Изготовление прибора «Маятник Максвелла» Ученик 9 класса Шамсудинов Михаил

Проблема: Недостаточное оснащение приборами кабинета физики

Цель работы: Изготовить прибор «Маятник Максвелла», тем самым расширить демонстрационную базу кабинета физики

1. Создание технического проекта: Чертеж деталей с указанием размеров. Выбор материалов и способа их обработки Знакомство с правилами техники безопасности при работе 2. Подбор теоретического материала 3. Изготовление прибора

Техническое устройство: Описание прибора «Модель маятника Максвелла» Модель маятника Максвелла позволяет демонстрировать взаимный переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно. Устройство прибора Прибор состоит из маятника, нити и стержня подвеса. Маятник представляет собой пластмассовый диск, который жестко насажен на ось. На поверхности диска есть круглые отверстия позволяющие наблюдать за быстротой вращения диска. На концах оси имеются отверстия для закрепления нитей подвеса.

Стержень подвеса снабжен двумя винтами для удержания двух нитей подвеса на определенном расстоянии друг от друга. Для работы с прибором необходим универсальный штатив, с помощью которого стержень подвеса закрепляется горизонтально на необходимой высоте. Технические характеристики: 1.Диаметр диска – 96мм 2.Толщина диска – 10мм 3.Длина оси – 210мм 4.Диаметр оси – 3мм 5.Длина нити подвеса – 295мм

Технический рисунок прибора «Маятник Максвелла»

Физическая теория Практическое применение прибора Маятник Максвелла предназначен для проведения демонстрационных экспериментов при изучении раздела «Механика» курса физики средней общеобразовательной школы. Опыт 1. Понятие инерции Установку располагают на демонстрационном столе так, чтобы ученикам была хорошо видно круглое отверстие на поверхности диска. Маятник переводят в верхнее положение, наматывая нити подвеса на ось, и удерживают рукой. Ученикам предлагают ответить на вопрос : «Что изменится в движении маятника после того, как он окажется в нижнем положение ?», Возможные ответы : «остановится», «станет» подниматься, в противоположную сторону » проверяются экспериментально. Маятник отпускают, а учеников просят обратить внимание на направление вращения диска. Отмечают, что маятник, оказавшись в нижнем положении, и это привело к тому, что нити подвеса стали наматываться на ось, а маятник начал подниматься вверх. Результат опыта, наряду с другими наблюдениями, используется для иллюстрации понятий «инерция» и «инертность»

Практическое применение прибора Опыт 2. Преобразование одного вида механической энергии в другой. Маятник переводят в верхнее положение, наматывая нити подвеса на ось, и удерживают рукой. Вместе с учениками отмечают, что маятник, находясь неподвижно на некоторой высоте, обладает определенным запасом потенциальной энергии. Затем маятник отпускают, а ученикам предлагают обратить внимание на то, как зависит скорость его вращения и скорость поступательного движения его центра масс от высоты над столом. После того, как маятник 2-3 раза опустится вниз и поднимется вверх, опыт прекращают.Обсудив с учащимися результаты, наблюдений, сформулируйте, как изменились во время движения его потенциальная и кинетическая энергия. Обратите внимание учащихся на то, что кинетическая энергия маятника Максвелла складывается из энергии его вращения и энергии поступательного движения его центра масс.

Практическое применение прибора Опыт 3. Наблюдение затухающих колебаний Рядом с маятником на демонстрационном столе размещают вертикально демонстрационный метр. На нем отмечают деление, напротив которого маятник Максвелла находится в нижнем положении. Затем маятник переводят в верхнее положение. На демонстрационном метре делают еще одну отметку. Напомните учащимся определение амплитуды колебаний и объясните, что расстояние между метками равно начальному смещению маятника от положения равновесия. Отпустите маятник и попросите учащихся обратить внимание на то, что как будет изменятся амплитуда его движения с течением времени. После того, как движение маятника вниз – вверх прекратится, предложите учащимся сформулировать результаты наблюдений. Подчеркните, что движение маятника Максвелла является примером затухающих колебаний.

Список литературы: «Техническое творчество» Пособие для руководителей кружков. – М.: Молодая гвардия, 1955, с.132. Приложение к журналу «Первое сентября». Физика 20/2000 год.