Téma: Urob si sám fyzikálne prístroje a jednoduché pokusy s nimi. Jednoduché experimenty Fyzikálny projekt „urob si sám“ fyzikálne zariadenie

MAOU lýceum č. 64 Krasnodarského učiteľa fyziky Spitsyna L.I.

Práca - účastník celoruského festivalu pedagogickej tvorivosti v roku 2017

Stránka je hosťovaná na stránke na výmenu skúseností s kolegami

DOMA VYROBENÉ ZARIADENIA PRE VZDELÁVACÍ VÝSKUM

V LABORATÓRNEJ DIELNI z FYZY

Výskumný projekt

„Fyzika a fyzické problémy existujú všade

vo svete, v ktorom žijeme, pracujeme,

milujeme, umierame.“ – J. Walker.

Úvod.

Od raného detstva, kedy ľahká ruka vychovávateľka MATERSKÁ ŠKOLA Zoja Nikolaevna, „Fyzik Kolja“, ma zaujala fyzika ako teoretická a aplikovaná veda.

Tiež v Základná školaštudujúc materiály, ktoré mám k dispozícii v encyklopédiách, určil som si okruh najzaujímavejších otázok; už vtedy sa rádioelektronika stala základom mimoškolskej zábavy. Na strednej škole som sa takýmto otázkam začal špeciálne venovať. moderná veda ako jadrová a vlnová fyzika. V profilovej triede náuka o problémoch radiačnej bezpečnosti človeka v modernom svete.

Vášeň pre dizajn prišla spolu s Revichovou knihou „Enterifying Electronics“ od Yu. a ďalšie.

Každý človek, ktorý sa považuje za „technika“, sa musí naučiť pretaviť svoje vlastné, aj tie najfantastickejšie plány a nápady do vlastných pracovných modelov, nástrojov a zariadení, aby s ich pomocou tieto myšlienky potvrdil alebo vyvrátil. Potom, po dokončení všeobecné vzdelanie, dostane príležitosť hľadať cesty, po ktorých bude môcť svoje nápady uviesť do života.

Relevantnosť témy „Fyzika vlastnými rukami“ je určená po prvé možnosťou technickej kreativity pre každého človeka a po druhé schopnosťou používať domáce zariadenia v vzdelávacie účely, ktorá zabezpečuje rozvoj intelektuálnych a tvorivosťštudent.

Rozvoj komunikačných technológií a skutočne neobmedzené vzdelávacie možnosti internetu dnes umožňujú každému využiť ich v prospech svojho rozvoja. čo chcem povedať? Len to, teraz sa každý, kto chce, môže „ponoriť“ do nekonečného oceánu dostupných informácií o čomkoľvek, v akejkoľvek forme: videá, knihy, články, webové stránky. Dnes existuje veľa rôznych stránok, fór, kanálov YOUTUBE, ktoré sa s vami radi podelia o znalosti v akejkoľvek oblasti, a to najmä v oblasti aplikovanej rádiovej elektroniky, mechaniky, jadrovej fyziky atď. Bolo by skvelé, keby viac ľudí malo chuť učiť sa niečo nové, chuť spoznávať svet a pozitívne ho pretvárať.

Úlohy, ktoré treba vyriešiť v tejto práci:

- realizovať jednotu teórie a praxe prostredníctvom vytvárania vlastných tréningových zariadení, operačných modelov;

Aplikovať teoretické poznatky získané na lýceu pri výbere dizajnu modelov používaných na vytváranie domácich vzdelávacích zariadení;

Na základe teoretických štúdií fyzikálnych procesov vyberte potrebné vybavenie, ktoré spĺňa prevádzkové podmienky;

Použite dostupné diely, prírezy na ich neštandardné použitie;

Propagovať aplikovanú fyziku v mládežnícke prostredie, a to aj medzi spolužiakmi, ich zapájaním do mimoškolských aktivít;

Prispieť k rozšíreniu praktickej časti vzdelávacieho predmetu;

Podporovať význam tvorivých schopností žiakov pri poznávaní sveta okolo nich.

HLAVNÁ ČASŤ

Súťažný projekt prezentuje vyrobené tréningové modely a zariadenia:

Miniatúrne zariadenie na hodnotenie stupňa rádioaktivity založené na Geiger-Mullerovom počítači SBM-20 (najdostupnejší z existujúcich vzoriek).

Pracovný model difúznej komory Landsgorf

Komplex na vizuálne experimentálne stanovenie rýchlosti svetla v kovovom vodiči.

Malý prístroj na meranie ľudskej reakcie.

zastupujem teoretický základ fyzikálnych procesov, schematických diagramov a konštrukčných prvkov zariadení.

§1. Miniatúrne zariadenie na hodnotenie stupňa rádioaktivity na základe Geiger-Mullerovho počítača - dozimetra vlastnej výroby

Myšlienka zostaviť dozimeter ma napĺňala veľmi dlho a keď sa mi ruky dostali, zostavil som ho. Vľavo je Geigerov pult. priemyselná produkcia, vpravo - dozimeter založený na ňom.

Je známe, že hlavným prvkom dozimetra je snímač žiarenia. Najdostupnejší z nich je Geiger-Mullerov počítač, ktorého princíp je založený na tom, že ionizujúce častice dokážu ionizovať hmotu – vyradiť elektróny z vonkajších elektronických vrstiev. Vo vnútri Geigerovho počítača je inertný plyn argón. V skutočnosti je počítadlo kondenzátor, ktorý prechádza prúdom iba vtedy, keď sa vo vnútri tvoria kladné katióny a voľné elektróny. schému zapojenia zapnutie zariadenia je znázornené na obr. 170. Jeden pár iónov nestačí, ale vzhľadom na relatívne vysoký potenciálny rozdiel na svorkách počítadla dochádza k lavínovej ionizácii a vzniká dostatočne veľký prúd, aby bolo možné detekovať impulz.

Ako počítacie zariadenie bol zvolený obvod založený na kampaňovom mikrokontroléri Atmel - Atmega8A. Indikácia hodnôt sa vykonáva pomocou LCD displeja z legendárnej Nokie 3310 a zvuková indikácia - prostredníctvom piezoelektrického prvku prevzatého z budíka. Vysoké napätie pre napájanie elektromera sa dosahuje pomocou miniatúrneho transformátora a násobiča napätia na diódach a kondenzátoroch.

Schematický diagram dozimetra:

Prístroj zobrazuje hodnotu dávkového príkonu γ a röntgenového žiarenia v mikroröntgenoch s hornou hranicou 65 mR/h.

Po odstránení krytu filtra sa povrch Geigerovho počítača otvorí a prístroj dokáže detekovať β žiarenie. Podotýkam - iba fixovať, nie merať, keďže stupeň aktivity β-liekov sa meria hustotou toku - počtom častíc na jednotku plochy. A účinnosť na β - žiarenie SBM-20 je veľmi nízka, počíta sa len pre fotónové žiarenie.

Obvod sa mi páčil, pretože v ňom bola správne implementovaná vysokonapäťová časť - počet impulzov na nabíjanie výkonového kondenzátora počítadla je úmerný počtu zaznamenaných impulzov. Vďaka tomu zariadenie funguje bez vypínania už rok a pol, pričom má vybitých 7 AA batérií.

Takmer všetky komponenty na montáž som kúpil na rádiovom trhu Adyghe, s výnimkou Geigerovho pultu - kúpil som ho v internetovom obchode.

Spoľahlivosť a účinnosť zariadenia potvrdil teda: nepretržitá jeden a pol ročná prevádzka zariadenia a možnosť neustáleho monitorovania ukazujú, že:

Hodnoty prístroja sa pohybujú od 6 do 14 mikroröntgenov za hodinu, čo nepresahuje povolenú rýchlosť 50 mikroröntgenov za hodinu;

Radiačné pozadie v triedach, v mikrooblasti môjho bydliska, priamo v byte plne vyhovuje štandardom radiačnej bezpečnosti (NRB - 99/2009), schváleným vyhláškou hlavného štátneho sanitára Ruská federácia zo dňa 07.07.2009 číslo 47.

V bežnom živote sa ukazuje, že do oblasti so zvýšenou rádioaktivitou sa človek len tak ľahko nedostane. Ak sa tak stane, prístroj ma o tom informuje zvukovým signálom, čím sa podomácky vyrobený prístroj stáva garantom radiačnej bezpečnosti jeho konštruktéra.

§ 2. Pracovný model Langsdorfovej difúznej komory.

2.1. Základy rádioaktivity a metódy jej štúdia.

Rádioaktivita - schopnosť atómových jadier sa rozkladať spontánne alebo pod vplyvom vonkajšieho žiarenia. Objav tejto pozoruhodnej vlastnosti určitých chemikálií patrí Henrimu Becquerelovi vo februári 1896. Rádioaktivita je jav, ktorý dokazuje zložitú štruktúru atómového jadra, v ktorom sa jadrá atómov rozpadajú, pričom takmer všetky rádioaktívne látky majú určitý polčas rozpadu - časový úsek, počas ktorého sa rozpadne polovica všetkých atómov rádioaktívnej látky. vo vzorke. Počas rádioaktívneho rozpadu sa z jadier atómov uvoľňujú ionizujúce častice. Môžu to byť jadrá atómov hélia - α-častice, voľné elektróny alebo pozitróny - β - častice, γ - lúče - elektromagnetické vlny. Medzi ionizujúce častice patria aj protóny, neutróny, ktoré majú vysokú energiu.

Dnes je známe, že drvivá väčšina chemické prvky majú rádioaktívne izotopy. Takéto izotopy sú medzi molekulami vody - zdroja života na Zemi.

2.2. Ako zistiť ionizujúce žiarenie?

V súčasnosti je možné detegovať, teda detegovať ionizujúce žiarenie, pomocou Geiger-Mullerových počítačov, scintilačných detektorov, ionizačných komôr, dráhových detektorov. Ten môže nielen odhaliť skutočnosť prítomnosti žiarenia, ale tiež umožní pozorovateľovi vidieť, ako častice lietali pozdĺž tvaru dráhy. Scintilačné detektory sú dobré pre svoju vysokú citlivosť a svetelný výkon úmerný energii častíc - počtu fotónov emitovaných, keď látka absorbuje určité množstvo energie.

Je známe, že každý izotop má inú energiu emitovaných častíc, preto je pomocou scintilačného detektora možné identifikovať izotop bez chemickej alebo spektrálnej analýzy. Pomocou detektorov stôp je možné identifikovať izotop aj umiestnením kamery do rovnomerného magnetického poľa, pričom stopy budú zakrivené.

Ionizujúce častice rádioaktívnych telies možno detegovať, ich charakteristiky možno študovať pomocou špeciálne zariadenia, s názvom „track“. Patria sem zariadenia, ktoré dokážu ukázať stopu pohybujúcej sa ionizujúcej častice. Môžu to byť: oblačné komory, Landsgorfské difúzne komory, iskrové a bublinkové komory.

2.3. Difúzna komora vlastnej výroby

Čoskoro po tom, ako domáci dozimeter začal stabilne fungovať, som si uvedomil, že dozimeter mi nestačí a musím robiť niečo iné. V dôsledku toho som zostavil difúznu komoru, ktorú vynašiel Alexander Langsdorf v roku 1936. A dnes pre vedecký výskum možno použiť kameru, ktorej schéma je znázornená na obrázku:

Difúzia - vylepšená zákalová komora. Zlepšenie spočíva v tom, že na získanie presýtenej pary sa nepoužíva adiabatická expanzia, ale difúzia pár z vyhrievanej oblasti komory do studenej, to znamená, že para v komore prekonáva určitý teplotný spád.

2.4. Vlastnosti procesu montáže kamery

Pre prevádzku zariadenia je predpokladom prítomnosť teplotného rozdielu 50-700C, pričom ohrev jednej strany komory je nepraktický, pretože. alkohol sa rýchlo odparí. Spodnú časť komory je teda potrebné ochladiť na -30°C. Táto teplota môže byť dosiahnutá odparovaním suchého ľadu alebo Peltierových prvkov. Voľba padla v prospech druhého, pretože som bol, úprimne, príliš lenivý na to, aby som dostal ľad, a porcia ľadu bude slúžiť raz a Peltierove prvky - koľko chcete. Princíp ich fungovania je založený na Peltierovom jave - prenose tepla pri prúdení elektrický prúd.

Prvý experiment po montáži ukázal, že jeden prvok na získanie požadovaného teplotného rozdielu nestačí, treba použiť dva prvky. Sú napájané rôznymi napätiami, spodné je viac, horné menej. Dôvodom je nasledovné: čím nižšia teplota musí byť dosiahnutá v komore, tým viac tepla sa musí odobrať.

Keď som dostal prvky, musel som veľa experimentovať, aby som dosiahol správnu teplotu. Spodná časť prvku je chladená počítačovým radiátorom s tepelnými (čpavkovými) trubicami a dvoma 120 mm chladičmi. Podľa hrubých výpočtov chladič odvedie do vzduchu asi 100 wattov tepla. Rozhodol som sa neobťažovať napájaním, tak som použil pulzný počítač s celkovým výkonom 250 wattov, po vykonaní meraní sa to ukázalo ako dostatočné.

Ďalej som postavil puzdro z preglejky pre integritu a ľahké skladovanie zariadenia. Ukázalo sa, že nie celkom úhľadné, ale celkom praktické. Samotnú kameru, kde sa tvoria stopy pohybujúcich sa nabitých častíc alebo fotónových lúčov, som vyrobil z narezanej rúrky a plexiskla, no vertikálny pohľad nedával obrazu dobrý kontrast. Rozbil som ho a vyhodil, teraz používam sklenený pohár ako priehľadný fotoaparát. Lacné a veselé. Vzhľad fotoaparátu - na fotografii.

Ako „surovina“ pre prácu slúži ako izotop tória-232 nachádzajúci sa v elektróde na zváranie argónom (používa sa v nich na ionizáciu vzduchu v blízkosti elektródy a v dôsledku toho na ľahšie zapálenie oblúka) a z dcérskych produktov rozpadu (DPR) možno využiť radón obsiahnutý vo vzduchu, ktorý prichádza hlavne s vodou a plynom. Na zber DPR používam tabletky aktívne uhlie- dobrá savosť Aby ióny, ktoré nás zaujímajú, boli priťahované k tabletu, pripájam k nemu násobič napätia so záporným pólom.

2.5. Iónová pasca.

Ďalším dôležitým konštrukčným prvkom je zachytávač iónov vytvorených v dôsledku ionizácie atómov ionizujúcimi časticami. Štrukturálne ide o multiplikátor sieťového napätia s multiplikačným faktorom rovným 3 a na výstupe multiplikátora sú záporné náboje. Je to spôsobené tým, že v dôsledku ionizácie sú elektróny vyrazené z vonkajšieho atómového obalu, v dôsledku čoho sa atóm stáva katiónom. Komora využíva pascu, ktorej obvod je založený na použití Cockcroft-Waltonovho násobiteľa napätia.

Elektrický obvod multiplikátora má tvar:

Činnosť kamery, jej výsledky

Difúzna komora bola po mnohých skúšobných prevádzkach použitá ako experimentálne zariadenie v laboratórnej práci na tému „Štúdium dráh nabitých častíc“, ktorá sa konala v 11. ročníku Moskovskej autonómnej vzdelávacej inštitúcie lýcea č. 64 11. februára. , 2015. Fotografie stôp nasnímané kamerou boli zachytené na interaktívnej tabuli a použité na určenie typu častíc.

Rovnako ako v priemyselnom zariadení, aj v samostatne vyrobenej komore bolo pozorované nasledovné: čím širšia je dráha, tým viac častíc je, preto hrubšie dráhy patria časticiam alfa, ktoré majú veľký polomer a hmotnosť, a preto väčšia kinetická energia, väčší počet ionizovaných atómov na milimeter rozpätia.

§ 3. Komplex na vizuálne experimentálne stanovenie množstva

rýchlosť svetla v kovovom vodiči.

Začnem možno tým, že rýchlosť svetla bola pre mňa vždy považovaná za niečo neuveriteľné, nepochopiteľné, do istej miery nemožné, až kým som na internete nenašiel schémy zapojenia dvojkanálového osciloskopu, ktorý sa povaľoval pokazený synchronizácia, ktorá sa nedá opraviť bez opravy, umožnila študovať formy elektrických signálov. Ale osud bol ku mne veľmi priaznivý, podarilo sa mi zistiť príčinu poruchy synchronizačnej jednotky a odstrániť ju. Ukázalo sa, že mikrozostava - signálny spínač - bola chybná. Podľa schémy z internetu som vyrobil kópiu tejto mikrozostavy z dielov zakúpených na mojom obľúbenom rádiovom trhu.

Vzal som tienený televízny dvadsaťmetrový drôt, zostavil jednoduchý generátor vysokofrekvenčného signálu na invertoroch 74HC00. H jeden koniec drôtu dal signál a súčasne ho odstránil z rovnakého bodu s prvým kanálom osciloskopu, z druhého bol signál odstránený druhým kanálom, čím sa stanovil časový rozdiel medzi frontami prijatých signálov.

Vydelená dĺžka drôtu - 20 metrov do tejto doby, dostala niečo podobné ako 3 * 108 m / s.

Principál prikladám elektrické schéma(kde bez neho?):

Vzhľad vysokofrekvenčného generátora je znázornený na fotografii. Pomocou dostupného (bezplatného) softvéru "Sprint-Layout 5.0" som vytvoril nákres dosky.

3. 1. Trochu o výrobe dosiek:

Samotná doska bola ako obvykle vyrobená technológiou LUT - populárnou technológiou laserového žehlenia vyvinutou obyvateľmi internetu. Technológia je nasledovná: odoberie sa jednovrstvová alebo dvojvrstvová fólia zo sklenených vlákien, opatrne sa spracuje brúsnym papierom do lesku a potom handrou navlhčenou benzínom alebo alkoholom. Ďalej sa na laserovej tlačiarni vytlačí výkres, ktorý sa musí aplikovať na dosku. V zrkadlovom obraze sa na lesklý papier vytlačí vzor a následne sa pomocou žehličky toner na lesklom papieri prenesie na medenú fóliu pokrývajúcu textolit. Neskôr sa papier pod prúdom teplej vody prstami odkotúľa z dosky a zostane doska s vytlačeným vzorom. Teraz tento produkt ponoríme do roztoku chloridu železitého, miešame asi päť minút, potom vyberieme dosku, na ktorej zostala meď len pod tonerom z tlačiarne. Toner odstránime brúsnym papierom, opäť ho spracujeme liehom alebo benzínom, potom ho zalejeme spájkovacím tavidlom. Pomocou spájkovačky a pocínovaného opletu televízneho kábla jazdíme po doske, čím pokrývame meď vrstvou cínu, ktorá je potrebná na následné spájkovanie súčiastok a na ochranu medi pred koróziou.

Dosku od tavidla umyjeme napríklad acetónom. Všetky súčiastky, vodiče a kryt spájkujeme nevodivým lakom. Počkáme deň, kým lak nezaschne. Hotovo, doska je pripravená na použitie.

Túto metódu používam už roky a nikdy ma nesklamala.

§ 4. Malý prístroj na meranie ľudskej reakcie.

Práca na zlepšení tohto zariadenia stále pokračuje.

Zariadenie sa používa nasledovne: po privedení napájania do mikrokontroléra sa zariadenie prepne do režimu cyklického výberu hodnôt určitej premennej "C". Po stlačení tlačidla sa program pozastaví a priradí hodnotu, ktorá sa v danom momente nachádzala v premennej, ktorej hodnota sa cyklicky menila. V premennej "C" sa teda získa náhodné číslo. Poviete si: „Prečo nepoužiť funkciu random () alebo niečo podobné?“.

Faktom však je, že v jazyku, v ktorom píšem - v BASCOM AVR, takáto funkcia neexistuje kvôli jeho podradnej sade príkazov, pretože ide o jazyk pre mikrokontroléry s malým množstvom RAM, nízkym výpočtovým výkonom. Po stlačení tlačidla program rozsvieti na displeji štyri nuly a spustí časovač, ktorý čaká dobu úmernú hodnote premennej „C“. Po uplynutí určeného času program rozsvieti štyri osmičky a spustí časovač, ktorý odpočítava čas do stlačenia tlačidla.

Ak stlačíte tlačidlo v momente medzi zapaľovaním núl a osmičiek, program sa zastaví a zobrazia sa pomlčky. Ak bolo tlačidlo stlačené po objavení sa osmičiek, potom program zobrazí čas v milisekundách, ktorý uplynul po zapálení osmičky a pred stlačením tlačidla to bude ľudský reakčný čas. Zostáva len vypočítať aritmetický priemer výsledkov niekoľkých meraní.

Toto zariadenie používa mikrokontrolér Atmel model ATtiny2313. Mikroobvod má na svojej doske dva kilobajty flash pamäte, 128 bajtov operačných, osembitových a desaťbitových časovačov, štyri kanály modulácie šírky impulzov (PWM), pätnásť plne prístupných I / O portov.

Na zobrazenie informácií slúži sedemsegmentový štvormiestny LED indikátor so spoločnou anódou. Indikácia je implementovaná dynamicky, to znamená, že všetky segmenty všetkých číslic sú zapojené paralelne a spoločné závery nie sú paralelné. Ukazovateľ má teda dvanásť výstupov: štyri výstupy sú spoločné pre číslice, zvyšných osem je rozdelených nasledovne: sedem segmentov pre čísla a jeden pre bodku.

Záver

Fyzika je základná prírodná veda, ktorej štúdium umožňuje spoznávať svet okolo dieťaťa prostredníctvom vzdelávacích, invenčných, dizajnérskych a tvorivých aktivít.

Stanovenie cieľa: navrhnúť fyzické zariadenia na použitie v vzdelávací proces, dal som si za úlohu spopularizovať fyziku, ako vedu nielen teoretickú, ale aj aplikovanú medzi rovesníkmi, dokazujúcu, že svet okolo nás je možné chápať, cítiť, prijímať len prostredníctvom vedomostí a tvorivosti. Ako hovorí príslovie „lepšie raz vidieť, ako stokrát počuť“, to znamená, že na to, aby ste sa aspoň trochu vžili do obrovského sveta, musíte sa s ním naučiť komunikovať nielen s papierom a ceruzkou, ale aj s pomocou spájkovačky a drôtov, častí a mikroobvodov .

Aprobácia a prevádzka podomácky vyrobených zariadení dokazuje ich životaschopnosť a konkurencieschopnosť.

Som nekonečne vďačný, že môj starý otec Didenko Nikolaj Andrejevič, ktorý viac ako dvadsať rokov vyučoval fyziku a matematiku na strednej škole v Abadzeku, nasmeroval môj život od troch rokov k technickému, invenčnému a dizajnérskemu kanálu. pracoval ako programátor vo vedecko-technickom centre ROSNEFT.

Zoznam použitej literatúry.

Nalivaiko B.A. Referenčná kniha Polovodičové zariadenia. Mikrovlnné diódy. IGP "RASKO" 1992, 223 s.

Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B. Fyzika ročník 11, M., Vzdelávanie, 2014, 400 s.

Revich Yu. V. Zábavná elektronika. 2. vydanie, 2009 BHV-Petersburg, 720 s.

Tom Tit. Vedecká zábava: fyzika bez prístrojov, chémia bez laboratória. M., 2008, 224 s.

Chechik N. O. Fainshtein S. M. Elektrónové multiplikátory, GITTL 1957, 440 s.

Shilov V.F. Podomácky vyrobené prístroje pre rádioelektroniku, M., Školstvo, 1973, 88 s.

Wikipedia je slobodná encyklopédia. Režim prístupu

DIY Tesla cievka. Rezonančný Teslov transformátor je veľmi veľkolepý vynález. Nikola Tesla si bol dobre vedomý toho, aké je to zariadenie veľkolepé, a neustále to verejne predvádzal. Prečo si myslíš? Správne: získať ďalšie financie.

Môžete sa cítiť ako veľký vedec a urobiť dojem na svojich priateľov vytvorením vlastnej mini-cievky. Budete potrebovať: kondenzátor, malú žiarovku, drôt a niekoľko ďalších jednoduchých častí. Pamätajte však, že rezonančný transformátor Tesla produkuje vysoké napätie. vysoká frekvencia- prečítajte si technické bezpečnostné pravidlá, inak sa účinok môže zmeniť na poruchu.

Zemiaková pištoľ. Vzduchovka, ktorá strieľa zemiaky? Jednoducho! Toto nie je obzvlášť nebezpečný projekt (pokiaľ sa nerozhodnete vyrobiť obrovskú a veľmi silnú zemiakovú zbraň). zemiaková pištoľ - skvelý spôsob zábava pre tých, ktorí milujú inžinierstvo a drobné chuligánstvo. Výroba super zbrane je celkom jednoduchá - budete potrebovať prázdnu aerosólovú nádobu a niekoľko ďalších častí, ktoré nie je ťažké nájsť.

Vysoko výkonný hračkársky stroj. Pamätáte si detské hracie automaty - svetlé, s rôznymi funkciami, bang-bang, oh-oh-oh? Jediné, čo mnohým chlapcom chýbalo, bolo strieľať trochu ďalej a trochu tvrdšie. Tak to napravíme.

Hracie automaty sú vyrobené z gumy, aby boli čo najbezpečnejšie. Samozrejme, výrobcovia si dali záležať na tom, aby tlak v takýchto pištoliach bol minimálny a nemohol nikomu ublížiť. Niektorí remeselníci však stále našli spôsob, ako pridať silu detským zbraniam: stačí sa zbaviť detailov, ktoré spomaľujú proces. Z čoho a ako – hovorí experimentátor z videa.

Drone vlastnými rukami. Mnoho ľudí si pod pojmom dron predstaví len veľké bezpilotné lietadlo. lietadla používané počas vojenských operácií na Blízkom východe. Ide o mylnú predstavu: drony sa stávajú každodennou záležitosťou, vo väčšine prípadov sú malé a vyrobiť si ich doma nie je také ťažké.

Súčiastky pre „domáce“ drony sa dajú ľahko zohnať a nemusíte byť inžinier, aby ste ho kompletne zostavili – aj keď, samozrejme, budete musieť makať. Priemerný ručne vyrobený dron sa skladá z malého hlavného tela, niekoľkých doplnkových častí (môžete si ho kúpiť alebo nájsť z iných zariadení) a elektronického vybavenia na diaľkové ovládanie. Áno, špeciálnym potešením je vybaviť hotový dron kamerou.

Theremin- hudba magnetické pole. Tento záhadný elektrický hudobný nástroj zaujíma nielen (a nie až tak?) hudobníkov, ale aj šialených vedcov. Nezvyčajné zariadenie, ktoré vynašiel sovietsky vynálezca v roku 1920, si môžete zostaviť doma. Predstavte si: stačí pohnúť rukami (samozrejme, s mdlým vzduchom vedca-hudobníka) a nástroj vydáva „nadpozemské“ zvuky!

Naučiť sa majstrovsky ovládať theremin nie je jednoduché, no výsledok stojí za to. Senzor, tranzistor, reproduktor, rezistor, napájanie, pár ďalších detailov a môžete začať! Takto to vyzerá.

Ak si nie ste istí v angličtine, pozrite si video v ruskom jazyku, ako vyrobiť theremin z troch rádií.

Diaľkovo ovládaný robot. No, kto nesníval o robote? Áno, a jeho vlastné zhromaždenie! Je pravda, že plne autonómny robot bude vyžadovať vážne tituly a úsilie, ale robot s ním diaľkové ovládanie je celkom možné vytvárať z improvizovaných materiálov. Napríklad robot vo videu je vyrobený z peny, dreva, malého motora a batérie. Tento "maznáčik" pod vaším vedením sa voľne pohybuje po byte a prekonáva aj nerovné povrchy. Trochu kreativity a môžete to dať vzhľad podľa toho, čo sa vám páči.

Plazmová guľa musel upútať vašu pozornosť. Ukazuje sa, že nemusíte míňať peniaze na jeho získanie, ale môžete získať dôveru v seba a urobiť to sami. Áno, doma bude malý, ale aj tak sa jedným dotykom na povrch vybije krásnymi pestrofarebnými „bleskmi“.

Hlavné zložky: indukčná cievka, žiarovka a kondenzátor. Nezabudnite dodržiavať bezpečnostné opatrenia - veľkolepé zariadenie funguje pod napätím.

solárne napájané rádio- Skvelé zariadenie pre milovníkov dlhých túr. Nevyhadzujte svoje staré rádio: stačí k nemu pripojiť solárny panel a budete nezávislí od batérií a iných zdrojov energie ako je slnko.

Takto vyzerá rádio na solárny pohon.

segway dnes neuveriteľne populárny, ale považovaný za drahú hračku. Môžete ušetriť veľa tým, že namiesto tisíc dolárov miniete len niekoľko stoviek, pridáte k nim vlastnú silu a čas a sami si vyrobíte segway. Nie je to ľahká úloha, ale je celkom reálna! Zaujímavosťou je, že dnes Segwaye neslúžia len na zábavu – v Spojených štátoch ich využívajú pracovníci pošty, golfisti a čo je obzvlášť zarážajúce, skúsení operátori Steadicamu.

Môžete sa zoznámiť s podrobným takmer hodinovým návodom – je však v angličtine.

Ak pochybujete, že ste všetko pochopili správne, nižšie je návod v ruštine - aby ste získali všeobecnú predstavu.

nenewtonská tekutina umožňuje robiť veľa zábavných experimentov. Je to úplne bezpečné a zábavné. Nenewtonská kvapalina je kvapalina, ktorej viskozita závisí od povahy vonkajšej sily. Dá sa vyrobiť zmiešaním vody so škrobom (jeden až dva). Myslíš, že je to ľahké? Nebolo to tam. "Ohnisko" nenewtonskej tekutiny začína už v procese jej vzniku. Ďalej viac.

Ak to vezmete do hrsti, bude to vyzerať montážna pena. Ak začnete hádzať, bude sa pohybovať ako živý tvor. Uvoľnite ruku a začne sa šíriť. Zatni v päsť - bude to ťažké. Keď ho privediete k výkonným reproduktorom, „tancuje“, no dá sa na ňom aj tancovať, ak sa k tomu dostatočne rozhýbete. Vo všeobecnosti je lepšie vidieť raz!

MOU "Priemerné všeobecná školač. 2 "p. Babynino

Babyninsky okres región Kaluga

X výskumná konferencia

"Nadané deti sú budúcnosťou Ruska"

Projekt DIY fyziky

Pripravili študenti

7 „B“ triedy Larkova Viktória

7 "B" trieda Kalinicheva Maria

Vedúca Kochanová E.V.

Obec Babynino, 2018

Obsah

Úvodná stránka 3

Teoretická časť strana 5

experimentálna časť

Model fontány str.6

Komunikačné nádoby strana 9

Záver strana 11

Referencie strana 13

Úvod

Tento akademický rok sme sa ponorili do sveta veľmi zložitej, no zaujímavej vedy, ktorá je potrebná pre každého človeka. Od prvých hodín nás fyzika očarila, chceli sme sa učiť stále nové a nové veci. Fyzika nie sú len fyzikálne veličiny, vzorce, zákony, ale aj experimenty. Fyzikálne experimenty sa dajú robiť s čímkoľvek: ceruzkami, pohármi, mincami, plastovými fľašami.

Fyzika je experimentálna veda, takže vytváranie zariadení vlastnými rukami prispieva k lepšej asimilácii zákonov a javov. Pri štúdiu každej témy vyvstáva veľa rôznych otázok. Učiteľ na ne, samozrejme, môže odpovedať, ale aké zaujímavé a vzrušujúce je získať odpovede sami, najmä pomocou ručne vyrobených zariadení.

Relevantnosť: Výroba zariadení prispieva nielen k zvyšovaniu úrovne vedomostí, ale je jedným zo spôsobov, ako aktivovať kognitívne a projektové aktivityžiakov v štúdiu fyziky na základnej škole. Na druhej strane takáto práca slúži dobrý príklad spoločensky užitočná práca: kvalitne vyrobené podomácky vyrobené prístroje môžu výrazne doplniť vybavenie školskej kancelárie. Zariadenia je možné a potrebné vyrobiť na mieste svojpomocne. Podomácky vyrobené prístroje majú aj ďalšiu hodnotu: ich výroba na jednej strane rozvíja praktické zručnosti a schopnosti učiteľa a žiakov a na druhej strane svedčí o tvorivej práci.Cieľ: Vyrobte si zariadenie, fyzikálnu inštaláciu na predvádzanie fyzikálnych experimentov vlastnými rukami, vysvetlite jeho princíp fungovania a predveďte fungovanie zariadenia.
Úlohy:

1. Študovať vedeckú a populárnu literatúru.

2. Naučte sa aplikovať vedecké poznatky na vysvetlenie fyzikálnych javov.

3. Vyrobte si zariadenia doma a predveďte ich prácu.

4. Doplnenie učebne fyziky domácimi prístrojmi vyrobenými z improvizovaných materiálov.

hypotéza: Vyrobené zariadenie, inštalácia vo fyzike na demonštráciu fyzikálnych javov vlastnými rukami, aplikujte v lekcii.

Produkt projektu: prístroje pre domácich majstrov, predvádzanie pokusov.

Výsledok projektu: záujem študentov, formovanie ich predstavy, že fyzika ako veda nie je odlúčená skutočný život, rozvoj motivácie k učeniu fyziky.

Výskumné metódy: analýza, pozorovanie, experiment.

Práca bola vykonaná podľa nasledujúcej schémy:

Štúdium informácií o tejto problematike z rôznych zdrojov.

Výber výskumných metód a ich praktické zvládnutie.

Zber vlastného materiálu - získavanie improvizovaných materiálov, vykonávanie experimentov.

Analýza a formulácia záverov.

ja . Hlavná časť

Fyzika je veda o prírode. Študuje javy, ktoré sa vyskytujú vo vesmíre, v útrobách Zeme, na Zemi a v atmosfére - jedným slovom, všade. Takéto javy sa nazývajú fyzikálne javy. Pri pozorovaní neznámeho javu sa fyzici snažia pochopiť, ako a prečo k nemu dochádza. Ak sa napríklad jav objaví rýchlo alebo je v prírode zriedkavý, fyzici majú tendenciu vidieť ho toľkokrát, koľkokrát je potrebné, aby identifikovali podmienky, za ktorých sa vyskytuje, a vytvorili zodpovedajúce vzorce. Ak je to možné, vedci skúmaný jav reprodukujú v špeciálne vybavenej miestnosti - laboratóriu. Snažia sa nielen zvážiť jav, ale aj vykonať merania. To všetko vedci – fyzici nazývajú skúsenosťou alebo experimentom.

Nadchla nás myšlienka – vyrábať zariadenia vlastnými rukami. Pri vykonávaní našej vedeckej zábavy doma sme vyvinuli hlavné akcie, ktoré vám umožnia úspešne vykonať experiment:

Domáce experimenty musia spĺňať nasledujúce požiadavky:

Bezpečnosť počas konania;

Minimum materiálové náklady;

jednoduchosť implementácie;

Hodnota pri štúdiu a chápaní fyziky.

Uskutočnili sme niekoľko experimentov na rôzne témy kurzu fyziky 7. ročníka. Poďme si predstaviť niektoré z nich, zaujímavé a zároveň ľahko realizovateľné.

Experimentálna časť.

model fontány

Cieľ: Šou najjednoduchší model fontána

Vybavenie:

Veľká plastová fľaša - 5 litrov, malá plastová fľaša - 0,6 litra, koktailová trubica, kúsok plastu.

Priebeh experimentu

Rúru ohýbame na základni písmenom G.

Fixujte malým kúskom plastu.

Vystrihnite malý otvor do trojlitrovej fľaše.

Odrežte spodok malej fľaše.

Malú fľašu fixujeme vo veľkej s uzáverom, ako je znázornené na fotografii.

Vložte tubu do uzáveru malej fľaše. Fixujte plastelínou.

Do uzáveru veľkej fľaše vyrežte otvor.

Nalejte do fľaše s vodou.

Sledujme prúdenie vody.

Výsledok : pozorovať tvorbu fontány s vodou.

Záver: Na vodu v tube pôsobí tlak stĺpca kvapaliny vo fľaši. Čím viac vody vo fľaši, tým väčšia bude fontána, pretože tlak závisí od výšky stĺpca kvapaliny.

Komunikačné nádoby

Vybavenie: vrchné diely z plastové fľaše rôzne sekcie, gumená trubica.

Z plastových fliaš odrežte horné časti vysoké 15-20 cm.

Diely spolu spojíme gumenou hadičkou.

Priebeh pokusu č.1

Cieľ : znázorňujú umiestnenie povrchu homogénnej kvapaliny v komunikujúcich nádobách.

1. Do jednej z výsledných nádob nalejte vodu.

2. Vidíme, že voda v nádobách bola na rovnakej úrovni.

Záver: v prepojených nádobách akéhokoľvek tvaru sú povrchy homogénnej kvapaliny nastavené na rovnakú úroveň (za predpokladu, že tlak vzduchu nad kvapalinou je rovnaký).

Priebeh pokusu č.2

1. Sledujme správanie sa vodnej hladiny v nádobách naplnených rôznymi kvapalinami. Nalejte rovnaké množstvo vody a čistiacim prostriedkom do komunikačných nádob.

2. Vidíme, že kvapaliny v nádobách boli na rôznych úrovniach.

Záver : v prepojených nádobách sú heterogénne kvapaliny inštalované na rôznych úrovniach.

Záver

Je zaujímavé sledovať skúsenosti, ktoré vedie učiteľ. Vlastné vedenie je dvojnásobne zaujímavé.Pokus realizovaný s prístrojom vyrobeným vlastnými rukami veľmi zaujíma celú triedu. Takéto skúsenosti pomáhajú lepšie pochopiť materiál, nadviazať vzťahy a vyvodiť správne závery.

Medzi žiakmi siedmeho ročníka sme urobili prieskum a zisťovali, či sú hodiny fyziky s pokusmi zaujímavejšie, naši spolužiaci by si chceli vyrobiť prístroj vlastnými rukami. Výsledky vyšli takto:

Väčšina študentov verí, že hodiny fyziky sa stávajú zaujímavejšími s experimentmi.

Viac ako polovica opýtaných spolužiakov by chcela vyrábať nástroje na hodiny fyziky.

Radi sme vyrábali domáce zariadenia, robili experimenty. Vo svete fyziky je toľko zaujímavých vecí, takže v budúcnosti:

Pokračujte v štúdiu tejto zaujímavej vedy;

Vykonajte nové experimenty.

Bibliografia

1. L. Galperstein "Funny Physics", Moskva, "Detská literatúra", 1993.

Vybavenie na vyučovanie fyziky na strednej škole. Editoval A.A. Pokrovsky "Osvietenie", 2014

2. Učebnica fyziky od A. V. Peryshkina, E. M. Gutnika "Fyzika" pre 7. ročník; 2016

3. JA A. Perelman "Zábavné úlohy a experimenty", Moskva, "Detská literatúra", 2015.

4. Fyzika: Referenčné materiály: O.F. Kabardinská učebnica pre študentov. - 3. vyd. - M.: Osveta, 2014

5.//class-fizika.spb.ru/index.php/opit/659-op-davsif

snímka 1

Téma: Urob si sám fyzikálne prístroje a jednoduché pokusy s nimi.

Prácu dokončil: žiak 9. ročníka - Davydov Roma Vedúci: učiteľ fyziky - Khovrich Lyubov Vladimirovna

Novouspenka - 2008

snímka 2

Vytvorte zariadenie, inštaláciu vo fyzike, aby ste demonštrovali fyzikálne javy vlastnými rukami. Vysvetlite princíp fungovania tohto zariadenia. Predveďte fungovanie tohto zariadenia.

snímka 3

HYPOTÉZA:

Vyrobené zariadenie, inštalácia vo fyzike na demonštráciu fyzikálnych javov vlastnými rukami, aplikujte v lekcii. V prípade absencie tohto zariadenia vo fyzickom laboratóriu bude toto zariadenie schopné nahradiť chýbajúcu inštaláciu pri predvádzaní a vysvetľovaní témy.

snímka 4

Vyrábajte zariadenia, o ktoré majú študenti veľký záujem. Nechajte v laboratóriu chýbať zariadenia. vyrábať zariadenia, ktoré spôsobujú ťažkosti s pochopením teoretického materiálu vo fyzike.

snímka 5

Pri rovnomernom otáčaní rukoväte vidíme, že pôsobenie periodicky sa meniacej sily bude prenášané na záťaž cez pružinu. Zmena s frekvenciou rovnajúcou sa frekvencii otáčania rukoväte, táto sila spôsobí, že záťaž bude fungovať vynútené vibrácie Rezonancia je jav prudkého zvýšenia amplitúdy vynútených kmitov.

snímka 6

Snímka 7

SKÚSENOSTI 2: Tryskový pohon

Do krúžku nainštalujeme lievik na statív, pripevníme k nemu rúrku s hrotom. Nalejte vodu do lievika a keď voda začne vytekať z konca, trubica sa odchýli v opačnom smere. Toto je prúdový pohon. Prúdový pohyb je pohyb telesa, ku ktorému dochádza, keď sa jeho časť od neho oddelí akoukoľvek rýchlosťou.

Snímka 8

Snímka 9

EXPERIMENT 3: Zvukové vlny.

Upevnite kovové pravítko do zveráka. Je však potrebné poznamenať, že ak väčšina pravítka pôsobí ako zverák, potom, čo spôsobilo jeho vibrácie, nebudeme počuť vlny, ktoré vytvára. Ak ale skrátime vyčnievajúcu časť pravítka a tým zvýšime frekvenciu jeho kmitov, potom budeme počuť generované elastické vlny šíriace sa vo vzduchu, ako aj vnútri tekutých a pevných telies, nie sú viditeľné. Za určitých podmienok ich však možno počuť.

Snímka 10

snímka 11

Skúsenosť 4: Minca vo fľaši

Minca vo fľaši. Chcete vidieť zákon zotrvačnosti v praxi? Pripravte si pollitrovú fľašu na mlieko, kartónový krúžok 25 mm široký a 0 100 mm široký a dvojkopecnú mincu. Nasaďte krúžok na hrdlo fľaše a na vrch položte mincu presne oproti otvoru hrdla fľaše (obr. 8). Vložením pravítka do krúžku narazíme na krúžok. Ak to urobíte náhle, prsteň odletí a minca spadne do fľaše. Prsteň sa pohyboval tak rýchlo, že sa jeho pohyb nestihol preniesť na mincu a podľa zákona zotrvačnosti zostal na mieste. A keď stratila podporu, minca spadla. Ak sa prsteň posunie nabok pomalšie, minca tento pohyb „ucíti“. Trajektória jeho pádu sa zmení a nespadne do hrdla fľaše.

snímka 12

snímka 13

Skúsenosť 5: Plávajúca guľa

Keď fúkate, prúd vzduchu zdvihne balón nad trubicu. Ale tlak vzduchu vo vnútri trysky je menší ako tlak „pokojného“ vzduchu obklopujúceho trysku. Preto je lopta v akomsi vzduchovom lieviku, ktorého steny tvorí okolitý vzduch. Plynulým znížením rýchlosti prúdu z horného otvoru je ľahké „pristáť“ loptičku na jej pôvodné miesto.Na tento experiment budete potrebovať trubicu v tvare L, napríklad sklenenú, a ľahkú penovú guľu. Zatvorte horný otvor rúrky guľou (obr. 9) a fúknite do bočného otvoru. Na rozdiel od očakávania loptička nevyletí z trubice, ale začne sa nad ňou vznášať. Prečo sa to deje?

Snímka 14

snímka 15

Skúsenosť 6: Pohyb tela pozdĺž "mŕtvej slučky"

"Pomocou zariadenia "mŕtva slučka" môžete predviesť množstvo experimentov na dynamike hmotného bodu pozdĺž kruhu. Demonštrácia prebieha v tomto poradí: 1. Guľa sa kotúľa po koľajniciach s najvyšší bodšikmé koľajnice, kde ho drží elektromagnet, ktorý je napájaný 24V. Lopta stabilne opisuje slučku a vyletí určitou rýchlosťou z druhého konca zariadenia2. Lopta sa odkotúľala najnižšia výška, keď loptička iba opisuje slučku bez toho, aby sa odlomila od jej horného bodu3. Z ešte nižšej výšky, keď sa loptička, ktorá nedosiahne vrchol slučky, od nej odtrhne a spadne, čo opisuje parabolu vo vzduchu vo vnútri slučky.

snímka 16

Pohyb tela pozdĺž "mŕtvej slučky"

Snímka 17

Skúsenosť 7: Vzduch je horúci a vzduch studený

Natiahnite balónik cez hrdlo obyčajnej pollitrovej fľaše (obr. 10). Vložte fľašu do hrnca horúca voda. Vzduch vo fľaši sa začne ohrievať. Molekuly plynov, ktoré ho tvoria, sa budú s rastúcou teplotou pohybovať stále rýchlejšie. Silnejšie budú bombardovať steny fľaše a lopty. Tlak vzduchu vo fľaši začne stúpať a balón sa nafúkne. Po chvíli premiestnite fľašu do hrnca s studená voda. Vzduch vo fľaši sa začne ochladzovať, pohyb molekúl sa spomalí a tlak klesne. Balónik sa zmenší, akoby z neho bol vysatý vzduch. Takto môžete vidieť závislosť tlaku vzduchu od teploty okolia

Snímka 18

Snímka 19

Pokus 8: Naťahovanie tuhého telesa

Uchopte penovú tyč za konce a roztiahnite ju. Je možné jasne vidieť nárast vzdialeností medzi molekulami. V tomto prípade je tiež možné napodobniť výskyt medzimolekulových príťažlivých síl.

Fomin Daniel

Fyzika je experimentálna veda a vytváranie prístrojov vlastnými rukami prispieva k lepšej asimilácii zákonov a javov. Pri štúdiu každej témy vyvstáva veľa rôznych otázok, na mnohé môže odpovedať sám učiteľ, ale aké úžasné je získať odpovede prostredníctvom vlastného nezávislého výskumu.

Stiahnuť ▼:

Náhľad:

OKRESNÁ VEDECKÁ KONFERENCIA ŠTUDENTOV

SEKCIA "Fyzika"

Projekt

Fyzické zariadenie typu Urob si sám.

žiak 8. ročníka

GBOU stredná škola č. 1 mesto. Suchodol

Sergievsky okres v regióne Samara

Vedecký poradca: Shamova Tatyana Nikolaevna

Učiteľ fyziky

1. Úvod.

1. Hlavná časť.

1. Účel zariadenia;
2. nástroje a materiály;
3. Výroba zariadení;
4. Celkový pohľad na zariadenie;
5. Vlastnosti demonštrácie zariadenia.

3.Výskum.

4. Záver.

5. Zoznam použitej literatúry.

1. Úvod.

Aby bolo možné poskytnúť potrebné skúsenosti, človek musí mať nástroje a meracie nástroje. A nemyslite si, že všetky zariadenia sa vyrábajú v továrňach. V mnohých prípadoch si výskumné zariadenia budujú sami výskumníci. Zároveň sa má za to, že najtalentovanejší výskumník je ten, ktorý dokáže experimentovať a dosiahnuť dobré výsledky nielen na zložitých, ale aj na jednoduchších prístrojoch. Zložité vybavenie je rozumné používať iba v prípadoch, keď to nie je možné. Nezanedbávajte teda domáce zariadenia - je oveľa užitočnejšie vyrobiť si ich sami, ako používať kupované.

CIEĽ:

Vytvorte zariadenie, inštaláciu vo fyzike, aby ste demonštrovali fyzikálne javy vlastnými rukami.

Vysvetlite princíp fungovania tohto zariadenia. Predveďte fungovanie tohto zariadenia.

ÚLOHY:

Vyrábajte zariadenia, o ktoré majú študenti veľký záujem.

Nechajte v laboratóriu chýbať zariadenia.

Vyrobte zariadenia, ktoré spôsobujú ťažkosti s pochopením teoretického materiálu vo fyzike.

Preskúmajte závislosť periódy od dĺžky vlákna a amplitúdy priehybu.

HYPOTÉZA:

Vyrobené zariadenie, inštalácia vo fyzike na demonštráciu fyzikálnych javov vlastnými rukami, aplikujte v lekcii.

V prípade absencie tohto zariadenia vo fyzickom laboratóriu bude toto zariadenie schopné nahradiť chýbajúcu inštaláciu pri predvádzaní a vysvetľovaní témy.

2. Hlavná časť.

2.1 Účel zariadenia.

Prístroj je určený na pozorovanie rezonancie pri mechanických vibráciách.

2.2.Nástroje a materiály.

Obyčajný drôt, guličky, oriešky, cín, vlasec. Spájkovačka.

2.3 Výroba zariadenia.

Ohnite drôt do podpery. Natiahnite spoločnú čiaru. Prispájkujte guľôčky na matice, zmerajte rybársky vlasec 2 kusy rovnakej dĺžky, zvyšok by mal byť kratší a dlhší o niekoľko centimetrov, guľôčky s ich pomocou zaveste. Dávajte pozor, aby kyvadlá s rovnakou dĺžkou úsečky neskončili vedľa seba. Zariadenie je pripravené na experiment!

2.4 Celkový pohľad na zariadenie.

2.5.Funkcie predvádzania zariadenia.

Na demonštráciu zariadenia je potrebné zvoliť kyvadlo, ktorého dĺžka sa zhoduje s dĺžkou jedného z troch zostávajúcich, ak kyvadlo vychýlite z rovnovážnej polohy a necháte ho samo, tak bude voľne kmitať. To spôsobí kmitanie rybárskeho vlasca, v dôsledku čoho bude na kyvadla cez závesné body pôsobiť hnacia sila, ktorá sa periodicky mení vo veľkosti a smere s rovnakou frekvenciou, akou kyvadlo osciluje. Uvidíme, že kyvadlo s rovnakou dĺžkou zavesenia začne kmitať s rovnakou frekvenciou, pričom amplitúda kmitov tohto kyvadla je oveľa väčšia ako amplitúdy ostatných kyvadiel. V tomto prípade kyvadlo kmitá v rezonancii s kyvadlom 3. Deje sa tak preto, že amplitúda ustálených kmitov spôsobených hnacou silou dosahuje najväčšiu hodnotu presne vtedy, keď sa frekvencia meniacej sa sily zhoduje s vlastnou frekvenciou oscilačného systému. Faktom je, že v tomto prípade sa smer hnacej sily v každom časovom okamihu zhoduje so smerom pohybu oscilujúceho telesa. Vďaka práci hnacej sily sa tak vytvárajú najpriaznivejšie podmienky na doplnenie energie oscilačného systému. Napríklad, aby sme hojdačku rozkývali silnejšie, tlačíme ju tak, že smer prevádzková sila sa zhodoval so smerom hojdania. Malo by sa však pamätať na to, že koncept rezonancie je použiteľný iba pre nútené oscilácie.

3. Závit alebo matematické kyvadlo

Zaváhania! Náš pohľad padne na kyvadlo nástenných hodín. Nepokojne sa ponáhľa jedným, potom druhým smerom, svojimi údermi akoby lámal tok času na presne vymerané segmenty. „Raz-dva, raz-dva,“ mimovoľne opakujeme do rytmu jeho tikania.

Olovnica a kyvadlo sú najjednoduchšie zo všetkých nástrojov používaných vedou. O to prekvapujúcejšie je, že s takýmito primitívnymi nástrojmi boli dosiahnuté skutočne rozprávkové výsledky: človeku sa vďaka nim podarilo mentálne preniknúť do útrob Zeme, zistiť, čo sa deje desiatky kilometrov pod našimi nohami.

Výkyv doľava a späť doprava do pôvodnej polohy je úplným švihom kyvadla a čas jedného úplného švihu sa nazýva perióda oscilácie. Počet vibrácií telesa za sekundu sa nazýva vibračná frekvencia. Kyvadlo je teleso zavesené na závite, ktorého druhý koniec je pevný. Ak je dĺžka závitu veľká v porovnaní s rozmermi na ňom zaveseného telesa a hmotnosť závitu je zanedbateľná v porovnaní s hmotnosťou telesa, potom sa takéto kyvadlo nazýva matematické alebo závitové kyvadlo. Za niťové kyvadlo možno považovať takmer malú ťažkú ​​guľu zavesenú na ľahkej dlhej nite.

Doba kmitania kyvadla je vyjadrená vzorcom:

T \u003d 2π √ l / g

Zo vzorca je zrejmé, že doba kmitania kyvadla nezávisí od hmotnosti bremena, amplitúdy kmitov, čo je obzvlášť prekvapujúce. Koniec koncov, s rôznymi amplitúdami, oscilujúce teleso prechádza rôznymi dráhami v jednom kmitu, ale čas strávený na tom je vždy rovnaký. Trvanie výkyvu kyvadla závisí od jeho dĺžky a zrýchlenia voľného pádu.

V našej práci sme sa rozhodli experimentálne otestovať, že perióda nezávisí od iných faktorov a overiť platnosť tohto vzorca.

Štúdium závislosti kmitov kyvadla od hmotnosti kmitajúceho telesa, dĺžky závitu a veľkosti počiatočnej výchylky kyvadla.

Štúdium.

Zariadenia a materiály: stopky, krajčírsky meter.

Najprv sa merala perióda kmitania kyvadla pre telesnú hmotnosť 10 g a uhol vychýlenia 20°, pričom sa menila dĺžka závitu.

Perióda sa merala aj zvýšením uhla vychýlenia na 40°, s hmotnosťou 10 g a rôznymi dĺžkami závitu. Výsledky merania sa zapísali do tabuľky.

Tabuľka.

	Dĺžka závitu l, m	Hmotnosť kyvadlo, kg	Uhol vychýlenia	Počet vibrácií	Na plný úväzok t. c	Obdobie 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

Z experimentov sme zistili, že perióda v skutočnosti nezávisí od hmotnosti kyvadla a uhla jeho vychýlenia, ale so zväčšovaním dĺžky závitu kyvadla sa doba jeho kmitania zväčšuje, ale nie úmerne k dĺžka, ale náročnejšia. Výsledky experimentov sú uvedené v tabuľke.

Perióda oscilácie matematického kyvadla teda závisí iba od dĺžky kyvadla l a zo zrýchlenia voľného pádu g.

4. Záver.

Je zaujímavé sledovať skúsenosti, ktoré vedie učiteľ. Vlastné vedenie je dvojnásobne zaujímavé.

A uskutočniť experiment so zariadením vyrobeným a navrhnutým vlastnými rukami je veľmi zaujímavé pre celú triedu. INPri takýchto experimentoch je ľahké nadviazať vzťah a vyvodiť záver o tom, ako táto inštalácia funguje.

5. Literatúra.

1. Vybavenie vyučovania fyziky na strednej škole. Editoval A.A. Pokrovsky "Osvietenie" 1973

2. Učebnica fyziky od A. V. Peryshkina, E. M. Gutnika "Fyzika" pre 9. ročník;

3. Fyzika: Referenčné materiály: O.F. Kabardinská učebnica pre študentov. - 3. vyd. - M.: Osveta, 1991.