Semjon Burdenkov en Joeri Burdenkov
Met je eigen handen een apparaat maken is niet alleen een creatief proces dat je aanmoedigt om je vindingrijkheid en vindingrijkheid te tonen. Bovendien ontvangt de fabrikant tijdens het productieproces, en nog meer wanneer hij het voor een klas of de hele school demonstreert, veel positieve emoties. Het gebruik van zelfgemaakte apparaten in de klas ontwikkelt een gevoel van verantwoordelijkheid en trots op het uitgevoerde werk en bewijst het belang ervan.
Downloaden:
Voorbeeld:
Onderwijsinstelling van de gemeentelijke overheid
Kukui-hoofdgerecht brede school №25
Project
Fysiek apparaat met je eigen handen
Ingevuld door: leerling van groep 8
MKOU middelbare school nr. 25
Burdenkov Yu.
Hoofd: Davydova G.A.,
Natuurkunde leraar.
- Invoering.
- Grootste deel.
- Doel van het apparaat;
- gereedschappen en materialen;
- Vervaardiging van het apparaat;
- Algemeen beeld van het apparaat;
- Conclusie.
- Bibliografie.
- Invoering.
Om het noodzakelijke experiment uit te voeren, heb je instrumenten nodig meetinstrumenten. En denk niet dat alle apparaten in fabrieken worden gemaakt. In veel gevallen worden onderzoeksfaciliteiten door de onderzoekers zelf gebouwd. Tegelijkertijd wordt aangenomen dat de meer getalenteerde onderzoeker degene is die ervaring en winst kan opleveren goede resultaten niet alleen op complexe, maar ook op meer eenvoudige apparaten. Het is redelijk om complexe apparatuur alleen te gebruiken in gevallen waarin het onmogelijk is om zonder te doen. Dus verwaarloos zelfgemaakte apparaten niet; het is veel nuttiger om ze zelf te maken dan om apparaten uit de winkel te gebruiken.
DOEL:
Maak een apparaat, een natuurkundige installatie ter demonstratie fysieke verschijnselen met je eigen handen.
Leg het werkingsprincipe van dit apparaat uit. Demonstreer de werking van dit apparaat.
TAKEN:
Maak apparaten die grote belangstelling wekken bij studenten.
Maak apparaten die niet beschikbaar zijn in het laboratorium.
Maak apparaten die problemen veroorzaken bij het begrijpen van theoretisch materiaal in de natuurkunde.
HYPOTHESE:
Gebruik het gemaakte apparaat, een natuurkunde-installatie, om tijdens de les natuurkundige verschijnselen met je eigen handen te demonstreren.
Als dit apparaat niet beschikbaar is in het fysieke laboratorium, kan dit apparaat de ontbrekende installatie vervangen bij het demonstreren en uitleggen van het onderwerp.
- Grootste deel.
- Doel van het apparaat.
Het apparaat is ontworpen om de uitzetting van lucht en vloeistof bij verhitting waar te nemen.
- Gereedschappen en materialen.
Gewone fles, rubberen stop, glazen buis, buitendiameter dat is 5-6 mm. Oefening.
- Vervaardiging van het apparaat.
Gebruik een boormachine om een gat in de kurk te maken, zodat de buis er strak in past. Giet vervolgens gekleurd water in de fles om het observeren gemakkelijker te maken. Breng een schaal aan op de nek. Steek vervolgens de kurk in de fles, zodat de slang in de fles zich onder het waterniveau bevindt. Het apparaat is klaar om te experimenteren!
- Algemeen beeld van het apparaat.
- Kenmerken van de apparaatdemonstratie.
Om het apparaat te demonstreren, moet je je hand om de hals van de fles wikkelen en een tijdje wachten. We zullen zien dat het water door de buis begint te stijgen. Dit gebeurt doordat de hand de lucht in de fles verwarmt. Bij verhitting zet de lucht uit, oefent druk uit op het water en verplaatst het. Het experiment kan worden gedaan met variërende bedragen water, en je zult zien dat het stijgingsniveau anders zal zijn. Als de fles helemaal gevuld is met water, kun je de uitzetting van water bij verhitting al waarnemen. Om dit te verifiëren, moet u de fles in een vat laten zakken heet water.
- Conclusie.
Het is interessant om het experiment van de leraar te observeren. Het zelf uitvoeren is dubbel interessant.
En het uitvoeren van een experiment met een apparaat dat met je eigen handen is gemaakt en ontworpen, wekt grote belangstelling bij de hele klas. Bij dergelijke experimenten is het gemakkelijk om een verband te leggen en een conclusie te trekken over hoe deze installatie werkt.
- Literatuur.
1. Natuurkunde-educatieve apparatuur in middelbare school. Bewerkt door A.A. Pokrovsky “Verlichting” 1973
Gemeentelijke onderwijsinstelling "Middelbare school nr. 2" Babynino-dorp
Babyninsky-district, regio Kaluga
X onderzoeksconferentie
“Hoogbegaafde kinderen zijn de toekomst van Rusland”
Project "Natuurkunde met je eigen handen"
Samengesteld door de studenten
7 "B" klasse Larkova Victoria
7 "B" klasse Kalinicheva Maria
Hoofd Kochanova E.V.
Babynino-dorp, 2018
Inhoudsopgave
Introductiepagina 3
Theoretisch deel p.5
experimentele gedeelte
Fonteinmodel p.6
Communicerende schepen pagina 9
Conclusie pagina 11
Referenties pagina 13
Invoering
In dat academiejaar we zijn in een zeer complexe wereld gestort, maar interessante wetenschap noodzakelijk voor ieder mens. Vanaf de eerste lessen waren we gefascineerd door natuurkunde; we wilden steeds meer nieuwe dingen leren. Natuurkunde is niet alleen fysieke hoeveelheden, formules, wetten, maar ook experimenten. Fysieke experimenten kunnen met alles worden gedaan: potloden, glazen, munten, plastic flessen.
Natuurkunde is een experimentele wetenschap, dus het maken van instrumenten met je eigen handen draagt bij aan een beter begrip van wetten en verschijnselen. Bij het bestuderen van elk onderwerp rijzen er veel verschillende vragen. De leraar kan ze natuurlijk beantwoorden, maar hoe interessant en spannend is het om de antwoorden zelf te krijgen, vooral met behulp van handgemaakte instrumenten.
Relevantie:
Het maken van instrumenten helpt niet alleen om het kennisniveau te verhogen, maar is ook een van de manieren om de cognitieve en projectactiviteiten van leerlingen tijdens de natuurkundestudie op de basisschool te verbeteren. Aan de andere kant dient dergelijk werk goed voorbeeld maatschappelijk nuttig werk: succesvol gedaan zelfgemaakte apparaten kan de uitrusting van het schoolkantoor aanzienlijk aanvullen. Het is mogelijk en noodzakelijk om zelf apparaten ter plaatse te maken. Zelfgemaakte apparaten hebben ook een andere waarde: hun productie ontwikkelt enerzijds praktische vaardigheden en capaciteiten bij docenten en studenten, en anderzijds demonstreert ze creatief werk.Doel:
Maak een apparaat, een natuurkundige installatie ter demonstratie fysieke experimenten leg met uw eigen handen het werkingsprincipe uit, demonstreer de werking van het apparaat.
Taken:
1. Bestudeer wetenschappelijke en populaire literatuur.
2. Wetenschappelijke kennis leren toepassen om natuurkundige verschijnselen te verklaren.
3. Maak thuis apparaten en demonstreer de werking ervan.
4. Aanvulling van het natuurkundelokaal met zelfgemaakte apparaten gemaakt van afvalmaterialen.
Hypothese: Gebruik het gemaakte apparaat, een natuurkunde-installatie, om tijdens de les natuurkundige verschijnselen met je eigen handen te demonstreren.
Projectproduct: Doe-het-zelf-apparaten, demonstratie van experimenten.
Projectresultaat: interesse van studenten, de vorming van hun idee dat natuurkunde als wetenschap niet los staat van echte leven, ontwikkeling van motivatie voor het leren van natuurkunde.
Onderzoeksmethoden: analyse, observatie, experiment.
De werkzaamheden werden uitgevoerd volgens het volgende schema:
Het bestuderen van informatie uit verschillende bronnen over dit onderwerp.
Selectie van onderzoeksmethoden en praktische beheersing ervan.
Verzameling eigen materiaal– beschikbare materialen verzamelen, experimenten uitvoeren.
Analyse en formulering van conclusies.
I . Grootste deel
Natuurkunde is de wetenschap van de natuur. Ze bestudeert verschijnselen die voorkomen in de ruimte, in de ingewanden van de aarde, op de aarde en in de atmosfeer – kortom overal. Dergelijke verschijnselen worden fysische verschijnselen genoemd. Bij het observeren van een onbekend fenomeen proberen natuurkundigen te begrijpen hoe en waarom het optreedt. Als een fenomeen bijvoorbeeld snel of zelden voorkomt in de natuur, streven natuurkundigen ernaar het zo vaak te zien als nodig is om de omstandigheden te identificeren waaronder het voorkomt en de bijbehorende patronen vast te stellen. Indien mogelijk reproduceren wetenschappers het fenomeen dat wordt bestudeerd in een speciaal uitgeruste ruimte - een laboratorium. Ze proberen niet alleen het fenomeen te onderzoeken, maar ook metingen te doen. Wetenschappers – natuurkundigen – noemen dit allemaal ervaring of experiment.
We werden geïnspireerd door het idee om onze eigen apparaten te maken. Terwijl we ons wetenschappelijk plezier thuis uitvoerden, hebben we basisacties ontwikkeld waarmee je het experiment met succes kunt uitvoeren:
Thuisexperimenten moeten aan de volgende eisen voldoen:
Veiligheid tijdens het uitvoeren;
Minimale materiaalkosten;
Gemak van implementatie;
Waarde bij het leren en begrijpen van natuurkunde.
We hebben verschillende experimenten uitgevoerd over verschillende onderwerpen in de natuurkundecursus van groep 7. Laten we er een paar presenteren, interessant en tegelijkertijd gemakkelijk te implementeren.
Experimenteel deel.
Fonteinmodel
Doel: Show het eenvoudigste model fontein
Apparatuur:
Grote plastic fles - 5 liter, kleine plastic fles - 0,6 liter, cocktailrietje, stuk plastic.
Voortgang van het experiment
We buigen de buis aan de basis met de letter G.
Laten we het oplossen met een klein stukje plastic.
Snijd een klein gaatje in een fles van drie liter.
Snijd de bodem van een klein flesje af.
Zet het kleine flesje met een dop vast in het grote, zoals weergegeven op de foto.
Steek de tube in de dop van een klein flesje. Vastzetten met plasticine.
In het deksel grote fles Laten we een gat maken.
Laten we water in een fles gieten.
Laten we naar de waterstroom kijken.
Resultaat : We observeren de vorming van een waterfontein.
Conclusie: Het water in de buis wordt beïnvloed door de druk van de vloeistofkolom in de fles. Hoe meer water in een fles, hoe groter de fontein zal zijn, omdat de druk afhangt van de hoogte van de vloeistofkolom.
Communicerende schepen
Apparatuur: bovenste delen uit plastic flessen verschillende secties, rubberen buis.
Laten we de bovenste delen van plastic flessen afsnijden, 15-20 cm hoog.
We verbinden de onderdelen met elkaar met een rubberen buis.
Voortgang van experiment nr. 1
Doel : toon de locatie van het oppervlak van een homogene vloeistof in communicerende vaten.
1. Giet water in een van de resulterende vaten.
2. We zien dat het water in de vaten op hetzelfde niveau staat.
Conclusie: in communicerende vaten van welke vorm dan ook worden de oppervlakken van een homogene vloeistof op hetzelfde niveau geplaatst (op voorwaarde dat de luchtdruk boven de vloeistof hetzelfde is).
Voortgang van experiment nr. 2
1. Laten we het gedrag van het wateroppervlak observeren in vaten gevuld met verschillende vloeistoffen. Giet dezelfde hoeveelheid water en wasmiddel in communicerende vaten.
2. We zien dat de vloeistoffen in de vaten zich op verschillende niveaus bevinden.
Conclusie : in communicerende vaten bevinden zich heterogene vloeistoffen op verschillende niveaus.
Conclusie
Het is interessant om het experiment van de leraar te observeren. Het zelf uitvoeren is dubbel interessant.Het experiment met een handgemaakt apparaat wekt grote belangstelling bij de hele klas. Dergelijke experimenten helpen om de stof beter te begrijpen, verbanden te leggen en de juiste conclusies te trekken.
We hebben een enquête gehouden onder leerlingen van groep zeven en kwamen erachter of natuurkundelessen met experimenten interessanter zijn, en of onze klasgenoten graag met hun eigen handen een apparaat zouden willen maken. De resultaten zijn als volgt geworden:
De meeste studenten zijn van mening dat natuurkundelessen interessanter worden met experimenten.
Ruim de helft van de ondervraagde klasgenoten zou graag instrumenten willen maken voor natuurkundelessen.
We vonden het leuk om zelfgemaakte instrumenten te maken en experimenten uit te voeren. Er zijn zoveel interessante dingen in de wereld van de natuurkunde, dus in de toekomst zullen we:
Ga door met het bestuderen van deze interessante wetenschap;
Voer nieuwe experimenten uit.
Bibliografie
1. L. Galpershtein “Grappig Physics”, Moskou, “Kinderliteratuur”, 1993.
Lesmateriaal voor natuurkunde op de middelbare school. Bewerkt door A.A. Pokrovsky “Verlichting”, 2014
2. Leerboek over natuurkunde door A. V. Peryshkina, E. M. Gutnik “Physics” voor graad 7; 2016
3. IK EN. Perelman “Vermakelijke taken en experimenten”, Moskou, “Kinderliteratuur”, 2015.
4. Natuurkunde: Referentiematerialen: O.F. Kabardin Leerboek voor studenten. – 3e druk. – M.: Onderwijs, 2014.
5.//class-fizika.spb.ru/index.php/opit/659-op-davsif
DIY Tesla-spoel. De resonante transformator van Tesla is een zeer indrukwekkende uitvinding. Nikola Tesla begreep perfect hoe spectaculair het apparaat was en demonstreerde het voortdurend in het openbaar. Waarom denk je dat? Dat klopt: om extra financiering te krijgen.
Je kunt je een groot wetenschapper voelen en je vrienden verbazen door je eigen minirol te maken. Je hebt nodig: een condensator, een klein lampje, een draad en een paar andere eenvoudige onderdelen. Bedenk echter dat de Tesla-resonante transformator produceert hoog voltage hoge frequentie - lees de technische veiligheidsregels, anders kan het effect een defect worden.
Aardappel kanon. Een luchtpistool dat aardappelen schiet? Gemakkelijk! Dit is geen bijzonder gevaarlijk project (tenzij je besluit een gigantisch en zeer krachtig aardappelwapen te maken). Het aardappelkanon is een geweldige manier om plezier te hebben voor liefhebbers van techniek en kattenkwaad. Het superwapen is eenvoudig te maken: je hebt alleen een lege spuitfles nodig en een paar andere reserveonderdelen die gemakkelijk te vinden zijn.
Krachtig speelgoedmachinegeweer. Denk aan kinderspeelgoedmachines - helder, met verschillende functies, bang-bang, oh-oh-oh? Het enige wat het bij veel jongens ontbrak, was dat ze iets verder en iets harder konden schieten. Nou, dit kan opgelost worden.
Speelgoedmachines zijn gemaakt van rubber om ze zo veilig mogelijk te maken. Natuurlijk hebben fabrikanten ervoor gezorgd dat de druk in dergelijke pistolen minimaal is en niemand schade kan berokkenen. Maar sommige ambachtslieden hebben nog steeds een manier gevonden om kracht toe te voegen aan kinderwapens: je hoeft alleen maar de onderdelen te verwijderen die het proces vertragen. Van welke en hoe - zegt de onderzoeker uit de video.
Drone met je eigen handen. Veel mensen stellen zich een drone uitsluitend voor als een groot onbemand vliegtuig vliegtuigen, gebruikt tijdens militaire operaties in het Midden-Oosten. Dit is een misvatting: drones worden een alledaags verschijnsel, in de meeste gevallen zijn ze klein en thuis maken is niet zo moeilijk.
Onderdelen voor een ‘thuisdrone’ zijn gemakkelijk te verkrijgen en je hoeft geen ingenieur te zijn om het geheel in elkaar te zetten – al zul je natuurlijk wel moeten sleutelen. De gemiddelde handgemaakte drone bestaat uit een klein hoofdonderdeel, een paar extra onderdelen (te koop of te vinden op andere apparaten) en elektronische apparatuur voor afstandsbediening. Ja, het is een bijzonder genoegen om een voltooide drone uit te rusten met een camera.
Theremin- muziek magnetisch veld. Dit mysterieuze elektro-muziekinstrument is niet alleen (en niet zozeer?) interessant voor muzikanten, maar ook voor gekke wetenschappers. Je kunt dit ongewone apparaat, uitgevonden door een Sovjet-uitvinder in 1920, thuis in elkaar zetten. Stel je voor: je beweegt gewoon je handen (uiteraard met de lome uitstraling van een wetenschapper-muzikant) en het instrument maakt ‘buitenaardse’ geluiden!
Een theremin meesterlijk leren bedienen is geen gemakkelijke taak, maar het resultaat is de moeite waard. Sensor, transistor, luidspreker, weerstand, voeding, nog een paar onderdelen, en je bent klaar om te gaan! Dit is hoe het eruit ziet.
Als je geen zelfvertrouwen hebt in het Engels, bekijk dan een Russischtalige video over hoe je een theremin maakt van drie radio's.
Op afstand bestuurbare robot. Wie heeft er niet gedroomd van een robot? En zelfs zelf in elkaar gezet! Het is waar dat een volledig autonome robot serieuze titels en inspanningen zal vergen, maar een robot met afstandsbediening Het is heel goed mogelijk om het te maken van restmateriaal. De robot in de video is bijvoorbeeld gemaakt van schuim, hout, een kleine motor en een batterij. Dit “huisdier” beweegt zich, onder jouw begeleiding, vrij door het appartement en overwint zelfs oneffen oppervlakken. Met een beetje creativiteit kun je het er zo uit laten zien verschijning, wat je maar wilt.
Plasmabal Ik heb waarschijnlijk al je aandacht getrokken. Het blijkt dat je geen geld hoeft uit te geven aan de aanschaf ervan, maar dat je vertrouwen in jezelf kunt krijgen en het zelf kunt doen. Ja, thuis zal het klein zijn, maar toch zal één aanraking met het oppervlak ervoor zorgen dat het ontlaadt met de mooiste veelkleurige "bliksem".
De belangrijkste ingrediënten zijn een inductiespoel, een gloeilamp en een condensator. Zorg ervoor dat u de veiligheidsmaatregelen in acht neemt: dit spectaculaire apparaat werkt onder spanning.
Radio op zonne-energie- Een uitstekend apparaat voor liefhebbers van lange wandelingen. Gooi uw oude radio niet weg: bevestig hem gewoon aan zonne-accu, en u zult onafhankelijk worden van batterijen en andere energiebronnen dan de zon.
Zo ziet een radio met een zonnebatterij eruit.
Segway tegenwoordig is het ongelooflijk populair, maar wordt het als duur speelgoed beschouwd. Je kunt veel besparen door slechts een paar honderd dollar uit te geven in plaats van duizend, en daar nog eens extra bij te voegen eigen kracht en tijd, en maak zelf een Segway. Dit is geen gemakkelijke taak, maar het is heel goed mogelijk! Interessant is dat Segways tegenwoordig niet alleen voor entertainment worden gebruikt - in de Verenigde Staten worden ze gebruikt door postbodes, golfers en, het meest opvallend, ervaren Steadicam-operators.
U kunt kennismaken met de gedetailleerde, bijna een uur durende instructies, maar deze is in het Engels.
Als u twijfelt of u alles goed heeft begrepen, vindt u hieronder de instructies in het Russisch - om een algemeen idee te krijgen.
Niet-Newtonse vloeistof Hiermee kun je veel leuke experimenten doen. Het is absoluut veilig en spannend. Een niet-Newtoniaanse vloeistof is een vloeistof waarvan de viscositeit afhangt van de aard van de externe invloed. Het kan worden gemaakt door water met zetmeel te mengen (één tot twee). Denk je dat het gemakkelijk is? Niet zo. De ‘trucs’ van een niet-Newtonse vloeistof beginnen al tijdens het creatieproces ervan. Verder.
Als je er een handvol van neemt, ziet het er zo uit polyurethaanschuim. Als je het begint over te geven, beweegt het alsof het leeft. Ontspan je hand en deze zal beginnen te stromen. Knijp het in een vuist en het zal hard worden. Het “danst” als je het uit krachtige speakers brengt, maar je kunt er ook op dansen als je hiervoor voldoende roert. Over het algemeen is het beter om het een keer te zien!
Fomin Daniil
Natuurkunde is een experimentele wetenschap en het met je eigen handen maken van instrumenten draagt bij aan een beter begrip van wetten en verschijnselen. Bij het bestuderen van elk onderwerp rijzen er veel verschillende vragen. Veel ervan kunnen door de leraar zelf worden beantwoord, maar hoe geweldig is het om de antwoorden te krijgen door je eigen, onafhankelijke onderzoek.
Downloaden:
Voorbeeld:
DISTRICT ONDERZOEKSCONFERENTIE VAN STUDENTEN
SECTIE “Natuurkunde”
Project
Doe-het-zelf fysiek apparaat.
leerling van groep 8
GBOU middelbare school nr. 1 stad. Soechodol
Sergievsky-district, regio Samara
Wetenschappelijk begeleider: Shamova Tatjana Nikolajevna
Natuurkunde leraar
- Invoering.
- Grootste deel.
- Doel van het apparaat;
- gereedschappen en materialen;
- Vervaardiging van het apparaat;
- Algemeen beeld van het apparaat;
- Kenmerken van de apparaatdemonstratie.
3.Onderzoek.
4. Conclusie.
5. Lijst met gebruikte literatuur.
1. Inleiding.
Om de nodige ervaring op te doen, heb je instrumenten en meetinstrumenten nodig. En denk niet dat alle apparaten in fabrieken worden gemaakt. In veel gevallen worden onderzoeksfaciliteiten door de onderzoekers zelf gebouwd. Tegelijkertijd wordt aangenomen dat de meer getalenteerde onderzoeker degene is die experimenten kan uitvoeren en goede resultaten kan behalen, niet alleen op complexe, maar ook op eenvoudiger instrumenten. Het is redelijk om complexe apparatuur alleen te gebruiken in gevallen waarin het onmogelijk is om zonder te doen. Dus verwaarloos zelfgemaakte apparaten niet; het is veel nuttiger om ze zelf te maken dan om apparaten uit de winkel te gebruiken.
DOEL:
Maak een apparaat, een natuurkundige installatie, om fysieke verschijnselen met je eigen handen te demonstreren.
Leg het werkingsprincipe van dit apparaat uit. Demonstreer de werking van dit apparaat.
TAKEN:
Maak apparaten die grote belangstelling wekken bij studenten.
Maak apparaten die niet beschikbaar zijn in het laboratorium.
Maak apparaten die problemen veroorzaken bij het begrijpen van theoretisch materiaal in de natuurkunde.
Onderzoek de afhankelijkheid van de periode van de lengte van de draad en de amplitude van de doorbuiging.
HYPOTHESE:
Gebruik het gemaakte apparaat, een natuurkunde-installatie, om tijdens de les natuurkundige verschijnselen met je eigen handen te demonstreren.
Als dit apparaat niet beschikbaar is in het fysieke laboratorium, kan dit apparaat de ontbrekende installatie vervangen bij het demonstreren en uitleggen van het onderwerp.
2. Hoofdgedeelte.
2.1 Doel van het apparaat.
Het apparaat is ontworpen om resonantie in mechanische trillingen waar te nemen.
2.2.Gereedschappen en materialen.
Gewoon draad, ballen, noten, blik, vislijn. Soldeerbout.
2.3. Productie van het apparaat.
Buig de draad tot een steun. Rek de gemeenschappelijke lijn uit. Soldeer de ballen aan de moeren, meet 2 stukken vislijn van dezelfde lengte, de rest moet enkele centimeters korter en langer zijn, hang de ballen ermee op. Zorg ervoor dat slingers met dezelfde lengte vislijn niet naast elkaar staan. Het apparaat is klaar om te experimenteren!
2.4. Algemeen beeld van het apparaat.
2.5.Kenmerken van de apparaatdemonstratie.
Om het apparaat te demonstreren, is het noodzakelijk om een slinger te selecteren waarvan de lengte samenvalt met de lengte van een van de drie overgebleven slingers; als je de slinger van de evenwichtspositie afwijkt en hem aan zichzelf overlaat, zal hij vrije oscillaties uitvoeren; Hierdoor gaat de vislijn oscilleren, waardoor er via de ophangpunten een aandrijfkracht op de slingers inwerkt, die periodiek in grootte en richting verandert met dezelfde frequentie als de slinger oscilleert. We zullen zien dat een slinger met dezelfde ophanglengte met dezelfde frequentie begint te oscilleren, terwijl de amplitude van de trillingen van deze slinger veel groter is dan de amplitude van andere slingers. In dit geval oscilleert de slinger in resonantie met slinger 3. Dit gebeurt omdat de amplitude van de steady-state-oscillaties, veroorzaakt door de aandrijfkracht, bereikt hoogste waarde precies wanneer de frequentie van de veranderende kracht samenvalt met de eigenfrequentie van het oscillerende systeem. Feit is dat in dit geval de richting van de aandrijfkracht op elk moment samenvalt met de bewegingsrichting van het oscillerende lichaam. Op deze manier worden de gunstigste omstandigheden gecreëerd voor het aanvullen van de energie van het oscillerende systeem als gevolg van het werk van de drijvende kracht. Om bijvoorbeeld een schommel harder te laten zwaaien, duwen we hem zo dat de richting verandert werkende kracht viel samen met de bewegingsrichting van de zwaai. Maar we moeten niet vergeten dat het concept van resonantie alleen van toepassing is op gedwongen oscillaties.
3. Draad- of wiskundige slinger
Aarzeling! Onze blik valt op de slinger van de wandklok. Hij snelt rusteloos, eerst in de ene richting, dan in de andere, met zijn slagen alsof hij de tijdsstroom in nauwkeurig afgemeten segmenten breekt. ‘Een-twee, een-twee,’ herhalen we onwillekeurig op de maat van zijn tikken.
Een schietlood en een slinger zijn de eenvoudigste van alle instrumenten die door de wetenschap worden gebruikt. Het is des te verrassender dat er werkelijk fantastische resultaten zijn bereikt met zulke primitieve gereedschappen: dankzij hen is de mens erin geslaagd mentaal door te dringen tot in de ingewanden van de aarde, om erachter te komen wat er tientallen kilometers onder onze voeten gebeurt.
Naar links en weer naar rechts zwaaien, naar de oorspronkelijke positie, vormt een volledige zwaai van de slinger, en de tijd van één volledige zwaai wordt de zwaaiperiode genoemd. Het aantal keren dat een lichaam per seconde oscilleert, wordt de oscillatiefrequentie genoemd. Een slinger is een lichaam dat aan een draad hangt en waarvan het andere uiteinde vastzit. Als de lengte van de draad groot is in vergelijking met de grootte van het lichaam dat eraan hangt, en de massa van de draad verwaarloosbaar is in vergelijking met de massa van het lichaam, dan wordt zo'n slinger een wiskundige of draadslinger genoemd. Bijna een kleine, zware bal, opgehangen aan een lichte lange draad, kan worden beschouwd als een draadslinger.
De oscillatieperiode van een slinger wordt uitgedrukt door de formule:
Т = 2π √ l/g
Uit de formule wordt duidelijk dat de slingerperiode van de slinger niet afhankelijk is van de massa van de last of de amplitude van de trillingen, wat vooral verrassend is. Met verschillende amplitudes bewandelt een oscillerend lichaam immers verschillende paden tijdens één oscillatie, maar de tijd die eraan wordt besteed is altijd hetzelfde. De duur van de zwaai van een slinger hangt af van de lengte en de versnelling van de zwaartekracht.
In ons werk hebben we besloten om experimenteel te testen of de periode niet afhankelijk is van andere factoren en om de geldigheid van deze formule te verifiëren.
Studie van de afhankelijkheid van de oscillaties van een slinger van de massa van het oscillerende lichaam, de lengte van de draad en de grootte van de initiële afbuiging van de slinger.
Studie.
Apparaten en materialen: stopwatch, meetlint.
We hebben eerst de oscillatieperiode van de slinger gemeten bij een lichaamsgewicht van 10 g en een afbuighoek van 20°, terwijl we de lengte van de draad veranderden.
De periode werd ook gemeten door de afbuighoek te vergroten tot 40°, met een massa van 10 g en verschillende draadlengtes. De meetresultaten zijn in een tabel gezet.
Tafel.
Draad lengte ik, m. | Gewicht slinger, kg | Afbuigingshoek | Aantal oscillaties | Full time T. C | Periode T.c. |
|
0,03 | 0,01 | 0.35 |
||||
0,05 | 0,01 | 0,45 |
||||
0,01 | 0,63 |
|||||
0,03 | 0,01 | |||||
0,05 | 0,01 | |||||
0,01 |
Uit experimenten zijn we ervan overtuigd dat de periode eigenlijk niet afhangt van de massa van de slinger en zijn afbuighoek, maar dat naarmate de slingerdraad langer wordt, de periode van zijn slingering zal toenemen, maar niet in verhouding tot de lengte, maar op een complexere manier. De experimentele resultaten worden weergegeven in de tabel.
De oscillatieperiode van een wiskundige slinger hangt dus alleen af van de lengte van de slinger l en van de versnelling van de vrije val G.
4. Conclusie.
Het is interessant om het experiment van de leraar te observeren. Het zelf uitvoeren is dubbel interessant.
En het uitvoeren van een experiment met een apparaat dat met je eigen handen is gemaakt en ontworpen, wekt grote belangstelling bij de hele klas. INBij dergelijke experimenten is het gemakkelijk om een verband te leggen en een conclusie te trekken over hoe deze installatie werkt.
5. Literatuur.
1. Lesmateriaal voor natuurkunde op de middelbare school. Bewerkt door A.A. Pokrovsky “Verlichting” 1973
2. Leerboek over natuurkunde door A. V. Peryshkina, E. M. Gutnik “Physics” voor graad 9;
3. Natuurkunde: Referentiematerialen: O.F. Kabardin Leerboek voor studenten. – 3e druk. – M.: Onderwijs, 1991.
a- Roma Davydov Hoofd: natuurkundeleraar - Khovrich Lyubov Vladimirovna Novouspenka – 2008
Doel: Maak een apparaat, een natuurkundige installatie, om fysieke verschijnselen met je eigen handen te demonstreren. Leg het werkingsprincipe van dit apparaat uit. Demonstreer de werking van dit apparaat.
HYPOTHESE: Gebruik het gemaakte apparaat, installatie in de natuurkunde, om tijdens de les fysieke verschijnselen met je eigen handen te demonstreren. Als dit apparaat niet beschikbaar is in het fysieke laboratorium, kan dit apparaat de ontbrekende installatie vervangen bij het demonstreren en uitleggen van het onderwerp.
Doelstellingen: Apparaten maken die grote belangstelling wekken bij studenten. Maak apparaten die niet beschikbaar zijn in het laboratorium. apparaten maken die problemen veroorzaken bij het begrijpen van theoretisch materiaal in de natuurkunde.
EXPERIMENT 1: Geforceerde oscillaties. Bij een uniforme rotatie van de hendel zien we dat de werking van een periodiek veranderde kracht via de veer op de last wordt overgedragen. Veranderend met een frequentie gelijk aan de rotatiefrequentie van de hendel, zal deze kracht de last dwingen gedwongen trillingen uit te voeren. Resonantie is het fenomeen van een scherpe toename van de amplitude van gedwongen trillingen.
Geforceerde trillingen
ERVARING 2: Straalaandrijving. We plaatsen een trechter in een ring op een statief en bevestigen er een buisje met een punt aan. Giet water in de trechter en wanneer het water vanaf het uiteinde naar buiten begint te stromen, zal de buis naar binnen buigen de andere kant. Dit is reactieve beweging. Reactieve beweging is de beweging van een lichaam die plaatsvindt wanneer een deel ervan, op welke snelheid dan ook, ervan wordt gescheiden.
Straalaandrijving
EXPERIMENT 3: Geluidsgolven. Laten we een metalen liniaal in een bankschroef klemmen. Maar het is de moeite waard om op te merken dat als het grootste deel van de heerser als een bankschroef fungeert, we, nadat we hem hebben laten oscilleren, de golven die erdoor worden gegenereerd niet zullen horen. Maar als we het uitstekende deel van de liniaal inkorten en daardoor de frequentie van zijn trillingen verhogen, zullen we de gegenereerde elastische golven horen, die zich voortplanten in de lucht, maar ook in vloeistoffen en vloeistoffen. vaste stoffen, zijn niet zichtbaar. Onder bepaalde voorwaarden kunnen ze echter wel worden gehoord.
Geluidsgolven.
Experiment 4: Munt in een fles Munt in een fles. Wil je de wet van traagheid in actie zien? Maak een melkfles van een halve liter klaar, een kartonnen ring van 25 mm breed en 0,100 mm breed en een munt van twee kopeken. Plaats de ring op de hals van de fles en plaats er een munt bovenop, precies tegenover het gat in de hals van de fles (fig. 8). Nadat je een liniaal in de ring hebt geplaatst, sla je ermee op de ring. Als je dit abrupt doet, vliegt de ring eraf en valt de munt in de fles. De ring bewoog zo snel dat zijn beweging geen tijd had om op de munt te worden overgebracht, en volgens de wet van traagheid bleef hij op zijn plaats. En nadat hij zijn steun had verloren, viel de munt naar beneden. Als de ring langzamer opzij wordt bewogen, zal de munt deze beweging “voelen”. Het traject van zijn val zal veranderen en hij zal niet in de hals van de fles vallen.
Munt in een fles
Experiment 5: Zwevende bal Als je blaast, tilt een luchtstroom de bal boven de buis. Maar de luchtdruk in de jet is lager dan de druk van de ‘stille’ lucht rondom de jet. Daarom bevindt de bal zich in een soort luchttrechter, waarvan de wanden worden gevormd door de omringende lucht. Door de snelheid van de straal vanuit het bovenste gat soepel te verminderen, is het niet moeilijk om de bal op zijn oorspronkelijke plaats te "planten". Voor dit experiment heb je een L-vormige buis nodig, bijvoorbeeld van glas, en een lichte schuimbal. Sluit het bovenste gat van de buis af met een bal (Fig. 9) en blaas in het zijgat. Tegen de verwachting in zal de bal niet wegvliegen van de buis, maar erboven gaan zweven. Waarom gebeurt dit?
zwevende bal
Experiment 6: Beweging van een lichaam langs een “dode lus” Met behulp van het “dode lus”-apparaat kun je een aantal experimenten demonstreren over de dynamiek van een materieel punt langs een cirkel. De demonstratie wordt in de volgende volgorde uitgevoerd: 1. De bal wordt vanaf het hoogste punt van de hellende rails langs de rails gerold, waar hij wordt vastgehouden door een elektromagneet, die wordt aangedreven door 24V. De bal beschrijft gestaag een lus en vliegt met een bepaalde snelheid uit het andere uiteinde van het apparaat2. De bal wordt vanaf de laagste hoogte naar beneden gerold wanneer de bal net de lus beschrijft zonder van het bovenste punt te vallen3. Vanaf een nog lagere hoogte, wanneer de bal, die de bovenkant van de lus niet bereikt, ervan losbreekt en valt, wat een parabool in de lucht in de lus beschrijft.
Lichaamsbeweging in een "dode lus"
Experiment 7: Hete lucht en koude lucht Trek aan de hals van een gewone fles van een halve liter ballon(Afb. 10). Plaats de fles in een pan met heet water. De lucht in de fles begint op te warmen. De moleculen van de gassen waaruit het bestaat, zullen steeds sneller bewegen naarmate de temperatuur stijgt. Ze zullen de wanden van de fles en de bal sterker bombarderen. De luchtdruk in de fles begint te stijgen en de ballon begint op te blazen. Plaats de fles na enige tijd in een pan met koud water. De lucht in de fles begint af te koelen, de beweging van moleculen zal vertragen en de druk zal dalen. De bal kreukt alsof de lucht eruit is gepompt. Zo kunt u de afhankelijkheid van de luchtdruk van de omgevingstemperatuur verifiëren
De lucht is heet en de lucht is koud
Experiment 8: Een stevig lichaam strekken. Pak het schuimblok bij de uiteinden en rek het uit. De toename van de afstanden tussen moleculen is duidelijk zichtbaar. Ook is het in dit geval mogelijk het optreden van intermoleculaire aantrekkingskrachten te simuleren.
Spanning van een stijf lichaam
Experiment 9: Compressie van een vast lichaam. Druk een schuimblok langs zijn hoofdas samen. Om dit te doen, plaatst u het op een standaard, bedek de bovenkant met een liniaal en oefen druk uit met uw hand. Er wordt een afname van de afstand tussen de moleculen en het optreden van afstotende krachten daartussen waargenomen.
Compressie van een vaste stof
Experiment 4: Dubbele kegel die naar boven rolt. Dit experiment dient om de ervaring aan te tonen die bevestigt dat een vrij bewegend object altijd zo is gepositioneerd dat het zwaartepunt daarvoor de laagst mogelijke positie inneemt. Vóór de demonstratie worden de planken onder een bepaalde hoek geplaatst. Om dit te doen, wordt de dubbele kegel met zijn uiteinden in de uitsparingen in de bovenrand van de planken geplaatst. Vervolgens wordt de kegel naar het begin van de planken bewogen en losgelaten. De kegel beweegt omhoog totdat de uiteinden in de uitsparingen vallen. In feite zal het zwaartepunt van de kegel, liggend op zijn as, naar beneden verschuiven, wat we zien.
Dubbele kegel die naar boven rolt
Studenteninteresse in een les met natuurkunde-ervaring
Conclusie: Het is interessant om het experiment van de leraar te observeren. Het zelf uitvoeren is dubbel interessant. En het uitvoeren van een experiment met een apparaat dat met je eigen handen is gemaakt en ontworpen, wekt grote belangstelling bij de hele klas. Bij dergelijke experimenten is het gemakkelijk om een verband te leggen en een conclusie te trekken over hoe deze installatie werkt.