Класс!ная физика - всегда рядом Класс!ная физика - викторины Класс!ная физика - для любознательных Техно-шокер Музей открытки 20 века Коты-работы художников

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?





«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru.

 Класс!ная физика   -  YouTube

Магниты. Взаимодействие (ч.1) Опыты

ПечатьE-mail


МАГНИТНАЯ БРИГАНТИНА


В старину рассказывали, будто есть на краю света гора Магнит. Она стоит у самого моря. Беда кораблю, который подплывает слишком близко. Гора притягивает железо, да так сильно, что вырывает все гвозди из досок! Корабль разваливается и тонет.



На свете и в самом деле есть горы из магнитной руды. Одна из самых больших была у нас на Урале, возле города Магнитогорска. Была, потому что теперь на ее месте зияет глубокая пропасть.

Гору по частям взрывали, а обломки загребали экскаваторы и грузили в вагоны* И ни один из стальных экскаваторов, ни один из стальных вагонов не прилип к горе! Так она и перекочевала понемногу в доменные печи «Магнитки» — Магнитогорского металлургического комбината. Комбинат «притянул» к себе гору и уничтожил ее!

Магнитная руда притягивает не так уж сильно. Гораздо сильнее действует искусственный магнит. Он отлит из специального сплава и намагничен на заводе. Постарайся достать такой магнит, с ним можно проделать много интересных опытов.


Опыт

И первым делом, конечно, мы проверим, вытягивает ли магнит гвозди из кораблей.

Сделай бригантину из куска пробки или сосновой коры и воткни в нее гвоздик. Один-единственный, да и то небольшой, иначе бригантина перевернется или даже пойдет ко дну безо всякого магнита. Гвоздик будет служить и мачтой. Насади на него парус из листочка бумаги. Пусть и наша магнитная бригантина поднимает паруса!

Ну, а теперь спускай бригантину на воду, налитую в тарелку или тазик, и бери в руки магнит. Пристрой его сбоку тарелки, только над водой. Мочить магнит не стоит: он заржавеет. Подуй на парус бригантины, чтобы подошла близко к магниту. Смотри: бригантина заворачивает! Магнит свернул ее с прямого пути и притянул к себе. Щелк! Гвоздик прилип к магниту. Но он не выдернулся. Если ты потянешь за корпус бригантины, гвоздик легко отстанет от магнита.



МАГНИТНЫЙ РЫБОЛОВ


Из пробки, пенопласта, сосновой коры можешь наделать маленьких рыбок. Каждой из них воткни воткни швейную булавку . Пусти рыбок плавать в тазу, а сам вооружись удочкой с маленьким магнитом вместо крючка. Тебе не придется жаловаться на плохой клев!

Дело пойдет еще успешнее, если иглы во ртах у рыбок тоже намагнитить. Но это трудно: очень уж они малы.

Сделай лучше так: возьми большую стальную иглу или вязальную спицу, намагнить ее, а потом разломай на кусочки с помощью двух плоскогубцев. Молотком не бей: от удара магниты размагничиваются.




Постой-ка, но ведь у магнита сильнее всего действуют полюса. Значит, даже из длинной спицы выйдут только два хороших магнитика? Все средние окажутся негодными? А вот и нет!

Сломай спицу пополам — и оба конца, бывшие только что в середине, станут полноправными полюсами. Они будут притягивать или отталкивать ничуть не хуже тех, что были по краям с самого начала! И на какие бы мелкие кусочки ты ни разломал магнит, тебе никогда не удастся получить один отдельный полюс. Нет, у любого магнитика полюсов всегда будет два!



МАГНИТНАЯ "ИНФЕКЦИЯ"



Не бойся, тебе ничто не угрожает. Можешь смело взять магнит в руку и приложить к его концу иголку. Она, конечно, прилипнет. Оторви ее и приложи к другому концу. Тоже прилипнет.
Ну, а если к серединке магнита ее приложить?

Смотри-ка, падает! Удивительное дело: середина у
магнита совсем не «магнитная». А чем ближе к концам, тем действие магнита сильнее. Концы магнита назвали полюсами.



Как я уже говорил, для тебя магнит не «заразен». Можешь возиться с ним сколько угодно, никаких магнитных свойств ты не приобретешь.
Ну, а иголка? Не «заразилась» ли она?

Давай проверим. Иголкой, которая касалась магнита, потрогай другие иголки. Ты уже знаешь, что трогать надо концом: острием или ушком. Если уж где обнаружатся магнитные свойства, то именно там.
Ну как, не притягивает?

Скорее всего, что нет. А если и притягивает, то очень слабо. Может быть, у «здоровой» иголки был, как говорят врачи, недостаточный контакт с
«больным», то есть с магнитом? Ничего, контакт мы сейчас устроим.

Положи иголку на стол и крепко потри ее одним из полюсов магнита. Три только в одну сторону, скажем, от острия к ушку, а обратно проноси магнит по воздуху. Проведи раз пятнадцать — двадцать. Достаточно! Теперь-то уж иголка наверняка «заразится».
Смотри, как она притягивает своих подружек!



РАЗБОРЧИВЫЙ ГУСЬ


Попробуй к намагниченной иголке подносить магнит то одним полюсом, то другим. Удивительное дело: к одному полюсу иголка теперь притягивается только ушком, а к другому — только острием.



Полюса-то, оказывается, неодинаковые!
Между ними есть какая-то разница. Она поможет тебе сделать забавную игрушку: разборчивого гуся. Вылепи его из комочка парафина или стеарина от свечки. Можно взять и пластилин, но тогда гусь не будет белым. А главное, он увеличится в весе и будет хуже действовать. Прилепи гуся к дощечке или к куску сосновой коры, чтобы он плавал. В тело гуся спрячь намагниченную иглу так, чтобы ушко выглядывало из клюва, а острие — из хвоста. Значит, длина гуся должна быть равна длине иголки, то есть около 4 см. Можешь сделать его и поменьше, если вместо иголки возьмешь стальное перышко. Разумеется, тоже намагниченное. Ты ведь теперь знаешь, как это делается.

Пусти гуся плавать в миску с водой и попробуй подносить к его клюву магнит. Ясно, что к одному полюсу магнита клюв будет притягиваться. К этому полюсу прив
яжи ниткой кусочек хлеба. А к другому привяжи ватку и намажь ее горчицей. Гусь ни за что не потянется клювом к горчице. Он будет упорно от нее отворачиваться.

При некоторой ловкости рук ты сможешь обучить своего гуся различать цифры. Для этого вставь миску в бумажное кольцо, на котором напиши по кругу цифры. От 1 до 10 будет вполне достаточно даже для мудрейшего из гусей. В правой руке спрячь небольшой магнит или кусок намагниченной вязальной спицы. Пусть чуть выступает только один полюс, тот самый, к которому притягивается клюв. Попросив гуся показать, скажем, четверку, веди над ним руку, как бы ободряя, и направляй его, куда следует.

А гусь-то и впрямь не глуп!
Ты, может быть, подумал, что твоя ученая птица живет только чужим умом? Ничуть не бывало! Убери магнит подальше и смотри, что будет делать гусь. Он, конеч
но, замрет на одном месте. Но попробуй-ка повернуть его клювом в другую сторону. Смотри, он поворачивается обратно!

Если ты еще не снял с миски кольцо с цифрами, то легко заметишь, что гусь повернется точно в прежнем направлении. Его клюв будет смотреть на ту же цифру, что и раньше. И так три раза, и пять, и десять, и сколько угодно. Клюв будет обращаться все в ту же сторону, «словно намагниченный».

Положим, мы-то с тобой знаем, что он и в самом деле намагничен. Но где же второй магнит, к полюсу которого обращается клюв? Ты же этот магнит унес? И все-таки такой магнит есть. Он действует и на нашего гуся, и на любой другой магнит на свете. Этот магнит — наша планета, наша Земля!

Каждый магнит — это компас. Дай ему возможность свободно повернуться — и он укажет одним полюсом на север. Этот полюс условились называть северным полюсом. А другой полюс укажет на юг. Его назвали южным полюсом магнита.



МАГНИТНЫЙ ТИР


Мишень в нашей конструкции состоит всего из «яблочка» и одного кольца. Целиться же в мишень нужно стальной сапожной иглой. Удастся коснуться кончиком иглы «яблочка», загорится зеленая сигнальная лампа. Промахнетесь и попадете в кольцо мишени — вспыхнет красная лампа.


Мишень находится внутри сильного кольцевого магнита, который норовит притянуть иглу к себе. И нужна ловкость, чтобы провести иглу точно по оси магнита и коснуться «яблочка».

Главная деталь игры — сильный постоянный магнит кольцевой формы. Такой магнит может оказаться в негодном громкоговорителе («динамике»). В крайнем случае подберите подходящее стальное или железное кольцо и прикрепите его к полюсу обыкновенного магнита. Размещают магнит (или кольцо с магнитом) на верхней крышке подходящего корпуса из изоляционного материала.

Внутри магнита, в самом центре, крепят «яблочко» — круглую металлическую пластину или с плоской головкой, а рядом — металлическое кольцо. Эти детали соединяют проводниками в изоляции с выводом «своей» лампы: зеленого и красного цветов. Оставшиеся выводы ламп и иглу (длиной около 20 см) соединяют с батареей от карманного фонаря. Лампы крепят на передней стенке, а батарею — внутри корпуса.
Во время «выстрела» иглу нужно держать только за ушко.



"ДЯТЕЛ"


Если к постоянному магниту приближать пружинящую стальную пластину, она в какой-то момент изогнется и притянется к нему. Таково действие магнитного поля, обладающего некоторой силой. Аналогичной силой обладает и электромагнит, в котором магнитное свойство железного сердечника проявляется лишь во время прохождения электрического тока через провод, навитый на сердечник.


Но может быть и такая разновидность электромагнита, когда провод намотан на каркасе, внутри которого свободно ходит сердечник. Вот тогда при пропускании тока через катушку сердечник мгновенно втянется внутрь каркаса.

Если сердечник сделать пружинящим и первоначально немного ввести внутрь каркаса, то можно наблюдать интересный эффект: при подаче на катушку постоянного напряжения сердечник втянется глубже внутрь каркаса, а при отключении напряжения установится в первоначальное положение.

Вот этот эффект и использован в предлагаемой игрушке. Внешне она напоминает дятла, сидящего на дереве. Стоит нажать расположенную рядом кнопку и подать напряжение на игрушку, как дятел наклонится и клювом ударит в дерево. Отпустите кнопку — дятел вернется в исходное положение.

Изготовление игрушки можно начать с «дерева» — отрезка пенопласта, оструганного и опиленного до получения почти круглой формы. В нижней части пенопласта протыкают шилом тонкое отверстие и пропускают через него швейную нитку. Немного выше в пенопласте проделывают отверстие большого диаметра — в него вставляют катушку электромагнита.

Для этого понадобится пластмассовая трубка внутренним диаметром примерно 4…5 мм. На трубку на длине около 30 мм наматывают виток к витку медный провод в эмалевой изоляции диаметром 0,15…0,2 мм — длиной примерно 3 м. Концы проволоки выводят наружу, протягивают по пенопласту вниз и подсоединяют к цепи питания: один вывод — к кнопочному выключателю, другой — к плоской батарее от карманного фонаря. Оставшиеся выводы выключателя и батареи соединяют между собой отрезком такого же провода.

Кнопочный выключатель может быть готовый, например, звонковая кнопка.
Проверьте работу электромагнита. Вставьте внутрь пластмассовой трубки конец гвоздя и нажмите кнопку выключателя. Если гвоздь втянется внутрь трубки — все в порядке.

Фигурку дятла согните из бумажной заготовки, вырезанной по показанному на рисунке шаблону (штриховой линией показаны места сгиба). Вверху концы половинок фигурки склейте, а внизу вставьте в отверстия отгиба две булавки и приколите фигурку к пенопласту. Сразу же проденьте через фигурку конец нитки и завяжите снаружи узел. Закрепите нитку на другой стороне пенопласта так, чтобы дятел держался на пенопласте. Вставив в пластмассовую трубку гвоздь, привяжите его ниткой к дятлу. Вот и все.




Вернуться в «Оглавление»

Источник: «Здравствуй физика»  Л.Гальперштейн; журн. "Юный техник"; журн. "Мастерок"