12114129Р Магия науки-Физика научная игра_инструкция

Магия науки

Круто, когда наука становится магией! Внимание! Не предназначено для детей до 8 лет. Комплект содержит мелкие детали. Пользоваться под непосредственным присмотром взрослых.

Набор содержит: линейку

иглы

лист для фокуса

корковые пробки

картонную бабочку пластиковый экран

бумажную конструкцию для затемнения 2

пластилин деревянные палочки

стаканы

чистый лист для рисунка

воздушные шарики

карточки «оптические иллюзии» 3

Согласись, все, что происходит вокруг нас, иногда кажется магией, чем-то нереальным! Ты хоть раз видел удивительно ловких канатоходцев и эквилибристов? А в цирке дрессированные животные поражают нас своим умением удерживать на носу разноцветные шарики. Как у них это получается? Может, они знают какие-то секреты? А все секреты — в законах физики!

Равновесие канатоходца зависит от положения его центра тяжести Вид сверху

Вид сбоку

Искусство езды на велосипеде заключается в умении поворачивать руль в нужную сторону! Если присмотреться к следу, оставленному колесами велосипеда на мягком грунте, то можно увидеть, что сравнительно прямой след заднего колеса пересекается с извилистым следом переднего. При угрозе падения велосипедист поворачивает руль, и велосипед снова «въезжает» под центр тяжести велосипедиста.

4

Гравитация — физическая сила, которая притягивает тела по направлению к центру Земли или иного объекта, обладающего большой массой.

Как бы ты сильно не подбросил вверх мяч, он все равно упадет на землю. Сила, притягивающая мяч к земле, называется гравитацией. Гравитация Земли распространяется до Луны и удерживает ее на орбите. Луна не падает на Землю, потому что вращается вокруг нее. Земля и другие планеты удерживаются на своих орбитах благодаря гравитации Солнца.

Чем дальше от Земли, тем гравитация слабеет, но полностью не исчезает.

5

Магический опыт 1 РАВНОВЕСИЕ ВИЛОК, ИЛИ ВИЛОЧНАЯ КАРУСЕЛЬ

Покажи своим зрителям сногсшибательный трюк! Из настоящих вилок сооруди карусель, которая будет стоять на тонкой игле. Тебе не поверили? Докажи! Тебе понадобятся: корковая пробка, игла. Дополнительно: 2 одинаковые металлические вилки с тяжелыми ручками, бутылка с крышкой.

Начинаем научное колдовство! Внимание! Будь очень осторожным с острыми предметами, не поранься! Лучше попроси помощи у взрослых.

1. Возьми из набора корковую пробку и с двух сторон воткни в нее вилки на одинаковом уровне (фото 1). Внимание! Работай очень осторожно, а лучше попроси взрослых помочь тебе.

1

6

2. Аккуратно вставь иглу по центру пробки. Конструкция готова (фото 2).

2

3. Поставь бутылку, закрытую крышкой, на ровную поверхность.

4. Возьми свою конструкцию и аккуратно поставь иглу на крышку бутылки. Вилки не должны касаться бутылки (фото 3). Ура! Конструкция не падает! Можешь ее немного раскрутить — карусель готова (фото 4).Оставь конструкцию для следующего опыта (№ 2).

3

4

f Что происходит? Научный фокус прошел успешно, потому что центр тяжести системы «пробка-вилки» лежит на вертикали ниже точки опоры. Выполняется условие устойчивого равновесия.

7

Магический опыт 2 КАНАТОХОДЕЦ

При ходьбе по натянутому канату или проволоке канатоходцы передвигаются, как правило, с расставленными в обе стороны руками, балансируют, при этом заметно покачивание из стороны в сторону. При каждом шаге артист пытается установить центр тяжести своего тела над опорой. С длинным шестом в руках удерживать равновесие легче. Передвигая палку влево или вправо, канатоходец может удерживать свой центр тяжести точно над точкой опоры. Скажи своим зрителям, что сейчас они увидят опасный, практически смертельный трюк! Минуточку внимания… Поехали!

Начинаем научное колдовство!

Тебе понадобятся: корковая пробка, 2 иглы, линейка. Дополнительно: 2 одинаковые вилки.

Внимание! Будь очень осторожным с острыми предметами, не поранься! Лучше попроси помощи у взрослых.

1. А что будет, если воткнуть в низ пробки предыдущей конструкции из вилок не одну, а две иголки рядом, как две ноги, и поставить эти «ножки» на линейку (фото 1)? Попробуй! Линейку держи в руке ровно, горизонтально к полу.

1

8

2. Теперь слегка наклони линейку и немного покачай вилки (фото 2). Они пошли! Сами! Вдоль линейки! Ты настоящий фокусник!

2

9

Магический опыт 3 КАК ПОДВЕСИТЬ ВИЛКИ НА ДЕРЕВЯННУЮ ПАЛОЧКУ?

Минуточку внимания! Прямо сейчас на ваших глазах я подвешу вилки на деревянную палочку. Абра-кадабра! Вуаля! Тебе понадобится: деревянная палочка. Дополнительно: 2 одинаковые металлические вилки, вода, 2 стакана (или чашки).

Начинаем научное колдовство!

Внимание! Будь очень осторожным с острыми предметами, не поранься! Лучше попроси помощи у взрослых.

1. Набери стакан воды и поставь его на коробку набора.

2. Сложи вилки так, чтобы зубы одной легли между зубами другой (фото1).

3. В проем между средними зубами вставь деревянную палочку — вилки должны хорошо на ней зафиксироваться (фото 2).

4. Затем уравновесь полученное «коромысло», поставив краешек деревянной палочки на край стакана (или чашки), наполненного водой (вода нужна, чтобы стакан не перевернулся) (фото 3). Внимание! Если не сможешь сделать это с первого раза, немного отрегулируй положение вилок и деревянной палочки относительно друг друга (фото 4).

1

2

3

4

10

При правильно отрегулированном положении вилок твоя конструкция будет устойчиво балансировать на краю стакана.

5. Не делая резких движений, перелей воду в другую посуду: конструкция сохранит равновесие, даже когда ты наклонишь стакан (фото 5).

5

f Что происходит? Тело тем устойчивее, чем ниже расположен центр его тяжести относительно опоры. Канатоходцы держат шест в руках настолько низко, насколько это возможно. В данном опыте основная масса конструкции из вилок и деревянной палочки приходится на рукоятки вилок — из-за их формы центр тяжести смещен ниже точки опоры (края деревянной палочки). В результате конструкция находится в устойчивом равновесии. Именно поэтому чем массивнее и тяжелее ручки вилок, тем легче уравновесить конструкцию. Поскольку точка опоры деревянной палочки на стенке стакана очень маленькая и трение между ними ничтожно мало, опора ведет себя как подвижный шарнир. Это значит, что при наклоне стакана конструкция из вилок и деревянной палочки сохраняет равновесие.

РАВНОВЕСИЕ ТЕЛ

_пока стоит

Если тело в покое, оно находится в состоянии равновесия. Тогда геометрическая сумма сил, а также сумма моментов, действующих на тело, равны нулю. Большинство тел, в том числе и людей, стоят на опорах. Предмет (тело), стоящий на опоре, не опрокидывается, если вертикаль, проведенная через центр тяжести, пересекает площадь опоры тела.

11

_еще держится

_ой, падает

Магический опыт 4 ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ

Картинки на экране твоего телефона словно оживут. Они будут двигаться, как в аквариуме. Попробуй прикоснуться к ним пальцем. Изображения проходят сквозь него! Тебе понадобятся: пластиковый экран, бумажная конструкция для затемнения, скотч. Дополнительно: смартфон или планшет с доступом к Youtube.

1. Сначала собери бумажную конструкцию для затемнения — черный экран. Это увеличит эффект, будет лучше видно (фото 1).

2. Согни конструкцию, как показано на рисунке 2.

3. Сложенные углы должны быть плоскими. Закрепи их скотчем.

4. Аккуратно и осторожно сложи пластиковую форму так, чтобы образовалась пирамида.

5. Теперь зайди в Интернете на Youtube и найди «Видео для голографической 3D пирамиды». Их там множество. Когда ты включишь видео, оно будет выглядеть примерно так, как на фото 3.

6. Положи телефон на стол, а еще лучше на коробку набора. За телефоном поставь картонную конструкцию. Если у тебя планшет, поставь конструкцию на планшет.

7. Поставь пластиковую пирамиду в центр экрана, как на фото 4. А теперь наслаждайся 3D эффектом.

1

2

3

4

f Что происходит? Пластик здесь работает как зеркало и как окно одновременно. Мы видим отображение картинки, будто со всех сторон пирамиды. Это дает нам ощущение, словно предмет завис в воздухе. Это изобретение Джона Пеппера и Генри Диркса получило название «Призрак Пеппера».

12

Магический опыт 5 МАГИЧЕСКАЯ БАБОЧКА

Бабочка из картона замрет на твоем пальце. Она словно ожила и перепутала твой пальчик с цветочком. Тебе понадобятся: картонная бабочка, пластилин.

Начинаем научное колдовство!

1. Скачай из пластилина 2 небольших одинаковых шарика и приклей их к крылышкам бабочки (фото 1).

2. Покажи аудитории бабочку с внешней стороны.

3. Помести бабочку на свой указательный палец (фото 2). Держи ее пальцем за головку, а не за туловище.

4. Колдовство! Бабочка зависла на твоем пальце. Совет. Ты можешь проводить этот фокус с бабочкой не только, когда она находится на твоем пальце руки. Бабочка может балансировать на пальцах ноги и даже на твоем носу!

1

2

f Что происходит? Благодаря пластилину, прикрепленному к крыльям бабочки, сохраняется равновесие, а центром гравитации бабочки является твой указательный палец. Таким образом, бабочка может балансировать на твоем пальце!

13

Магический опыт 6 ВОЛШЕБНЫЙ КЛЕЙ

Сейчас, благодаря магической силе, ты склеишь между собой корковые пробки! Несколько движений — и научный фокус готов. Тебе понадобятся: : 7 корковых пробок. Дополнительно: глубокая миска с водой.

Начинаем научное колдовство!

1. Набери в глубокую миску воды.

2. На столе сделай из пробок цветок (фото 1). Прижми все пробки друг к другу (фото 2). Скажи волшебные слова: «Абра-кадабра! Пробки, склейтесь!»

1

2

3. Опусти эту конструкцию в воду, держа цветок из пробок крепко руками — окуни их потихоньку в воду до половины (фото 3).

3

14

4. Медленно отпусти руку. Ух, ты! Фокус получился! Что это, магия? Пробки плотно прижаты друг к другу и не расплываются! Думаешь, магия? А вот и нет. Это — физика (фото 4).

4

Если не получилось с первого раза, потренируйся еще. У тебя все получится!

5. Коснись пальцем плавающего «цветка». Пробки разъединятся (фото 5)!

5

f Что происходит? Благодаря капиллярным явлениям вокруг пробок образовалось поверхностное натяжение на границе несмешивающихся сред (вода и материал, из которого сделаны пробки). Пробки будто попадают в водное кольцо, которое не дает им расплываться в разных направлениях. Вот и вся магия.

15

Магический опыт 7 ВЫЙТИ СУХИМ ИЗ ВОДЫ

Покажи зрителям еще один магический опыт! Спроси у них, смогут ли они опустить лист бумаги в воду так, чтобы он остался сухим. Нет? А ты сможешь! Тебе понадобится: картинка, лист бумаги. Дополнительно: прозрачная баночка или стакан (200–400 мл), миска с водой.

Начинаем научное колдовство!

1. Возьми чистый лист из набора и что-нибудь нарисуй.

2. На дно пустой баночки помести сухой лист с рисунком (фото 1). Лист должен хорошо зафиксироваться на дне банки (стаканчика).

3. Набери воду в глубокую миску или ванну.

4. Переверни баночку с картинкой и опусти ее вертикально в миску с водой (краями вниз) на дно (фото 2). Внимание! Не допускай попадания жидкости внутрь, удерживай стакан силой.

1

2

3 16

5. Также в вертикальном положении достань баночку из воды (фото 3).

6. Если все выполнено правильно, бумажка в баночке НЕ намокнет, этому будет препятствовать давление воздуха. Покажи всем сухую бумажку (фото 4). Настоящая магия!

f Что происходит? Оказывается, что воздух не «ничто», как мы привыкли думать. Он занимает определенное место и не уступает его другим веществам, если ему некуда деваться. Между водой и дном емкости собирается воздух. Вода не может выше подниматься, потому что там все пространство заполнено воздухом, хоть мы его и не видим. Вот так! Если баночку под водой перевернуть на бок, воздух в виде пузырьков выйдет из нее. Тогда вода сможет попасть внутрь баночки. Представь себе! Есть такое приспособление для погружения под воду — водолазный колокол. Это был простой способ для спуска человека под воду и выполнен в виде короба или перевернутой бочки. Внутреннее воздушное пространство колокола позволяло водолазу какое-то время дышать и выполнять активные действия — выходить или выплывать из-под него для осмотра и ремонта подводной части судов или для поиска затонувших сокровищ. Выполнив работу, водолаз возвращался в колокол, и оборудование с помощью крана или лебедки поднимали на поверхность моря (водоема). В XIX веке ряд изобретателей (Зыбе, Хаузен) усовершенствовали водолазный колокол, создав конструкции, которые по праву считаются примитивными водолазными скафандрами.

17

4

Магический опыт 8 СТАКАН-ЛИПУЧКА

В ходе этого эксперимента ты узнаешь, как благодаря воздуху предметы могут прилипать друг к другу. Тебе понадобятся: 2 больших воздушных шарика, 2 пластиковых стаканчика по 250 мл. Дополнительно: помощник.

Подготовка Разложи все необходимое на столе. Начинаем научное колдовство!

1. Вызови кого-нибудь из зрителей в качестве ассистента.

2. Дай ему шарик и стаканчик, а другие шарик и стаканчик оставь себе.

3. Пусть ассистент надует свой шарик примерно наполовину и завяжет его.

4. Теперь попроси его попробовать прилепить к шарику стаканчик (фото 1). Когда он не сможет сделать это (фото 2), наступает твоя очередь.

5. Надуй свой шарик примерно на треть. Приложи стаканчик к шарику (фото 3).

1

2

3

18

6. Удерживая стаканчик на месте, продолжай надувать шарик, пока он не увеличится вдвое. Теперь отпусти стаканчик (фото 4). Советы ученому-волшебнику. Докажи зрителям, что твой стаканчик НЕ намазан клеем. Выпусти из шарика некоторое количество воздуха, и стаканчик отвалится.

Что еще можно сделать?

Попробуй прикрепить к шарику одновременно 2 стаканчика (фото 5). Это требует некоторой тренировки и помощи ассистента. Попроси его приложить к шарику два стаканчика, а затем надуй шарик, как было описано.

4

5

Результат

Когда ты надуешь шарик, стаканчик «прилипнет» к нему.

f Что происходит? Когда ты прикладываешь стаканчик к шарику и надуваешь его, вокруг края стаканчика стенка шарика становится плоской. При этом объем воздуха внутри стаканчика немного увеличивается, однако количество молекул воздуха остается прежним, поэтому давление воздуха внутри стаканчика уменьшается (рис. 6). Итак, атмосферное давление внутри стаканчика становится гораздо меньше, чем снаружи. Благодаря этой разнице в давлении стаканчик удерживается на месте.

19

6

Магический опыт 9 НЕВЫЛИВАЙКА

Достаточно ли давления воздуха для того, чтобы удержать в стаканчике воду, если ты перевернешь его вверх дном? Проделай этот опыт и узнаешь. Скажи своим зрителям, что сейчас ты перевернешь стаканчик с водой, но вода не вытечет! Тебе понадобится: картонный лист для фокуса. Дополнительно: вода, стеклянный стаканчик.

Начинаем научное колдовство!

1. Объяви зрителям, что сейчас ты с помощью картона сможешь удержать воду в перевернутом стаканчике.

2. Налей в стакан до краев воды (фото 1).

3. Накрой стакан картоном, чтобы надпись была сверху (фото 2).

Вода

1

Советы ученому-волшебнику. Рука, которой ты придерживаешь картон, должна быть сухой, чтобы он не прилип к ладони.

2

20

4. Положи одну руку на картон и переверни стакан над раковиной, продолжая удерживать картон (фото 3).

5. Произнеси волшебные слова «Абра-кадабра», а затем медленно убери руку, которой держишь картон (фото 4).

3

4

Что еще можно сделать?

Попробуй провести такой же эксперимент с разным количеством воды в стакане, с картоном разного качества, или вообще попробуй удержать воду с помощью других материалов. Удастся ли тебе это, если стаканчик будет полным наполовину, или на три четверти, или с кусочком пластика вместо картона?

Результат

Когда ты уберешь руку с картона, вода останется в стаканчике и не будет выливаться.

f Что происходит? Этот фокус удается выполнить благодаря поверхностному натяжению, то есть, склонности молекул на поверхности жидкости связываться вместе, формируя тонкую пленку. Поверхностное натяжение воды создает прочную связь между водой и картоном, и тот оказывается словно «приклеенным» к стакану. Но кроме поверхностного натяжения здесь задействованы и другие силы. Вода не выливается из стаканчика также благодаря давлению воздуха, действующего на картон. Это давление превышает давление воды внутри стаканчика, которое создается благодаря силе тяготения, которая притягивает воду к земле.

21

Магический опыт 10 ОПТИЧЕСКАЯ ИЛЛЮЗИЯ

Проверь зрение своих зрителей с помощью необычных картинок. Смогут ли они увидеть реальное изображение или их зрение все-таки можно обмануть? Итак, начнем. Тебе понадобятся: карты «Оптические иллюзии».

Начинаем научное колдовство!

1. Спроси у зрителей, верят ли они, что нарисованное сердце может «пульсировать». Нет? Покажи им фокус!

2. Возьми карточку № 1 и попроси зрителей внимательно на нее посмотреть. Ну что, пульсирует? Фокус удался!

1

f Что происходит? Если внимательно смотреть на картинку, ты увидишь, как сердце «пульсирует». Эта оптическая иллюзия (обман зрения) возникает из-за тонких белых линий и их острой направленности.

22

3. Теперь покажи карточку № 2, а затем № 3. Какая линия длиннее? Пусть зрители выскажут свое мнение. Угадали?

2

3

f Что происходит? На самом деле линии абсолютно одинаковые по размеру. Проверь с помощью линейки.

4. Продемонстрируй другие карточки зрителям. Ответы смотри на обороте карточек. Оптическая иллюзия — впечатление о видимом предмете или явлении, несоответствующее действительности, т.е. оптический обман. В переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка, заблуждение».

В процессе возникновения оптических иллюзий также участвуют физиологические особенности органов зрения и психологические аспекты визуального восприятия.

23