Исследовательская работа на тему Заряд на шаре или электробум

Исследовательская работа

на тему

«Заряд на шаре или электробум»

Выполнил учащийся 4в класса

МОБУ гимназия №1

муниципального района

Мелеузовский район г.Мелеуза РБ

Васильев Николай

руководитель Сычкова Ирина Владимировна

Содержание:

Введение 2

Ход работы 3

Экспериментальная работа 7

Выводы и рекомендации 11

Литература 13

Цель исследования:

изучить явление электризации, показать важность знаний по электризации в быту и в технике.

Задачи исследования:

• узнать, что такое электризация,
• провести опыты, подтверждающие свойства зарядов,
• объяснить проявление электризации в быту и технике.

Гипотеза:

Предполагаю, что притяжение наэлектризованных шариков - один из законов физики.

Введение Изучение явлений вокруг - занятие увлекательное и полезное. Каждый раз я что-то исследую и нахожу ответы на многие вопросы, которые ранее казались загадкой. У меня много игрушек: машины, вертолеты, самолеты и другие. Многие из них на батарейках. Это натолкнуло меня на мысль, что с применением батареек, можно сделать самому какие-то игрушки. Из книжек я узнал, что батарейки - источники электрического тока. А что такое электрический ток, я решил уточнить у папы. Папа свое объяснение начал с простого примера. Он просил вспомнить меня веселые развлечения, которые мы устраивали с друзьями на день моего рождения. Натирая шерстяным шарфом воздушный шарик, мы с легкостью приклеивали его к потолку. Какое волшебство заставило его удерживаться на гладкой вертикальной поверхности? Я догадывался, что, такое притяжение не волшебство, а какой-то закон природы. Папа уточнил, что это вид электричества. Я удивился: «Как, без батареек и розетки?» Цель моего исследования: изучить это явление, показать важность знаний по электризации в быту и в технике.

Ход работы Сначала я прочитал в энциклопедии, что слово «электричество» происходит от слова «электрон», которым древние греки называли янтарь. Греки заметили, что если потереть янтарь об овечью шкуру, то он начинает притягивать легкие предметы: перья, стружку, ворсинки и так далее. С тех пор ученые пытались открыть тайны этой загадочной силы, пока не обнаружили их внутри атома. Чтобы продолжить, я обратился к старшему брату. Он объяснил, что тела состоят из мельчайших частиц, называемых атомами. В свою очередь, атомы состоят из еще более мелких частиц. Их называют протонами, электронами и нейтронами. Протоны имеют положительный заряд, а электроны - отрицательный, нейтроны - не заряжены. Из книги я узнал, что атомы содержат одинаковое количество протонов и электронов, поэтому положительные заряды уравновешиваются отрицательными. Протоны вместе с нейтронами находятся в неподвижном состоянии. Электроны все время вращаются вокруг ядра как маленькие спутники.

Рис.1. Строение атома Оказывается, когда мы трем шарик о шерстяную ткань, отдельные электроны атомов шерсти отрываются и переходят к атомам шарика. При этом атомы шарика получили дополнительные (избыточные) электроны и шарик зарядился отрицательно.

Рис.2. Наэлектризованный шарик

Это явление называется электризацией. Чтобы объяснить волшебство в поведении шарика нужно знать свойства зарядов: заряды одинакового знака отталкиваются, а разных знаков - притягиваются.

Этим же объясняются и другие явления, с которыми я раньше встречался, но не мог и подумать, что они относятся к электричеству. Из книги «Занимательная физика» я узнал, что в конце XVI века английский врач Уильям Гильберт показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и другие вещества и что притягиваются металлы, дерево, листья и даже вода и масло, и назвал тела, способные после натирания притягивать лёгкие предметы, наэлектризованными.

В1729 году француз Шарль Дюфе установил, что существует два рода зарядов. Один образуется при трении стекла о шёлк, а другой - смолы о шерсть. Поэтому Дюфе назвал заряды «стеклянным» (+) и «смоляным» (-).

Рис.3. Опыты Шарля Дюфе А понятие о положительном и отрицательном заряде ввёл Бенджамин Франклин американский изобретатель.

Рис.4. Бенджамин Франклин

Теперь у ученых есть целый ряд материалов, с помощью которых легко наэлектризовать тела.

Эксперименты Для своих опытов я выбрал из этого списка те, которые я с легкостью найду дома, что бы провести опыты и объяснить их. Мы выбрали шерсть, стекло, шелк, янтарь, резина и зерна попкорна. Попкорн очень легкий и хорошо переносит электрический заряд.

Опыт 1. Прыгающие зерна Я поместил кукурузных зерен в воздушный шарик и надул его. Потер шарик шерстяным шарфом. Зерна внутри шарика неподвижны. Прикоснулся пальцем шарику и зерна начали подпрыгивать. Объяснение опыта. Шарик зарядился отрицательно, а зерна в шарике положительно. Когда я прикоснулся пальцем, то отрицательный заряд с шарика перебежал в меня и образовалась положительно заряженная область на шарике, а зернышки пока остались положительными. Одноименные заряды отталкиваются и поэтому зерна разлетаются.

Опыт 2. Борьба с земным притяжением. На нить я привязал кусочек попкорна и закрепил на штативе. Потер шарик о шерстяной шарф. Поднес шарик к зерну. Зернышко притягивается к шарику. Я медленно начал поднимать шарик к верху. Продолжал поднимать шарик до тех пор, пока нить не натянулась вертикально.

Объяснение опыта. Вначале орешек нейтрален. Поднося отрицательно заряженный шарик, мы привели к возникновению положительно заряженной области на зернышке. Эта положительно заряженная область и стала притягиваться к шарику. Так как нить и попкорн легкие, то можно преодолеть силу притяжения Земли.

Опыт 3. Отталкивающиеся орешки Я привязал два зерна попкорна на 30см нити. Зарядил шарик отрицательно и поднес его к ним. Объяснение опыта. Когда к ним подношу шарик и касаюсь, то электроны с шарика перебегают на попкорн. Оба зерна становятся отрицательными, то есть отталкиваются.

Опыт 4. Зажги свет Я дождался темноты и провел этот опыт. Осторожно потер шерстяной варежкой лампу дневного света, и она стала светиться. Объяснение опыта. Если лампу потереть шерстью, то ее поверхность приобретет заряд. А некоторые заряды проскакивают внутрь, они тревожат химический состав лампы и это вызывает свечение. Очень красивый опыт, советую любителям проверить это дома, соблюдая осторожность.

Опыт 5. Разлетающиеся листья В книге «Занимательные опыты» я прочитал, как можно изготовить прибор для того, чтобы выясненить заряжен ли предмет. Взял банку, проделал небольшое отверстие в крышке. Вставил в крышку скрепку. На крючок скрепки прицепил ленточки из фольги, а на другой прикрепил шарик из фольги. Объяснение опыта. Подношу заряженный шарик, и листочки фольги разлетаются. Это потому, что электроны с шарика отталкивают электроны с круглого наконечника и они бегут вниз на лепестки. Лепестки получаются одинаково заряженными и разлетаются.

Опыт 6. Веселый финал. Наполним кружку мыльным составом. С помощью коктейльной трубочки образуем множество пузырей, которые переполнят кружку и переползут через край. Зарядив шарик, поднесем его к мыльным пузырям. Они начнут менять форму и будут наклоняться в сторону заряженного шара. Объяснение опыта. Мыльные пузыри ведут себя подобно попкорну.

Заключение и выводы Как здорово, что теперь я могу объяснить проделанные опыты, которые раньше казались волшебным фокусом. А на самом деле - это проявление электричества, которое называют статическим. Статическое электричество, возникающее при трении должно учитываться в быту и в технике. По его вине очень быстро притягивают пыль полированная мебель и ковры-паласы, липнут к телу синтетические рубашки и платья, "искрят" кофты и свитера, «дыбом встают волосы». Я видел у мамы забавный «веник», которым она убирала пыль с сувениров, стоящих на полке. Шелковый веник был наэлектризован и с легкостью пылинки соскакивали с сувенира и прилипали к венику. А папино черное шерстяное пальто мама чистила влажной щеткой, чтобы ворсинки и ниточки не прилипали к нему в течение дня. Так много явлений вокруг объясняются наэлектризованностью, что всего и не перечислишь! В домашних условиях электризацию можно уменьшить, увлажняя воздух, используя специальные кондиционеры для белья. В технике покрывать резиновые трущиеся изделия специальным составом, который препятствует электризации. Папа рассказал, что многие машины на производстве выполняют работу по смешиванию, передвижению и обработке современных материалов, среди которых много пластмассы, синтетики, нефтепродуктов. Они легко электризуются и любая искра может стать пожаром. Основной метод уменьшения опасной электризации - заземление оборудования, когда лишние заряды «убегут» по проводу в безопасное место.

Свои рекомендации я оформил в виде таблицы.

В быту

В технике

Безопасность неопасно Опасно! Увлажнять воздух. Использовать антистатики при стирке, уборке квартиры. Использовать специальные материалы, предупреждающие электризацию деталей и пыли. Заземлять оборудование.

Применение Удаление пыли с полированных поверхностей с помощью наэлектризованных веничков Покраска деталей автомобиля Фокусы и развлечения для детей Смешивание различных веществ (замешивают тесто, готовят строительные смеси)

Думаю, что ученые занимаются этими вопросами и стараются сделать электризацию полезной для человека: создают новые материалы, аэрозоли или какие-то механизмы. Я уверен, что знакомство с таким видом электричества расширило мой кругозор и пополнило мои знания. Теперь я уже могу начать эксперименты с батарейками, чтобы выяснить, что представляет собой другой вид электричества, а именно - электрический ток.

Список литературы:

1. Шабловский В. Занимательная физика (серия: Нескучный учебник). СПб. - 1997.

2. Санье С. Энциклопедия знатока: Планета знаний. М.: Махаон. - 2009.

3. М. Ди Специо. Занимательные опыты. Электричество и магнетизм. Изд-во: Астрель. 2008.

4. Сайт Интернета: ya-uznayu-mir.ru

14