1. Цилиндры со стругом.
Притяжение между молекулами становится заметным только тогда , когда они находятся очень близко друг к другу, на расстояниях, сравнимых с размером самих молекул. Два свинцовых цилиндра сцепляются вместе, если их вплотную прижать друг к другу ровными, только что срезанными поверхностями. При этом сцепление может быть настолько прочным, что цилиндры не удаётся оторвать друг от друга даже при большой нагрузке.
2. Определение архимедовой силы.
1. К пружине подвешивают небольшое ведёрко и тело цилиндрической формы. Растяжение пружины по положению стрелки отмечают меткой на штативе. Она показывает вес тела в воздухе.
2. Приподняв тело, под него подставляют отливной сосуд, наполненный водой до уровня отливной трубки. После чего тело погружают целиком в воду. При этом часть жидкости, объём которой равен объёму тела, выливается из отливного сосуда в стакан. Указатель пружины поднимается вверх, пружина сокращается, показывая уменьшение веса тела в воде. В данном случае на тело, наряду с силой тяжести , действует ещё и сила, выталкивающая его из жидкости.
3. Если в ведёрко перелить воду из стакана (т.е. ту, которую вытеснило тело),то указатель пружины возвратится к своему начальному положению.
На основании этого опыта можно заключить, что, сила, выталкивающая тело, целиком погруженное в жидкость, равна весу жидкости в объёме этого тела.
3. Поднесём дугообразный магнит к листу картона. Магнит не притянет его. Затем положим картон на мелкие железные предметы и снова поднесём магнит. Лист картона поднимется, а за ним и мелкие железные предметы. Это происходит потому, что между магнитом и мелкими железными предметами образуется магнитное поле, которое действует и на картон, под действием этого поля картон притягивается к магниту.
4. Положим дугообразный магнит на край стола. Тонкую иглу с ниткой положим на один из полюсов магнита. Затем осторожно потянем иглу за нить, пока игла не соскочит с полюса магнита. Игла зависает в воздухе. Это происходит потому, что находясь в магнитном поле, иголка намагничивается и притягивается к магниту.
5. Действие магнитного поля на катушку с током.
Магнитное поле действует с некоторой силой на любой проводник с током, находящийся в этом поле.
У нас имеется катушка, подвешенная на гибких проводах, которые присоединены к источнику тока. Катушка помещена между полюсами дугообразного магнита, т.е. находится в магнитном поле. Взаимодействие между ними не наблюдается. При замыкании электрической цепи катушка приходит в движение. Направление движения катушки зависит от направления тока в ней и от расположения полюсов магнита. В данном случае ток направлен по часовой стрелке и катушка притянулась. При изменении направления тока на противоположное катушка оттолкнётся.
Точно так же катушка изменит направление движения при изменении расположения полюсов магнита (т.е. изменения направления линий магнитного поля).
Если убрать магнит, то при замыкании цепи катушка двигаться не будет.
Значит, со стороны магнитного поля на катушку с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения.
Следовательно, направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой.
6. Прибор для демонстрации правила Ленца.
Выясним, как направлен индукционный ток. Для этого воспользуемся прибором, который представляет собой узкую алюминиевую пластинку с алюминиевыми кольцами на концах. Одно кольцо сплошное, другое имеет разрез. Пластинка с кольцами помещена на стойку и может свободно вращаться вокруг вертикальной оси.
Возьмём дугообразный магнит и внесём его в кольцо с разрезом - кольцо останется на месте. Если же вносить магнит в сплошное кольцо, то оно будет отталкиваться, уходить от магнита, поворачивая при этом всю пластинку. Результат будет точно таким же, если магнит будет повёрнут к кольцам не северным полюсом, а южным.
Объясним наблюдаемое явление.
При приближении к кольцу любого полюса магнита, поле которого является неоднородным, проходящий сквозь кольцо магнитный поток увеличивается. При этом в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в кольце с разрезом тока не будет.
Ток в сплошном кольце создаёт в пространстве магнитное поле, благодаря чему кольцо приобретает свойства магнита. Взаимодействуя с приближающимся магнитом, кольцо отталкивается от него. Из этого следует, что кольцо и магнит обращены друг к другу одноимёнными полюсами, а векторы магнитной индукции их полей направлены в противоположные стороны. Зная направление вектора индукции магнитного поля кольца, можно по правилу правой руки определить направление индукционного тока в кольце. Отодвигаясь от приближающегося к нему магнита, кольцо противодействует увеличению проходящего сквозь него внешнего магнитного потока.
Теперь посмотрим, что произойдёт при уменьшении внешнего магнитного потока сквозь кольцо. Для этого, удерживая кольцо рукой, внесём в него магнит. Затем, отпустив кольцо, начнём удалять магнит. В этом случае кольцо будет следовать за магнитом, притягиваться к нему. Значит, кольцо и магнит обращены друг к другу разноимёнными полюсами, а векторы магнитной индукции их полей направлены в одну сторону. Следовательно, магнитное поле тока будет противодействовать уменьшению внешнего магнитного потока, проходящего сквозь кольцо.
На основании результатов рассмотренных опытов было сформулировано правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.
7. Шар с кольцом.
О том, что все тела состоят из мельчайших частиц между которыми есть промежутки, позволяет судить следующий опыт по изменению объёма шара при нагревании и охлаждении.
Возьмём стальной шарик, который в ненагретом состоянии проходит сквозь кольцо. Если шарик нагреть, то, расширившись, он уже сквозь кольцо не пройдёт. Через некоторое время шарик, остыв, уменьшится в объёме, а кольцо, нагревшись от шарика, расширится, и шарик вновь пройдёт сквозь кольцо. Это происходит потому, что все вещества состоят из отдельных частичек, между которыми есть промежутки. Если частицы удаляются друг от друга, то объём тела увеличивается. Если частицы сближаются, объём тела уменьшается.
8. Давление света.
На лёгкие крылышки, находящиеся в сосуде, из которого откачан воздух, направляют свет. Крылышки приходят в движение. Причина светового давления заключается в том, что фотоны обладают импульсом. При поглощении их крылышками они передают им свой импульс. Согласно закону сохранения импульса импульс крылышек становится равным импульсу поглощённых фотонов. Поэтому покоящиеся крылышки приходят в движение. Изменение импульса крылышек означает согласно второму закону Ньютона, что на крылышки действует сила.
9. Источники звука. Звуковые колебания.
Источниками звука являются колеблющиеся тела. Но не всякое колеблющееся тело является источником звука. Не издаёт звука колеблющейся шарик, подвешенный на нити, т.к его колебания происходят с частотой меньше 16 Гц. Если по камертону ударить молоточком, то камертон зазвучит. Значит его колебания лежат в звуковом диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Поднесём к звучащему камертону шарик, подвешенный на нитке, - шарик будет отскакивать от камертона, свидетельствуя о колебаниях его ветвей.
10. Электрофорная машина.
Электрофорная машина является источником тока, в котором механическая энергия превращается в электрическую.
11. Прибор для демонстрации инерции.
Прибор позволяет учащимся усвоить понятие импульса силы и показать его зависимость от действующей силы и времени её действия.
На торец стойки с лункой положим пластинку, а на пластинку - шарик. Медленно сдвинем пластинку с шариком с торца стойки и увидим одновременное движение шарика и пластинки, т.е. шарик по отношению к пластинке неподвижен. Значит результат взаимодействия шарика и пластинки зависит от времени взаимодействия.
На торец стойки с лункой положим пластинку так, чтобы её торец коснулся плоской пружины. На пластинку положим шарик на место соприкосновения пластинки с торцом стойки. Придерживая левой рукой площадку, слегка оттянем пружину от пластинки и отпустим её. Пластинка вылетает из под шарика, а шарик остаётся на месте в лунке стойки. Значит результат взаимодействия тел зависит не только от времени, но и от силы взаимодействия.
Также этот опыт служит косвенным доказательством 1 закона Ньютона - закона инерции. Пластинка после вылета далее движется по инерции. А шарик сохраняет состояние покоя, при отсутствии внешнего воздействия на него.
21 788
1 029 
