XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАСТИКОВЫХ БУТЫЛОК В ОПЫТАХ ПО ФИЗИКЕ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
«О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг….»
А.С. Пушкин
Эпитетом к своей работе мы взяли строчки великого русского поэта А.С. Пушкина, потому что изучение большинства наук невозможно без постановки опытов.
В этом учебном году мы начали изучать физику и узнали о множестве удивительных явлений природы. Нам захотелось сделать самодельные приборы и провести самостоятельно опыты. Постановка опытов очень увлекательное занятие. Все проведенные опыты очень просты и проводятся с соблюдением техники безопасности, что важно для тех, кто проводит эксперименты в домашних условиях, особенно впервые. В своей работе мы описываем предварительную подготовку и стадии выполнения работы. Это позволяет в дальнейшем аккуратно обращаться с предметами и правильно организовывать эксперимент. Помимо изучаемых явлений природы, в этих опытах можно параллельно познакомиться с законами физики (например, законом Паскаля) и приобрести технические навыки (работа с шилом, с отвёрткой). Это всегда пригодится мужчине. В процессе работы нам пришлось проявить творческую мысль и смекалку.
Мы решили использовать пластиковые бутылки. Удобные и практичные, в умелых руках могут превратиться во множество полезных предметов: воронку, совок, футляр, умывальник, кормушку для птиц и др. Пластиковая бутылка - эффективное средство для проведения ряда простых и наглядных физических опытов. Простота механической и термической обработки бутылок из пластика позволяет делать из них нужные предметы быстро и без специальных инструментов, а их доступность, многообразие форм, расцветок и размеров, дают простор для экспериментального творчества. Пластиковая бутылка также безопасна в использовании.
Цель: сделать приборы, установки по физике для демонстрации некоторых физических явлений своими руками, объяснить принцип действия каждого прибора и продемонстрировать их работу.
Задачи:
Изучить научную и популярную литературу;
Провести анализ известных опытов по физике и выделить из них те, где можно использовать пластиковую бутылку.
Изготовить установки для проведения опытов.
Практическая значимость работы
Значимость нашей работы состоит в том, что в последнее время, в связи с эпидемиологической обстановкой, когда занятия проходят в одном классе, учителю сложно демонстрировать многие опыты, а опыты с применением пластиковых бутылок помогают формировать некоторые понятия при изучении физики.
В нашей работе представлены 2 модели «Фонтан Герона» и «Воздушный насос». Разработанные модели можно показывать, как на уроке при изучении явлений, так и в качестве домашних заданий учащимся.
Практическая часть
Фонтан Герона
Работает фонтан из трех пластиковых бутылок довольно эффективно, бесшумно, хорошо помогает освежить воду в аквариуме, а также повысить уровень влажности в помещении.
Рис.1. Фонтан Герона
Алгоритм выполнения работ следующий:
Необходимо разрезать одну пластиковую емкость напополам, где верхняя ее часть (с горлышком) будет исполнять роль резервуара для фонтана.
Следующим этапом идет проделывание отверстий в крышках. Через них будут проходить трубочки/соломки от коктейлей, капельница.
Нужно произвести стыковку нижней и средней емкости, склеив пробки между собой, их заранее прикрепляют к горловине.
Чашу, где будет изливаться непосредственно сам фонтан, приклеивают ко дну второго пластикового резервуара. Обязательно в пробке и днище нужно сделать отверстия подходящего диаметра. Все стыковочные участки необходимо хорошо загерметизировать.
Заполнить верхнюю емкость жидкостью, равной объему второй бутылки. Стекать она будет в нижнюю часть. Возвратить воду в центр фонтана можно, просто перевернув систему
Как только вся вода будет находиться в центральном резервуаре, уникальное устройство начнет действовать, не требуя дополнительных источников питания. Сделать фонтан из бутылки и трубки под силу каждому, если соблюдать определенную последовательность действий. Доливая в верхнюю емкость жидкость, способствуют запуску следующего цикла:
вода из верхнего резервуара поступает в нижний, провоцируя выход воздуха во вторую бутылку;
благодаря имеющемуся давлению воздушных масс во втором резервуаре жидкость вынуждена находить для себя выход, и это пластиковая трубочка;
жидкость поступает в соломинку, направляется вверх и появляется действующий фонтан.
Рис. 2. Фонтан Герона Рис.3. Принцип действия Фонтана Герона
Воздушный насос
Цель: изготовить прибор, демонстрирующий воздушный насос.
Оборудование: пластиковая бутылка объемом 1,5 л, воздушный шарик
Рис.4. Воздушный насос
Алгоритм выполнения работ следующий:
С помощью ножа проделать в пробке от бутылки прямоугольное отверстие и аккуратно закрыть его куском эластичной резины (лучше всего в данном случае подойдет обычный воздушный шарик), после чего плотно приклеить резину изолентой.
После этого сделать еще одно отверстие в корпусе самой бутылки, на расстоянии нескольких сантиметров от ее основания.
Затем останется лишь герметично совместить насос с тем предметом, который хотим надуть
С помощью простых движений руки, прикрывая отверстие в корпусе бутылки пальцем, можем весьма эффективно нагнетать воздух.
Результат: получим воздушный насос.
Рис.5. Принцип действия воздушного насоса
В результате работы мы:
создали самодельные приборы, демонстрирующие зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости, закона Паскаля.
Нам понравилось изучать давление, делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:
мы будем продолжать изучение этой интересной науки;
мы надеемся, что наши одноклассники заинтересуются этой проблемой, а мы постараемся помочь им;
в дальнейшем мы будем проводить новые эксперименты.
Заключение
Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне. А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка. Проводить данные опыты не сложно и интересно. Они безопасны, просты и полезны. Новые исследования впереди!
Список литературы
Внеурочная работа по физике/ Под ред. О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 2019
Гальперштейн Л. Занимательная физика. М.: РОСМЭН, 2016.
Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. М.: Просвещение, 2020.
Горячкин Е.Н. Методика и техника физического эксперимента. М.: Просвещение. 2020 г.
Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия и К, 2018.
Перельман Я.И. Занимательная механика. Знаете ли вы физику? М.: ВАП, 2017.
Перышкин А.В., Родина Н.А. Учебник физики для 7 класса. М.: Просвещение. 2020г.
http://www.nkj.ru/archive/articles/12835/
https://project.1september.ru/work.php?id=572989.
http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,109450/Itemid,118/