Летний профильный отряд.

Батарейка из огурца

Плеер, карманный фонарик, мобильный телефон - все они работают на батарейках. Батарейки приходят на помощь всюду, где нет розетки.

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ:

• Соленый огурец

• Медная монета

• Наушники

• Фольга

• Нож

Что нужно делать?

Положи на стол кусок фольги размером с ладонь. Отрежь от огурца ломтик толщиной примерно 5 мм (рис. 1), положи его на фольгу. Огурец накрой монетой (рис. 2). Получилась стопка из фольги, огурца и монеты. Надень наушники и возьми в руки штекер. Приложи штекер кончиком к фольге, а верхним контактом штекера дотронься до монеты, сдвинув ее к краю огурца.

Что произойдет?

В наушниках раздастся треск (рис. 3). Каждый раз, как монетка касается штекера, в наушниках слышится хруст или потрескивание.

Почему так получилось?

Ты соорудил простейшую батарею, так называемый гальванический элемент. Как правило, он состоит из двух разных металлов: неблагородного, который выпускает электроны (они-то и создают ток), и благородного, который принимает электроны. В твоем эксперименте неблагородный металл — алюминий (фольга), а благородный - медь (монета). Ломтик огурца используется как электролит - соленый сок проводит ток между алюминием и медью. Стоит соединить металлы, и по ним потечет ток. Твоя огуречная батарея дает напряжение 0,7 В, как батарейка-таблетка. Фольга - это минус, монета - плюс.

Первая батарея

Первую батарею изготовил в 1800 г. Алессандро Вольта. Она состояла из медных и цинковых пластинок, проложенных

кусочками бумаги, смоченной в соляном растворе. Чем больше диаметр пластинок, тем больше тока они пропускают. С увеличением числа медных и цинковых пластинок, проложенных бумагой, растет и напряжение. В честь ученого с 1881 г. единица измерения напряжения называется «вольт» (В).

Где это встречается?

Любая батарея состоит из гальванических элементов. В 1,5-вольтовой батарее - один элемент, в плоской 4,5 – вольтовой- три (собраны вместе в одном корпусе), а в блочной 9-вольтовой - шесть.

Самые распространенные - цинко-угольные батареи, они самые дешевые.

У отрицательного полюса находится цинковый стаканчик, у положительного - угольный стержень, а в качестве электролита между ними применяют раствор едкого калия. По мере использования батареи цинковый стаканчик растворяется, и батарея в конце концов выходит из строя.

Батареи превращают химическую энергию в электрическую, постепенно вырабатывая свой ресурс. Процесс этот необратим. Только аккумуляторы можно перезаряжать до тысячи раз. Например, в Германии за год используется свыше двух миллиардов батареек и аккумуляторов! В автомобилях применяются свинцовые аккумуляторы. Аккумулятор состоит из двух свинцовых электродов, между которыми находится электролит — азотная кислота. Аккумулятор питает энергией стартер: он нужен, чтобы завести мотор. Заряжается аккумулятор за счет генератора во время движения.

Вертолёт и автомобиль

В наборе есть пропеллер, шарик-машинка и маленький шарик. Из этих деталей получится отличный вертолет и скоростной автомобиль!

ТЕБЕ ПОНАДОБЯТСЯ:

• пропеллер;

• маленький шарик;

• шарик-машинка.

1. Надуй маленький шарик и зажми горловину пальцем, чтобы не выходил воздух.

2. Не давая воздух выйти, осторожно надень горловину шарика на трубочку пропеллера.

3. Поверни аппарат пропеллером вверх и разожми пальцы – куда полетит вертолёт?

4. Теперь запусти гоночную машину. Автомо­биль работает на сжатом воздухе и развивает беше­ную скорость. Осторожно! Воздух в «мотор» закачива­ется через выхлопную трубу. Надуй шарик!

Придерживая пальца­ми горловину, чтобы воздух не выходил, поставь машинку на пол и отпусти — куда

ВОЗДУШНЫЙ ШАРИК В МИКРОВОЛНОВКЕ.

Можно ли надуть шарик без воздуха? Да еще и водой? Очень даже можно - тебе поможет кухонная микроволновка!

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ:

• Микроволновая печь

• Воздушный шарик

• Кухонная воронка

• Столовая ложка воды

Что нужно делать?

Вставь горлышко воронки в горловину шарика, вылей туда 1 столовую ложку воды (1) и завяжи шарик (2). Положи его в микроволновку, выстави максимальную мощность (3) и запусти таймер на 1 минуту. Затем выключи печку.

Что произойдет?

Шарик начнет увеличиваться, будто кто-то надувает его изнутри. В конце концов, он упрется в стенку микроволновки и перестанет расти. Можешь открыть дверцу и вынуть шарик (рис.4). Держи его за горловину - она не горячая. Но будь осторожен: сам шарик нагрелся более чем на 100°С! Вынутый из микроволновки шарик начнет остывать и сдуваться. Если подержать его под холодной водой, он сдуется быстрее.

Почему так получилось?

Микроволны нагревают воду, и только ее - резиновые стенки шарика остаютс холодными. Нагревшись до 100 °С, вода начинает сильно расширяться, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное: превращается в пар. Водяной пар занимает в 1700 раз больше места, чем жидкая вода. Вот почему надулся твой шарик. Энергию, необходимую на подогрев воды, дает микроволновка. Она превращает электроэнергию в электромагнитные волны, а те заставляют молекулы воды двигаться с огромной скоростью. Так выделяется тепло, и вода нагревается.

Где это встречается?

Пар, полученный благодаря микроволнам, совершает работу: надувает шарик. По тому же принципу работает паровая машина, которую построил британский инженер и изобретатель Джеймс Ватт (1736-1819) в 1765 г. В котле машины кипит на горящем угле вода. Полученный пар совершает работу, двигая туда-сюда поршень сложного механизма. С помощью кривошипа и маховика возвратно-поступательное движение превращается в круговое вращение. Так приводились в движение разные машины: пароходы, трактора, паровозы и другие промышленные механизмы. Паровая машина - это мотор так называемой промышленной революции XVIII—XIX вв. Впервые промышленность научилась производить много дешевого товара, а также перевозить его на пароходах по рекам. На борту судна установлена паровая машина, которая приводит в движение огромные лопастные колеса, расположенные по бокам. Механизм работает как водяная мельница,только наоборот: не проточная вода крутит колесо, а само колесо крутится, отталкиваясь от воды, словно веслами.

^{ЗАБАВНЫЕ ЗЕРКАЛА}

^{Кто не смеялся, глядя на себя в кривое зеркало? В одном зеркале ты низенький и толстый, в другом — длинный и тощий. Отражение в кривом зеркале тоже кривое.}

^{На этом принципе основан особый вид искусства: заранее искривлённое изображение}

^{Подносят к кривому зеркалу, где оно приобретает правильную форму.}

^{ТЕБЕ ПОНАДОБИТСТСЯ:}

• ^{Зеркальная картонка}

• ^{Искривлённое изображение}

• ^{Липкая лента}

^{Загадочная картинка}

^{1. Отдели от зеркальной картонки секцию калейдоскопа, сверни в цилиндр блестящей стороной наружу. Закрепи липкой лентой.}

^{2. Положи перед собой искривленное изображение, в вырез поставь зеркальный цилиндр.}

^{3. А теперь взгляни на отражение в зеркале. Найди удачный ракурс.}

^{ЧТО ПРОИСХОДИТ?}

^{Когда лучи света попадают на кривое зеркало, они отражаются в разных направлениях. Отражение искривляется.}

^{Кривое зеркало выпрямляет искривленное изображение, и ты} видишь исходную картинку.

^{Как клеит вода?}

Когда вспотеешь или намокнешь под дождем, одежда неприятно липнет к коже.

А когда купаешься, шторка в ванной пристает к телу. Короче говоря, мокрые вещи ужасно липкие.Но почему?

Что понадобится?

1. Старый компакт-диск

2. Вода

Что нужно делать?

Намочи палец под краном и капни с него водой на кухонный стол (рис.1). Положи в лужицу диск и немного покрути, чтобы вода под ним равномерно распределилась (рис.2). А теперь попробуй оторвать диск от стола. Еще можешь намочить один диск под краном и прижать к нему другой. Попробуй-ка их разъединить!

Что произойдет?

Компакт-диск не так-то просто оторвать от стола. Он будто присосался. С большими усилиями, подцепив ногтем, его удастся приподнять (рис. 3). Дальше диск поднимется без труда. Два сложенных вместе диска тоже будто склеились. Чем плотнее их прижмешь друг к другу, тем труднее потом разъединить.

Почему так получилось?

Тут в действие вступают три силы.

Во-первых, между водой и диском с одной стороны и водой столом - с другой возникает адгезия, диск риклеивается.

Во-вторых, когезия воды препятствует разрыву тонкого водяного слоя между столом и диском. В-третьих, атмосферный юздух давит на диск, прижимая его к столу. Эффект заметен и без воды. Когда разделяешь два диска, лежащих упаковке, их некоторое время крепко удерживает вакуум.

Что такое капиллярность?

У жидкостей, таких как вода, сила адгезии превышает силу когезии. Поэтому, если окунуть пальцы в воду, на них останутся капельки. По той же причине вода прилипает к стеклу, а оказавшись между двух вертикальных стеклышек, вода поднимется тем выше, чем сильнее их сжать. Явление называется капиллярность и связано с поверхностным натяжением и когезией.

Рисунок демонстрирует капиллярность: чем уже пространство между стклышками, тем выше поднимется вода.

Где это встречается?

Тонкая водяная пленка действует как клей, это объясняется адгезией. Например, шторка в ванной прилипает к телу. Контактные линзы, смоченные в растворе, вставляют в глаз кончиком пальца. Линза держится на пальце благодаря жидкости. И в глазу линза держится на тонкой водяной пленочке между ней и роговицей глаза. По тонким трубочкам — капиллярам — вода способна подниматься сама собой. Чем тоньше трубочка, тем выше поднимется вода, как по сосудам растений. Этот эффект ты можешь наблюдать, опустив в воду прозрачную соломинку. Для сравнения возьми толстую и тонкую соломинки.

КАК РАБОТАЕТ ПЕРИСКОП?

Тебе понадобится:

• Кусок картона размером 50x32 сантиметра

• Два квадратных листа картона со сторонами по

6 сантиметров

• Скотч

• Ножницы

• Линейка

• Карандаш

• Два зеркальца размером 6x10 сантиметров

Последовательность действий

1. Проведи на картоне три линии так, чтобы разделить его на четыре равные полосы, каждая по 8 сантиметров шириной.

2. Вырежь квадраты со сторонами по 6 санти­метров в двух полосах, как показано на ри­сунке А.

3. В двух других полосах проведи по две линии так, чтобы они образовали угол 90° с краем картона (смотри рисунок Б).

4. Сделай в них диагональные прорези.

5. Сложи картон в трубку и скрепи концы с по­мощью скотча.

6. Вставь через прорези зеркала и закрепи их. Одно зеркало должно смотреть вверх, а дру­гое - вниз.

7. Поставь конструкцию к столу.

Что произошло?

Ты можешь видеть предметы, лежащие на столе.

Почему так происходит?

Свет от объекта, который находится вне поля зрения, отражается от верхнего зеркала и попадает на нижнее так, что можно увидеть предмет, который находится слишком высоко для нашего уровня зрения. Перископ подводной лодки работает по тому же принципу.

КАК УСТРОЕН КАЛЕЙДОСКОП?

Стоит лишь направить трубу калейдоскопа на свет и заглянуть внутрь, как перед тобой возникнут удивительные разноцветные узоры. Вращаешь трубку - и узоры сменяют друг друга. Волшебство? Нет, всего-то несколько цветных стеклышек и зеркальце. Этот прибор изобрел в 1816 году Дэвид Брюстер, шотландский ученый и писатель, ставивший эксперименты со светом и цветом. Попробуй-ка сделать калейдоскоп сам!

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ :

• цветные крупинки

• 2 круглые детали

• зеркальный картон

• картон для корпуса

• липкая лента

• глазок

Сделай сам:

1. Помести пластмассовые крупинки в первую круглую деталь калейдоскопа.

Накрой второй круглой деталью.

2. От зеркальной картонки отдели секцию для калейдоскопа. Согни по линиям блестящей стороной внутрь, чтобы получилась треугольная трубка. Закрепи липкой лентой.

3. Возьми картон для наружной части калейдоскопа, сверни в трубку. Надень на зеркальный треугольник и вставь в круглую деталь. Зафиксируй липкой лентой.

4. На другой конец трубки надень глазок.

ВОЛШЕБНОЕ ЗЕРКАЛО

1. Направь калейдоскоп на свет и загляни в глазок. Ты увидишь узор.

2. Поворачивай трубку, и узоры будут сменять друг друга.

3. Если заменить пластмассовые крупинки какими-то другими цветными деталями, получатся другие узоры.

ЧТО ПРОИСХОДИТ?

Проникая в трубку, свет проходит через цветные крупинки и попадает на зеркала. Изображения отражаются от зеркал снова и снова, и ты видишь тысячи цветных узоров. Чем больше зеркал в трубе калейдоскопа, тем эффектнее узоры.

Знаешь ли ты?

Если в калейдоскоп поместить только два зеркала, а третью стенку заменить черной карточкой, ты увидишь узор на черном фоне. В калейдоскопе с тремя зеркалами узор занимает всю площадь круга.

КОНСТРУИРУЕМ ЗООТРОП

Зоотроп (в переводе – «колесо жизни») изобретён в XIX веке. Сделай этот удивительный прибор сам.

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ:

барабан зоотропа
липкая лента

диск фенакистископа

пластиковое основание

боковина зоотропа

полоскаска с изображением

1. Сверни барабан для зоотропа в цилиндр, закрепи липкой лентой

2. Вставь язычки цилиндра в отверстия диска фенакистископа. Загни язычки к центру, приклей липкой лентой. Установи на основание.

Основание:

• отмерь 3 см от донышка пластиковой бутылки. Сделай надрез. Отдели донышко

• Переверни основание вверх дном и проделай отверстие по центру.

• Снизу вставь шплинт, остриём кверху. Немного разведи половинки, чтобы шплинт не выпадал.

3. Боковину зоотропа также сверни в цилиндр. Этот цилиндр должен входить в барабан. Закрепи липкой лентой.

4. Полоску с бегущей лошадью вставь в барабан лицевой стороной к себе, полоска должна оказаться ниже отверстий.

5. Раскрути барабан и гляди в отверстия

Что происходит?

Картинка нарисована так, что при вращении она словно приходит в движение. Чем быстрее крутиться барабан, тем реальнее движение

МИНИ - МИКРОСКОП

Тебе понадобится:

• маленькое зеркало

• пластилин

• стеклянный стакан

• алюминиевая фольга

• клейкая лента

• капля воды

• маленький цветочек

Что делать?

1. В микроскопе для преломления луча света используется линза. Эту роль может выполнить капля воды. Установи зеркало под углом на кусочке пластилина и накрой стаканом.

2. Сложи алюминиевую фольгу гармошкой, чтобы получилась многослойная полоска. В центре аккуратно проделай маленькую дырочку иглой.

3. Изогни фольгу над стаканом, как показано на рисунке. Края закрепи клейкой лентой. Кончиком иглы капни водой на дырочку.

4. Положи маленький цветочек или другой небольшой предмет на донышко стакана под водяную линзу. Самодельный микроскоп может увеличить его в 50 раз.

МОИ ПЕРВЫЕ НАУЧНЫЕ ОПЫТЫ

ПРОФИЛЬНЫЙ ОТРЯД «ЭЙНШТЕЙНЫ»

МИКРОСКОП

• Для опыта нужны:
• Маленькое зеркало
• Пластилин
• Стеклянный стакан
• Игла
• Клейкая лента
• Капля воды
• Цветок(или др. мелкий

предмет)

Вывод: Капля воды выполняет роль линзы, которая увеличивает предметы.

Перископ

• Для опыта нужны
• Длинная узкая

картонная коробка

• Ножницы
• 2 зеркала
• Клейкая лента
• Пластилин

Вывод: Свет отражаясь от зеркал дает изображение, находящееся высоко и далеко!

Неваляшка

• Для опыта нужны:
• Теннисный мячик
• Пластиковая

бутылка

• Пластилин
• Краски, картон
• Клейкая лента

Вывод: Внизу фигурка тяжелее, значит ее центр тяжести находится низко и она будет устойчива даже на круглом основании

ТРЁХМЕРНЫЕ КАРТИНКИ Глядя на трехмерное изображение, кажется, будто можно протянуть руку и потрогать его. Существуют такие изображения — анаглифы: когда смотришь на них невооруженным глазом, они кажутся размытыми, но стоит надеть специальные очки, и картинка оживает. Анаглиф состоит из двух картинок, наложенных друг на друга. Линзы очков разного цвета: красная и голубая. Они позволяют каждому глазу фокусироваться лишь на одном изображении. Мозг сопоставляет два изображения, и мы видим объемную картинку.

Трёхмерные очки

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ: • полоски картона (15x5 см) • ножницы • ручка • красный и голубой квадраты • клей

Что происходит?

Для создания трёхмерного изображения два снимка накладывают друг на друга, при этом один из них сведён в красных тонах, а другой – в голубых. Цветные линзы очков выступают в качестве фильтра.

Голубая линза блокирует голубой снимок, и правый глаз видит красный цвет. Красная линза, наоборот, пропускает лишь голубой цвет. Это означает, что каждый глаз видит только один из отпечатков. Мозг сводит картинки воедино, и изображение кажется трёхмерным

Батарейка из огурца

Плеер, карманный фонарик, мобильный телефон - все они работают на батарейках. Батарейки приходят на помощь всюду, где нет розетки.

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ:

• Соленый огурец
• Медная монета
• Наушники
• Фольга
• Нож

Что произойдет?

В наушниках раздастся треск . Каждый раз, как монетка касается штекера, в наушниках слышится хруст или потрескивание.

ВОЗДУШНЫЙ ШАРИК В МИКРОВОЛНОВКЕ.

Можно ли надуть шарик без воздуха? Да еще и водой? Очень даже можно - тебе поможет кухонная микроволновка!

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ:

• Микроволновая печь
• Воздушный шарик
• Кухонная воронка
• Столовая ложка воды

Почему так получилось?

Микроволны нагревают воду, и только ее - резиновые стенки шарика остаются холодными. Нагревшись до 100 °С, вода начинает сильно расширяться, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное: превращается в пар. Водяной пар занимает в 1700 раз больше места, чем жидкая вода. Вот почему надулся твой шарик.

ЗАБАВНЫЕ ЗЕРКАЛА

Кто не смеялся, глядя на себя в кривое зеркало? В одном зеркале ты низенький и толстый, в другом — длинный и тощий. Отражение в кривом зеркале тоже кривое.

На этом принципе основан особый вид искусства : заранее искривлённое изображение

Подносят к кривому зеркалу, где оно приобретает правильную форму.

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСТСЯ:  

• Зеркальная картонка
• Искривлённое изображение
• Липкая лента

ЧТО ПРОИСХОДИТ?  

Когда лучи света попадают на

кривое зеркало, они отражаются в

разных направлениях. Отражение искривляется. Кривое зеркало выпрямляет искривленное изображение, и ты видишь исходную картинку.

КОНСТРУИРУЕМ ЗООТРОП

Зоотроп (в переводе – «колесо жизни») изобретён в XIX веке .

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ:

• барабан зоотропа
• липкая лента
• диск фенакистископа
• пластиковое основание
• боковина зоотропа
• полоска с изображением

Что происходит?

Картинка нарисована так, что при вращении она словно приходит в движение. Чем быстрее крутиться барабан, тем реальнее движение

Вертолёт и автомобиль

ТЕБЕ ПОНАДОБЯТСЯ:

• пропеллер;
• маленький шарик;
• шарик-машинка.

МОСТ ИЗ БУМАГИ

Толщина бумаги - всего 0,1 мм, она лишь чуть толще человеческого волоса. Но стоит немного согнуть лист, и тонкая бумага становится прочнее, чем ты мог себе представить.

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ:

• Лист бумаги (А4)
• 2 стула
• Небольшой груз (например,

коробки от дисков, сотовый телефон)

Что произойдет?

Обычный лист не выдержал бы и

самый ничтожный вес, зато на

мостик-гармошку ты сможешь

положить несколько коробок, прежде

чем тот прогнется.

ОБЪЁМНОЕ ВИДЕНИЕ

Хотя оба глаза и расположены рядом, работают они раздельно. Одно и то же изображение каждый глаз воспринимает по-своему. Мозг сводит информацию воедино, и ты видишь высоту, ширину и глубину объекта, то есть трехмерную картинку. Вплоть до XIX века человек умел создавать лишь двухмерные изображения, пока не изобрел стереоскоп, устроенный по принципу глаза. Ты можешь сделать стереоскоп сам!

ТЕБЕ ПОНАДОБИТСЯ :

детали стереоскопа

клей

окуляр

стереокартинки

В стереоскопе используются два изображения с незначительными отличиями. Фото сделаны под разным углом – примерно так воспринимают окружающий мир наши глаза. Когда смотришь в стереоскоп, левый глаз видит только левую картинку, а правый – правую. Мозг сводит картинки воедино, и изображение приобретает глубину.

МИНИ - МИКРОСКОП

Тебе понадобится:  

• маленькое зеркало
• пластилин
• стеклянный стакан
• алюминиевая фольга
• клейкая лента
• капля воды
• маленький цветочек

Вывод:

Капля воды выполняет роль линзы, которая увеличивает предметы. Самодельный микроскоп может увеличить его в 50 раз.

СВЕТ, ТЕПЛО И ЦВЕТ

Тебе понадобится :

• черная бумага
• белая бумага
• круглые резинки
• 2 одинаковые банки
• вода
• мерный стаканчик
• термометр

Тёмные поверхности поглощают тепло и свет, а белые – отражают. Поэтому для жарких летних дней лучше выбирать светлую одежду

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА