Возможности использования воздушных шаров для постановки физических экспериментов Фирсина Елена, ученица 7 класса МОУ «Сосновская СОШ» Таврического района Омской области

Цель моей работы: объяснить поведение воздушных шаров в физических экспериментах с точки зрения физических законов. Для достижения этой цели я ставлю следующие задачи: Поставить опыты с использованием воздушных шариков. Зафиксировать наблюдаемые явления. Найти в различных источниках информацию, позволяющую объяснить наблюдаемые явления. Методы: наблюдение, постановка эксперимента, описание, поиск информации в разных источниках.

Объяснение: внутри шара находится воздух, он легче воды. В воде на шар действует сила Архимеда, направленная вверх, она-то и выталкивает его, когда я убираю руки.

Объяснение: в этих местах резина не натянута, нарушение целостности оболочки не сопровождается разрывам. С боков удержать оболочку от разрыва помогает скотч. Отверстие от иголки маленькое и шарик сдувается незаметно.

Объяснение: из-за большого количества остриёв, с которыми соприкасается шарик, давление на оболочку шарика оказывается незначительным, допустим для тонкой резины. Воздушный шарик на гвоздях выдерживает 60Н (груз массой 6 кг)!

Объяснение: вода обладает плохой теплопроводностью и всё тепло, получаемое от пламени, идёт на нагревание воды. Температура оболочки, пока в ней есть вода, не будет подниматься выше 100 С, что ниже температуры возгорания резины.

Объяснение: объём воздуха внутри бутылки оказывается изолированным. При оттягивании плёнки этот объём увеличивается, давление уменьшается и становится меньше атмосферного. Шарик внутри бутылки надувается атмосферным воздухом. При надавливании на плёнку объём воздуха в бутылке уменьшается, давление становится больше атмосферного, шарик сдувается. Так же работают и наши лёгкие. Резиновая плёнка имитирует диафрагму, воздушный шарик – лёгкие. Резиновая плёнка диафрагма опускается – вдох, поднимается – выдох.

1 2 3

Объяснение: горячая вода нагревает банку, а банка нагревает воздух. Плотность горячего воздуха меньше плотности холодного. Когда на горловине оказывается шарик, банка и воздух в ней начинают остывать. Воздух в банке быстро остывает, его плотность увеличивается, объём уменьшается – шарик втягивается в банку.

. Объяснение: воздух внутри шарика под воздействием горячей воды нагревается и при этом расширяется, растягивая оболочку.

Объяснение: многие считают, что раз масса воздуха больше в шарике большого размера, то этот шарик будет сдуваться и надувать маленький шарик. Но такое рассуждение ошибочно. Причина наблюдаемого явления в давлении внутри шарика. Давление газа зависит от кривизны поверхности, т.е. от радиуса сферы: чем меньше радиус, тем больше давление.(Вспомним сообщающиеся сосуды - вода перетекает не из того сосуда, где меньше воды, а из того, где давление больше.)

Объяснение: один из основных законов гидро- и аэродинамики – закон Бернулли: чем выше скорость воздушного потока, тем меньше в нём давление. Из закона Бернулли следует, что давление в струе воздуха ниже чем атмосферное. Сила атмосферного давления с боков сблизит шарики.

Объяснение: давление воздуха в струе из фена ниже атмосферного, поэтому шарик находится в своеобразном воздушном коридоре, стены которого состоят из воздуха с атмосферным давлением. Это заставляет шарик держаться в области пониженного давления.

Объяснение: при натирании шарика о голову электроны переходят с волос на резиновую оболочку шарика. Шарик заряжается отрицательно, волосы положительно. Разноимённо заряженные тела притягиваются, поэтому волосы тянутся к шарику.

1 2

Объяснение: шарики, потёртые о голову, заряжаются зарядом одного знака, а потёртые друг о друга – зарядами разного знака. Одноимённо заряженные тела притягиваются, разноимённо заряженные – отталкиваются.

Объяснение: поваренная соль – полярный диэлектрик. Под действием электрического поля наэлектризованного шарика происходит смещение положительных и отрицательных связанных зарядов молекул в противоположные стороны. Со стороны заряженного шарика в кристалле соли всегда образуется противоположный по знаку заряд. Кристаллики соли притягиваются к шарику, пристраиваясь один к другому.

Объяснение: фантики покрыты фольгой и электризуются в поле шарика, но при этом остаются нейтральными. Блестки притягиваются к шарику, подпрыгивают, при касании заряжаются и отскакивают как одноименно заряженные.

Объяснение: реактивное движение – движение тела, обусловленное отделением от него с некоторой скоростью какой-то его части. Воздух начинает выходить из оболочки шарика с большой скоростью – возникает реактивная сила, толкающая шарик в противоположную сторону.

Вывод: На воздушных шариках можно изучать законы давления тел и газов, тепловое расширение (сжатие), давление газов, плотность жидкостей и газов, закон Архимеда; можно даже сконструировать приборы для измерения и исследования физических процессов. Опыты, проведенные мной, доказывают, что шарик – отличное пособие для изучения физических явлений и законов. Использовать мою работу можно в школе, в 7 классе, при изучении разделов «Первоначальные сведения о строении вещества», «Давление твердых тел, жидкостей и газов», в 8 классе - раздела «Электризация» и «Тепловые явления», в 9 классе – «Реактивное движение». Очевидно, что моя работа способствует формированию неподдельного интереса к изучению физики.