ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, как место расположения центра тяжести может повлиять на движение тела.

МАТЕРИАЛЫ: Две рейки длиной около метра: три книги (не менее 3 см толщиной), клейкая лента, две одинаковых воронки.

ПРОЦЕСС:

• Положите на пол или на стол две книги одну на другую, а на расстоянии, чуть меньшем длины рейки, положите третью.
• Положите одну рейку мостиком между книгами. Вторую поместите рядом так, чтобы получился острый угол, вершина которого должна находиться на книге, лежащей отдельно.
• Соедините воронки широкими концами и скрепите клейкой лентой.
• Поместите воронки между реек на вершину образованного ими угла.

ИТОГИ: Воронки катятся вверх по рейкам.

ПОЧЕМУ? Увиденная нами картина вовсе не означает что воронки не подчиняются закону тяготения. На самом же деле, когда сами воронки движутся, как нам кажется, вверх, их центр тяжести (точка, к которой приложен вес предмета) перемещается вниз. Обратите внимание на то, что центр скрепленных воронок перемещается вниз по мере того, как сами воронки движутся вдоль идущих вверх реек.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, как заряженные частицы издают звук.

МАТЕРИАЛЫ: ножницы, линейка, пластилин, большая металлическая скрепка, что-нибудь шерстяное: шарф, пальто или свитер из стопроцентной шерсти, прозрачная пластиковая салфетка.  

ПРОЦЕСС:

• Отрежьте полоску салфетки (3см х 20см).
• Пластилином прикрепите скрепку к столу так, чтобы она была в вертикальном положении.
• Оберните шерсть вокруг пластика и быстро протащите пластик через ткань. Проделайте это три раза.
• Быстро подмесите кусок пластика к верху скрепки.

ИТОГИ: Послышался треск.

ПОЧЕМУ? С шерсти на пластик попадают электроны. Они собираются вместе, пока их общей энергии не хватит для того, чтобы по воздушному промежутку перебраться с шерсти на скрепку. Из-за движения электронов в воздухе образуются звуковые волны, в результате чего слышен треск.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Зарядить предмет статическим электричеством.

МАТЕРИАЛЫ: ножницы, салфетка, линейка, расческа.

ПРОЦЕСС:

• Отмерьте и отрежьте от салфетки полоску бумаги (7см х 25 см).
• Нарежьте на бумаге длинные тонкие полоски, ОСТАВЛЯЯ край нетронутым (по рисунку).
• Быстро расчешитесь. Ваши волосы должны быть чистыми и сухими. Приблизьте расческу к бумажным полоскам, но не касайтесь их.
   
  

ИТОГИ: Бумажные полоски тянутся к расческе.

ПОЧЕМУ? "Статическое» — значит неподвижное. Статическое электричество — это собравшиеся вместе отрицательные частицы под названием электроны. Вещество состоит из атомов, где вокруг положительного центра — ядра — вращают электроны. Когда мы причесываемся, электроны как бы стираются с волос и попа¬дают на расческу. Та половина расчески, которая коснулась ваших волос, получил! отрицательный заряд. Бумажная полоска состоит из атомов. Мы подносим к ним расческу, в результате чего положительная часть атомов притягивается к расческе. Этого притяжения между положительными и отрицательными частицами достаток но, чтобы поднять бумажные полоски вверх.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Продемонстрировать, какой узор образуют магнитные поля вокруг магнитов различной формы.

МАТЕРИАЛЫ: разные магниты - прямоугольный, круглый и в форме подковы, железные опилки, бумажный стаканчик, листок бумаги.

ПРОЦЕСС:

• Засыпьте железные опилки в бумажный стаканчик.
• Положите магниты на стол.
• Накройте магниты листком бумаги.
• Насыпь на бумагу тонкий слой железных опилок.
• Рассмотрите получившиеся узоры.
   
  

ИТОГИ: Опилки образуют вокруг магнитов линии. С обеих сторон длинного магнита образовались кучки опилок.

ПОЧЕМУ? Магнитное поле – пространство вокруг магнита, в котором магнитное притяжение влияет на движение металлических предметов. Попадая туда железные опилки притягиваются к магниту – чем ближе, тем сильнее. У круглого магнита поле одинаково со всех сторон, а на концах прямоугольных магнитов оно всегда сильнее, чем посередине.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, что электрический ток образует магнитное поле.

МАТЕРИАЛЫ: метр изолированного провода толщиной до 1 мм, длинный железный гвоздь, батарейка на 6 вольт, металлические скрепки, взрослый помощник.

ПРОЦЕСС:

• Туго намотайте провод вокруг гвоздя, оставив у каждого конца около 15 см свободного провода.
• Попросите помощника, соскрести изоляцию с обоих концов провода.
• Укрепите конец провода у одного полюса батарейки.
• Прикоснувшись свободным концом провода к другому полюсу, гвоздем коснитесь кучки скрепок.
• Поднимите гвоздь, не убирая концов провода с полюсов батарейки.
• Когда гвоздь начнет нагреваться, отсоедините провод от батарейки.

 
ИТОГИ: Скрепки прилипают к гвоздю.

ПОЧЕМУ? Вокруг всех проводов есть магнитное поле, которое содержит электрический ток. У прямых проводов магнитное поле очень слабое. В нашем опыте его сила увеличилась благодаря тому, что мы обмотали провод вокруг гвоздя и пропустили по проводу электрический ток из батарейки. Железный гвоздь намагнитился и притянул к себе скрепки.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, как металлы влияют на магнитное поле.

МАТЕРИАЛЫ: четыре маленькие металлические скрепки, алюминиевая фольга, прямоугольный магнит, стальной шпатель.

ПРОЦЕСС:

• Положите скрепки на стол и накройте их листом фольги, а сверху положите магнит.
• Приподнимите магнит и посмотрите, сдвинулись ли с места скрепки.
• Положите скрепки под шпатель.
• Поместите на шпатель магнит.
• Поднимите шпатель с магнитом и посмотрите, сдвинулись ли скрепки.

ИТОГИ: Магнит притягивает скрепки через фольгу, а через шпатель — нет.

ПОЧЕМУ? Магнитное поле может проникать сквозь алюминий, но стальное лезвие ограничивает его действие. Лезвие шпателя притягивается к магниту, а металл, из которого лезвие сделано, как бы вбирает магнитное поле в себя. В результате стальное лезвие становится барьером, ограничивающим распространение магнитного поля.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, что вес предметов В воде меняется.

МАТЕРИАЛЫ: толстая бечевка, ножницы, линейка, две шайбы, карандаш, стол, клейкая лента, фломастер, три стакана по 250 мл.

ПРОЦЕСС: 

• Отрежьте два куска бечевки по 30 см каждый и привяжите их к концам карандаша.
• Привяжите к свободным концам бечевки по шайбе.
• Отрежьте еще один кусок бечевки длиной 60 см и завяжите один ее конец посередине карандаша, а второй с помощью клейкой ленты закрепите на краю стола.
• Двигайте бечевку, на которой держится карандаш, до тех пор, пока не найдете положение, при котором карандаш будет параллелен полу. Шайбы при этом должны находиться сантиметрах в десяти от пола.
• Используя фломастер и клейкую ленту, пометьте стаканы буквами А и Б.
• Поставьте пустые стаканы на пол так, чтобы в них свисали шайбы на бечевках.
• Наберите воды в третий стакан и начинайте медленно наливать воду в стакан А.

ИТОГИ: Когда вода покрывает шайбу, она поднимается, и карандаш наклоняется. Шайба в пустом стакане опускается вниз.

ПОЧЕМУ? Тяготение Земли действует на все предметы и направлено к ее центру. Благодаря этому у них есть вес. Стаканы кажутся пустыми, но на самом деле они наполнены воздухом. В воздухе обе наши шайбы весят одинаково, но когда мы поместили одну из них в воду, на нее начала действовать выталкивающая сила. В результате сила, с которой шайба притягивается к Земле, уменьшилась. Равновесие нарушилось, и шайба в пустом стакане стала опускаться вниз.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, как можно изменить плавучесть предмета.

МАТЕРИАЛЫ: стакан, газированная вода, пластилин.

ПРОЦЕСС:

• На три четверти наполните стакан содовой и сразу же бросьте туда пять маленьких кусочков пластилина (все сразу). Кусочки должны быть величиной с рисовые зернышки.
• Подождите немного и понаблюдайте.

ИТОГИ: На пластилине образуются пузырьки. Кусочки пластилина поднимаются к поверхности, переворачиваются и снова идут ко дну, где их снова начинают облеплять пузырьки, но уже в большем количестве.

ПОЧЕМУ? Газировка содержит углекислый газ, который и образует пузырьки. Вначале пластилиновые шарики тонут, потому что их вес больше выталкивающей силы. Пузырьки газа напоминают маленькие воздушные шарики. Они уменьшают вес пластилина настолько, чтобы он смог всплыть на поверхность. На поверхности пузырьки пропадают, в результате него пластилиновые шарики снова идут кто дну, где к ним 11 прилипает большое количество пузырьков.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Посмотреть, влияет ли форма предмета на его прочность.

МАТЕРИАЛЫ: три листа бумаги, клейкая лента, книги (весом до полукилограмма), помощник.

ПРОЦЕСС:

• Сложите листки бумаги а три разные формы:Форма А — сложите листок втрое и склейте концы, Форма Б — сложите листок вчетверо и склейте концы, Форма В — скатайте бумагу в форме цилиндра и склейте концы.
• Поставьте все сделанные вами фигуры на стол.
• Вместе с помощником одновременно и по одной кладите на них книги и посмотрите, когда сооружения обвалятся.
• Запомните, какое количество книг может выдержать каждая фигура.

ИТОГИ: Цилиндр выдерживает самое большое число книг.

ПОЧЕМУ? Гравитация (притяжение к центру Земли) тянет книги вниз, а бумажные опоры не пускают. Если земное притяжение будет больше силы сопротивления опоры, вес книги раздавит ее. Открытый бумажный цилиндр оказался самой прочной из всех фигур, потому что вес книг, которые на нем лежали, равномерно распределился по его стенкам.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Установить, как длина маятника влияет на время, за которое происходит одно качание. 

МАТЕРИАЛЫ: бечевка, шайба, ножницы, линейка, клейкая лента, стол, тяжелая книга, секундомер или часы с секундной стрелкой, помощник.

ПРОЦЕСС:

• Отрежьте кусок бечевки длиной от пола до столешницы.
• Привяжите к одному концу бечевки шайбу, а другой конец прикрепите к линейке с помощью клейкой ленты.
• Положите линейку на стол так, чтобы она на десять сантиметров уходила за край, а бечевка свободно висела.
• Положите на линейку книгу.
• Оттяните шайбу вбок и отпустите.
• Попросите помощника засечь время и посчитайте, сколько колебаний произойдет за десять секунд.
• Укоротите бечевку, оставив четверть прежней длины.
• Снова оттяните шайбу вбок и отпустите, а потом посчитайте, сколько качаний проделает шайба за десять секунд.
   

ИТОГИ: Когда вы укоротили бечевку, число качаний удвоилось. 

ПОЧЕМУ? Полагают, что соотношение между длиной маятника и временем каждого качания открыл Галилей. Однажды в церкви он наблюдал, как качалась огромная люстра, и засекал время по своему пульсу. Позже он открыл, что время, за которое происходит один взмах, зависит от длины маятника — время наполовину уменьшается, если укоротить маятник на три четверти.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, что центр тяжести — это точка, определяющая равновесие тела.

МАТЕРИАЛЫ: бечевка (30 см), рейка длиной в метр, молоток (лучше всего с деревянной ручкой).

ПРОЦЕСС:

• Cвяжите концы бечевки узлом.
• Просуньте сквозь петлю рейку и молоток.
• Положите рейку свободным концом на край стола. Ручка молотка концом должна упираться в рейку, а головка — свисать под стол.
• Найдите такое положение молотка, при котором все сооружение — рейка и прикрепленный к ней бечевкой молоток — будет уравновешено.

ИТОГИ: Все уравновешивается, если меньше половины рейки будет находиться на столе.

ПОЧЕМУ? Рейка, бечевка и молоток являются единым сооружением с общим центром тяжести. Центр тяжести — это точка, к которой приложен вес всей конструкции. На рисунке пунктирная линия показывает вам, где находится центр тяжести. Тяжелый конец молотка уравновешивает ручку, находящуюся слева от точки равновесия.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Найти положение центра тяжести.

МАТЕРИАЛЫ: пластилин, две металлические вилки, зубочистка, высокий стакан или банка с широким горлом. 

ПРОЦЕСС:

• Скатайте из пластилина шарик диаметром около 4 см.
• Воткните в шарик вилку.
• Вторую вилку воткните в шарик под углом в 45 градусов по отношению к первой вилке.
• Воткните зубочистку в шарик между вилками.
• Зубочистку поместите концом на край стакана и двигайте к центру стакана, пока не наступит равновесие.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если равновесия достичь не удается, уменьшите угол между ними.

ИТОГИ: При определенном положении зубочистки вилки уравновешиваются. 

ПОЧЕМУ? Поскольку вилки расположены под углом друг к другу, то их вес как бы сосредоточен в определенной точке палочки, находящейся между ними. Эта точка называется центром тяжести.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, какую роль играет хвост у воздушного змея.

МАТЕРИАЛЫ: один лист писчей бумаги, ножницы, клейкая лента, бечевка, линейка.

ПРОЦЕСС:

• Отмерьте и отрежьте от листа бумаги полоску размером 5 х 30 см.
• Отрежьте кусок бечевки длиной примерно полметра и липкой лентой прикрепите его к бумажной полоске.
• Возьмитесь за конец веревочки и взмахивайте перед собой, как бичом.
• Отмерьте и вырежьте бумажную по¬лоску размером 0,5 х 30 см и прикрепите ее лентой к свободному концу ранее отрезанной ленты.
• Делайте такие же движения этими двумя соединенными лентами, как и ранее с одной.

ИТОГИ: Бумажная лента крутится, но после того, как к ней прикрепили другую ленту, она стала более устойчивой.

ПОЧЕМУ? Бумага движется под углом к направлению движения, и поэтому воздух над верхней частью полоски движется быстрее. Но быстро движущийся воздушный поток создает разряжение, из-за чего на полоску воздействует подъемная сила. Поскольку этот угол постоянно меняется, подъемная сила, воздействующая на него, а также неоднородности и завихрения воздушного потока тоже постоянно меняются. Из-за всего, этого полоска мотается и крутится. Приделанный к полоске хвост из узкой полоски бумаги стабилизирует угол, под которым более широкая полоса движется по отношению к набегающему потоку воздуха. Благодаря этому набегающий поток становится равномернее, и бумажная полоска меньше крутится и болтается.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Выяснить, как взаимосвязаны скорость воздуха и его давление.

МАТЕРИАЛЫ: две одинаковые по размеру книги, линейка, лист писчей бумаги, соломинка для коктейлей.

ПРОЦЕСС:

• Положите обе книги на стол на расстоянии около 10 см одна от другой.
• Положите лист бумаги на края обеих книг, чтобы он мостиком лег между ними.
• Направьте соломинку под лист бумаги между книгами.
• Изо всех сил дуйте через соломинку.

ИТОГИ: Когда вы дуете под лист бумаги, он бумаги прогибается вниз.

ПОЧЕМУ? До того как вы начали дуть через соломинку, на лист бумаги действует давление воздуха в равной степени как сверху, так и снизу. По мере того как скорость потока воздуха под листом бумаги увеличивается, давление воздуха с другой стороны листа возрастает, а снизу уменьшается. Таким образом, возрастающее давление воздуха на лист сверху прогибает его вниз.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, как работает пульверизатор.

МАТЕРИАЛЫ: стакан, ножницы, две гибкие соломинки.

ПРОЦЕСС:

• Налейте в стакан воды.
• Обрежьте одну соломинку возле гофрированной части и поставьте ее вертикально в стакан, чтобы она выходила гофром на 1 см из воды.
• Вторую соломинку расположите так, чтобы она своим краем касалась верхнего края стоящей в воде соломинки. Используйте для упора складки гофра на вертикальной соломинке.
• Сильно подуйте через горизонтальную соломинку.

ИТОГИ: Вода поднимается по стоящей в воде соломинке и распыляется в воздухе.

ПОЧЕМУ? Чем быстрее движется воздух, тем большее разрежение создается. А поскольку воздух из горизонтальной соломинки движется над верхним срезом вертикальной соломинки, то давление в ней также падает. Атмосферное давление воздуха в комнате давит на воду в стакане, и вода поднимается вверх по соломинке, откуда она выдувается в виде мельчайших капелек. Когда вы давите на резиновую грушу пульверизатора, происходит то же самое. Воздух из груши проходит через трубку, давление в ней падает, и из-за этого разрежения воздуха одеколон поднимается вверх и распыляется.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, как скорость воздуха влияет на полет самолета.

МАТЕРИАЛЫ: маленькая воронка, мячик для настольного тенниса.

ПРОЦЕСС:

• Переверните воронку широкой частью вниз.
• Вложите мячик в воронку и поддерживайте его пальцем.
• Дуйте в узкий конец воронки.
• Перестаньте поддерживать пальцем мячик, но продолжайте дуть.

ИТОГИ: Мячик остается в воронке.

ПОЧЕМУ? Чем быстрее мимо мяча проходит воздух, тем меньше давления он оказывает на мяч. Давление воздуха над мячом гораздо меньше, чем под ним, поэтому мячик поддерживается находящимся под ним воздухом. Благодаря давлению движущегося воздуха крылья самолета как бы подталкиваются вверх. Благодаря форме крыла воздух быстрее передвигается над его верхней поверхностью, чем под нижней. Поэтому возникает сила, которая толкает самолет вверх — подъемная сила.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, какие преимущества имеет использование петли Мёбиуса в качестве трансмиссии.

МАТЕРИАЛЫ: взрослый помощник, две катушки для ниток, линейка, дощечка (5 см х 10 см х 40 см), два больших гвоздя, молоток, ножницы, метр оберточной бумаги, зеленый фломастер, клейкая лента.

ПРОЦЕСС:

• Попросите помощника поставить катушки на массивную доску в 30 см друг от друга и закрепить их гвоздями (катушки должны свободно вертеться на гвоздях).
• Отрежьте полоску бумаги (2,5 см х 100 см) и покрасьте фломастером одну сторону.
• Оберните бумажную полоску вокруг катушек, выверните один конец зеленым цветом наружу, отрежьте избыток бумаги и склейте концы клейкой лентой. Петля должна точно подходить к катушкам и свободно проворачиваться.
• Поверните одну катушку по часовой стрелке.
• Понаблюдайте за второй катушкой и посмотрите, какого цвета бумага, проворачивающаяся вокруг катушек.

ИТОГИ: Обе катушки крутятся по часовой стрелке. Когда по катушке проходят склеенные концы, цвет бумаги меняется.

ПОЧЕМУ? Катушки и бумажная полоска являются примером ременной трансмиссии. Соединенные ремнем колеса крутятся в одном направлении. Каждый раз, когда по колесу проходят склеенные концы, бумага поворачивается другой стороной, и мы можем видеть «изнаночную» сторону. Невывернутые наподобие нашей бумажной полоски ремни быстрее изнашиваются изнутри, чем снаружи. Благодаря применению такой вывернутой петли (она носит имя математика Мёбиуса, открывшего это явление) на обе стороны ремня приходится одинаковая нагрузка, из-за чего он изнашивается медленнее.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, как уравновесить качели, если один человек тяжелее другого.

МАТЕРИАЛЫ: рейка длиной в метр, стол, бечевка, ножницы, клейкая лента, 15 одинаковых монет, два бумажных стаканчика.

ПРОЦЕСС:

• Обвяжите метр бечевки вокруг середины рейки. Клейкой лентой закрепите конец бечевки на краю стола.
• Положите в один бумажный стаканчик пять монет, а в другой — десять. Привяжите стаканчики к концам рейки.
• Передвигайте стаканчик с десятью монетами к центру рейки, пока не наступит равновесие.

ИТОГИ: Первый стаканчик, с пятью монетами, находится вдвое дальше от середины, чем второй стаканчик.

ПОЧЕМУ? То место на рейке, вокруг которого обвязана бечевка, называется точкой опоры. Вес предмета поворачивает рейку вокруг точки опоры. Так же, как и рейка, качели уравновешиваются, когда груз с одной стороны поворачивает рейку с такой же силой, как груз с другой стороны. Этого можно добиться, если поместить наиболее легкий предмет дальше от точки опоры, а более тяжелый — ближе.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать рычаг второго рода.

МАТЕРИАЛЫ: две круглые зубочистки.

ПРОЦЕСС:

• Положите зубочистку серединой на средний палец (ближе к ногтю), а на концы — указательный и безымянный.
• Попытайтесь сломать зубочистку, надавив на нее указательным и безымянным пальцами.
• Передвиньте зубочистку на середину пальца.
• Снова попытайтесь сломать зубочистку.

ИТОГИ: Когда зубочистка находилась на кончиках пальцев, сломать ее было почти невозможно.

ПОЧЕМУ? Ваши пальцы выполнили роль рычага второго рода, похожего на щипцы для колки орехов. Точка опоры находится там, где начинаются пальцы. Чем дальше от точки опоры находится зубочистка, тем больше силы нужно приложить.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Продемонстрировать, как просто передвигать предметы с помощью механизмов.

МАТЕРИАЛЫ: две метлы, веревка или толстый шнур длиной три метра, два помощника.

ПРОЦЕСС:

• Привяжите веревку к ручке метлы.
• Поместите обе метлы на расстояние 50 см друг от друга и три раза оберните их ручки веревкой.
• Потяните свободный конец веревки, в то время как ваши помощники попытаются разъединить метлы.

ИТОГИ: Несмотря на то, что ассистенты пытаются развести метлы в стороны, вы в одиночку можете сдвинуть метлы вместе.

ПОЧЕМУ? Метлы и веревка ведут себя, как полиспаст — приложенная вами сила приумножается благодаря веревке, намотанной на ручки метел, поэтому вы выигрываете в силе почти в пять раз по сравнению с вашими помощниками.

Большинство профессиональных сфер человеческой деятельности не может обойтись без спецодежды. Рабочая одежда позволяет обезопасить человека при различных неблагоприятных воздействиях внешней среды. Призванная сохранить жизнь и здоровье людей, одежда такого класса изготавливается с применением новейших технологий. Для безопасности и удобства проведения высотных работ используются страховочные пояса, позволяющие работнику надежно закрепиться на высоте и прибывать там, в течение продолжительного времени.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Убедиться, что благодаря инерции предмет остается неподвижным.

МАТЕРИАЛЫ: маленькая тележка с кузовом, теннисный мячик.

ПРОЦЕСС:

• Положите теннисный мячик в тележку посередине кузова.
• Резко дерните тележку.

ИТОГИ: Когда тележка переместилась вперед, мячик ударился о заднюю стенку кузова.

ПОЧЕМУ? Инерция — это сохранение прежнего состояния (движения или покоя), пока не подействует какая-нибудь сила. Неподвижный предмет остается в этом состоянии, пока сила не заставит его двигаться. Теннисный мячик не прикреплен к тележке. Благодаря инерции мячик остался неподвижным несмотря на то, что тележка сдвинулась вперед — на самом деле тележка выдвинулась из-под мяча.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, как сила влияет на инерцию.

МАТЕРИАЛЫ: стакан, картонка размером с открытку, прищепка.

ПРОЦЕСС:

• Положите картонку на стакан.
• Поставьте на картонку прищепку, чтобы она находилась над серединой стакана. Резко и с силой щелкните по картонке пальцем, чтобы она отлетела в сторону. Повторите это несколько раз.

ИТОГИ: Иногда прищепка падает в стакан в своем прежнем положении, а иногда, падая, переворачивается

ПОЧЕМУ? Щелкая пальцем по картонке, вы прилагаете к ней силу. Картонка сдвигается с места так быстро, что не успевает увлечь прищепку за собой. Прищепка падает вниз благодаря силе тяжести, потому что картонка больше не поддерживает ее. Если вы толкнете картонку с недостаточной силой, она потащит прищепку за собой, а сила тяготения потянет верхушку прищепки вниз, в результате чего она переворачивается.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, как трение влияет на инерцию.

МАТЕРИАЛЫ: коробка из-под женских ботинок, ножницы, взрослый помощник, линейка, десять неграненых фломастеров (или карандашей), воздушный шарик (приблизительно 20 см), стол.

ПРОЦЕСС:

• Попросите вашего помощника вырезать посередине меньшей стороны коробки отверстие в виде квадрата.
• Положите воздушный шарик в коробку так, чтобы его отверстие выходило в квадратную дырочку.
• Надуйте шарик и зажмите его отверстие пальцами.
• Положите под коробку фломастеры.
• Отпустите шар.

ИТОГИ: Когда шар сдувается, коробка движется вперед. Когда воздух полностью вышел из шара, коробка продвинулась еще на некоторое расстояние и остановилась.

ПОЧЕМУ? Первый закон Ньютона гласит, что тело не изменит состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не подействует сила. Это стремление к сохранению прежнего состояния называется инерцией. Коробка останется там, где стояла, если ее не толкнуть. Сдувающийся шарик подталкивает коробку вперед. Под воздействием этой силы коробка приходит в движение и движется до тех пор, пока противодействующая ей вторая сила — трения — постепенно не остановит коробку. Трение противодействует силе, движущей предмет, и он, в конце концов, останавливается.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, какого размера нужно отверстие, чтобы вылить из жестянки воду.

МАТЕРИАЛЫ: три пустых банки из-под газировки, салфетки, ножницы, клейкая лента.

ПРОЦЕСС:

• Наполните все три банки водой из-под крана.
• С помощью салфетки вытрите на банках воду.
• Отрежьте две полоски клейкой ленты длиной в 3 см.
• В одной из банок оставьте отверстие незаклеенным (А).
• Во второй банке заклейте отверстие на три четверти (Б).
• Заклейте отверстие третьей банки наполовину (В).
• По очереди наклоняйте банки над раковиной под одним и тем же углом.
• Посмотрите, как из банок выливается вода.

ИТОГИ: Из банки А вода выливается быстро, из банки Б — не выливается совсем, а из банки В — капает.

ПОЧЕМУ? Вода, как и все жидкости, занимает определенное пространство — так же, как и воздух. Когда из банок выливается вода, ее место должен занять воздух. В банке из-под газировки достаточно большое отверстие, чтобы через его нижнюю часть выливалась вода, а через верхнюю входил воздух. Если на три четверти закрыть отверстие, воздух не будет проходить в банку, а вода будет служить пробкой. Когда закрыта только половина отверстия, воздух попадает в банку, но не сразу — до того, как он попадает внутрь, выливается некоторое количество воды. Из-за этого вода не льется сплошным потоком, а капает.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, как происходит обмен энергией между двумя соединенными маятниками.

МАТЕРИАЛЫ: два стула, рейка длиной в метр, бечевка, ножницы, две шайбы.

ПРОЦЕСС:

• Поставьте два стула спинками друг к друг у на расстоянии 1 м.
• Туго натяните бечевку и привяжите ее к спинкам стульев.
• Отрежьте два куска бечевки (по 60 см) и привяжите к их концам по шайбе.
• Привяжите эти куски к натянутой бечевке так, чтобы они находились на расстоянии 30 см друг от друга.
• Как показано на рисунке, отведите бечевку с грузиком А в сторону до уровня спинок стульев, слегка натянув.
• Отпустите бечевку.

ИТОГИ: В то время как бечевка с грузиком А качается взад-вперед, грузик Б тоже начинает двигаться. Когда грузик на одной бечевке замедляется, второй раскачивается сильнее, потом наоборот, и так несколько раз, пока оба грузика не останавливаются.

ПОЧЕМУ? Свисающие на бечевке шайбы называются маятниками. Маятники прикреплены к горизонтальной бечевке. Когда один маятник движется, бечевка также движется и влияет на второй маятник. Количество энергии, нужное для движения маятников, передается туда и обратно по соединяющей их бечевке. Когда происходит передача энергии, один маятник замедляет движение, а второй набирает скорость. Иногда один маятник остается неподвижным, потому что второй получает всю энергию. Когда количество энергии у обоих маятников одинаково, у них одна и та же амплитуда качаний. Благодаря трению (это сопротивление движению) оба маятника, в конце концов, перестают двигаться.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать реактивное движение.

МАТЕРИАЛЫ: рейка длиной в метр, соломинка для коктейлей (10 см), ножницы, бечевка, два стула, шарик длиной в 20 см, клейкая лента.

ПРОЦЕСС:

• Отрежьте 4,5 м бечевки и протяните ее через соломинку.
• Поставьте стулья на 4 метра друг от друга.
• Как можно туже натяните бечевку и привяжите ее к спинкам стульев.
• Надуйте шарик и закрутите отверстие.
• Передвиньте соломинку к одному из стульев и прикрепите к ней воздушный шарик отверстием в сторону этого стула.
• Развяжите шарик.

ИТОГИ: Соломинка вместе с прикрепленным к ней шариком выстреливает вдоль по бечевке и перестает двигаться только в самом ее конце, либо только тогда, когда шарик окончательно сдувается.

ПОЧЕМУ? Вы наблюдали реактивное движение. Так называют движение тела, которое возникает, когда от него с какой-то скоростью отделяется его часть. Когда мы отпустили шарик, его стенки вытолкнули воздух наружу. Воздух вырвался из шарика назад, а сам шарик устремился вперед и потащил за собой соломинку. Соломинка и бечевка удерживали «ракету» на прямом курсе.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Определить, как вес бумажного вертолетика влияет на скорость его вращения.

МАТЕРИАЛЫ: бумага (из тетрадки), ножницы, линейка, карандаш, три скрепки.

ПРОЦЕСС:

• Сложите и разрежьте вдоль один лист.
• Сложите вдоль одну из получившихся половинок.
• При помощи линейки и карандаша нарисуйте прямоугольный треугольник на сложенной вдоль половинке. Одна из сторон прямого угла имеет 5 см в длину и лежит на кромке сложенной половинки в 9 см от ее конца, а вторая, длиной 3 см, идет перпендикулярно первой в сторону сгиба (см. рисунок).
• Вырежьте треугольник одновременно на двух слоях бумаги.
• Разверните сложенный лист и разрежьте до точки, указанной на рисунке. Получатся два крыла.
• Загните к центру оба выступа, идущие от треугольника до конца листа, и защемите их снизу скрепкой.
• Согните крылья — одно в одну сторону, а другое в другую.
• Поднимите вертолет над головой и пустите его.
• Прибавляйте скрепки и каждый раз снова запускайте вертолет.

ИТОГИ: По мере увеличения веса скорость вращения до определенного момента растет, но потом, при увеличении нагрузки до некоторой величины, возросший вес так сильно увлекает вертолет вниз, что крылья распрямляются и он падает, как любой другой предмет.

ПОЧЕМУ? Когда бумажный вертолет падает, воздух из-под крыльев вырывается во всех направлениях. Воздушный поток давит на крылья вертолета, и он вращается. При увеличении веса нагрузки вертолет падает быстрее, из-за чего воздушный поток сильнее воздействует на него и скорость вращения возрастает.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Установить, как положение крыльев определяет направление вращения вертолета.

МАТЕРИАЛЫ: бумажный вертолет из опыта "Вертолет".

ПРОЦЕСС:

• Поднимите вертолет над головой и пустите его.
• Посмотрите, в какую сторону вращается вертолет.
• Согните крылья в другую сторону и снова запустите вертолет.

ИТОГИ: Вертолет вращается против часовой стрелки, когда правое крыло согнуто по направлению к нам, но вращается по часовой стрелке, когда крылья согнуты в другую сторону.

ПОЧЕМУ? Когда бумажный вертолет падает, воздух из-под крыльев вырывается во всех направлениях. Воздух толкает его крыло вперед, но он так же толкает и второе крыло, в результате чего вертолет крутится. На рисунке показано направление движения.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Продемонстрировать закон Ньютона о действии и противодействии.

МАТЕРИАЛЫ: картон, ножницы, линейка, резинка, связанная колечком, широкий открытый сосуд с водой глубиной не менее 10 см.

ПРОЦЕСС:

• Отмерьте и вырежьте из картона квадрат 10 х 10 см.
• Ножницами обрежьте получившийся квадрат, придав ему форму носа с одной стороны и вырезав квадратик 5 х 5 см на противоположной, кормовой части.
• Вырежьте из картона гребной винт: прямоугольник размером 2,5x5 см.
• Наденьте резинку на корму кораблика.
• Вставьте гребной винт между резинок.
• Крутите несколько раз винт к себе, накручивая резинку. Поместите кораблик в сосуд с водой и отпустите винт.
• Теперь накрутите резинку в другую сторону.
• Поместите кораблик в воду и отпустите винт.

ИТОГИ: В первый раз кораблик плывет вперед, а во второй — назад.

ПОЧЕМУ? Закон Ньютона о действии и противодействии гласит, что действию всегда соответствует и противоположно направленное противодействие. Накрутив резинку с гребным винтом, мы затем отпустили его, после чего винт начал раскручиваться. Ударяя при этом по воде, винт испытывал ее противодействие, и кораблик поплыл. Кораблик двигался в сторону, противоположную направлению движения лопасти винта, находящейся в воде. Когда изменилось направление вращение винта, кораблик поплыл в другую сторону.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Показать, как работает эпидиаскоп.

МАТЕРИАЛЫ: коробка из-под обуви, увеличительное стекло, ножницы, взрослый помощник, стол, клейкая лента, пластилин, картонка размером с открытку, фонарик.

ПРОЦЕСС:

• Попросите взрослого вырезать в коробке с одной стороны круглую дыру размером с увеличительное стекло.
• Вставьте увеличительное стекло в дыру и закрепите его клейкой лентой.
• Поставьте коробку на стол.
• Сделайте из картонки экран, установив его на стол неподалеку от коробки напротив линзы, вставленной в дырку, и закрепив пластилином.
• Внутри коробки у стенки с вырезанной дырой, но в другом углу положите фонарик так, чтобы он освещал противоположную стенку коробки (см. рисунок).
• Затемните комнату и, включив фонарик, поместите руку в коробку под его луч напротив увеличительного стекла.
• Подвигайте коробку перед экраном, пока на нем не появится четкое изображение вашей руки.
• Пошевелите пальцами.

ИТОГИ: Вы видите на экране цветное, движущееся, но перевернутое изображение своей руки.

ПОЧЕМУ? Свет фонаря отражается от руки и проходит через увеличительное стекло. Линза собирает этот свет и фокусирует его на экран. Если в фокусе линзы есть какой-либо предмет или картинка, то их изображение проецируется на экран. Свет распространяется прямолинейно, но меняет направление движения в линзе, в результате чего изображение на экране оказывается перевернутым.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, как распространяется поляризованный свет.

МАТЕРИАЛЫ: две пары поляризующих солнечных очков.

ВНИМАНИЕ: Удостоверьтесь, что очки действительно являются поляризующими.

ПРОЦЕСС:

• Наденьте очки.
• Посмотрите, как выглядят предметы вокруг вас.
• Поместите перед глазами вторую пару очков.
• Медленно вращайте рукой вторые очки так, чтобы одна из линз поворачивалась перед вашим правым глазом.
• Наблюдайте за качеством изображения по мере вращения очков.

ИТОГИ: Надетые очки снимают блики с блестящих предметов и меняют форму тени. Когда вы вращаете перед глазом поляризующую линзу от вторых очков, изображение темнеет и наконец исчезает совсем.

ПОЧЕМУ? На поляризующей линзе нарисовано бесчисленное множесто параллельных штрихов. Световые колебания, которые совершаются в плоскости, параллельной направлению штрихов, проходят, а все другие колебания пройти не могут.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Разделить свет на цвета.

МАТЕРИАЛЫ: литровая миска с водой, бутылочка светлого лака для ногтей.

ПРОЦЕСС:

• Поставьте миску с водой на стол, чтобы на нее не падали прямые лучи света.
• Подержите над миской кисточку из пузырька с лаком, пока капля лака не упадет в воду.
• Наблюдайте за поверхностью воды. Подвигайте головой, чтобы посмотреть на воду с разных точек.

ИТОГИ: На разлившемся по воде тонком слое лака видны радужные переливы.

ПОЧЕМУ? Лак образует тонкую пленку на поверхности воды. Когда на поверхность пленки падает свет, каждый его луч частично отражается от нее. Другая часть луча достигает нижней поверхности пленки и тоже отражается от нее. Отражения лучей складываются друг с другом, и мы можем видеть переливы радужных тонов. Но видим мы их только при определенной толщине пленки. Если толщина пленки будет слишком велика или мала, то время, необходимое лучу, чтобы пройти ее насквозь и вернуться обратно, будет либо больше, либо меньше нужного, и радуга не получится.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Посмотреть, каким предстает изображение в зеркале.

МАТЕРИАЛЫ: зеркальце, 4 книги, карандаш, бумага.

ПРОЦЕСС:

• Сложите книги стопкой и прислоните к ней зеркальце.
• Положите лист бумаги под край зеркальца.
• Положите левую руку перед листом бумаги, а на руку — подбородок, чтобы смотреть в зеркало, но не видеть лист, на котором вам предстоит писать.
• Смотря только в зеркальце, но не на бумагу, напишите на ней свое имя.
• Посмотрите, что вы написали.

ИТОГИ: Большинство, а может быть даже все буквы оказались перевернутыми.

ПОЧЕМУ? Потому что вы писали, глядя в зеркало, где они выглядели обычным образом, но на бумаге они перевернуты. Перевернутыми окажутся большинство букв, а правильно написанными будут лишь симметричные буквы (Н, О, Е, В).  Буквы выглядят одинаково и в зеркале, и на бумаге, хотя изображение в зеркале перевернуто.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Убедиться в том, что энергия может переходить из одного вида в другой.

МАТЕРИАЛЫ: резиновая лента, связанная кольцом.

ПРОЦЕСС:

• Приложите ленту ко лбу и запомните, какая у нее температура.
• ВНИМАНИЕ: Лоб чутко реагирует на изменение температуры, и его можно использовать как измерительный прибор.
• Удерживая резину между большим и указательным пальцами обеих рук, растяните резину.
• Немедленно приложите резину ко лбу.

ИТОГИ: Растянутая резина кажется теплой.

ПОЧЕМУ? Резина состоит из молекул, которые скручены как пружины. Растягивая резину, мы распрямляем витки пружины. Молекулы снова скручиваются в пружины, когда мы отпускаем резину. Мы использовали механическую энергию, чтобы растянуть эту пружину, а резина использовала эту энергию для возврата в прежнее положение. Часть механической энергии перешла в тепловую энергию (энергию движения молекул). Энергия нужна, чтобы растянуть резину, энергия нужна и для того, чтобы вернуть ее в исходное положение. Если в молекулярной структуре резины не происходит изменений, то для растягивания и возврата в исходное положение требуется одно и то же количество энергии. Она переходит из одного вида в другой, но не теряется. Это демонстрирует сохранение энергии.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Понять, почему подпрыгивает воздушная кукуруза.

МАТЕРИАЛЫ: зерна кукурузы, аппарат для изготовления воздушной кукурузы (можно попробовать заменить сковородкой), взрослый помощник.

ПРОЦЕСС:

• Посмотрите, какую форму и размер имеют кукурузные зерна.
• Попросите вашего взрослого помощника запустить аппарат для изготовления воздушной кукурузы.
• Наблюдайте за тем, как меняется форма и размер кукурузных зерен при их нагревании.

ИТОГИ: Зерна кукурузы, которые были небольшие, твердые, оранжевые, стали большими, мягкими, белыми, круглыми.

ПОЧЕМУ? Кукурузное зернышко «упаковано» в твердую оболочку. Именно эта оболочка застревает в зубах, когда вы едите воздушную кукурузу. Внутри зерно заполнено крахмалом, который при нагревании увеличивается в объеме и превращается в белую пушистую массу. Взрыв происходит благодаря небольшому количеству воды, содержащемуся в зернышке. При нагревании эта вода испаряется — превращается в газ (пар). Расширяющийся газ так сильно давит изнутри на оболочку, что она лопается и раздувающийся крахмал вырывается наружу. Треск — это шум выходящего пара и разрыва околоплодника.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Узнать, сказывается ли температура на прыгучести резинового шарика.

МАТЕРИАЛЫ: теннисный мяч, метровая рейка, морозильник.

ПРОЦЕСС:

• Поставьте рейку вертикально и, удерживая ее одной рукой, положите другой рукой мячик на ее верхний конец.
• Отпустите мячик и посмотрите, как высоко он подпрыгнет, ударившись об пол. Повторите это три раза и прикиньте среднюю высоту прыжка.
• На полчаса поместите мячик в морозильник.
• Снова измерьте высоту прыжка, отпуская мячик с верхнего конца рейки.

ИТОГИ: После морозилки мяч подпрыгивает не так высоко.

ПОЧЕМУ? Резина состоит из мириада молекул в форме цепочек. В тепле эти цепочки легко сдвигаются и отодвигаются одна от другой, и благодаря этому резина становится эластичной. При охлаждении эти цепочки становятся жесткими. Когда цепочки эластичны, мячик хорошо скачет. Играя в теннис в холодную погоду, нужно учитывать, что мячик не будет таким прыгучим.

ЦЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА: Сравнить скорость звука в твердых телах и в воздухе.

МАТЕРИАЛЫ: пластмассовый стакан, резинка в форме колечка.

ПРОЦЕСС:

• Наденьте резиновое колечко на стакан, как показано на рисунке.
• Приложите стакан дном к уху.
• Побренчите натянутой резинкой как струной.

ИТОГИ: Слышен громкий звук.

ПОЧЕМУ? Предмет звучит, когда он колеблется. Совершая колебания, он ударяет по воздуху или по другому предмету, если тот находится рядом. Колебания начинают распространяться по заполняющему все вокруг воздуху, их энергия воздействует на уши, и мы слышим звук. Колебания гораздо медленнее распространяются через воздух — газ, — чем через твердые или жидкие тела. Колебания резинки передаются и воздуху и корпусу стакана, но звук слышен громче, когда он приходит в ухо непосредственно от стенок стакан.