Занимательные опыты по физике

Опыт 1 Четыре этажа Приборы и материалы: бокал, бумага, ножницы, вода, соль, красное вино, подсолнечное масло, крашенный спирт. Этапы проведения опыта ПОПРОБУЕМ НАЛИТЬ В СТАКАН ЧЕТЫРЕ РАЗНЫХ ЖИДКОСТИ ТАК, ЧТОБЫ ОНИ НЕ СМЕШАЛИСЬ И СТОЯЛИ ОДНА НАД ДРУГОЙ В ПЯТЬ ЭТАЖЕЙ. ВПРОЧЕМ, НАМ УДОБНЕЕ БУДЕТ ВЗЯТЬ НЕ СТАКАН, А УЗКИЙ, РАСШИРЯЮЩИЙСЯ К ВЕРХУ БОКАЛ. 1. НАЛИТЬ НА ДНО БОКАЛА СОЛЁНОЙ ПОДКРАШЕННОЙ ВОДЫ. 2. СВЕРНУТЬ ИЗ БУМАГИ ФУНТИК И ЗАГНУТЬ ЕГО КОНЕЦ ПОД ПРЯМЫМ УГЛОМ; КОНЧИК ЕГО ОТРЕЗАТЬ. ОТВЕРСТИЕ В ФУНТИКЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ВЕЛИЧИНОЙ С БУЛАВОЧНУЮ ГОЛОВКУ. НАЛИТЬ В ЭТОТ РОЖОК КРАСНОГО ВИНА; ТОНКАЯ СТРУЙКА ДОЛЖНА ВЫТЕКАТЬ ИЗ НЕГО ГОРИЗОНТАЛЬНО, РАЗБИВАТЬСЯ О СТЕНКИ БОКАЛА И ПО НЕМУ СТЕКАТЬ НА СОЛЁНУЮ ВОДУ. КОГДА СЛОЙ КРАСНОГО ВИНА ПО ВЫСОТЕ СРАВНЯЕТСЯ С ВЫСОТОЙ СЛОЯ ПОДКРАШЕННОЙ ВОДЫ, ПРЕКРАТИТЬ ЛИТЬ ВИНО. 3. ИЗ ВТОРОГО РОЖКА НАЛЕЙ ТАКИМ ЖЕ ОБРАЗОМ В БОКАЛ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА. 4. ИЗ ТРЕТЬЕГО РОЖКА НАЛИТЬ СЛОЙ КРАШЕННОГО СПИРТА.

Объяснение опыта Жидкости в бокале расположились в следующем порядке: подкрашенная вода, красное вино, подсолнечное масло, подкрашенный спирт. Самые тяжёлые - внизу, самые лёгкие – вверху..

Опыт 2 Удивительный подсвечник Приборы и материалы : свеча, гвоздь, стакан, спички, вода. Этапы проведения опыта Утяжелить конец свечи гвоздём. Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой. Зажечь фитиль. - Позволь, - скажут тебе, - ведь через минуту свеча догорит до воды и погаснет! - В том-то и дело, - ответишь ты, - что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит и легче. Раз легче, значит, она всплывёт. И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому- то наша свеча и догорит до конца. Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.

Опыт 3 Свеча за бутылкой Приборы и материалы : свеча, бутылка, спички Этапы проведения опыта Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стань так, чтобы лицо отстояло от бутылки на см. Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, будто между тобой и свечёй нет никакой преграды. Объяснение опыта Свеча гаснет потому, что бутылка воздухом Обтекается : струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; а встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.

Опыт 4 Вертящаяся змейка Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы. Этапы проведения опыта 1. Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть её немного и посадить на конец изогнутой проволоки. 2. Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться. Объяснение опыта Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.

Опыт 5 Извержение Везувия Приборы и материалы : стеклянный сосуд, пузырёк, пробку, спиртовая тушь, вода. Этапы проведения опыта В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставить пузырёк спиртовой туши. В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие. Объяснение опыта Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырёк, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.

Опыт 6 Пятнадцать спичек на одной Приборы и материалы : 15 спичек. Этапы проведения опыта Положить одну спичку на стол, а на неё поперёк 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы касались стола. Как поднять первую спичку, держа её за один конец, и вместе с нею все остальные спички? Объяснение опыта Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку

Опыт 7 Подставка для кастрюли Приборы и материалы: тарелка, 3 вилки, кольцо для салфетки, кастрюля. Этапы проведения опыта 1. Поставить три вилки в кольцо. 2. Поставить на данную конструкцию тарелку. 3. На подставку поставить кастрюлю с водой.

Опыт 8 Парафиновый мотор Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички. Этапы проведения опыта Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только … свеча. 1. Раскалить спицу и воткнуть её их головками в свечку. Это будет ось нашего двигателя. 2. Положить свечу спицей на края двух стаканов и уравновесить. 3. Зажечь свечу с обоих концов. Объяснение опыта Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.

Опыт 9 Свободный обмен жидкостями Приборы и материалы: апельсин, бокал, красное вино или молоко, воду, 2 зубочистки. Этапы проведения опыта Осторожно разрезать апельсин пополам, очистить так, чтобы кожица снялась целой чашечкой. Проткнуть в дне этой чашечки два отверстия рядом и положить её в бокал. Диаметр чашечки должен быть немного больше диаметра центральной части бокала, тогда чашечка удержится на стенках, не падая на дно. Опустить апельсинную чашечку в сосуд на одну треть высоты. Налить в апельсинную корку красного вина или подкрашенного спирта. Оно будет проходить через дырку, пока уровень вина не дойдёт до дна чашечки. Затем налить воды почти до края. Можно увидеть, как струя вина поднимается через одно из отверстий до уровня воды, между тем как вода, более тяжёлая, пройдет через другое отверстие и станет опускаться ко дну бокала. Через несколько мгновений вино очутится на верху, а вода внизу.

Опыт 10 Певучая рюмка Приборы и материалы: тонкая рюмка, вода. Этапы проведения опыта Наполнить рюмку водой и вытереть края рюмки. Смоченным пальцем потереть в любом месте рюмки, она запоёт.

Диффузия жидкостей и газов Диффузия (от лат. diflusio - распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотическим тепловым движением молекул (атомов). Различают диффузию в жидкостях, газах и твёрдых телах Демонстрационный эксперимент «Наблюдение диффузии» Приборы и материалы: вата, нашатырный спирт, фенолфталеин, установка для наблюдения диффузии. Этапы проведения эксперимента Возьмём два кусочка ватки. Смочим один кусочек ватки фенолфталеином, другой – нашатырным спиртом. Приведём ветки в соприкосновение. Наблюдается окрашивание ваток в розовый цвет вследствие явления диффузии.

Толстый воздух Мы живём благодаря воздуху, которым мы дышим. Если тебе не кажется это достаточно волшебным, проделай этот эксперимент, чтобы узнать, на какую ещё магию способен воздух. Реквизит Защитные очки Сосновая дощечка 0,3 х 2,5 х 60 см (можно приобрести в любом магазине пиломатериалов) Газетный лист Линейка Подготовка Разложи всё необходимое на столе Начинаем научное волшебство! Надень защитные очки. Объяви зрителям : « В мире есть два вида воздуха. Один из них – тощий, а другой – жирный. Сейчас я с помощью жирного воздуха совершу волшебство ». Положи на стол дощечку так, чтобы примерно 6 дюймов (15 см) выступало на край стола. Произнеси : « Толстый воздух садись на дощечку ». Ударь по концу дощечки, который выступает за край стола. Дощечка подпрыгнет в воздух. Скажи зрителям, что на дощечку сел должно быть тощий воздух. Опять положи дощечку на стол как в пункте 2. Положи на дощечку газетный лист, как показано на рисунке, чтобы дощечка была посередине листа. Разгладь газету, чтобы между ней и столом не осталось воздуха. Снова скажи : « Толстый воздух, садись на дощечку ». Ударь по выступающему концу ребром ладони. Результат Когда ты ударяешь по дощечке в первый раз, она подпрыгивает. Но если ударить по дощечке, на которой лежит газета, дощечка ломается. Объяснение Когда ты разглаживаешь газету, ты удаляешь из-под неё почти весь воздух. Вместе с тем большое количество воздуха сверху газеты давит на неё с большой силой. Когда ты ударяешь по дощечке, она ломается, потому что давление воздуха на газету не даёт дощечке подняться вверх в ответ на приложенную тобой силу.

Непромокаемая бумага Реквизит Бумажное полотенце Стакан Пластиковая миска или ведёрко, в которое можно налить достаточное количество воды, чтобы она полностью покрыла стакан Подготовка Разложи всё необходимое на столе Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям : "C помощью своего магического мастерства я смогу сделать так, чтобы кусочек бумаги остался сухим ». Сомни бумажное полотенце и положи его на дно стакана. Переверни стакан и убедись, что комок бумаги остаётся на месте. Произнеси над стаканом какие-нибудь волшебные слова, например: « магические силы, оградите бумагу от воды ». Потом медленно опусти перевёрнутый стакан в миску с водой. Старайся держать стакан как можно ровнее, пока он не скроется под водой полностью. Вытащи стакан из воды и стряхни с него воду. Переверни стакан дном книзу и достань бумагу. Дай зрителям пощупать её и убедиться, что она осталась сухой. Результат Зрители обнаруживают, что бумажное полотенце осталось сухим. Объяснение Воздух занимает определённый объём. В стакане есть воздух, в каком бы положении он не находился. Когда ты переворачиваешь стакан кверху дном и медленно опускаешь в воду, воздух остаётся в стакане. Вода из-за воздуха не может попасть в стакан. Давление воздуха оказывается больше, чем давление воды, стремящейся проникнуть внутрь стакана. Полотенце на дне стакана остаётся сухим. Если стакан под водой перевернуть набок, воздух в виде пузырьков будет выходить из него. Тогда сможет попасть в стакан.

Прилипчивый стакан Из этого эксперимента ты узнаешь, как благодаря воздуху предметы могут прилипать друг к другу. Реквизит 2 больших воздушных шарика 2 пластиковых стакана по 250 мл Помощник Подготовка Разложи всё необходимое на столе Начинаем научное волшебство! Вызови кого-нибудь из зрителей в качестве ассистента. Дай ему шарик и стаканчик, а другой шарик и стаканчик оставь себе. Пусть твой ассистент надует твой шарик примерно наполовину, и завяжет его. Теперь попроси его попытаться прилепить к шарику стаканчик. Когда он не сможет выполнить это, наступает твоя очередь. Надуй свой шарик примерно на треть. Приложи стаканчик к шарику сбоку. Удерживая стаканчик на месте, продолжай надувать шарик, пока он не будет надут по крайней мере на 2/3. Теперь отпусти стаканчик. Советы учёному волшебнику Докажи зрителям, что твой стаканчик не намазан клеем. Выпусти из шарика некоторое количество воздуха, и стаканчик отваливается. Что ещё можно сделать Попробуй одновременно прикрепить к шарику одновременно 2 стаканчика. Это потребует некоторой тренировки и помощи ассистента. Попроси его приложить к шарику два стаканчика, а потом надуй шарик, как было описано. Результат Когда ты надуешь шарик, стаканчик « прилипнет » к нему. Объяснение Когда ты прикладываешь стаканчик к шарику и надуваешь его, вокруг края стаканчика стенка шарика становится плоской. При этом объём воздуха внутри стаканчика слегка увеличивается, однако количество молекул воздуха остаётся прежним, поэтому давление воздуха внутри стаканчика уменьшается. Следовательно, атмосферное давление внутри стаканчика становится слегка меньшим, чем снаружи. Благодаря этой разницы в давлении стаканчик и удерживается на месте.

Упорная воронка Может ли воронка « отказываться » пропускать воду в бутылку? Проверь сам! Реквизит 2 воронки Две одинаковые чистые сухие пластиковые бутылки по 1 литру Пластилин Кувшин с водой Подготовка Вставь в каждую бутылку по воронке. Замажь горлышко одной из бутылок вокруг воронки пластилином,чтобы не осталось щели.Замажь горлышко одной из бутылок вокруг воронки пластилином,чтобы не осталось щели. Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям : « У меня есть волшебная воронка, которая не пускает воду в бутылку »Объяви зрителям : « У меня есть волшебная воронка, которая не пускает воду в бутылку » Возьми бутылку без пластилина и налей в неё через воронку немного воды. Обясни зрителям : « Вот так ведёт себя большинство воронок ».Возьми бутылку без пластилина и налей в неё через воронку немного воды. Обясни зрителям : « Вот так ведёт себя большинство воронок ». Поставь на стол воронку с пластилином. Налей воды в воронку до верха. Посмотри, что будет. Результат Из воронки в бутылку протечёт несколько капель воды, а затем она прекратит течь совсем. Объяснение Это ещё один пример действия атмосферного давления. В первую бутылку вода течёт свободно. Вода, текущая через воронку в бутылку, замещает в ней воздух, который выходит через щели между горлышком и воронкой. В запечатанной пластилином бутылке тоже есть воздух, который обладает своим давлением. Вода в воронке тоже обладает давлением, которое возникает благодаря силе тяжести, тянущей воду вниз. Однако сила давления воздуха в бутылке превышает силу тяжести, действующую на воду. Поэтому вода не может попасть в бутылку. Если в бутылке или в пластилине будет хотя бы маленькая дырочка, воздух сможет выходить через неё. Из-за этого его давление в бутылке будет падать, и вода сможет течь в неё.

Разрушитель Как тебе уже должно быть известно из предыдущих опытов, настоящий волшебник может использовать силу давления воздуха в своих удивительных трюках. Из этого опыта ты узнаешь, как воздух может раздавить жестяную банку. Обратите внимание: для этого эксперимента понадобиться газовая или электрическая плита и помощь взрослых. Реквизит Форма для выпечки Водопроводная вода Линейка Газовая или электрическая лампа (пользоваться должен только взрослый помощник) Пустая жестяная банка Щипцы Взрослый ассистент Подготовка Налей в форму воды примерно на 2,5 см. Поставь её рядом с плитой. Налей немного воды в пустую банку от газированной воды – чтобы вода только прикрывала дно. После этого твой взрослый ассистент должен нагреть банку на плите. Вода должна сильно кипеть в течение примерно минуты, так, чтобы из банки шёл пар. Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям, что сейчас ты раздавишь жестяную банку, не дотронувшись до неё. Попроси взрослого ассистента взять банку щипцами и быстро перевернуть её в форму с водой. Посмотри, что произойдёт. Советы учёному волшебнику Прежде чем твой помощник перевернёт банку, скажи какие-нибудь волшебные слова. Протяни руки над банкой и произнеси: « Жестянка, приказываю тебе расплющиться, как только тебя коснётся вода! » Что ещё можно сделать Попробуй повторить эксперимент с банкой большего размера, например, с литровой банкой из-под томатного сока. Открывая банку, сделай в крышке только небольшие отверстия. Перед проведением эксперимента вылей из банки содержимое и вымой её, но не открывай крышку полностью. Так же легко окажется раздавить такую банку, как банку из-под газировки? Результат Когда твой ассистент опустит перевёрнутую банку в форму с водой, банка тут же сплющится. Объяснение Банка сминается из-за изменения давления воздуха. Ты создаёшь внутри неё низкое давление, а затем более высоким давлением её сминает. В ненагретой банке содержится вода и воздух. Когда вода вскипает, она испаряется – превращается из жидкости в горячий водяной пар. Горячий пар замещает в банке воздух. Когда твой ассистент опускает перевёрнутую банку, воздух не может снова вернуться в неё. Холодная вода в форме охлаждает пар, оставшийся в банке. Он конденсируется-превращается из газа обратно в воду. Пар который занимал весь объём банки, превращается всего в несколько капель воды, которая занимает существенно меньше места, чем пар. В банке остаётся большое пустое пространство, практически не заполненное воздухом, поэтому давление там оказывается гораздо ниже, чем атмосферное давление снаружи. Воздух давит на банку снаружи, и она сминается.

Летающий мячик Видел ли ты, как на выступлении фокусника человек поднимается в воздух? Попробуй провести подобный эксперимент. Обрати внимание: Для этого эксперимента понадобиться фен и помощь взрослых. Реквизит Фен (пользоваться должен только взрослый помощник) 2 толстые книги или другие тяжёлые предметы Мячик для пинг-понга Линейка Взрослый ассистент Подготовка Установи фен на столе вверх отверстием, откуда дует горячий воздух. Чтобы установить его в таком положении, используй книги. Проверь, чтобы они не закрывали отверстие сбоку, где воздух засасывается в фен. Включи фен в розетку. Начинаем научное волшебство! Попроси кого-нибудь из взрослых зрителей стать твоим ассистентом. Объяви зрителям : « Сейчас я заставлю обыкновенный пинг-понговый шарик летать по воздуху ». Возьми шарик в руку и отпусти, чтобы он упал на стол. Скажи зрителям: « Ой! Я забыл сказать волшебные слова! » Произнеси над мячиком волшебные слова. Пусть твой ассистент включит фен на полную мощность. Аккуратно помести шарик над феном в струю воздуха, примерно в 45 см от выдувающего отверстия. Советы учёному волшебнику В зависимости от силы выдува, тебе, возможно, придётся поместить шарик немного выше или ниже, чем указано. Что ещё можно сделать Попробуй проделать тоже самое с мячиком разного размера и массы. Одинаково ли хорошо будет получаться опыт? Результат Шарик зависнет в воздухе над феном. Объяснение На самом деле этот трюк не противоречит силе тяжести. В нём демонстрируется важная способность воздуха, называемая принципом Бернулли. Принцип Бернулли – закон природы, согласно которому любое давление любого текучего вещества, в том числе воздуха, уменьшается с ростом скорости его движения. Иначе говоря при низкой скорости потока воздуха он имеет высокое давление. Воздух, выходящий из фена, движется очень быстро и следовательно его давление невелико. Мячик со всех сторон становится окружён областью низкого давления, которая образует конус у отверстия фена. Воздух вокруг этого конуса обладает более высоким давлением, и не даёт мячику выпасть из зоны низкого давления. Сила тяжести тянет его вниз, а сила воздуха тянет его вверх. Благодаря совместному действию этих сил, шарик и зависает в воздухе над феном.

Волшебный мотор В этом эксперименте ты сможешь заставить лист бумаги работать, как мотор – конечно, с помощью воздуха. Реквизит Клей Квадратный кусок дерева 2,5 х 2,5 см Швейная иголка Бумажный квадрат 7, 5 х 7,5 см Подготовка Нанеси каплю клея в центре деревяшки. Установи в клей иголку острым концом вверх, под прямым углом (перпендикулярно) к деревяшке. Держи её в таком положении, пока клей не застынет настолько, что иголка будет стоять самостоятельно. Сложи бумажный квадрат по диагонали (угол к углу). Разверни, и сложи по другой диагонали. Снова разверни бумагу. Там, где пересекаются линии сгиба, находится центр листа. Лист бумаги должен выглядеть как низкая, уплощённая пирамида. Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям: « Теперь у меня есть волшебная сила, которая поможет мне запустить маленький бумажный моторчик ». Поставь на стол деревяшку с иголкой. Положи на иголку бумагу, так, чтобы её центр оказался на острие иголки. 4 стороны пирамиды должны свисать вниз. Произнеси волшебные слова, например : « Волшебная энергия, заведи мой мотор! » Потри ладони 5-10 раз, потом сложи их вокруг пирамиды на расстоянии около 2,5 см от краёв бумаги. Посмотри, что получиться. Результат Бумага сначала будет качаться, а затем начнёт вращаться по кругу. Объяснение Веришь или нет, но бумагу заставит двигаться тепло от твоих рук. Когда ты трёшь ладони друг о друга, между ними возникает трение – сила, которая тормозит движение соприкасающихся предметов. Из-за трения предметы разогреваются, значит, и трение твоих ладоней производит тепло. Тёплый воздух всегда движется от тёплого места к холодному. Воздух, соприкасающийся с твоими ладонями, нагревается. Тёплый воздух поднимается вверх, так как расширяется и становится мене плотным, следовательно, более лёгким. Двигаясь, воздух соприкасается с бумажной пирамидой, заставляя двигаться и её. Такое перемещение тёплого и холодного воздуха называется конвекцией. Конвекция – это такой процесс, при котором в жидкости или газе возникают потоки тепла.