻尺を使用して、1 歩の長さをおおよそ計算します。 (S1)
3. 選択したルートに沿って移動するときの歩数 (n) を計算します。
4. 経路の長さを計算します: S = S1 · n (メートル、キロメートル単位)、表に記入します。
5. 移動ルートを縮尺どおりに描きます。
6. 結論を出します。
テーマ：「身体の相互作用」
器具：ガラス、ボール紙。
進捗：
1. ガラスを段ボールの上に置きます。
2. 段ボールをゆっくりと引っ張ります。
3. 段ボールを素早く引き抜きます。
4. 両方の場合のガラスの動きを説明してください。
5. 結論を出します。
トピック: 「固形石鹸の密度の計算」
装備：個 洗濯せっけん、定規。
進捗：
3. 定規を使用して、ピースの長さ、幅、高さ（cm単位）を決定します。
4. 固形石鹸の体積を計算します: V = a b c (cm3)
5. 公式を使用して、固形石鹸の密度を計算します: p = m/V
6. 表に記入します。
7. g/cm3 で表される密度を kg/m3 に変換します
8. 結論を出します。
テーマ：「空気は重い？」
装備: 同じ風船 2 つ、ワイヤーハンガー、洗濯ばさみ 2 つ、ピン、糸。
進捗：
1. 2つの風船をシングルサイズに膨らませ、糸で結びます。
2. ハンガーを手すりに掛けます。 （椅子2脚の背もたれに棒やモップを置き、ハンガーを取り付けても良いです。）
3. ハンガーの両端に洗濯バサミを取り付けます。 バルーンそうです。 バランス。
4. ボールを 1 つピンで刺します。
5. 観察された現象を説明します。
6. 結論を出します。
テーマ：「自分の部屋の質量と重さの測定」
装備: 巻尺または巻尺。
進捗：
1. 巻尺または巻尺を使用して、部屋の寸法 (長さ、幅、高さ) をメートル単位で測定します。
2. 部屋の容積を計算します: V = a b c。
3. 空気密度がわかったら、部屋の空気の質量を計算します: m = р·V。
4. 空気の重量を計算します: P = mg。
5. 表に記入します。
6. 結論を出します。
テーマ：「摩擦を感じよう」
器具：食器用洗剤。
進捗：
1.手を洗って乾かしてください。
2. 1〜2分間、手のひらを素早くこすり合わせます。
3. 少量の食器用洗剤を手のひらに塗ります。 もう一度手のひらを1〜2分間こすります。
4. 観察された現象を説明します。
5. 結論を出します。
トピック: 「ガス圧力の温度依存性の決定」
装備：風船、糸。
進捗：
1. 風船を膨らませて糸で結びます。
2. ボールを外に吊るします。
3. しばらくしてから、ボールの形に注目してください。
4. 理由を説明します。
a) 風船を膨らませるときに空気の流れを一方向に向けることで、風船を全方向に一度に膨らませます。
b) なぜすべてのボールが球形ではないのか。
c) 温度が下がるとボールの形が変わるのはなぜですか?
5. 結論を出します。
トピック: 「大気がテーブルの表面を押す力を計算しますか?」
装備：メジャー。
進捗：
1. 巻尺または巻尺を使用して、テーブルの長さと幅を計算し、メートル単位で表します。
2. テーブルの面積を計算します: S = a・b
3. 大気からの圧力を Pat = 760 mm Hg とします。 パを翻訳します。
4. テーブル上の大気から作用する力を計算します。
P = F/S; F = P · S; F = P a b
5. 表に記入します。
6. 結論を出します。
テーマ：「浮くか沈むか？」
道具：大きなボウル、水、ペーパークリップ、リンゴのスライス、鉛筆、コイン、コルク、ジャガイモ、塩、ガラス。
進捗：
1. ボウルまたは洗面器に水を注ぎます。
2. リストされているすべてのアイテムを慎重に水に入れます。
3. コップ1杯の水をとり、それに大さじ2杯の塩を溶かします。
4. 最初の溶液に沈んだオブジェクトを溶液に浸します。
5. 観察結果を説明します。
6. 結論を出します。
トピック: 「学校や自宅の 1 階から 2 階に上がるときに生徒が行う仕事の計算」
装備：巻尺。
進捗：
1. 巻尺を使用して、1 つのステップの高さを測定します。
2. ステップ数を計算します: n
3. 階段の高さを決定します: S = So・n。
4. 可能であれば、体重を測定します。そうでない場合は、おおよそのデータを取得します (m、kg)。
5. 体の重力を計算します: F = mg
6. 仕事を定義します: A = F・S。
7. 表に記入します。
8. 結論を出します。
テーマ: 「学校や家庭の 1 階から 2 階まで均一にゆっくりと速く上がることによって生徒が発達する力の測定」
装備品：「学校や自宅の1階から2階に上がるときに生徒が行った仕事量を計算する」という作業のデータ、ストップウォッチ。
進捗：
1. 「学校や自宅の 1 階から 2 階に上がるときに生徒が行う仕事量を計算する」という作業のデータを使用して、階段を登るときに行われる仕事量を求めます。 A.
2. ストップウォッチを使用して、階段をゆっくり登るのにかかる時間を測定します: t1。
3. ストップウォッチを使用して、階段を素早く登るのにかかった時間を測定します: t2。
4. 両方の場合の電力を計算します: N1、N2、N1 = A/t1、N2 = A/t2
5. 結果を表に書き込みます。
6. 結論を出します。
テーマ：「レバーの平衡状態を調べる」
道具：定規、鉛筆、消しゴム、古銭（1k、2k、3k、5k）。
進捗：
1. 定規のバランスが取れるように、定規の中央の下に鉛筆を置きます。
2. 定規の一端にゴムバンドを置きます。
3. コインを使用してレバーのバランスをとります。
4. 旧式硬貨の質量を 1 k - 1 g、2 k - 2 g、3 k - 3 g、5 k - 5 g として、輪ゴムの質量 m1、kg を計算します。
5. 鉛筆を定規の一端に移動します。
6. ショルダー l1 と l2、m を測定します。
7. コイン m2、kg を使用してレバーのバランスをとります。
8. レバーの端に作用する力 F1 = m1g、F2 = m2g を決定します。
9. 力のモーメント M1 = F1l1、M2 = P2l2 を計算します。
10. 表に記入します。
11. 結論を出します。
書誌リンク
ヴィカレバ E.V. 家庭での物理実験 7 ～ 9 年生 // 科学から始めましょう。 – 2017. – No. 4-1. – ページ 163-175;URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=702 (アクセス日: 02/21/2019)。
エウレカ研究所ウェブサイトのお客様、こんにちは！ 実践に裏付けられた知識は理論よりもはるかに効果的であることに同意しますか? 面白い物理実験は、素晴らしいエンターテイメントを提供するだけでなく、子供の科学への興味を呼び起こし、教科書の一段落よりもずっと長く記憶に残ります。
実験は子供たちに何を教えることができるでしょうか？
お子様の中に「なぜ？」という疑問が確実に湧き上がる、説明付きの 7 つの実験をご紹介します。 その結果、子供は次のことを学びます。
- 赤、黄、青の 3 つの原色を混ぜると、緑、オレンジ、紫の追加の色が得られます。 塗料について考えたことはありますか？ これを確認する別の珍しい方法を紹介します。
- 光は白い表面で反射し、黒い物体に当たると熱に変わります。 これは何を引き起こす可能性がありますか? それを理解しましょう。
- すべての物体は重力の影響を受ける、つまり静止状態に向かう傾向があります。 実際に見てみると素晴らしく見えます。
- 物体には重心があります。 そして何？ この恩恵を受ける方法を学びましょう。
- 磁石は目には見えませんが、一部の金属の強力な力であり、魔術師の能力を与えることができます。
- 静電気は髪を引き寄せるだけでなく、小さな粒子を取り除くこともできます。
だから、子供たちを上手に育てましょう！
1. 新しい色を作成する
この実験は未就学児や小学生にも役立ちます。 実験を行うには次のものが必要です。
- 懐中電灯;
- 赤、青、黄色のセロハン。
- リボン;
- 白い壁。
白い壁の近くで実験を行います。
- ランタンを用意し、最初に赤、次に黄色のセロファンで覆い、それからライトをオンにします。 壁を見ると、オレンジ色の反射が見えます。
- 次に、黄色のセロハンを取り外し、赤い袋の上に青い袋を置きます。 私たちの壁は紫色にライトアップされています。
- そして、ランタンを青、次に黄色のセロファンで覆うと、壁に緑の斑点が表示されます。
- この実験は他の色でも続けることができます。
2.黒色と サンビーム: 爆発的な組み合わせ
実験を実行するには、次のものが必要です。
- 透明なバルーン 1 個と黒いバルーン 1 個。
- 虫眼鏡;
- サン・レイ。
この経験にはスキルが必要ですが、できます。
- まず、透明な風船を膨らます必要があります。 しっかりと持ちますが、端は結ばないでください。
- 次に、鉛筆の先の鈍い方を使って、黒い風船を透明な風船の中に半分まで押し込みます。
- 透明な風船の中にある黒い風船を半分くらいの量になるまで膨らませます。
- 黒いボールの端を結び、透明なボールの真ん中に押し込みます。
- 透明風船をもう少し膨らませて端を結びます。
- 太陽光線が黒いボールに当たるように虫眼鏡を配置します。
- 数分後、黒いボールが透明なボールの中で弾けます。
赤ちゃんに何を伝えてください 透明な素材逃す 日光、窓から通りが見えます。 逆に、黒い表面は光線を吸収し、熱に変換します。 そのため、暑い季節には過熱を避けるために明るい色の服を着ることをお勧めします。 黒いボールが加熱されると、弾力性を失い始め、内部の空気の圧力で破裂しました。
3. レイジーボール
次の実験は実際のショーですが、実行するには練習が必要です。 学校ではこの現象について 7 年生で説明しますが、実際には 1 年生でも説明できます。 就学前年齢。 以下のものを準備します。
- プラスチックカップ;
- 金属皿。
- ボール紙のトイレットペーパーの管。
- テニスボール;
- メーター;
- ほうき。
この実験はどうやって行うのでしょうか?
- そこで、グラスをテーブルの端に置きます。
- 片側の端が床の上になるように皿をガラスの上に置きます。
- トイレットペーパーの芯の底を皿の中央、ガラスの真上に置きます。
- ボールを上に置きます。
- ほうきを手に持ち、構造物から 0.5 メートル離れたところに立ち、ほうきの棒が足の方に曲がるようにします。 それらの上に立ってください。
- 次に、ほうきを引き戻し、急激に放します。
- ハンドルが皿に当たり、ボール紙のスリーブと一緒に横に飛び、ボールがガラスに落ちます。
なぜ他のアイテムと一緒に飛んで行かなかったのですか？
なぜなら、慣性の法則によれば、他の力の作用を受けない物体は静止したままになる傾向があるからです。 私たちの場合、ボールは地球に向かう重力のみの影響を受けたため、ボールは落下しました。
4. 生ですか、それとも調理済みですか?
子供を重心に導いてみましょう。 これを行うには、次のようにしましょう:
・冷やしたゆで卵。
・生卵2個。
子供たちのグループにゆで卵と生卵を見分けてもらいます。 ただし、卵を割ることはできません。 必ずできると言ってください。
- 両方の卵をテーブルの上で転がします。
- より速く均一な速度で回転する卵はゆで卵です。
- 自分の主張を証明するには、別の卵をボウルに割り入れてください。
- 2個目の生卵と紙ナプキンを用意します。
- 観客の一人に、卵を鈍い端の上に立たせるように頼みます。 あなただけがその秘密を知っているので、あなた以外の誰もこれを行うことはできません。
- 卵を30分間上下に激しく振り、ナプキンの上に簡単に置きます。
なぜ卵は異なる行動をするのでしょうか?
他の物体と同様に、それらには重心があります。 あれは さまざまな地域物体の重さは同じではないかもしれませんが、その質量を等分する点があります。 ゆで卵では、密度がより均一であるため、回転中に質量の中心は同じ場所に留まります。 生卵黄身と一緒に動くので動きにくいです。 振った生卵では、黄身が鈍端まで落ちて重心がそこにあるため、置くことができます。
5.「ゴールデン」とは
子どもたちに，定規を使わずに目だけで棒の中心を見つけてもらいます。 定規を使用して結果を評価し、それが完全に正しいわけではないと言います。 さあ、自分でやってみよう。 モップハンドルが最適です。
- スティックを腰の高さまで上げます。
- 彼女を2の上に寝かせます 人差し指、60cmの距離を保ちます。
- 指を動かしてください 親しい友人友達に教えて、スティックのバランスを崩さないようにしてください。
- 指を合わせてスティックが床と平行になったら、目標に到達したことになります。
- スティックをテーブルの上に置き、目的のマークに指を置きます。 定規を使用して、タスクが正確に完了したことを確認してください。
棒の中心だけではなく、その重心を見つけたことを子供に伝えてください。 オブジェクトが対称であれば、その中心と一致します。
6. 瓶の中の無重力
針を宙に浮かせてみましょう。 これを行うには、次のようにしましょう:
- 30cmの糸2本。
- 針2本。
- 透明テープ;
- リットル瓶と蓋。
- ルーラー;
- 小さな磁石。
実験はどのように行うのですか?
- 針に糸を通し、端を2つの結び目で結びます。
- 端まで約 2.5 cm (1 インチ) 残して、結び目を瓶の底にテープで貼り付けます。
- 蓋の内側から、粘着面を外側にしてテープをループ状に貼り付けます。
- 蓋をテーブルの上に置き、ヒンジに磁石を貼り付けます。 瓶を裏返し、蓋をねじ込みます。 針は垂れ下がって磁石に引き寄せられます。
- 瓶を逆さにしても針は磁石に引き寄せられます。 磁石が針を垂直に保持できない場合は、糸を長くする必要がある場合があります。
- 蓋を外してテーブルの上に置きます。 聴衆の前で実験を行う準備ができました。 蓋を締めるとすぐに瓶の底から針が飛び出します。
磁石は鉄、コバルト、ニッケルを引き付けるため、鉄の針は磁石の影響を受けやすいことをお子様に伝えてください。
7. 「+」と「-」：有益な魅力
あなたのお子様はおそらく、髪が特定の布地や櫛にどのように磁性を帯びているかに気づいているでしょう。 そしてあなたは彼に、静電気が原因だと言いました。 同じシリーズの実験を行って、マイナスとプラスの電荷の「友情」が他に何をもたらすかを示してみましょう。 必要なものは次のとおりです。
- ペーパータオル;
- 小さじ1 塩と小さじ1。 コショウ;
- スプーン;
- バルーン;
- ウールのアイテム。
実験段階:
- 床にペーパータオルを置き、その上に塩とコショウを混ぜたものを振りかけます。
- お子様に、塩とコショウをどうやって分けるか尋ねてください。
- 膨らませた風船を毛糸の物にこすりつけます。
- 塩とコショウで味付けします。
- 塩はその場に残り、コショウはボールに磁化されます。
羊毛をこするとボールがマイナスに帯電し、コショウからプラスイオンが引き寄せられます。 塩の電子はあまり動きにくいので、ボールの接近には反応しません。
家庭での経験は貴重な人生経験です
認めてください、あなた自身も何が起こっているのかを見ることに興味がありました、そして子供にとってはさらにそうでした。 最も単純な物質を使って驚くべきトリックを実行することで、お子様に次のことを教えることができます。
- 信じるよ;
- 日常生活の中で驚くべきものを見てください。
- あなたの周りの世界の法則を学ぶのはとても楽しいことです。
- 多様化する。
- 興味と意欲を持って学びます。
子どもの成長は簡単で、多くのお金や時間が必要ないことをもう一度思い出してください。 また近いうちにお会いしましょう！
