Исследовательская работа

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Школа № 2»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Необыкновенная способность магнитов»

Предметная область: естественнонаучная

Выполнил:

обучающийся 6 «В» класса

Корьев Кирилл

Руководитель:

учитель биологии и химии

Жирнов Николай Александрович

г. Семенов

2019г.

Содержание.

Введение 3

1. Появление термина «магнит» 5

2. Практическая часть 6

2.1. Определение силы с которой притягивает магнит. 6

2.2. Факторы влияющие на силу магнита. 6

2.3. Предметы на которые действует и не действует магниты. 7

2.4. Действует ли магнитная сила через воду. 8

2.5. Могут ли магниты отталкивать предметы? 10

2.6. Работа магнита подобно маятнику. 12

2.7. Размагничивание 12

2.8. Создание магнита в домашних условиях 13

3. Применение магнитов в жизни 15

Заключение. 17

Список литературы. 19

Приложение. 20

^{Введение.}

Необыкновенная способность магнитов притягивать к себе предметы всегда вызывала у людей удивление. С магнитами часто встречаемся в повседневной жизни: это наши первые магнитные азбуки, магнитная доска в классе, «Шашки» на магнитной доске, магниты-сувениры на холодильнике и прочие чудеса. А также я заметил, что магнит действует не на все предметы одинаково, а почему это происходит не знаю. Мне стало интересно: «Так, что же такое магнит? Почему магнит притягивает? Всегда ли магнит сохраняет свою волшебную силу притяжения? Можно ли намагнитить предмет?

Объект исследования: магнит.

Цель исследования: изучить свойства магнита и возможности использования его в быту.

Объект исследования: магниты, их свойства

Задачи исследования:

1. Изучить теоретический материал.

2. Определить:

• что такое магнит, какой формы он бывает;

• выявить виды металлов, взаимодействующие и невзаимодействующие с магнитом;

• какие предметы и как притягивает магнит.

• где применяют магниты.

1. Провести: исследования и эксперименты.

1. На основе практических наблюдений и теоретических знаний сделать выводы.

Выдвинутая гипотеза: я предположил, что

• магнит притягивает все металлические предметы;

• можно создать магнит самому, если изучить свойства магнитов.

Появление термина «магнит»

Так, что же такое магнит? Ответ на это вопрос я искал на различных интернет сайтах, (http://allforchildren.ru/why iatis37.php),

(http ://www. valtar.ru/Magnets4/mag_4_03 .htn i ttp ://fazaa.ru/dly a- (nachinayushhix/interesnoe-o-magnitax.html)

И вот что я узнал.

Магнит - это тело, способное притягиватъ железо, сталь, никель и некоторые другие металлы.

Оказывается, более 2000 лет тому назад, древние греки узнали о существовании магнетита - минерала, который в состоянии притягивать железо. Магнетит назвали так в честь древнего турецкого города Магнесия (теперь это турецкий город Маниза), где этот минерал нашли. Кусочки магнетита называют естественными магнитами.

Магниты бывают естественными и искусственными. Естественные магниты вытачивают из кусков магнигного железняка. Самый крупный известный естественный магнит находится в Тартусском университете. Его масса 13 кг, а подъемная сила 40 кг. «Любящий камень» - такое поэтическое название дали китайцы естественному магниту. Любящий камень (тшу-ши) - говорят китайцы - притягивает железо, как нежная мать привлекает своих детей (2).

Искусственные магниты стали изготовлять в Англии в XVIII веке методом натирания. Один из самых сильных естественных магнитов был, по преданию, у Ньютона - в его перстень был вставлен магнит, поднимавший предметы, масса которых была в 50 раз больше массы самого магнита.

Практическая часть

Опыт 1

Определение силы с которой притягивает магнит.

Следующим опытом я решил установить силу с которой предметы притягиваются к магниту. Для этого положил несколько гвоздей на стол. Поднес магнит к гвоздям. Гвозди притянулись к магниту.

Вывод:

Сила, с которой магнит действует на гвозди, называется магнитной

силой.

Магнитная сила - сила, с которой предметы притягиваются к магниту (Приложение 1).

Опыт 2

Так от чего же зависит сила магнита?

Чтобы это узнать я проделал следующий опыт

Для этого взял два магнита разной формы (круг, брусок) и разного размера.

Металлические предметы (гвоздики, монеты, скрепки) разложил в тарелки, разделив по группам

Далее подносил по очереди магниты к разным тарелкам и считал, сколько однотипных предметов сможет поднять каждый магнит.

Результаты опыта представлены в таблице:

В результате было установлено, что один магнит поднимает больше предметов, чем другой.

Вывод:

Форма и размер магнита влияет его силу. Круглые магниты сильнее брусковых. Среди магнитов, имеющих одну форм, сильнее будет магнит большего размера (Приложение 2).

Опыт 3

Всё ли притягивают магниты?

Взяли предметы: (круглый магнит, железная пластинка, кусочек картона, кусок ткани, медная пластинка, гвоздь, алюминиевый винт, кусок дерева, скрепка, железный винт) кусок пластмассы, разделили их на две группы: металлические и не металлические.

Поднесли магнит по очереди к предметам первой группы.

Поднесли магнит по очереди к предметам второй группы.

Затем поднесли магнит к поверхности холодильника, шкафа, стене, оконному стеклу.

Магнитная сила действует на скрепки, гвозди, железные болты, железную пластинку. Но она не действует на алюминиевый болт, кусок ткани, кусок дерева, картонные и медные пластинки. Результаты опыта я занёс в таблицу.

Дерево, стекло, пластмасса, бумага ткань не реагируют на магнит. К железной поверхности больших размеров магнит притягивается сам, будучи более легким. Дело в металлах, из которых сделаны предметы. Все тела вокруг нас отличаются по своим магнитным свойствам. Представьте себе, что внутри каждого вещества «сидит» множестве крохотных магнитиков. В тех веществах, где эти малютки-магнитики «дисциплинированны и воспитаны», выстраиваются, как полк солдат на параде эти предметы магнитятся. Еще их называют ферромагнетиками. В других же веществах малюсенькие магнитики «непослушные», упрямо не хотят выстраиваться, смотрят в разные стороны, кто лицом друг к другу повернётся, кто спиной, кто боком, сплошной беспорядок. Предметы из таких веществ не притягиваются к магниту(3).

Вывод: В результате установил: некоторые металлические предметы притягиваются к магниту, а некоторые не испытывают его притяжения; к некоторым поверхностям магнит притягивается сам, а к другим нет.

Это происходит потому, что магниты - это куски железа или стали обладающие способностью притягивать предметы из железа, стали и металлов содержащих их в небольшом количестве (Приложение 3).

Опыт 4

Меня заинтересовало, может ли магнитная сила действовать сквозь

воду?

Изучая энциклопедическую литературу, я узнал, что магниты используют под водой. Благодаря своей способности притягивать предметы под водой магниты используются при строительстве и ремонте подводных сооружений. С их помощью очень удобно закреплять и прокладывать кабель или держать под рукой инструмент.

Чтобы проверить так ли это, я провел следующий опыт:

В кувшин с водой бросил скрепку.

Прислонил магнит к стенке кувшина на уровне скрепки. И после того, как она приблизилась к стенке кувшина, медленно двигал магнит по стенке вверх(1).

Скрепка перемещалась вместе с магнитом, пока не поднялась на поверхность. Это происходит потому что, магнитная сила действует и сквозь стекло и сквозь воду.

Таким образом, я выяснил, что магнитная сила может проходить через предметы и вещества.

Вывод:

Магнитная сила действует и сквозь стекло и сквозь воду. Если бы стенки кувшина были железными или стальными, скрепка все равно передвигалась бы, но слабее, потому что часть магнитной силы поглотила бы стенка кувшина.

Пространство вокруг магнита, где действуют магнитные силы, называют магнитным полем.

К сожалению, мы магнитное поле не ощущаем и не видим. И все-таки мы можем сделать его видимым, приложив некоторые старания. Лучше всего сделать это с помощью мелких железных опилок. Для этого необходимо насыпать железные опилки тонким ровны слоем на лист плотной бумаги, например, картона. Затем, подвести под картон обыкновенный магнит и постучать слегка по месту пальцем. Магнитные силы свободно проходят сквозь картон.

В результате можно увидеть, что большая часть опилок собралась по концам магнита, которые называются полюсами, а меньшая расположилась вдоль всего магнита.

Металлические опилки располагаются вокруг магнита по линиям, которые показывают нам зону активности магнита. Эта зона и называется магнитным полем.

А что касается окраски магнитов в красно-синий цвет - то это не просто так. Между прочим, у любого магнита два полюса: северный и южный, названные так по географическим полюсам Земли, на которые они указывают. Так вот, северный полюс всегда окрашен в красный цвет, а южный - в синий. Ученые считают, что птицы являются единственными существами, которые могут видеть магнитное поле Земли и эта сила помогает им в поиске своего дома при перелетах на большие расстояния (Приложение 4).

Опыт 5

Магниты могут не только притягиваться, но и отталкиваться, что видно из следующего эксперимента.

Возьмем игрушечный автомобиль приклеим к нему скотчем прямоугольный магнит. Другой магнит будем подносить к нему разными полюсами. Когда мы будем сближать одноименные полюса магнита, автомобиль будет ехать вперед; когда разноименные - назад. Это происходит потому, что полюсы каждого магнита имеют противоположные знаки (положительный и отрицательный). Полюсы противоположных знаков притягиваются; одинаковых – отталкиваются (2).

Вывод:

Одноименные полюсы магнита отталкиваются, а разноименные полюсы притягиваются. Их взаимодействие происходит на расстоянии и с определенной силой.

Именно это свойство магнитов инженеры использовали для создания монорельсовой железной дороги. Внутри поезда и на рельсе закреплены магниты. Одноименные полюса обращены друг к другу. Поезд практически парит над рельсами (Приложение 5).

Читая познавательную литературу, я узнал что свойства магнита так же используются в компасе, приборе для определения сторон света. Первыми использовали для определения сторон света китайцы. Дощечку с куском магнита они пускали плавать и замечали направление. Первый компас появился в Европе в 1200 году.

Для того, что бы это проверить я наполнил тазик водой, и опустил в нее тарелку с прикрепленном в нее магнитом. Потом раскрутил тарелку и подождал когда она остановится.

После остановки тарелки поставил на краях тазика соответствующего цвета отметки. Снова раскрутил тарелку и понаблюдал. В результате тарелка остановилась, и полюса совпали со сделанными мной отметками.

Я сравнил положение плавающего магнита и направление стрелки компаса. Красный полюс магнита и стрелка компаса показывают на север. Это происходит потому, что магнитная сила Земли заставляет все свободно движущиеся магниты ориентировать свои полюсы один на Северный полюс, другой на Южный полюс.

Из литературы я узнал, что это явление называется земной магнетизм. Земля ведет себя как большой магнит: у нее есть свое магнитное поле, которое ориентирует стрелку компаса по направлению своих полюсов. Считается, что это явление вызвано железом и никелем во внутреннем ядре Земли, которое вращается вместе с земным шаром. Линии магнитного поля идут от одного полюса к другому. Стрелка компаса ориентируется по этим линиям (2).

Задача о компасe.

Мы привыкли думать, что стрелка компаса всегда обращена одним концом на север, другим — на юг. Нам покажется поэтому совершенно несуразным следующий вопрос:

Где на земном шаре магнитная стрелка показывает на север обоими концами?

И ещё нелепее прозвучит вопрос:

Где на земном шаре магнитная стрелка o6oими концами показывает на юг? Вы готовы утверждать, что подобных мест на нашей планете нет и быть не может. Однако они существуют.

Вспомните, что магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами — и вы, вероятно сами догадаетесь, о каких местах нашей планеты идет в задаче речь. Куда будет показывать стрелка

компаса, помещенная на южном географическом полюсе? Один её конец будет направлен в сторону ближайшего магнитного полюса, другой — в противоположную. Но в какую бы сторон и идти от южного географического полюса, мы всегда будем направляться на север; другого направления от южного географического полюса нет - кругом него всюду се­вер. Значит, помещенная там магнитная стрелка будет показывать север обоими концами.

Точно так же стрелка компаса, перенесенного на северный географический полюс, обоими концами должна показывать юг (3).

Опыт 6.

Как, не касаясь ни гвоздика, ни магнита, заставить гвоздик качаться подобно маятнику?

Задача решается следующим образом.

Надо взять ножик и то помещать его между полюсом магнита и гвоздём, то убирать. Магнитная сила свободно проходит через все тела, кроме железа. Железо представляет собой магнитный экран. Таким образом, когда ножик помещается между полюсом магнита и гвоздем, он преграждает путь магнитным силовым линиям к гвоздю, и гвоздик висит вертикально. Когда убираем ножик, то тем самым даём возможность силовым линиям действовать на гвоздь. Гвоздик с большей или меньшей силой притягивается к магниту и отклоняется от вертикали. Делая так, я довольно быстро привожу гвоздик в колебательное движение.

Вывод: Магнитная сила свободно проходит через все тела, кроме железа. Железо представляет собой магнитный экран (Приложение 6).

Опыт 7

Меня заинтересовал вопрос: можно ли размагнитить магнит?

Может ли что-то нарушить ровный строй магнитиков - доменов?

Нарушить ровный строй магнитиков доменов может огонь или другой магнит, под действие которого попал наш магнит.

Если нагреть намагниченную иголку так, чтобы она раскалилась, а потом дать остыть и снова попробовать опустить в железные опилки. Концы иголки больше не будут притягивать. Иголка размагнитилась. Почему?

Известно, что все на свете вещества состоят из крошечных частичек - атомов. Разумеется, из атомов состоит и железо. Причем атомы железа в домене подчинены такой же «железной дисциплине», как и сами домены в магните. Но тем не менее атомы непрерывно колеблются, слегка «приплясывают» на месте. Чем сильнее нагрето тело, тем быстрее и беспорядочнее это «приплясывание».

Понятно, что при накаливании иголки «железная дисциплина» атомов в доменах нарушилась - домены исчезли а вместе с ними исчезла и намагниченность.

Если намагниченную иголку поместить в зону действия другого соизмеримого с ней магнита, магнитные силовые линии которого направлены в другую сторону, то нарушается ровный строй доменов. Они не знают по чьим силовым магнитным линиям выстраиваться. Происходит искажение собственного магнитного поля.

Вывод:

Размагнитить магнит может огонь и. и другой магнит. Они нарушают ровный строй магнитиков-доменов, поэтому искажается собственное магнитное поле.

Опыт 8

Каждый может сделать магнит у себя дома.

1. Для этого надо взять длинный железный гвоздь и положить его вдоль

направления, указанного компасом, то есть прямо по линии север - юг.

Придётся подождать несколько дней, и гвоздь начнёт проявлять магнитные свойства - стальные скрепки и кнопки притягивать.

2.Магнит можно сделать и по-другому. Не надо ждать так долго, сделать это

можно намного быстрее. Для этого понадобятся гвоздь, проволока и

батарейка.

Нужно намотать проволоку на гвоздь, соединить ее концы с батарейкой и магнит готов - это электрический магнит, а кого рода магниты применяется на заводах.

Это произошло потому что натирание игл магнитом вызвало их намагничивание. Они ведут себя как два магнита, взаимно притягиваясь или отталкиваясь - в зависимости от сближаемых носов (1).

Вывод:

Любой железный или стальной предмет может быть намагничен трением предмета об один из полюсов магнита (Приложение 7).

Применение магнитов в жизни.

Магниты и магнитные материалы являются важной частью повседневной жизни современного человека. Данные кредитных карт полосами, на жестких дисках компьютера, и генераторы электроэнергии, требуют от всех магнитов! МРТ революционизировали искусство медицинского диагноза. Электромагниты используются везде, от игрушек до тяжелой промышленности. Исследование

продолжает приносить все сильнее, светлее, магниты, открывая новые приложения для будущего.

Существуют сотни способов использования магнитов. В общем случае, магниты используются для удержания, разделения, контроля, транспортировки и поднятия различных объектов, а также для преобразования электрической энергии в механическую и обратно.

Вот примерный, далеко не полный, список использования магнитов:

Внутри жилища:

Наушники;

Стереоколонки;

Телефонная трубка;

Электрозвонок;

Держатель по периметру дверцы холодильника;

Записывающие и воспроизводящие головки аудио- и видеоаппаратуры; Записывающие и воспроизводящие головки дисковода и жесткого диска компьютера;

Магнитная полоска на банковской карте;

Управляющие и размагничивающие магнитныe системы в телевизоре; Вентиляторы;

Трансформаторы;

Магнитные замки.

Внутри двигателей:

Двигатели для вращения CD/DVD дисков и для позиционирования головок; Лентопротягивающие двигатели для аудио видеоаппаратуры;

Насос и таймер в посудомоечной и стиральной машинах;

Компрессор в холодильнике;

Электрическая зубная щетка;

Двигатель для вибратора в сотовом телефоне.

В автомобиле:

Двигатель стартера;

Внутренний вентилятор двигателя;

Блокираторы двери;

Стеклоподъемники;

Регулятор бокового зеркала;

Насос для очищающей жидкости;

Датчики скорости;

Генератор переменного тока;

Реле стартера.

Магниты часто используются в игрушках:

Царица Клеопатра, которую до сих пор считают красивейшей женщиной в истории мира, носила магнитные украшения чтобы отсрочить старение. (http://i-fakt.ru)

Коровы могут легко проглотить гвозди и проволоку, которые попадаются им на пастбищах или в плохо очищенных кормах. Эти острые предметы могут

проколоть стенки желудка и вызвать воспаление или другие болезни внутренних органов животного. Для предотвращения таких случаев многие фермеры ещё в начале жизни коров подсовывают в их пищу небольшой магнит. Он попадает в рубец или сетку желудка и собирает металл, никак не мешая перевариванию другой пищи.

Заключение.

В ходе выполнения этой работы я узнал:

1. Форма и размер магнита влияет на его силу.

2. Магниты обладают способностью притягивать предметы из железа или стали, никеля и некоторых других металлов.

3. Магнитная сила может проходить через предметы или вещества.

4. Магниты могут не только притягиваться, но и отталкиваться.

5. Земля ведет себя как большой магнит

6. Свойства магнитов люди использовал с древних времен, но особенно широко эти свойства используются в наши дни.

Таким образом, подтвердилась втора моя гипотеза, что способность магнита притягивать предметы это не волшебство, а природное явление.

Опытным путём я узнал, что магниты - это кусочки стали или железа, которые притягивают различные предметы из железа, стали, никеля, кобальта, хрома, или материалы, состоящие из сплавов этих металлов. Но магнит притягивает только некоторые металлы, например железо, сталь и никель. Другие металлы, например, алюминий, золото, серебро, латунь магнит не притягивает.

Существует и магнитный экран, сквозь который магнитная сила пройти не может.

Но самое интересное оказалось в том, что можно самому создать магнит, если любой железный или стальной предмет потрешь об один из полюсов магнита.

Свойства магнитов используются в технике и в быту. Магнитами поднимают тяжелые грузы на заводах, магнитные приборы используют в больницах для лечения и диагностики, магниты помогают людям ориентироваться в пространстве, с помощью магнитов делается слышимым звук в телефонной трубке и динамике магнитофона и телевизора, информацию в компьютере и на пластиковые карточки записывают при помощи и намагничивания.

Список использованной литературы

1. Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006. – 260 с.

2. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей. Том 7 – Москва, 1994.

3. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика / Сост. А.А. Леонович; Под общ. ред. О.Г. Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ-ЛТД», 1998. – 480 с.

4. dic.academic.ru›dic.nsf/enc_colier/5789/МАГНИТЫ

5. http://i-fakt.ru

6. (http://allforchildren.ru/whyiatis37.php), http ://www. valtar.ru/Magnets4/mag_4_03 .htn i ttp ://fazaa.ru/dly a- (nachinayushhix/interesnoe-o-magnitax.html)

Приложение 1

Опыт 1

Приложение 2

Опыт 2

Приложение 3

Опыт 3

Приложение 4

Опыт 4

Приложение 5

Опыт 5

Приложение 6

Опыт 6

Приложение 7

Опыт 7