Дидактическое пособие "В мире всё физично".

Акиньшина Софья
Ботина Анастасия
Родина Полина
Введение
Знаешь ли ты, что такое физика? Оказывается,
это очень интересная наука, которая поможет тебе
узнать много нового об окружающем мире.
Эта книга познакомит тебя с увлекательным
миром физики, который поразит твоё
воображение.
Ты когда-нибудь задумывался из чего состоит
радуга? Можно ли пробежать по воде? Откуда в
розетке электричество?
В этой книге собраны только самые интересных
факты и опыты, которые помогут тебе
разобраться в устройстве окружающего мира,
весело провести время с семьей, а также удивить
своих друзей необычным физическим трюком.
Многие столетия люди не знали, что
представляет собой вода, и как появилась она
на планете. До XIX века люди не знали, что
вода — химическое соединение. Её считали
обычным химическим элементом. После
этого свыше ста лет все и всюду считали, что вода —
соединение, описываемое единственно возможной
формулой H2O.
Урок 1. Вязкость жидкости.
Исаак Ньютон — талантливый английский
физик, известный математик, знаменитый
астроном и гений в механике, один из
легендарных создателей базовой, классической физики.
И. Ньютон (конец XVII века) экспериментально
установил, что любой жидкости свойственна
вязкость, то есть внутреннее
трение. Вязкость приводит
к возникновению сил трения
между движущимися
с различными скоростями
слоями жидкости, а также
между жидкостью и омываемым
ею телом.
Им же было установлено, что
сила трения пропорциональна коэффициенту
вязкости жидкости и градиенту (перепаду)
скорости потока в направлении,
перпендикулярном его движению. Жидкости,
подчиняющиеся этому закону, называют
ньютоновскими в отличие от неньютоновских
жидкостей, у которых зависимость между силой
вязкого трения и скоростью жидкости имеет более
сложный характер.
В силу вязкого трения скорость
жидкости на поверхности
омываемого ею тела всегда равна
нулю. Это совсем не очевидно,
но тем не менее подтверждается
во множестве экспериментов.
Неньютоновская жидкость- это жидкость,
которая ведёт себя не по правилу. При быстром и
резком взаимодействии она становится похожей
на твёрдое тело, а при медленном воздействии
становится жидкостью. Т.е., при течении и её
вязкость зависит от изменения скорости.
А ты готов сделать свою неньютовскую
жидкость? Для этого нам понадобится: емкость,
одна часть воды и одна часть крахмала, а также
желание и хорошее настроение.
с неньютоновской жидкостью
Итак, начнём!
В емкости смешаем
воду и крахмал, затем
хорошо перемешаем
руками, будто лепим
жидкое тесто. Вот так
просто и легко
получить неньютоновскую жидкость у себя
дома. Только помни, если ты будешь держать
её в руке, то она растечется, но если ты
будешь применять силу, то она станет
твёрдой, но ненадолго.
Урок 2. Плотность жидкости .
Тела, окружающие нас,
состоят из различных веществ:
дерева, железа, резины и т.д.
Масса любого тела зависит
не только от его размеров, но и
от того, из какого вещества это
тело состоит. При этом тела,
имеющие равные объёмы, но изготовленные из
разных веществ, имеют разные массы (тарелка из
стекла и тарелка из пластмассы).
Это объясняется тем, что разные вещества
могут иметь разную плотность.
Плотностью жидкости называется ее масса,
заключенная в единице объема. Плотность
жидкости уменьшается при увеличении
температуры.
Следует помнить, что плотность
одного и того же вещества в
твёрдом (лёд), жидком (вода) и
газообразном (пар) состоянии
различна.
А давай попробуем сделать с тобой необычные
опыт? Знаешь почему необычный? Всё потому что
с помощью воды, красок и секретных
ингредиентов можно получить радугу в стакане.
радуга в стакане
Приступим!
В один из
стаканов положи
1 столовую ложку
сахара, в другой – две, в третий – три, а в
оставшийся – четыре.
В каждый стакан влей по три столовых
ложки воды (теплой, а, лучше, горячей).
Хорошенько размешай (надо сказать, что
полностью сахар растворится только в
первом стакане).
Окрась растворы так: красный, желтый,
зеленый, синий. Красный – наименее
сладкий, синий – самый сладкий.
Теперь нам нужно соединить растворы.
Синий – самый тяжелый, будет располагаться
в нижнем слое. Сверху на
него нужно очень аккуратно
налить зеленый раствор
(для этого можно
использовать чайную ложку
или шприц).
Затем добавь желтый и
красные растворы.
Любуемся радугой в
стакане.
Объяснение: краски не смешиваются
благодаря разной плотности растворов.
Кстати, не смешиваются только до тех пор,
пока в стакане хорошенько не поболтать
ложкой.
Урок 3. Текучесть жидкости.
Невозможно представить окружающий нас мир
без жидкостей. К свойствам любой из них можно
отнести способность течь под действием силы
тяжести, сохранять объём даже при очень
больших давлениях, способность кипеть,
поддерживая свою температуру постоянной, и
многие другие.
Основное физическое свойство
жидкости – текучесть.
Вследствие текучести жидкость
способна менять форму за малое
время под действием даже
небольшой силы. Все жидкости
могут литься струёй,
разбрызгиваться каплями. Их
легко перелить из одного сосуда в другой. При
этом они не сохраняют форму, а принимают
форму того сосуда, в котором находятся.
Текучесть увеличивается с ростом температуры
жидкости и уменьшается при её снижении. Это
объясняется тем, что с повышением температуры
расстояние между частицами жидкости также
увеличивается, и они становятся более
подвижными.
А ты знал, что жидкость может так же
перемещаться вверх? Давай это докажем.
Тебе понадобится:
вода течёт вверх
- стакан;
- салфетка;
- вода;
- фломастеры.
Стакан заполни водой
на 1/3 часть. Салфетку сложи
несколько раз по вертикали так, чтобы
получился узкий прямоугольник. Затем от
него отрежь кусочек примерно 5 см
шириной. Этот кусочек разверни, чтобы
получился длинный отрезок. Затем отступи
от нижнего края примерно 5-7 см и начни
ставить большие точки каждым цветом
фломастера. Должна образоваться линия из
цветных точек.
Затем салфетку помести в стакан с водой
так, чтобы нижний конец с цветной линией
был примерно на 1,5 см в воде.
Результат: вода по салфетке быстро
поднимается вверх, закрашивая весь
длинный кусок салфетки цветными
полосками.
Урок 4. Прозрачность жидкости.
Прозрачность. Это важный показатель чистоты
воды. Под прозрачностью воды понимается ее
способность пропускать свет и делать видимыми
предметы, находящиеся на определенной глубине.
При большой прозрачности вода приобретает
интенсивный синий цвет.
живые стрелки
Возьми лист бумаги и с
помощью фломастеров
нарисуй стрелочки (можно в разные
стороны).
В стакан налей воды. Лист бумаги с
нарисованными стрелочками поставь за
стакан. А теперь делаем самую интересную
часть. Начинай перемещать стакан влево, а
затем вправо.
Ты заметишь, что стрелки стали меня
направление на противоположное.
Урок 5. Расширение и сжимание
жидкости.
Греческий учёный Демокрит (460-370 до н. э.) первым
из великих математиков оказал глубокое влияние на
развитие физики. Более всего Демокрит известен как
создатель атомистической теории. Считал, что все
вещества состоят из мельчайших частичек.
Возникновение представлений о строении
вещества позволило не только объяснить многие
явления, но и предсказать, как они будут
протекать в тех или иных условиях.
О том, что все тела состоят из мельчайших
частиц, позволяют судить некоторые простые
опыты.
Объём тела изменяется также при нагревании и
охлаждении.
При нагревании объём тела увеличивается, а
при охлаждении уменьшается.
У самого распространенного на планете Земля
вещества – воды – есть одна особенность, которая
отличает его от прочих жидкостей. При
нагревании вода имеет свойство расширяться,
противоположный процесс – вода уменьшается.
Благодаря этому свойству при замерзании
поверхности воды в глубинах водоемов
продолжают жить рыбы и иные обитатели
водного мира.
живой воздушный шарик
В воздушный шарик налей воду
(желательно не горячую) так,
чтобы шарик не смог поместиться
в банку. Внутрь банки налей
горячую воду, только будь
осторожен.
Когда стенки банки станут тёплыми
(нагреются), вылей аккуратно воду.
Теперь, на горлышко банки положи
воздушный шарик с водой и смотри, что
будет дальше.
Воздушный шарик с водой должен
медленно опускаться в банку без твоей
помощи.
Урок 6.Форма жидкости.
Мы привыкли думать,
что жидкости не имеют
никакой собственной
формы. Это неверно.
Естественная форма всякой
жидкости – шар. Обычно
сила тяжести мешает
жидкости принимать эту
форму, и жидкость либо
растекается тонким слоем, если разлита без
сосуда, либо же принимает форму сосуда, если
налита в него.
Так какую же форму имеет жидкость?
Если жидкость находиться только под
действием силы тяжести, все ее частицы
движутся с одинаковым ускорением, а,
следовательно, с одинаковой скоростью.
Поэтому расстояние между частицами жидкости
не меняется. Значит, влияние одной силы
тяжести на форму жидкости не влияет. Действие
молекулярных сил приводит к сокращению
поверхности и свободно падающая жидкость
принимает форму шара.
цветной лёд
В любою ёмкость
(лучше всего возьми красивую
маленькую формочку) налей
воды и добавь краску любого
цвета. Не забудь перемешать.
Формочку с цветной водой положи в
морозилку на 1-2 часа, чтобы она застыла.
В результате этого опыта ты должен
получить цветной лёд в виде фигурки.
Жидкости – это тела, имеющие определённый
объём, но не имеющие формы.
Поэтому у жидкостей есть
свойства как твёрдых тел,
так и газов. Так, подобно
твёрдому телу, жидкость
сохраняет свой объём,
имеет свободную
поверхность, обладает
прочностью на разрыв. Но,
как и газы, жидкость
принимает форму сосуда, в
котором находится.
Небольшие объёмы жидкостей имеют форму
капли, а в невесомости – форму шара.
Однако главное свойство жидкости - это
текучесть – смещение в направлении действия
силы.
Теперь ты знаешь, что такое жидкость и
главные её свойства.
Давай теперь проверим твои знания.
1. Что такое вязкость жидкости?
А) свойство тел пластически или вязко
деформироваться под действием напряжений;
Б) свойство тел изменять форму и размеры под
действием нагрузок и самопроизвольно
восстанавливать исходную конфигурацию;
В) свойство жидкости оказывать сопротивление
относительному движению частиц жидкости;
Г) свойство жидкостей изменять свой объём при
изменении давления.
2. Как неньютоновская
жидкость может быть
твёрдой?
А) если её держать на
ладошке;
Б) если к жидкости применить силу;
В) если оставить её на 20 минут в комнате;
Г) если вылить её на пол.
3. Что будет если перед этим рисунком
поставить стакан с водой?
А)
Г)
Б)
Д)
4. Что будет, если в кефир добавить воды?
5. Может ли вода течь снизу-вверх?
_____________________________________________
6. Какой цвет имеет вода?
7. Напиши формулу воды ___________________
8. Какой запах у воды?
9. Как выглядит жидкость зимой?____________
10. В чём измеряется жидкость?