Удивительный магнит

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Удивительный магнит

Крикунов М.А. 1
1МБОУ «СОШ №31 им. В.Д. Мартемьянова»
Кузнецова Н.Н. 1
1МБОУ «СОШ №31 им. В.Д. Мартемьянова»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

Необыкновенная способность магнитов притягивать к себе предметы всегда вызывала у людей удивление. Мы часто сталкиваемся с ними в школе на уроках, когда прикрепляем что-то на доску, дома - на холодильниках, в детских конструкторах, а какими свойствами он обладает, и где еще может использоваться, не знаем.

Мне стало интересно, что же такое магнит, какие тайны хранит он в себе, какая сила притягивает предметы к магниту. Так же захотелось выяснить, как люди используют магниты в своей жизни. Поэтому я решил провести исследовательскую работу.

Цель работы: выявить основные свойства магнитов и применить их на практике.

Задачи:

узнать, что такое магнит и историю его открытия;

узнать, каким образом люди используют магниты в жизни;

выяснить экспериментальным путём, какими свойствами обладает магнит;

сделать выводы по результатам экспериментов;

применить полученные знания на практике, изготовив собственные игры с помощью магнитов.

Объект исследованиямагнит, предмет исследования – свойства магнита.

Гипотезы: я предположил, что магниты способны притягивать любые металлические предметы, что все магниты имеют одинаковую силу и что магниты широко используются в разных сферах жизни людей.

В работе я использовал следующие методы:

поиск информации из различных источников;

проведение экспериментов;

анализ, сравнение и обобщение полученной информации.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что магнит - доступный и универсальный материал, широко применяется в детских игрушках, в конструкторах. Но, несмотря на это, у детей недостаточно знаний о магнитах, его свойствах и использовании. Изучение свойств магнита поможет расширить его применение в моей практической деятельности.

В качестве источников информации для своей работы я использовал различные энциклопедии, а также всемирную сеть Internet.

Глава I. Теоретическая часть.

Понятие «магнита» и история его открытия.

Магнит - это тело, обладающее собственным магнитным полем.

Магнитное поле - это область вокруг магнита, внутри которой ощущается воздействие магнита на внешние объекты. Органы чувств человека не способны видеть магнитное поле, но вспомогательные устройства доказывают, что магнитное поле существует.

Магнитная сила - сила, с которой предметы притягиваются к магниту.

В природе магниты встречаются в виде кусков камня - магнитного железняка (магнетита). Он может притягивать к себе другие такие же камни.

Точно неизвестно, когда именно были открыты магниты. Существует лишь одна старинная легенда, которая гласит о пастухе по имени Магнус.

В поисках овцы пастух зашел в незнакомые места, в горы. Он с изумлением заметил, что гвозди, которыми были подбиты его сандалии, и железный наконечник его палки притягивается к черному камню. Более того, стоило потереть таким камнем лезвие ножа, и тот сам начинал притягивать железные предметы: гвозди, наконечники стрел. Будто из камня, принесенного с гор, в них перетекала какая-то таинственная сила. Этот камень стали называть «камнем Магнуса» или просто «магнитом».

Таким образом, за много веков до нашей эры было известно, что некоторые каменные породы обладают свойством притягивать куски железа.

Об этом упоминал в 6 веке до нашей эры греческий физик и философ Фалес. Однако первое научное изучение свойств магнита было предпринято только в 13 веке ученым Петром Перегрином.

1.2. Область применения магнитов.

Первым прибором, основанным на явлении магнетизма, стал компас. Он был изобретен в Китае примерно в 200 году до н.э. Компас помогает путешественникам ориентироваться на местности. Он состоит из намагниченной иглы (стрелки), установленной на точке вращения. Стрелка компаса всегда указывает на север, как бы ни вращали компас.

В настоящее время область применения магнитов очень широка.

Магниты используются в динамиках, жестких дисках, в микрофонах, в бытовой технике, телефонах и т.д.

Магниты применяются в медицине. Их используют в лечебных целях в виде пластырей, браслетов, т.к. они оказывают мягкое обезболивающее действие, лечат заболевания костей. Широко распространён магнитный метод удаления металлических частиц из глаза.

Благодаря своей способности притягивать предметы под водой магниты используются при строительстве и ремонте подводных сооружений.

В сельском хозяйстве магнит помогает очищать семена культурных растений от семян сорняков.

Существуют поезда на магнитной подушке, которые не имеют колес и движутся, не касаясь рельсов, из-за явления магнитного отталкивания. Это очень скоростные поезда.

Таким образом, можно сделать вывод, что нет области прикладной деятельности человека, где бы не применялись магниты.

Глава II. Практическая часть.

2.1. Исследование свойств магнитов.

2.1.1. Эксперимент №1 «Все ли тела притягиваются магнитом?»

Оборудование: пластмассовая ручка, лист бумаги, деревянная палочка, хлопчатобумажный платок, монеты 50 коп. (2006г. и 2015г.) и 5 руб. (2009г. и 2019г.), алюминиевый ключ, серебряная ложка, стальная ложка и магнит.

Ход эксперимента: я разделил все предметы на две группы: металлические и не металлические. Поднес магнит по очереди к предметам первой и второй группы.

Результат: некоторые металлические предметы притягиваются к магниту, а некоторые не испытывают его притяжения. Предметы второй группы (не металлические) не реагируют на магнит (Приложение №1). Результаты я поместил в таблицу (Приложение №2).

Интересный факт: оказалось, что не все монеты притягиваются к магниту. Данное обстоятельство удивило меня. В интернете я нашел информацию, что оказывается, монеты России разных годов изготовлены из разных материалов.

Вывод: магниты воздействуют на предметы из железа, стали и некоторых других металлов.

2.1.2. Эксперимент №2 «Как взаимодействуют магниты между собой?»

Оборудование: два прямоугольных магнита, две пластмассовые машинки на колесиках, два круглых магнита.

Ход эксперимента: я заметил, что в моем наборе магнитов магниты окрашены в два цвета: синий и красный. Для этого опыта, я поднес друг к другу магниты, сначала одинаково окрашенными концами, а затем разно окрашенными. Потом я закрепил магниты на машинки с помощью скотча и пододвигал машинки друг к другу также разными сторонами. Далее я проверил, как взаимодействуют круглые магниты.

Результат: когда я поднес друг к другу магниты одинаково окрашенными сторонами – магниты отталкивались друг от друга. Когда поднес друг к другу магниты разно окрашенными сторонами, магниты притянулись. Точно так же машинки подъезжали друг к другу или разъезжались. Круглые магниты аналогично притягивались или отталкивались плоскими сторонами (Приложение №3).

Вывод: у магнита есть два полюса: «северный» (обычно окрашивают в синий цвет) и «южный» (окрашивают в красный цвет). У круглого магнита так же есть полюса. Эти полюса находится на плоских сторонах магнита. Магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются друг от друга, а с разными - притягиваются.

2.1.3. Эксперимент №3 «Одинаковая ли сила у разных магнитов?»

Оборудование: магниты разной формы (подкова, прямоугольник и круг) и размеров, различные мелкие металлические предметы (гвозди, монетки, скрепки).

Ход эксперимента: я разложил в три коробки различные металлические предметы (гвозди, монетки, скрепки) по группам. Затем подносил по очереди к разным коробкам магниты: сначала разные по форме, потом одинаковой формы, но разного размера (Приложение №4). Далее я подсчитал, сколько однотипных предметов сможет поднять каждый магнит. Полученный результат поместил в таблицу (Приложение №5).

Результат: одни магниты поднимают больше предметов, чем другие.

Круглый магнит оказался сильнее прямоугольного, а прямоугольный, в свою очередь, сильнее, чем подковообразный. Среди магнитов, имеющих одну форму, сильнее будет магнит большего размера.

Вывод: магниты имеют разную магнитную силу, магнитная сила зависит от формы и размера магнита.

2.1.4. Эксперимент №4 «Может ли магнит действовать через другие материалы?»

Оборудование: магнит, стеклянный стакан, скрепка, вода; листок бумаги, два учебника, монета.

Ход эксперимента:

В стакан с водой я бросил скрепку и попробовал ее вытащить с помощью магнита. Для этого я поднес магнит ко дну стакана на уровне скрепки и медленно перемещал магнит по стенке стакана вверх.

Я положил монету на бумажный листок. С другой стороны доски я расположил магнит. Затем проделаем то же самое, только через учебники.

Результат:

Скрепка следует за движением магнита и поднимается вверх до тех пор, пока не приблизится к поверхности воды. И ее легко можно достать, не замочив рук (Приложение №6).

Монета примагничивается к магниту через листок бумаги и через один учебник и не падает. Через два учебника магнитной силы уже не хватает, и монета падает (Приложение №6).

Вывод: магнитная сила может проходить через предметы или вещества. Магнитная сила может быть нейтрализована, если магнит будет отгорожен толстым слоем ненамагничивающегося материала.

2.1.5. Эксперимент №5 «Может ли магнит передавать свою силу?»

Оборудование: магнит, монетки.

Ход эксперимента: я прикрепил к магниту монетку из стали, к ней ещё одну, и так далее. Потом аккуратно отсоединил магнит от верхней монетки.

Результат: находясь в контакте с магнитом, первая монетка намагничивается и служит магнитом для второй монетки. Мне удалось составить цепочку из шести монеток (Приложение №7). Когда я отсоединил магнит, монетки оставались скреплённые ещё несколько секунд, а затем рассыпались.

Вывод: магнит может передавать свои свойства другим предметам, временно превращая их в магниты.

2.2. Применение свойств магнита на практике.

Изучив свойства магнита, мне захотелось попробовать применить их на практике.

У меня появилась идея изготовить магнитные игры для моего младшего брата Паши, которому всего 2,5 года.

Изготовление игры «Цветочная полянка».

При помощи картона, цветной бумаги, клея и небольших магнитов я изготовил игру «Цветочная полянка» (Приложение №8). С помощью этой игры можно показывать, как бабочка перелетает с цветка на цветок, а также изучать цвета. Так, например, нужно выполнить задание: посадить бабочку на цветок такого же цвета.

Эта игра развивает детское воображение, мелкую моторику, учит запоминать цвета.

Изготовление игры «Магнитный театр «Колобок».

При помощи картонной коробки, цветной бумаги, цветных изображений героев, клея и магнитов я изготовил магнитный театр по сказке «Колобок» (Приложение №9). Благодаря магнитам, прикрепленным к героям, появилась возможность их перемещать и показать сказку в движении. Игра развивает пространственное воображение и внимание, мелкую моторику.

Заключение

Работа над исследованием оказалась очень интересной и увлекательной. В ходе исследования я узнал много нового о магните. Практическим путем я изучил некоторые свойства и способности магнитов.

Проведенные мною эксперименты позволили сделать следующие выводы:

магниты притягивают не все предметы, а только предметы из железа, стали и некоторых других металлов;

у магнита есть два полюса, магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются, а с разными – притягиваются;

сила магнита зависит от его формы и размера;

магнитная сила может проходить через предметы и вещества;

магнитная сила может быть нейтрализована, если магнит будет отделен толстым слоем не намагничивающегося материала;

магнит может передавать свои свойства другим предметам, временно превращая их в магниты.

Изучив свойства магнитов, я смог применить их на практике и изготовил магнитные игры для своего младшего брата.

Таким образом, цель моего исследования достигнута. Я нашел ответы на многие вопросы, волновавшие меня в начале изучения этой темы. При этом мое предположение о том, что магниты способны притягивать любые металлические предметы и что у всех магнитов одинаковая сила, оказалось неверно. А гипотеза о том, что у магнитов большая сфера применения, подтвердилась.

Магниты очень широко используются в жизни людей. Поэтому их нужно и дальше изучать и применять свои знания на практике.

Эта тема очень заинтересовала меня, и я хотел бы продолжить ее изучение в старших классах.

Я думаю, что, выполняя исследовательскую работу, я приобрел умения работать с полученной информацией, анализировать и сопоставлять имеющие факты, применять полученные знания на практике. Все это мне необходимо будет для моего дальнейшего успешного продолжения образования.

Список использованных источников и литературы

Аниашвили К.С. Опыты и эксперименты / К.С. Аниашвили. – Москва: Издательство АСТ, 2018. – 64 с.

Большая книга экспериментов для школьников / Под ред. Антонеллы Мейяни, - Москва, Росмэн, 2018. – 260 с.

Ермакович Д.И. Большой подарок почемучкам / Д.И. Ермакович – Москва: Издательство АСТ, 2018. – 223с.

Кларк Ф. Чудеса и тайны Науки / Ф. Кларк, Л. Хоуэлл, С. Кхан, - Москва,

Росмэн, 2005. – 96 с.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнит - Материал из Википедии - свободной энциклопедии.

https://studbooks.net/1979113/matematika_himiya_fizika/primenenie_magnitov_raznyh_sferah_deyatelnosti_sovremennogo_obschestva- Применение магнитов в разных сферах деятельности современного общества.

Приложение №1

Все ли тела притягиваются магнитом?

Приложение №2

Таблица «Все ли тела притягиваются магнитом?»

п/п

Предмет

Притягивается ли магнитом

1

Деревянная палочка

нет

2

Лист бумаги

нет

3

Пластмассовая ручка

нет

4

Хлопчатобумажный платок

нет

5

Алюминиевый ключ

нет

6

Серебряная ложка

нет

7

Стальная ложка

да

8

Монета 5 руб. 2009 г. (медь)

нет

9

Монета 5 руб. 2019 г. (сталь)

да

10

Монета 50 коп. 2006г. (латунь)

нет

11

Монета 50 коп. 2015г. (сталь)

да

Приложение №3

Как взаимодействуют магниты между собой?

 

Приложение №4

Одинаковая ли сила у разных магнитов?

Приложение №5

Зависимость магнитной силы от формы и размера магнита?

Магнит

(форма, размер)

Поднято предметов

Скрепки

Шурупы

Монетки

Всего

Подковообразный

маленький

8

6

12

26

Прямоугольный маленький

8

10

15

33

Круглый маленький

36

14

19

69

Подковообразный большой

27

13

17

57

Круглый большой

81

147

19

247

Приложение №6

Может ли магнит действовать через другие материалы и вещества?

Приложение №7

Может ли магнит передавать свою силу?

Приложение №8

Детская магнитная игра «Цветочная полянка»

Приложение №9

Детский игра «Магнитный театр «Колобок»

Просмотров работы: 52