Фокусы в физике

Муниципальное общеобразовательное учреждение Рождественская средняя общеобразовательная школа

Проект по физике на тему:

“Фокусы в физике”

ученика 9 класса

Петухова Егора Сергеевича

с. Рождествено

2021 год

Содержание

1. Введение__________________________________________3

2. Основная часть

Глава 1. Теоретическая

1.1 Возникновение фокуса_______________________________5

1.2 Понятия фокуса, эксперимента________________________6

1. Фокус — иллюзионный трюк__________________________6

1.4 Показ фокусов – это не развлечение___________________7

1.5 Принцип работы фокусника________________________8

1.6 Основные правила настоящего фокусника_____________8

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Роль эксперимента в научном и учебном познании______9

2.2 План деятельности по выполнению эксперимента______10

2.3 Фокусы, основанные на законах физики______________12

• «Прилипчивый стакан»_________________________12

• «Танцующая вода»_____________________________12

• «Карусель» __________________________________13

• «Волшебная палочка»__________________________13

• «Электромагнит»______________________________14

• «Фокус с вареным яйцом»_______________________15

• «Как засунуть сырое яйцо в бутылку?»____________16

• «Чудесные спички»____________________________17

• «Распускающиеся цветы»_______________________17

• «Фокус с шариком»____________________________18

• «Летающий мячик»_____________________________18

1. Заключение________________________________________19

2. Литература__________________________________________20

Введение

Случалось ли Вам присутствовать на выступлении фокусника и недоумевать, как же это у него получается? А думали ли Вы о том же самом, когда Ваш учитель физики демонстрировал опыты на уроке? Порой кажется, что волшебство и наука – почти одно и тоже.

Однажды я увидел по телевизору выступление известного фокусника Дэвида Копперфилда и заинтересовался, что это – ловкость рук или обман? Или может быть чудо? Я решил попробовать разобраться в этом вопросе.

Проблемный вопрос: фокусы – наука или чудо? Можно ли объяснить фокус с научной точки зрения?

Цель: познакомиться с историей возникновения фокусов, изучить фокусы с физической точки зрения.

Задачи

1) найти в интернете фокусы, связанные с физикой;

2) узнать, как повторить эти фокусы;

3 понять различия между фокусом и экспериментом;

4) доказать, что показ фокусов – это не развлечение, а великий труд.

Объект исследования – фокусы, основанные на законах физики.

Методы и приемы исследования – изучение и анализ литературы по теме исследования, наблюдение, эксперимент, описание.

Актуальность работы –

В работе собраны занимательные фокусы-опыты, относящиеся к разным разделам школьной программы по курсу физики.

Они углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету.

Новизна данной работы:

Повысить интерес к науке физике.

Практическая значимость:

Рассмотренные в данной работе фокусы-опыты могут быть использованы для организаторов школьных викторин и для тех, кто любит проводить любопытные физические эксперименты в домашних условиях, в кругу семьи или среди друзей. Каждый фокус-опыт снабжен не только подробным описанием и рисунком, но и строго научным объяснением. Все фокусы базируются на физических законах, на строго научной основе.

Итоговый продукт данного проекта: подборка фокусов-опытов, описанных в данной работе. Описание проведения фокусов представлено в презентации, а демонстрация некоторых из них представлена в видеоролике.

Основная часть

Глава I Теоретическая

1.1 Возникновение фокуса

Фокусники и иллюзионисты — это единственные люди, которые не скрывают, что обманывают других, но делают это так красиво и изящно, что мы, раскрыв рты, готовы часами наблюдать за их волшебными руками. Между прочим, первые в истории человечества иллюзионисты появились примерно 5000 лет назад в Древнем Египте.

В одном из найденных папирусов рассказывалось о неком египтянине по имени Джеди, который умудрялся прирастить к туловищу гуся его же отрубленную голову. А другой маг Веба-Анер превращал восковую фигурку крокодила в настоящего зверя. Насколько ловко и впечатляюще у них это получалось, мы сейчас можем лишь гадать. В Средние Века прослыть магом или чародеем автоматически приравнивало человека к приверженцу дьявола и моментально сокращало расстояние между ним и костром. Поэтому в эти времена людям приходилось обходиться без рукотворных чудес.

Вновь появляться на публике и показывать фокусы стало популярно лишь во второй половине 17-го века. Например, итальянский фокусник Бальдуччи славился своим фокусом с отрубленной куриной головой. Фокус был довольно примитивен, однако имел бешеный успех. «Своя» голова у петуха пряталась под крыло, а на её место прикреплялась отрубленная. После того, как Бальдуччи прямо на сцене отрубал её, он накрывал птицу платком, высвобождал «свою» голову, и зрители приходили в дикий восторг.

Известный всему миру иллюзионист Гарри Гудини с детства, когда его ещё все знали под именем Эриха Вайса, мечтал уподобиться «отцу современной магии» Жану Эжену Роббер-Гудену. И взял фамилию «Гудини», как производное от «Гуден».
Фраза «Сим-сала-бим» известна многим, потому что её часто используют волшебники в качестве заклинания. На самом деле это всего лишь набор букв, который фокусник-датчанин Данте позаимствовал из детского стишка и «вывел» в мир магии. Сегодня иллюзионистов можно увидеть и в составе цирковой труппы, а также пригласив индивидуально, чтобы они разнообразили торжество.

1.2. Понятия фокуса, эксперимента

Фокус (Толковый словарь Ожегова)

1. Точка пересечения преломлённых или отражённых лучей, падающих на

оптическую систему параллельным пучком.

2. Точка, в которой объектив создает отчётливое изображение предмета. Быть в фокусе. Не попасть в фокус.

3. Очаг воспалительного процесса. Фокус в лёгких.

4. Средоточие, центр. Фокус землетрясения. Попасть в фокус всеобщего внимания (перен.; книжн.)

5. Трюк, основанный на хитрости, проворстве и ловкости.

6. Уловка, проделка, привлекающие внимание своею необычностью, неожиданностью.

Эксперимент (от лат. experimentum — проба, опыт)  — метод исследования некоторого явления в управляемых условиях.

.

1.3. Фокус — иллюзионный трюк

ФОКУС — иллюзионный трюк. Самостоятельное, законченное, сюжетное действие, реально происходящее в присутствии зрителя. Производит на зрителя необычный, фантастический, противоречащий здравому смыслу эффект.

Этот эффект достигается применением иллюзионного приёма, в котором используются психофизиологические особенности человека. В результате воздействия приёма реально происходящее действие представляется зрителю иллюзорным, то есть — в искажённом виде и оценивается им как невозможное, необъяснимое.

1.4. Показ фокусов – это не развлечение

Показ фокусов – это не просто развлечение. Это труд, терпение и упорство. Это ловкость, пластичность движения и хорошо отработанная техника исполнения.

Самое главное для иллюзиониста – это его руки. Фокусники работают красиво, легко. Их руки парят в воздухе, почти не касаясь предметов.

Такая лёгкость в демонстрации фокусов достигается длительными ежедневными тренировками. Им приходится работать по 10-12 часов! Вот так непросто рождаются чудеса.

Выступать перед зрителями с неподготовленным номером нельзя. Выступление эффектно только в том случае, когда всё идёт как по маслу. Сначала необходимо изучить теорию, затем внимательно прочитать описание трюка и последовательность демонстрации. Затем тщательно подготовить реквизит. Не забудьте продумать костюм, в котором будете выходить к публике (в нём ведь тоже должны быть соответствующие приспособления). После этого можно приступать к тренировкам. Сначала надо проделать номер от начала и до конца перед большим зеркалом, чтобы почувствовать, что еще нужно доработать, а что уже получается хорошо. Когда будет приобретён определённый навык в исполнении фокуса, можно показать его своим близким.

1. Принцип работы фокусника

Главный принцип фокусника таков — говори обратное тому, что делаешь. Это правило придумано еще древними магами и фокусниками. Человек не в силах уследить за двумя действиями одновременно. Из чего следует, что фокусник должен уметь делать одновременно несколько нескоординированных раздельных движений. Многие говорят о «неуловимых движениях» фокусника. Это не так. Все движения фокусника должны быть видны зрителям, просто они направляют внимание публики в другую сторону.

Сейчас в мире живет много фокусников. Иллюзионные шоу будят воображение зрителя, заставляют его мечтать и верить в чудеса. Каждая встреча с магией фокусов приносит человеку восторг и удивление.

1.6 Основные правила настоящего фокусника

1. Никогда не раскрывайте секрет фокуса. Пожалуй, самое главное правило, поскольку зритель сразу потеряет интерес к вам как к фокуснику. Зритель может делать догадки, предположения или сказать конкретно, в чем секрет, но вы не должны вступать в спор со зрителем, а показать, что это всего лишь его мнение.

2. Каждый фокус тщательно репетируйте, пока он не будет получаться десять из десяти раз. Также очень хорошим помощником станет для вас зеркало, попробуйте несколько раз показать себе, продумайте слов речь и жесты, с которыми вы будете преподносить всё действие.

3. Никогда не говорите, что произойдет в следующий момент. Зритель может догадаться, куда надо смотреть и за чем следить. И по той же причине ни в коем случае не повторяйте один и тот же фокус дважды, даже если вас очень сильно просят.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Роль эксперимента в научном и учебном познании

Основоположник отечественной науки М.В. Ломоносов отмечал: «Опыт ценнее тысячи мнений рожденных воображением», а академик Л.Д. Ландау говорил: «Опыт – верховный судья теории».

Под экспериментом понимают научно поставленный опыт, то есть наблюдение исследуемого явления в учитываемых условиях, позволяющих следить за его ходом и воссоздавать его каждый раз при повторении тех же условий.

Экспериментальный метод дает возможность установить причинно-следственные связи между явлениями, а также между величинами, характеризующими свойства тел и явлений.

Академик С.В. Вавилов указывал на двойную роль эксперимента:

1. Эксперимент доказывает или отвергает какие-либо теоретические предположения.

2. Эксперимент может стать предпосылкой новой теории или гипотезы, которая должна быть подтверждена новыми экспериментами. Обе стороны эксперимента неразрывно связаны.

В соответствии с целями и задачами исследования эксперимент может быть количественным или качественным; иллюстративным, демонстрационным, исследовательским; техническим или научным.

Элементами экспериментального метода исследования в научном познании являются наблюдение, сравнение, измерение и собственно сам эксперимент.

Как метод исследования эксперимент имеет свои сильные и слабые стороны. Сильная сторона эксперимента заключается в том, что он позволяет получить явления в «чистом виде», исключать влияния на изучаемые явления побочных факторов. Эксперимент позволяет останавливать исследуемый процесс на любой стадии и повторять любое число раз, изучать предмет с большой тщательностью, расчленять его на отдельные части и выделять интересующие нас стороны.

Этим достигается глубина исследования сущности явлений и законов природы, повышается доказательность выводов, которые могут быть сделаны на основе эксперимента.

Эксперимент составляет важную сторону практики. С его помощью наука в состоянии не только объяснить явление материального мира, но и непосредственно овладеть им. Поэтому эксперимент является звеном, связывающим науку с производством. Эксперимент является средством исследования и изобретения новых приборов, машин, материалов и процессов промышленной техники. Он является важнейшим средством проверки годности технических проектов и усовершенствования технологических процессов.

2.2. План деятельности по выполнению эксперимента

1. Уяснение цели эксперимента.

2. Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента.

3. Выяснение условий, необходимых для достижения поставленной цели эксперимента.

4. Планирование эксперимента, включающего ответ на вопросы

1. Какие наблюдения провести;

2. Какие величины измерить;

3. Приборы и материалы, необходимые для проведения опытов;

4. Ход опытов и последовательность их выполнения:

5. Выбор формы записи результатов эксперимента.

1. Отбор необходимых приборов и материалов.

2. Сбор установки,электрической цепи.

3. Проведение опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и записью их результатов.

4. Математическая обработка результатов измерений.

5. Анализ результатов эксперимента, формулировка выводов (в словесной, знаковой или графической форме).

К основным требованиям к школьному физическому эксперименту относят:

1. наглядность;

2. кратковременность опыта;

3. выразительность и эмоциональность;

4. занимательность;

5. надежность опыта;

6. убедительность опыта;

7. соответствие правилам безопасности.

Обучение физике нельзя представить только в виде теоретических занятий, даже если учащимся на занятиях показываются демонстрационные физические опыты. Ко всем видам чувственного восприятия надо обязательно добавить на занятиях «работу руками». Это достигается при выполнении учащимися лабораторного физического эксперимента, когда они сами собирают установки, проводят измерения физических величин, выполняют опыты.

Но опыты в физике могут не только иллюстрировать различные физические процессы, но и стимулировать познавательную активность и желание учиться.

2.3 Фокусы, основанные на законах физики

1. «Прилипчивый стакан»

Этот эксперимент докажет, из перевернутого стакана с водой, днищем которого служит простой лист бумаги, не проливается вода.

Оборудование: Стакан, наполовину наполненный водой, лист бумаги из ученической тетради.

Ход эксперимента:

Налейте в стакан воды и закройте листом бумаги, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги, то вода не выльется. Бумага останется как бы приклеенной к краю стакана.

Объяснение: Бумажка приклеилась к стакану из-за того, что давление снаружи сильнее давления внутри стакана. Когда мы перевернули стакан, прикрытый бумажкой, вверх дном, тогда между днищем стакана и водой осталось разряжённое пространство. Если же сделать маленькую дырочку в бумажке, или приоткрыть её, то вся вода в момент выльется.

2. «Танцующая вода

Узнаем, как натёртая шерстяной тканью эбонитовая палочка, действует на текущую из крана обыкновенную воду.

Оборудование: эбонитовая палочка, кусочек шерстяной ткани, кран с текущей обыкновенной водой.
Ход эксперимента:

Если поднести к бегущей из крана струе воды натертую шерстью эбонитовую палочку, то струя воды отклонится в сторону палочки.

Объяснение: Электроны с шерсти при трении переходят на палочку и создают на ней отрицательный заряд. Этот заряд отталкивает от себя электроны, находящиеся в воде, и они перемещаются в ту часть струи, которая дальше всего от палочки. Ближе к палочке в струе воды возникает положительный заряд, и отрицательно заряженная палочка притянет ее к себе. 

1. «Карусель»

 Еще один красочный опыт с электризацией на расстоянии.

Оборудование: длинная деревянная линейка, подставка (Подставкой может служить обычная перегоревшая лампочка в банке из-под майонеза, но лучше подставку сделать из стеклянной бутылки с пробкой: вставить в пробку по центру иголку, а на иголку надеть перевернутый стеклянный стакан), эбонитовая палочка.

Ход эксперимента

Поднесите наэлектризованную палочку к деревянной линейке - «карусели». Линейка поляризуется и начнет притягиваться к палочке. С помощью заряженной палочки вы можете заставить линейку вращаться.

1. «Волшебная палочка»

« Иди ко мне. Слушайся меня. Я командую тобой. Повернись кругом». Ты мечтаешь о волшебной палочке? Что ты хочешь, чтобы она умела делать? Может быть, использовать ее, чтобы управлять движением различных предметов? Если да, то у тебя есть шанс получить такую волшебную палочку!

Оборудование:

· мячик для настольного тенниса

· пластмассовая ручка

· шерсть

Последовательность действий:

Положи мячик для настольного тенниса на плоскую поверхность так, чтобы он не двигался. Потри пластмассовую ручку шерстью. После этого поднеси ручку достаточно близко к мячику. Что произойдет? Постарайся перемещать ручку так, чтобы мячик двигался вслед за ней. У тебя получилось?

Объяснение: Так как ты потер ручку шерстью, произошло перемещение отрицательных зарядов. Эти заряды покинули шерсть и скопились на ручке. Ручка стала отрицательно заряженной. Когда ты поднес ручку к мячику, ее электрическое поле повлияло на заряды на мячике. Отрицательные заряды на ближайшей к ручке области мячика отталкиваются от ручки и перемещаются внутрь мячика, что делает один бок мячика положительно заряженным. Этот положительно заряженный бок мячика и отрицательно заряженная ручка притягиваются друг к другу. Если инерция и трение преодолены, то мячик начинает двигаться за ручкой.

1. «Электромагнит»

В этом опыте, вы научитесь создавать электромагнит в домашних условиях, используя бытовые приспособления.

Оборудование: Большой железный

гвоздь, длинная алюминиевая проволока – 30 см, батарейка - на 4,5В, скрепки или другие мелкие магнитные объекты

Ход эксперимента:

Возьмите проволоку и с каждого конца отметьте по 10 см. Возьмите гвоздь, намотайте на него проволоку так, как показано на рисунке. Один конец проволоки прикрепите к плюсу батарейки, а другой к минусу. Вот и все, ваш электромагнит готов! Поднесите скрепки к концу гвоздя или другие магнитные объекты, гвоздь притянет их к себе.

Примечание: Батарея может быстро нагреваться, поэтому, как только вы провели опыт «Электромагнит», сразу же отсоедините провода от нее.

Объяснение: Большинство магнитов, как те, что находятся на холодильнике, называют постоянными магнитами, так как они могут притягивать магнитные объекты в любое время и держать их сколько угодно. Магнит, который создали мы, называется Электромагнитным. Он работает только на электричестве, а когда электричества нет, то он не притягивает магнитные объекты. Электрический ток, текущий через провод, выстраивает молекулы в гвозде так, чтобы они были привлечены к определенным металлам. 

1. «Фокус с вареным яйцом»

Процесс выполнения фокуса

Для того чтобы провести фокус с бутылкой и яйцом, следует правильно выполнить каждый этап:

1. Заранее сварите главнейший атрибут опыта, охладите его и аккуратно удалите скорлупу. Только после этого отправляйтесь к зрителям, которые с нетерпеньем ждут Вашего необычного представления.

2. Заранее подготовленную бумагу нужно поджечь и опустить в графин. Пока огонь не затух, можно проделать магические движения. Так Вы создадите особую атмосферу, полную волшебства и магии. Через несколько секунд закройте подготовленным продуктом горлышко. Он начнет всасываться и упадет внутрь. Его нужно поместить на горло, когда огонь немного прогорел.

Разгадать секрет этого фокуса поможет знание физики:

При нагревании воздух расширяется. Поместив продукт на горлышко, Вы перекрываете поступление кислорода. Процесс горения прекращается, и емкость начинает остывать. При остывании воздух как бы сжимается, затягивая внутрь предмет, препятствующий проникновению кислорода.

Не обязательно говорить публике, что Вы заранее подготовили продукт, сварив его. Можно попросить друзей, чтобы каждый предложил свой метод выполнения трюка. Выслушав мнения зрителей, Вы можете показать шоу и выбрать победителя, который был всех ближе к разгадке.
7. «Как засунуть сырое яйцо в бутылку?»

Оборудование: сырое куриное яйцо, стеклянная бутылка, уксус.

Подготовка к фокусу. Секрет этого фокуса — в обычном уксусе. Подготовить атрибут к представлению очень просто. Для этого необходимо:

1. Положить куриное яйцо в тарелку и залить уксусом.

2. Оставить настаиваться в течение 12 часов.

3. Достать из уксуса яйцо, промыть.

Важно! Уксус размягчит продукт. Теперь даже в скорлупе оно станет будто резиновым.

Процесс выполнения фокуса!

Возьмите графин, поместите яйцо на горлышко и немного надавите. Оно без труда окажется внутри. Важно! Не давайте атрибут Вашего представления в руки зрителей, и тогда никто не догадается, что продукт совсем не такой, как в холодильнике. Его изменение не будет заметно со стороны, поэтому ни один человек не догадается, как засунуть яйцо в бутылку. Все будут «ломать» голову, разгадывая, как такое возможно.

1. «Чудесные спички»

Оборудование: понадобится 5 спичек.

Ход эксперимента. Надламываем их посредине, сгибаем под прямым углом и кладем на блюдце. Капаем несколько капель воды на сгибы спичек. Наблюдаем. Постепенно спички начнут расправляться и образуют звезду.

Объяснение: Причина этого явления, которое называется капиллярность, в том, что волокна дерева впитывают влагу. Она ползет все дальше по капиллярам. Дерево набухает, а его уцелевшие волокна «толстеют», и они уже не могут сильно сгибаться и начинают расправляться.

1. «Распускающиеся цветы»

Оборудование: цветы, вырезанные из бумаги, тарелка с водой.

Ход эксперимента:

• Из бумаги вырезаем небольшие цветы с лепестками.

• Складываем цветы лепестками внутрь.

• Наполняем емкость водой.

• Выкладываем цветы на поверхность воды лепестками вверх.

Объяснение: Цветы постепенно раскрываются.

Сгибая бумагу, мы создаем излом и уменьшаем в этом месте ее толщину. Бумага, в отличие от, например, резинового шарика или пластиковой бутылки, не обладает такой упругостью, чтобы вернуть себе изначальное состояние. Поэтому на суше цветы остаются сложенными. А при соприкосновении с водой бутоны начинают раскрываться.  Это потому, что вода в силу капиллярности проникает в самые маленькие пустые пространства между волокнами бумаги и заполняет их. Бумага набухает, изломы на ней распрямляются от центра к лепесткам и цветы раскрываются.

1. «Фокус с шариком»

Вы предлагаете зрителям поднять лежащий на столе пластмассовый шарик пол литровой стеклянной банкой. При этом уточняете: нельзя подкатывать шарик к краю стола, брать его в руки, пользоваться посторонними предметами, наклонять стол.  

Секрет фокуса. Нужно накрыть шарик банкой, привести банку вместе с шариком в быстрое вращательное движение, затем резко поднять — шарик окажется в банке.

1. «Летающий мячик»

Даже очень лёгкие предметы, например лист бумаги или воздушный шарик, не могут парить в воздухе и не падать. Но если лёгкому предмету немного помочь, то он сумеет долгое время летать не падая.
Оборудование: фен, мячик для настольного тенниса.
Ход эксперимента:

1. Включи фен. Направь струю воздуха из фена вертикально вверх.

2. Аккуратно помести теннисный шарик над феном.

3. Отпусти шарик.

Результат 

Вместо того чтобы упасть, шарик начнёт парить над феном и крутиться.
Даже когда воздух дует под углом, шарик всё равно не падает вниз.
Объяснение:
Когда мы подносим шарик к струе воздуха из фена, на него начинают действовать две силы – сила притяжения Земли и сила дующего воздуха. На определённом удалении от фена эти силы равны, поэтому шарик зависает в воздухе – он не падает и не улетает вверх.

Заключение

В природе все закономерно и объяснимо. Даже то, что кажется совсем фантастичным, имеет свое научное объяснение. Только необходимо наблюдать, ставить опыты, анализировать. Делая что-либо самостоятельно, ты лучше станешь понимать основные физические явления, с которыми сталкиваешься каждый день. Постепенно ты начнешь смотреть на мир более осмысленно и однажды скажешь: «Как же интересно он устроен!»

Делая своими руками эксперименты, фокусы - я не только расширяю свои знания об окружающем мире, но и смогу проверить себя в практическом действии. В своей работе я убедился в реальном объяснении некоторых явлений.

Работа над проектом была интересной и увлекательной. Пришел к выводу, что показывая фокусы, учишься быть терпеливым, сдержанным, можешь заинтриговать зрителей, а также открываешь для себя, что все фокусы основаны на знании законов физики, математики, химии. В них можно найти много возможностей для раскрытия творческих способностей каждого. Фокусы развивают логическое мышление и фантазию.

Моя гипотеза полностью подтвердилась, есть множество фокусов, основанных на физике.

Литература

1. Л.А.Горев «Занимательные опыты по физике», Москва Просвещение

1985 год

1. Занимательные эксперименты и опыты, АЙРИС-пресс

Интернет-ресурсы

1. https://infourok.ru/issledovatelskiy-proekt-eto-chudesa-net-fizika-2558287.html

2. https://docplayer.ru/37099566-Fizika-i-scenicheskiy-fokus-issledovatelskaya-rabota-po-fizike.html

3. http://iteach.vspu.ru/07-2016/9806/

4. https://otvet.mail.ru/question/172012699

5. http://blog.turbomagic.ru/obuchenie-fokusam/s-inym-rekvizitom/kak-zacynyt-yaizo-v-bytilky

6. http://detsadmickeymouse.ru/load/nauchnye_opyty_dlja_detej/opyt_letajushhij_mjachik/139-1-0-6006