ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
Зеленоградский административный округ
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
города Москвы "Школа № 000"
Исследовательская работа
Волшебная сила магнита
Научный руководитель:
Москва 2017
Содержание
Аннотация. Магниты и магнитные поля окружают нас повсюду. Магниты – палочка-выручалочка человека. Изучая магниты, мы начинаем лучше понимать окружающие нас явления и технические устройства. Все ли притягивает магнит? Почему поворачивается стрелка компаса? Можно ли намагнитить предмет? Какими свойствами обладает магнит и как эти свойства используются человеком. Какие новые применения можно найти для магнитов.
Введение.
Актуальность: Кто из нас хотя бы раз не пробовал крепить к дверце холодильника записки с помощью магнита? Есть и такие, для которых магниты превратились в предмет коллекционирования – декоративные, юмористические, или просто напоминания о посещённых странах и городах.
Они востребованы во многих областях производства:
- широко используются в медицинской технике;
- электронике;
- автомеханике;
- без них невозможна работа любых типов металлодетекторов;
- магнит является важной частью любой акустической системы;
- они применяются при изготовлении рекламной и сувенирной продукции.
Оказывается, магниты могут быть не только позитивными и яркими, но и служить на благо экологии, являющиеся полностью безопасными для человека и природы. Они экономят электроэнергию, бумагу и чернила, могут служить практически вечно.
Сегодня я расскажу, как при помощи магнитов подарить вторую жизнь ненужным вещам, как с помощью магнитов сберечь невосполнимые природные ресурсы и как заботиться о экологии в современном мире.
Цель исследования: изучить свойства магнита и возможности использования его в быту и природе.
Задачи:
- провести опыты, определяющие способность магнита притягивать к себе и намагничивать предметы;
- выявить, как магниты воздействуют на другие предметы;
- провести среди учащихся ГБОУ Школа № 000 социологический опрос о пользе магнитов;
- изготовить свое приспособление, используя магнит, для очистки водоемов;
- познакомить учащихся, как правильно сортировать мусор с помощью магнита и куда его после этого сдавать;
- создать обучающий ролик «Берегите природу».
Гипотеза.
Магнитная сила действует через различные материалы (через стекло, картон, дерево). Я предполагаю, что магнитная сила будет действовать и через воду, поэтому мы можем использовать силу притяжения магнита под водой, в условиях ограниченной видимости, извлекать железные предметы сложной формы, которые другими способами невозможно извлечь.
Постановка проблемы. Из разных поездок мы привозим магниты и мама вешает их на холодильник в память о путешествии. Однажды я тоже решил украсить свой шкаф этими магнитами. Но на шкаф они не примагничивались! Оказалось, что на стену над кроватью они не магнитятся тоже. Мне стало интересно, что же это такое – магниты, какими свойствами они обладают, почему они магнитятся только на некоторые материалы, и на какие? Как еще можно в нашей жизни использовать магниты?
Методы изучения:
- изучить литературу и материалы Интернета;
- беседа со взрослыми;
- проведение экспериментов.
Материалы для исследования:
-магниты разной формы, размера и мощности,
- металлические и неметаллические предметы,
- доска, емкость с водой, картон, бумага, иголки, компас.
Сбор и систематизация информации.
Магниты.
Я пошел в библиотеку и в словаре русского языка я прочитал, что: магнит - кусок железной руды, обладающий свойством притягивать железные или стальные предметы. А из рассказа для детей «Магнит» Льва Толстого, я узнал, что впервые его обнаружил пастух по имени Магнис, это было за много веков до нашей эры. Более двух тысяч лет тому назад древние греки узнали о существовании магнетита – минерала, который в состоянии притягивать железо. Магнетит обязан своим именем древнему турецкому городу Магнесия (теперь это город Маниза), где этот минерал нашли.
Магнит – это объект, сделанный из определенного материала, который создает магнитное поле. Каждый магнит имеет, по крайней мере, один "северный" (N) и один "южный" (S) полюс. Если взять кусок магнита и разломить его на два кусочка, каждый кусочек опять будет иметь "северный" и "южный" полюс. Если вновь разломать получившийся кусочек на две части, каждая часть опять будет иметь"северный" и "южный" полюс. Неважно, как малы будут образовавшиеся кусочки магнитов – каждый кусочек всегда будет иметь "северный" и "южный" полюс. Невозможно добиться, чтобы образовался магнитный монополь ("моно" означает один, монополь – один полюс).
Магниты бывают естественными и искусственными. Естественные магниты вытачивают из кусков магнитного железняка. Искусственные магниты стали изготовлять в Англии методом натирания.
Вокруг каждого магнита могут быть обнаружены магнитные силы. Эти силы вызываются магнитным полем, окружающим магнит. Это магнитное поле оказывает воздействие на другие магниты, магнитные материалы или движущиеся заряженные частицы. Величина силы (или сила магнитного поля) меняется в зависимости от расстояния от магнита, но всегда максимальна на полюсах магнита.
Собственные данные.
Социологический опрос.
Вопрос 1. Какие ПОЛЕЗНЫЕ применения магнитов вы знаете?
Вопрос 2. Назови предметы, к которым притянется магнит.
Вопрос 3. Как вы думаете, под водой магнит будет притягивать предметы?
Практическая работа.
Опыты, подтверждающие свойства магнитов.
Опыт 1 .
Нужно: - предметы из дерева, металлов, пластмассы, стали, бумаги, ткани, стекла.
- поверхности из разных материалов: дверца холодильника, шкафа, стена, оконное стекло, батарея.
- магнит, подвешенный за нить.
Ход: нужно поднести магнит к различным предметам и поверхностям, наблюдая за его реакцией.
Результат:
- некоторые металлические предметы притягиваются к магниту, а некоторые не испытывают его притяжения, к некоторым поверхностям магнит притягивается сам, а к другим – нет
- дерево, стекло, бумага, ткань не реагируют на магнит.
- к железной поверхности больших размеров магнит притягивается сам, как более легкий.
Опыт 2.
Нужно: Предметы из разных металлов: железные, алюминиевые, медные, золотые, серебряные, магнит.
Ход: Нужно поднести магнит к каждому предмету.
Результат: магнит магнитится только к предметам, изготовленным из железа и стали или имеющим примеси железа. К золоту, серебру и алюминию он не магнитится.
Опыт 3. Действует ли магнит через другие материалы?
Нужно: Магнит, лист бумаги, лист картона, доска толщиной 1 см, стеклянный кувшин, скрепка.
Опыт 1.
Ход: Класть скрепку на горизонтально расположенные поверхности, снизу водить магнитом.
Результат: Скрепка будет следовать за движением магнита.
Опыт 2.
Ход: положить скрепку в кувшин без воды и снаружи вести снизу вверх магнитом по стенке кувшина.
Результат: Скрепка будет следовать за движением магнита.
Опыт 3.
Ход: нальем в кувшин воды.
Результат: Скрепка движется за магнитом до поверхности воды и выше – ее можно вытащить, не замочив рук.
Вывод: сила магнита действует через разные материалы, такие как стекло, бумага, дерево, вода.
Этот опыт навел меня на мысль, что можно сделать устройство для чистки стекол в аквариуме.
Нам нужно 2 магнита, на один из которых приклеена губка с теркой. Магнит с теркой помещаем на стекло со стороны воды, а вторым магнитом водим снаружи аквариума. Магнит с теркой движется за наружным магнитом и терка чистит стекло от налета. Так можно не пугая рыбок и не намочив рук вычистить аквариум.
Опыт 4. Почему иногда магниты отталкиваются?
Нужно: компас, 2 магнита, подвешенных на нитках, скотч синего и красного цвета.
Ход : Подвесим магнит, как показано на рисунке, и подождем, пока он не остановится. Сравним направление стрелки компаса и магнита. Кусочек красной ленты наклеим на полюс бруска, ориентированный как стрелка компаса, а синей ленты – на противоположный. Сделаем то же самое со вторым магнитом.
Приблизим друг к другу сначала одинаково окрашенные полюсы магнита, потом – разноокрашенные.
Результат:
- Полюсы одного цвета отталкиваются, разного - притягиваются.
Опыт 5. Можно ли намагнитить другие предметы?
Нужно: несколько игл, магнит, твердая поверхность
Ход: 40 раз потрем иглу по всей длине (только в одном направлении) о конец магнита
поднесем намагниченную иглу к другим иглам.
Результат: намагниченная игла притягивает все остальные.
- несколько раз уроним намагниченную иглу на твердую поверхность.
- Снова поднесем иглу к остальным.
- игла утратила свою магнитную силу из-за падения на твердую поверхность. При трении игла намагничивается, удары же действуют на нее противоположным образом. При намагничивании частицы - домены приобретают упорядоченный вид, а удары приводят их в беспорядочное состояние, при котором магнитные свойства утрачиваются.
Полученные результаты.
Таким образом, в ходе проведенных опытов выявлены следующие свойства магнитов:
- магниты воздействуют на предметы из железа, стали и некоторых других металлов; магнитная сила может проходить через предметы или вещества; магнит оказывает свое действие даже на расстоянии, в зависимости от своей мощности; разноименные полюсы магнитов притягиваются, одноименные отталкиваются; любой железный или стальной предмет может быть намагничен трением об один из полюсов магнита; магнит может утерять магнитную силу, если подвергается ударам; в магнитах северный и южный полюсы располагаются всегда на двух противоположных концах; временная передача магнитных свойств может происходить контактным способом;
ВЫВОДЫ:
Теперь я знаю, что магниты и магнитные явления изучают в разделе физики. Там много сложных формул и правил, которые я пока не понимаю. Но эта тема очень заинтересовала меня, и я хотел бы продолжить ее изучение в старших классах.
Я понял, что используя свойства магнитов, можно сортировать мусор (отделяя железный от остального), с помощью современных мощных магнитов можно извлекать железный мусор из водоемов, тем самым очищая их, потому что на территории города скапливается много отходов, большинство которых - это металлоизделия. Поэтому металлолом в Зеленограде является проблемой. Сбор металлолома в Зеленограде осуществляется в специально отведенных местах. Благодаря сбору металлолома, экологическая ситуация города улучшается.
Хоть лом металлов считают отходами, но именно он является потенциальным источником для изготовления новых металлических изделий, которые по качеству, ни сколько не уступают тем, что изготовлены из железной руды. По этой причине пункты приема металлолома в Зеленограде не только являются поставщиками огромных компаний, но и помогают государству сэкономить добычу железной руды, и тем самым спасают экологию всего города от негативных воздействий.
Список источников информации.
Интернет ресурсы:
https://dic. academic. ru/dic. nsf/enc_colier/5789/%D0%9C%D0%90%D0%93%D0%9D%D0%98%D0%A2%D0%AB
https://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82
magnetz. narod. ru›magz. html Магнетизм | Что такое магнит?
http://mschistota. ru/sovety/kak-pravilno-sortirovat-musor. html
Литература:
Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. . – М.: РОСМЭН, 2015. – 264 с. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика / Сост. ; Под общ. ред. . – М.: АСТ-ЛТД», 1998. – 480 с.