XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Магниты необычное и таинственное
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Однажды на просторах интернета я увидел интересное видео, как машинка едет при помощи двух магнитов. В первом случае один магнит был в руке, а другой прикреплен спереди машинки и при приближении магнитов машинка приводилась в движение. Во втором случае магнит, который находился в руке, крепился на саму машинку на расстоянии от другого магнита, что также приводил машинку в движение (рис.1).
Мне тоже стало интересно повторить эксперимент. Можно ли при помощи магнитов привести в движение машинку? Противоположности притягиваются, так можно ли добиться вечного движения?
рис.1
Цель: Изучить, какими свойствами обладают магниты.
Задачи исследования:
-
Выяснить, что такое магнит и магнитная сила?
-
Изучить какими свойствами обладают магниты.
-
Провести ряд практических экспериментов с магнитами.
-
Сделать вывод по результатам работы.
Объект исследования – магнит.
Предмет исследования – свойства магнитов.
Гипотеза: Зная, какими свойствами, обладают магниты можно ли изобрести вечный двигатель?
Теоретическая часть
Оказывается, история открытия магнитов начинается с древних времен.
Древняя Греция.
Согласно греческим легендам, этот камень был открыт обычным пастухом. Пастух по имени Магнес, прогоняя свое стадо по горам, заметил необычное явление: гвоздики его обуви и конец железного посоха начали притягиваться к определенному камню. Он обнаружил, что тот сильно притягивает все железные предметы к себе.
Это открытие поразило местное население. Люди начали называть этот камень "магнититом", что в переводе означает "камень из Магнесии". Магнитит стал предметом изучения и любопытства, а с течением времени - и объектом практического применения.
Древняя Америка.
В центральной Америке магнит появился ещё раньше, чем в Евразии. Об этом свидетельствует историческая находка, сделанная на территории современного государства Гватемалы. При раскопках были обнаружены древние скульптуры — «толстые мальчики», которые символизируют плодородие и сытую жизнь. Фигуры целиком выполнены из магнитной породы.
Древний Китай.
Китайские легенды формируют сказания о применении магнита. Великий император Хуан-ди, следуя тому, что написано в летописях о притягивающих камнях, использовал первый компас во время сражения. Известно, что устройство в виде железной ложки на гладкой магнитной поверхности применялось династией Хань для предсказаний.
Существует ещё одна легенда о воротах, которые не впускали людей с оружием. Дело в том, что они были созданы из горной породы, в составе которой находился магнитный камень. Именно он притягивал железное оружие уже на входе, не пропуская с ним дальше.
Евразия.
Европейские легенды рассказывают об открытии, которое сделал ювелирный мастер Флавио Джойа. Он первым на континенте изобрёл магнитный компас. Мужчина был из низкого сословия, но любил дочь богатого рыбака. Её отец был против такого союза и поставил условие: Флавио должен научиться плавать по прямой траектории в ночном тумане. Находчивый мастер заметил, что пробка с расположенным на ней чёрным камнем, помещённая в тарелку с водой, всегда стремится в одном направлении. Так он смог выполнить трудное задание.
Магнит – это тело, способное притягивать железо, сталь, никель и некоторые другие металлы.
Магниты бывают естественными и искусственными. Естественные магниты вытачивают из кусков магнитного железняка. Самый крупный известный естественный магнит находится в Тартусском университете. Его масса 13 кг, а подъемная сила 40 кг.
Искусственные магниты стали изготовлять в Англии в XVIII веке методом натирания. Один из самых сильных естественных магнитов был, по преданию, у Ньютона – в его перстень был вставлен магнит, поднимавший предметы, масса которых была в 50 раз больше массы самого магнита.
Магниты состоят из металлов (например железа, никеля, кобальта), которые взаимно притягиваются или отталкиваются.
Каждый магнит имеет две точки, где его магнитная сила проявляется ярче всего. Эти точки называются полюсами – северным и южным. Южный полюс притягивает северный полюс, но южные полюса двух магнитов отталкиваются.
Общее правило заключается в том, что разноименные полюса взаимно притягиваются, а одноименные – отталкиваются. Магнитная сила – сила, с которой предметы притягиваются к магниту.
Практическая часть
Опыт 1
Для этого мне понадобилось: два одинаковых магнита, машинка.
Один магнит остается у меня в руке, а другой крепится на машинку за бампер.
Удерживаю машинку и руку с магнитом на расстоянии примерно 3 см.одноимёнными полюсами. В какой-то момент времени я отпускаю машинку с магнитом и он приводит в движение машинку и она отталкивается (рис. 2). При приближении магнита к машинке, машинка вновь отталкивается.
рис. 2
В опыте первый магнит в руке неподвижен, а движется только машинка со вторым магнитом. Если сохранять расстояние между магнитами примерно в 3 см, машинка будет двигаться.
Вывод: одноименные полюса магнитов отталкиваются.
Опыт 2
Один магнит остается у меня в руке, а другой крепится на машинку.
Удерживаю машинку и руку с магнитом на расстоянии примерно 3 см.разноимёнными полюсами. В какой-то момент времени я отпускаю машинку с магнитом и он приходит в движение, машинка притягивается (рис. 3).
рис. 3
В опыте первый магнит в руке неподвижен, а движется только второй.
Если держать руку постоянно на расстоянии примерно 3 см, то машинка движется.
Вывод: разноименные полюса магнитов притягиваются.
Опыт 3
П ервый магнит, при помощи конструкции, крепится на машинку на расстоянии 3 см от второго магнита закрепленного за бампером (рис. 4).
рис. 4
В результате машинка с магнитами осталась в неподвижном состоянии (рис. 5).
рис. 5
Вывод: поскольку оба магнита соединены с одной рамой и, следовательно, являются частью единой системы, внешняя сила не действует. Оба магнита, создают нулевую силу притяжения друг к другу, нейтрализуя друг друга. Нулевая сила притяжения означает нулевое ускорение.
Выводы
В ходе двух первых опытов я установил, что разноименные полюса магнитов притягиваются, одноименные полюса магнитов отталкиваются.
Если оба магнита закреплены на одной поверхности, то действуют совершенно другие законы физики.
Заключение
В ходе своей исследовательской работы я узнал, что такое магнит и магнитная сила. Изучил, какими свойствами обладают магниты. Свойства магнитов люди использовали с древних времен, но особенно широко эти свойства используются в наши дни. Провел ряд практических экспериментов с магнитами.
В процессе эксперимента я обращался к различным источникам информации: книгам и интернету.
Гипотеза не верна! Зная, какими свойствами, обладают магниты нельзя изобрести вечный двигатель.
Список литературы
-
Баратини В., Горини Ф., Кривеллини М., Ньюччи А.. Эксперименты для детей/ Пер. П.М. Волцита. – М.: РОСМЭН, 2021. – 48 с.
-
ван Саан А. Веселые эксперименты для детей, Физика/ Пер.О.Кныш. – СПб.: Питер, 2012. – 56 с.
-
Леонович Ар.А. Я познаю мир: дет. энцикл.: Физика- М.: ООО «Идательство АСТ», 2001. – 480 с.
-
Павлова И.В., Парфенова Т.Н., Доробницы В.Н. Иллюстрированная энциклопедия для мальчиков / пер. с англ. – М.: АСТ: Астрель, 2027. – 125 с.
-
Прудник А. А., Аниашвили К. С., Вайткене Л. Д. Большая книга научных экспериментов – М: Изд. АСТ, 2020. – 143 с.
Интернет источники:
https://electrotorg.ru/questions/kak-poyavilsya-magnit-legendy-i-fakty/