XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Свойства магнита и возможности его использования в быту

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Гаврилов М.С. 1Крашевский М.А. 1

---

1Негосударственное (частное) общеобразовательное учреждение (НОУ) гимназия «Школа бизнеса» города Сочи

Петренко Е.В. 1

---

1Негосударственное (частное) общеобразовательное учреждение (НОУ) гимназия «Школа бизнеса» города Сочи

Работа в формате PDF

140.5 KB

Введение

Магниты окружают нас каждый день. Мы встречаем их дома, в школе, в игрушках, телефонах, наушниках, компасах и различных бытовых приборах. Они помогают удерживать металлические предметы, закрывать дверцы шкафов, собирать рассыпавшиеся скрепки и создавать электрические устройства.

Магнит кажется простым предметом, однако он обладает удивительными свойствами. Он может притягивать одни материалы и не действовать на другие, притягивать или отталкивать другой магнит, действовать через некоторые предметы и временно намагничивать металлические изделия.

Магниты имеют большое значение не только в быту, но и в технике, науке, медицине и промышленности. Например, благодаря магнитам работают динамики, наушники и электродвигатели. Магнитные устройства используются в подъёмных кранах для перемещения металлических деталей, а магнитная стрелка компаса помогает человеку ориентироваться на местности.

Актуальность нашей работы заключается в том, что магниты широко применяются в повседневной жизни, но не все люди знают об их свойствах. Изучение магнитов позволяет лучше понять окружающий мир и найти новые способы их полезного использования.

Цель работы - изучить основные свойства магнита и выяснить, где магниты применяются в жизни человека.

Задачи работы

1. Узнать историю открытия магнитов.

2. Выяснить, что такое магнит и магнитное поле.

3. Изучить основные свойства магнитов.

4. Определить, какие предметы притягивает магнит.

5. Проверить, как взаимодействуют магниты.

6. Сравнить силу магнитов разной формы и размера.

7. Узнать, может ли магнит действовать через различные материалы.

8. Проверить возможность временного намагничивания металлических предметов.

9. Создать простой электромагнит.

10. Найти полезные способы использования магнитов в быту.

11. Составить рекомендации по безопасному обращению с магнитами.

Гипотеза: мы предположили, что если хорошо изучить свойства магнита, то можно найти ему много полезных применений в быту и технике.

Объект исследования: магниты и их свойства.

Предмет исследования: взаимодействие магнитов с различными предметами и возможности использования магнитов в повседневной жизни.

В работе использовались следующие методы: изучение литературы и информационных материалов; наблюдение; сравнение; проведение опытов; анализ полученных результатов; обобщение информации.

Практическая значимость. Материалы работы можно использовать на уроках окружающего мира, физики и технологии. Опыты с магнитами подходят для проведения дома или в школе под присмотром взрослого. Разработанные идеи помогут применять магниты для хранения вещей, игр и создания простых полезных приспособлений.

Глава 1. Теоретические основы исследования

1.1. История открытия магнита

История магнита уходит в глубокую древность. Существует легенда о пастухе по имени Магнус. Однажды он пас овец и заметил, что железный наконечник его палки и железные детали обуви притянулись к чёрному камню.

Пастух решил исследовать этот камень и понял, что он обладает необычным свойством: притягивает железные предметы. Такие камни стали называть магнитами, а природный минерал, обладающий магнитными свойствами, — магнетитом.

Магнетит встречается в природе. Он имеет тёмный цвет и способен притягивать железо. В древности люди использовали природные магниты для разных целей. Со временем учёные стали изучать их свойства и научились изготавливать магниты искусственным способом.

Первые сведения о магнитах появились много веков назад. Люди заметили, что намагниченная металлическая игла способна поворачиваться в определённом направлении. Это наблюдение привело к созданию компаса.

Компас стал важным прибором для путешественников и мореплавателей. С его помощью люди могли определять стороны горизонта даже тогда, когда не было видно солнца или звёзд.

В настоящее время магниты изготавливают из специальных материалов. Они могут иметь разную форму: подковообразную, круглую, прямоугольную, кольцевую или цилиндрическую.

1.2. Что такое магнит

Магнит — это тело, которое обладает магнитными свойствами и способно притягивать некоторые металлические предметы. Магниты бывают природными и искусственными. Природные магниты встречаются в природе. К ним относится магнетит. Искусственные магниты изготавливают люди. Для этого используют различные сплавы и специальные технологии.

Магнит может притягивать предметы, содержащие железо или некоторые другие металлы. Например, он притягивает: железные скрепки; стальные гвозди; иголки; булавки; железные детали; некоторые ключи.

Однако магнит не притягивает все металлические предметы. Обычно он не действует на изделия из: алюминия; меди; золота; серебра; латуни.

Поэтому нельзя говорить, что магнит притягивает любой металл. Его действие зависит от состава предмета.

1.3. Магнитные полюса и магнитное поле

У каждого магнита есть два полюса: северный и южный. Полюса обычно обозначают буквами N и S. Северный полюс обозначают буквой N, а южный — буквой S.

Магнитные полюса взаимодействуют между собой. Если поднести друг к другу разные полюса, они притянутся. Если приблизить одинаковые полюса, они начнут отталкиваться.

Это можно представить следующим образом:

Интересно, что магнит невозможно разделить на отдельные полюса. Если разломить магнит пополам, каждый кусочек всё равно будет иметь северный и южный полюса.

Вокруг магнита существует область, где действует магнитная сила. Эта область называется магнитным полем. Магнитное поле невидимо, но его действие можно обнаружить с помощью железных предметов или другого магнита.

Магнитное поле сильнее всего около полюсов. Поэтому скрепки чаще всего

притягиваются к концам магнита.

1.4. Виды магнитов

Магниты можно разделить на несколько групп.

Природные магниты образуются в природе. Самым известным природным магнитом является магнетит.

Постоянные магниты сохраняют свои магнитные свойства длительное время. К ним относятся магниты, которые используют на холодильниках, в игрушках и различных держателях.

Некоторые металлические предметы могут намагничиваться рядом с постоянным магнитом. Однако после удаления магнита они постепенно теряют свои свойства.

Электромагнит создаётся при прохождении электрического тока по проволоке. Если намотать проволоку на железный предмет и подключить её к источнику питания, железный предмет начнёт притягивать металлические изделия.

Главное отличие электромагнита от постоянного магнита состоит в том, что его можно включать и выключать. Пока через проволоку проходит ток, электромагнит действует. Если цепь разомкнуть, его магнитные свойства ослабевают или исчезают.

1.5. Значение магнитов в жизни человека

Магниты используются в самых разных областях.

Магниты применяют в магнитных застёжках, дверцах шкафов, держателях, игрушках и магнитах для холодильника.

Магниты являются частью динамиков, наушников, микрофонов, электродвигателей и генераторов.

Сильные электромагниты используются в подъёмных кранах. Они поднимают и перемещают металлические детали, листы стали и другие предметы.

Магнитные силы применяются в некоторых видах транспорта. Например, существуют поезда на магнитной подушке. Такие поезда движутся благодаря магнитному взаимодействию и почти не касаются рельсов.

Магнитные явления используются в медицинском оборудовании, например, в аппаратах магнитно-резонансной томографии. С помощью этого метода врачи получают изображения внутренних органов человека.

Компас содержит намагниченную стрелку. Она помогает определить направление на север, юг, запад и восток.

Глава 2. Практическая часть исследования

2.1. Организация исследования

Для изучения свойств магнитов мы провели несколько опытов. Во время экспериментов использовали простые и безопасные материалы: магниты разной формы; скрепки; монеты; ключи; ложки; гвозди; иголки; бумагу; картон; книги; стакан с водой; деревянные кубики; пластмассовые предметы; ткань; стекло; проволоку; железный гвоздь; батарейку.

Каждый опыт проводился по определённому плану:

1. Определить цель опыта.

2. Подготовить необходимые материалы.

3. Провести наблюдение.

4. Записать результат.

5. Сделать вывод.

Все опыты с батарейкой, проволокой, острыми предметами и сильными магнитами выполнялись под наблюдением взрослых.

2.2. Опыт «Какие предметы притягивает магнит?»

Цель опыта: выяснить, какие предметы притягиваются к магниту, а какие — нет.

Оборудование: магнит, скрепки, монеты, ключ, ложка, деревянный кубик, бумага, пластмассовая деталь, кусочек ткани, стекло и камень.

Ход опыта. Мы по очереди подносили магнит к каждому предмету и наблюдали за результатом.

Результаты

Монеты и ложки необходимо проверять отдельно, потому что они могут быть изготовлены из разных материалов. Не всякая монета или ложка притягивается магнитом.

Вывод.Магнит притягивает не все предметы и не все металлы. Сильнее всего он действует на предметы, содержащие железо или сталь.

2.3. Опыт «Как взаимодействуют магниты?»

Цель опыта: проверить, как ведут себя магниты при приближении разными полюсами.

Оборудование: два магнита и две небольшие игрушечные машинки.

Ход опыта. Сначала мы поднесли магниты друг к другу северными полюсами. Затем повторили опыт южными полюсами. После этого поднесли друг к другу северный и южный полюса.

Чтобы сделать опыт более наглядным, мы прикрепили магниты к двум игрушечным машинкам.

Результаты: одинаковые полюса отталкивались, разные полюса притягивались, машинки с разными полюсами двигались навстречу друг другу, машинки с одинаковыми полюсами разъезжались.

Вывод.Одинаковые магнитные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются.Это свойство магнитов используется в различных устройствах, игрушках и транспортных системах.

2.4. Опыт «Все ли магниты одинаково сильные?»

Цель опыта: сравнить силу магнитов разной формы и размера.

Оборудование: круглый, прямоугольный и подковообразный магниты, одинаковые скрепки.

Ход опыта.Каждый магнит мы по очереди подносили к кучке скрепок и проверяли, сколько скрепок он может поднять.

Чтобы результаты были более точными, расстояние между магнитом и скрепками старались сохранять одинаковым.

Результаты. Мы обнаружили, что разные магниты поднимают разное количество скрепок. Один магнит мог поднять только несколько скрепок, а другой — целую цепочку. Также мы проверили, как меняется сила магнита с расстоянием. Когда магнит находился рядом со скрепкой, она быстро притягивалась. Если мы увеличивали расстояние, действие становилось слабее.

Вывод.Магниты бывают разной силы. На силу магнита влияют:размер;форма;материал;расстояние до предмета;расположение предмета возле полюсов.Обычно магнит сильнее действует около своих концов — полюсов.

2.5. Опыт «Может ли магнит действовать через другие материалы?»

Цель опыта: проверить, может ли магнит притягивать предметы через воду, бумагу, стекло и книгу.

Оборудование: магнит, скрепка, стакан с водой, лист бумаги, картон и тонкая книга.

Ход опыта. Сначала мы опустили скрепку в стакан с водой. Затем поднесли магнит к внешней стороне стакана и медленно перемещали его. Скрепка двигалась вслед за магнитом. После этого мы положили скрепку на лист бумаги и поднесли магнит снизу. Скрепка снова притянулась. Затем мы попробовали подействовать магнитом через тонкую книгу. Магнит смог притянуть скрепку. Через несколько толстых книг действие стало значительно слабее.

Результаты. Магнит действовал через: воду; стекло; бумагу; картон; тонкую книгу. При увеличении расстояния магнитное действие ослабевало.

Вывод.Магнит может действовать через многие тонкие материалы. Однако, чем толще материал и чем дальше находится предмет, тем слабее сила магнита.Это свойство используется в играх, держателях и различных приспособлениях.

2.6. Опыт «Может ли магнит передавать свои свойства?»

Цель опыта: проверить, могут ли металлические предметы временно становиться магнитами.

Оборудование: магнит и несколько стальных скрепок.

Ход опыта. Мы прикрепили одну скрепку к магниту. Затем к первой скрепке присоединили вторую, к ней — третью и так далее. Получилась цепочка из скрепок. Мы заметили, что скрепки, находящиеся рядом с магнитом, временно начали притягивать другие скрепки. После того как магнит убрали, цепочка стала распадаться.

Результаты. Скрепки сохраняли магнитные свойства только некоторое время. После удаления магнита они постепенно перестали притягивать другие предметы.

Вывод.Некоторые металлические предметы могут временно намагничиваться рядом с магнитом. Постоянными магнитами они при этом не становятся.

2.7. Опыт «Как сделать электромагнит?»

Цель опыта: создать простой электромагнит и проверить его действие.

Оборудование: железный гвоздь, изолированная медная проволока, батарейка и скрепки.

Правила безопасности. Опытом можно заниматься только вместе со взрослым. Нельзя подключать проволоку к электрической розетке. Не следует долго держать проволоку подключённой к батарейке, потому что она может нагреться.

Ход опыта

1. Намотали проволоку на железный гвоздь.

2. Оставили свободными оба конца проволоки.

3. Соединили концы проволоки с батарейкой.

4. Поднесли гвоздь к скрепкам.

5. Разомкнули цепь и снова проверили гвоздь.

Результаты. Когда по проволоке проходил электрический ток, гвоздь притягивал скрепки. После размыкания цепи он переставал притягивать их или действовал намного слабее.

Вывод. Мы сделали простой электромагнит. Он работает только при прохождении электрического тока. Электромагниты удобны тем, что их можно включать и выключать. Они используются в подъёмных кранах, динамиках, микрофонах, звонках и электродвигателях.

2.8. Анализ результатов исследования

В ходе практической работы мы провели шесть опытов.

Результаты опытов подтвердили, что магнит обладает несколькими важными свойствами. Он может притягивать определённые материалы, взаимодействовать с другими магнитами, действовать на расстоянии и создавать магнитное поле.

Глава 3. Использование магнитов в быту

3.1. Практические способы применения магнитов

Магниты можно использовать не только в сложных технических устройствах, но и в обычной жизни.

Держатель для ключей. Небольшой магнит можно прикрепить возле входной двери. К нему удобно прикладывать ключи, чтобы они не терялись.

Сбор металлических предметов. Если на пол рассыпались скрепки, иголки или булавки, их можно собрать магнитом. Это особенно удобно, если предметы маленькие и их трудно увидеть.Однако после сбора острых предметов необходимо аккуратно снять их с магнита и убрать в безопасное место.

Держатель для проводов. Небольшие магниты помогают закрепить провода и зарядные устройства на краю стола. Благодаря этому провода не падают на пол и не запутываются.

Магнитная застёжка. Магниты можно использовать в коробках, шкатулках, шкафчиках и дверцах мебели. Они удерживают дверцу закрытой, но позволяют легко её открыть.

Держатель для ножей. Специальная магнитная планка используется для хранения металлических кухонных ножей. Она помогает освободить место на кухне. Такой держатель должен быть прочным и располагаться в безопасном месте.

Крепление рисунков и записок. Магниты часто используют на холодильниках и магнитных досках. С их помощью можно прикреплять рисунки, расписание, записки и фотографии.

Держатель для занавесок. Магнитные держатели помогают красиво собрать занавески. Их можно быстро снять и снова установить.

Фиксация деталей. В некоторых конструкторах и игрушках магниты помогают соединять детали. Благодаря этому ребёнок может создавать различные модели.

3.2. Игры и опыты с магнитами

Игра «Рыбалка». Для игры понадобятся картонные рыбки, скрепки, верёвка, палочка и магнит.К каждой рыбке прикрепляют скрепку. К концу верёвки привязывают магнит. Затем игроки пытаются поймать рыбок магнитной удочкой.Игра помогает понять, какие предметы притягиваются магнитом.

Магнитный лабиринт. На листе бумаги рисуют лабиринт. На бумагу кладут скрепку или небольшую металлическую деталь. Магнит располагают под листом и перемещают его по дорожке.Скрепка будет двигаться вслед за магнитом. Таким образом можно провести её от начала лабиринта до конца.

Сортировка предметов. Можно подготовить разные предметы и разделить их на две группы:притягивающиеся магнитом и не притягивающиеся магнитом.При этом важно объяснить, что не всякий металл притягивается магнитом.

Поиск металлических деталей. Магнитом можно проверить, есть ли железные детали в игрушках, предметах мебели или инструментах. Разбирать электрические приборы самостоятельно нельзя.

Магнитный рисунок. Под прозрачный лист или картон можно положить металлические детали, а магнитом двигать их снизу. Так можно создавать различные узоры и изображения.

3.3. Правила безопасности

Несмотря на то что магниты кажутся безопасными, при обращении с ними

необходимо соблюдать правила.

1. Нельзя брать магниты в рот.

2. Нельзя давать маленькие магниты маленьким детям.

3. Нельзя проглатывать магниты. Особенно опасно проглатывание нескольких магнитов.

4. Нельзя подносить магниты к банковским картам и другим магнитным носителям информации.

5. Не следует приближать сильные магниты к электронным устройствам.

6. Нельзя подносить магниты к медицинским приборам без разрешения врача.

7. Опыты с батарейкой и проволокой нужно проводить вместе со взрослым.

8. Нельзя подключать проволоку к электрической розетке.

9. При работе с иголками, булавками и гвоздями необходимо соблюдать осторожность.

10. После опытов нужно убрать все предметы на место.

Правила безопасности помогают сделать эксперименты интересными и безопасными.

Заключение

В ходе исследовательской работы мы изучили свойства магнитов, провели опыты и выяснили, как магниты применяются в быту и технике.

Мы узнали, что магнит — это тело, которое притягивает некоторые металлические предметы. Магнит действует не на все металлы, а преимущественно на железо и сталь.

У каждого магнита есть два полюса — северный и южный. Разные полюса притягиваются, а одинаковые отталкиваются. Магнит нельзя разделить так, чтобы у одной части остался только северный, а у другой — только южный полюс.

Мы проверили, что магнит может действовать через воду, стекло, бумагу и другие тонкие материалы. Однако с увеличением расстояния магнитная сила ослабевает.

Во время одного из опытов мы увидели, что скрепки могут временно намагничиваться рядом с магнитом. Также мы создали простой электромагнит из железного гвоздя, проволоки и батарейки.

Магниты широко используются в жизни человека. Они нужны для работы компасов, наушников, динамиков, микрофонов, электродвигателей, подъёмных кранов и многих бытовых приборов.

В быту магниты можно применять для: хранения ключей; крепления записок и рисунков; сбора металлических предметов; фиксации дверок; хранения проводов; создания игрушек и познавательных игр.

Наша гипотеза подтвердилась: если изучить свойства магнита, можно найти ему много полезных применений.

Магниты кажутся обычными предметами, но на самом деле они играют большую роль в быту, технике, науке и медицине. Изучая свойства магнитов, человек лучше понимает окружающий мир и может создавать новые полезные устройства.

Список использованных источников

1. Перышкин А. В. Физика. 7 класс. — Москва: Дрофа.

2. Энциклопедия для детей. Физика. — Москва: Аванта+.

3. Большая российская энциклопедия: статья «Магнетизм».

4. Детская энциклопедия науки и техники.

5. Материалы школьного курса окружающего мира и физики.