Starsi dla młodszych, czyli czy fizyka musi być trudna?

W Szkole Podstawowej nr 7 już wiadomo, że nie! Uczniowie klasy 8c, pod opieką nauczyciela fizyki, przygotowali dla swoich młodszych kolegów z klas pierwszych pokazy pt. Zabawy z fizyką.

W ich trakcie uczniowie mogli zobaczyć różne zjawiska fizyczne przedstawione w ciekawy, zabawowy sposób. Wśród doświadczeń znalazły się te na rozszerzalność cieplną ciał, różnego rodzaju zabawy z balonem m.in. jak podgrzać balon na świeczce i go nie uszkodzić, przemiany energii potencjalnej w kinetyczną w zabawce z kolorowymi kubkami, czy drewnianym opadającym dzięciołem na tyczce oraz balansującego ptaka.

Największym zainteresowaniem uczestników tej niezwykłej lekcji fizyki cieszył się termometr miłości, łóżko fakira, czy kula plazmowa.

Doświadczenia proste dla obserwatora, faktycznie były naszpikowane wieloma fizycznymi definicjami i poważnymi zjawiskami fizycznymi. Dla przybliżenia pokazów, przedstawiamy fizyczne wyjaśnienie niektórych z nich.

Balansujący ptak

Pokazuje aspekt położenia środka ciężkości, który przypada na jego dziób. Właściwe ułożenie ptaka dotyczy obu (a raczej trzech) kierunków. Patrząc z góry, szeroko rozłożone skrzydła ptaka tworzą z jego ogonem jakby trójkąt: środek ciężkości tego trójkąta jest w punkcie podparcia. Patrząc z boku, nisko opuszczone końce skrzydeł zapewniają, że środek ciężkości jest poniżej punktu podparcia.

Termometr Miłości

We wnętrzu naczynia znajduje się zabarwiony na kolorowo alkohol. Gorący uścisk powoduje nagłe podnoszenie się poziomu cieczy, znacznie szybsze, niż dzieje się to w innym termometrze. Nad powierzchnią alkoholu znajduje się jego para nasycona, w równowadze termodynamicznej z cieczą. Po ogrzaniu dolnej części naczynia (np. ręką ) zostaje zakłócona ta równowaga, wzrasta ciśnienie pary nad cieczą. Wyższe (niż w górnej bańce) ciśnienie wypycha ciecz do góry. Im dłoń jest cieplejsza, tym szybciej ciecz podnosi się do góry.

Drewniany opadający dzięcioł na tyczce

Kuje i dziobie, dziobie i kuje ale nic na tym nie zyskuje (co więcej, traci na wysokości). Schodzący dzięcioł jest zabawką prezentującą zasadę zachowania energii. Schodząc na pręcie (ew. prostym drewnie) i pracowicie kując, zużywa swą energię potencjalną na utrzymanie ruchu wahadłowego. Dzięcioł posiada specyficzną metodę schodzenia w dół - nie ześlizguje się lecz przesuwa się skokowo jednocześnie kołysząc się. W stanie spoczynku obręcz, do której na sprężynie zamocowany jest dzięcioł, opiera się o tyczkę i w wyniku działania sił tarcia (statycznego) nie zsuwa się w dół. Po odchyleniu dzięcioła, sprężyna rozciąga się, a po jej puszczeniu - wprawia dzięcioła w ruch wahadłowy. W pewnym momencie obręcz ustawia się równolegle do tyczki. W tym momencie dzięcioł zsuwa się niżej, kontynuując jednocześnie swój ruch wahadłowy. Bezwładność dzięcioła powoduje wygięcie się sprężyny w przeciwną stronę i cały cykl się powtarza, aż do momentu gdy dzięcioł osiągnie podstawę tyczki. W zabawce tej początkowy zapas energii potencjalnej związanej z wysokością jest stopniowo konsumowany - zamieniając się cyklicznie, przy każdym dziobnięciu, na przemian w energię kinetyczną dzięcioła i energię potencjalną sprężyny. W końcowym bilansie - początkowy zapas energii potencjalnej, wskutek tarcia obręczy o tyczkę, przechodzi w ciepło.

Drewniane Wesołe Kubeczki

W zabawce tej grawitacyjna energia potencjalna zostaje zamieniona na energię kinetyczną i tarcie.

Kula Plazmowa

Świecący gaz w kuli to zwykłe powietrze tylko nieco rozrzedzone. A tańczące włókienka to sznury plazmy - prądu elektrycznego przepływającego w gazie. Coś w rodzaju burzowego pioruna, tylko pod zmniejszonym ciśnieniem. Ale dokąd ten prąd płynie? To proste - donikąd. Lub raczej: ze środka kuli gdzieś w siną dal. Jak podstawisz palec, to płynie do twojego palca. Nie bój się, nie jest on silny, ale rozrusznikowi serca może zaszkodzić. Co więcej, ten prąd (lub raczej pole elektryczne) rozchodzi się i poza kulą - zobacz jak świeci neonówka w pobliżu kuli.

SP7