Как сделать игрушку по физике
Публикации сообщества
Мастерим научную игрушку: Дятел
Игрушечному дятлу посвящаются научные статьи и олимпиады по физике. Сделаем семейство дятлов (на резинке, на нити, на пружинке) с дошкольниками и старшеклассниками 🙂
Сначала сделаем бумажный аналог на резинке
Что нужно
Для основной игрушки:
— Демонстрационная игрушка- прототип. Интересно, что дятел применяется и в логопедии.
— Трубочка и резинка для механизма.
— Бумажные шаблоны дятла (и обезьян для варианта игрушки).
— Ножницы, клей, цветные карандаши.
Для дополнительных вариантов и опытов:
— Спичечный коробок, бельевая прищепка, нить, скрепки, деревянная шпажка, проволока, пластилин.
Как делать
— Сложить по пунктирной линии шаблон пополам и вырезать дятла, не разрезая лапки.
— Смазать заготовку клеем с изнанки, вклеить в сгиб кусочек узкой трубочки от сока или стержня шариковой ручки длиной 2 см, склеить половинки дятла.
— Разрезать резинку для банкнот, пропустить ее через трубочку, завязать узелки на ее концах. Растягивая резинку, заставить колеблющегося дятла спускаться и «клевать» резинку. Он может двигаться и вниз головой.
Объяснение
— Фигурка колеблется под действием силы тяжести, силы трения, силы упругости. Чередуются проскальзывание и застревание, движение и торможение. Если дятел плохо работает, нужно изменить натяжение резинки, вследствие чего изменится соотношение всех этих сил.
Варианты и опыты
Задание для ребенка: проведи четыре опыта, как на рисунке, и объясни результаты.
1. К плотной полоске бумаги размером примерно 15х2 см приклей кусочек пластиковой трубочки или скатай рулончиком край полоски, закрепив его скотчем. Продень резинку сквозь трубочку (рулончик). Подвесь на полоску бумажных обезьян или другие фигурки — они будут, покачиваясь, съезжать по лиане.
2. Прицепи две скрепки к спичечному коробку — как на рисунке. Продень нить сквозь получившиеся маленькие петли и натяни ее. Положи в коробок скрепку — теперь твоя новая игрушка будут спускаться и стучать, как настоящий дятел. На коробок можно наклеить изображение птицы.
3. Сделай такой же опыт с прищепкой и резинкой.
4. Возьми тонкую проволоку длиной примерно 10 см и намотай ее на шпажку. У тебя получится пружинка. Можешь также добыть готовую пружинку из шариковой ручки. Половину пружинки надень на шпажку, отогни вторую половину и прикрепи к ней фигурку дятла (можно утяжелить ее пластилином). Воткни шпажку в кусок пластилина. Дятел будет спускаться и «клевать» шпажку.
Почему игрушки так двигаются? Почему не соскальзывают быстро вниз? Что общего между всеми вариантами игрушки? Как изображаются колебания на рисунках, что тебе напоминают эти чёрточки?
Комментарии для педагога
Пропедевтика физики для младшей школы: на занятии обсуждаются научные понятия, имеющие в игрушке наглядные проявления: колебания, силы и т.п.
В средней школе игрушка и ее самодельные варианты могут иллюстрировать соответствующие темы занятий. Особое внимание уделяется соотношению диаметров опоры и сопрягаемой детали, а также материалов, из которых они изготовлены.
Олимпиадная физика и STEM для старшеклассников: на примере игрушки изучаются такие научно-технические понятия, как колебательная система, осциллятор, торможение, скольжение, вибрация, инерция, маятник, преобразование энергии, втулка, муфта, демпфер, перекос, биение. Соотношение всех компонентов осциллятора имеет настолько сложный характер, что устойчивая работа игрушки достигается эмпирическим путем, а полное описание осциллятора является сложной задачей современной физики.
Научные игрушки: что позволяет изучить и понять физику?
ТОП-30+ игрушек на тему физики
Научные игрушки помогают детям стать заинтересованными в науке, а заодно они — зрелищные и интересные. Они могут посеять семена для будущих научных открытий и даже заложить основы будущей карьеры в науке. Правильная игрушка может гипнотизировать ребёнка в течение нескольких часов, и постепенно благодаря интересу дети узнают, как она работает, выясняют нюансы и понимают законы природы. Это, безусловно, может дать фору в школе.
Наука на основе игрушки является отличным способом продемонстрировать детям основные научные принципы. Самые интересные и привлекательные научные игрушки обычно основаны на принципах в области физики. Физика обычно включает в себя физическое движение и/или физическое взаимодействие между объектами наблюдаемым способом. Следовательно, игрушки, основанные на физике, являются эффектным способом для визуального восприятия науки.
Игрушки, перечисленные ниже, позволяют детям всех возрастов узнать много нового о физике. Это действительно классные игрушки! Они также отлично подходят для демонстрации в классе. Каждая из них показывает специфический физический процесс, или процессы, в работе. На многие из них можно смотреть часами.
Итак, поехали!
Пластиковая птица, сбалансированная клювом (основная концепция: центр тяжести). Есть даже такой набор для творчества.
Очень лёгкий игрушечный самолёт из древесины. Бросайте и смотрите, как он летит (основная концепция: аэродинамика).
Многие из ориентированных на дизайн систем Guidecraft (подробнее) уходят корнями в геометрию и строят через игру осознание математических принципов, придавая форму важному глобальному повествованию раннего детского образования и воплощая сегодняшнее понимание навыков STEM у детей всех возрастов. Это игрушки, которые для ребёнка одновременно будут развлечением и мощным обучающим инструментом с многодисциплинарными преимуществами.
Объект, который возвращается к вам после броска (основная концепция: аэродинамика).
Башня, которую вы создаёте. Падающий мяч движется вниз, проходя через различные физические препятствия вашей конструкции (основные понятия: геометрия и механика).
Позволяют видеть цветовой спектр от различных источников света. Это может обновить ваш опыт наблюдения за фейерверками (основная концепция: оптика).
Пластиковая птица, которая погружается вперёд и назад под действием расширяющейся жидкости (основная концепция: термодинамика).
Свет, который генерируется согнутой рукой. Чем быстрее вы проводите, тем ярче он загорается (основные понятия: электричество и магнетизм).
Вращающийся диск, который набирает скорость тем быстрее, чем больше он падает (основная концепция: механика).
«Волшебная» палочка, которая левитирует предметы (основная концепция: статическое электричество).
Измеряет температуру помещения с помощью шариков, взвешенных в жидкости внутри трубки, которые движутся вверх или вниз в зависимости от температуры (основные понятия: плотность и плавучесть).
Шайбы могут вращаться непрерывно вокруг большого кольца этого гироскопа, вам надо просто поворачивать кольцо определённым образом (основные понятия: гироскопический эффект и трение).
Демонстрирует жидкость, которая кипит, используя только тепло вашей руки (основная концепция: кипение жидкостей).
Большая сфера, которая складывается в гораздо меньший компактный размер (основные понятия геометрии).
Это одна из старейших научных игрушек. Она создаёт красивое и завораживающее отображение объектов, созданных отражением света, с использованием нескольких зеркал (основная концепция: оптика).
Устройство, в котором волчок плавает над магнитом. Похоже на антигравитационную машину! (основные понятия: гироскопический эффект и магнетизм).
Создаёт образ, который выглядит вполне реальным, но реальным не является (основная концепция: оптика).
Луна в моей комнате
Этот ночник разработан так, чтобы выглядеть точно как Луна. Он загорается, показывая различные фазы Луны (основная идея: астрономия).
Эта кинетическая скульптура состоит из рамы и сталкивающихся металлических шаров, которые демонстрируют передачу импульса и энергии (основные понятия: импульс и энергия).
Трубка, содержащая медленно движущуюся жидкость, которая сочится завораживающим образом (основная концепция: вязкость жидкости).
Создаёт красочные нити электричества внутри стеклянной сферы, обычно продаётся как ночник, но это ещё и учебное пособие. Если поднести к поверхности шара палец, молнии сольются в один мощный поток. Укрощённая электрическая стихия, замкнутая в магическом шаре (основные понятия: электричество и магнетизм).
Часы, работающие на электроэнергии, вырабатываемой картофелем (основная концепция: электрохимия).
Разделяет белый свет на составляющие, похожие на радугу (основная концепция: преломление света).
Использует свет солнца для вращения лопастей (основная концепция: электромагнитное излучение).
Радуга в моей комнате
Ночник, который даёт радужный свет на стены комнаты. Выглядит очень круто (основная концепция: оптика).
Вы его вращаете, вращение замедляется, а затем объект вращается в другом направлении (основная концепция: механика).
Автомобиль на солёной воде
Вы помещаете каплю солёной воды в этот игрушечный автомобиль, и он работает, по-настоящему едет (основная концепция: топливные элементы).
Это одна из тех научных игрушек, о которых все слышали! Это гибкая пружина, которая может спускаться по лестнице, или даже немного. левитировать (основные понятия: волны).
Наполненный воздухом мешок нагревается на солнце, что заставляет го парить в воздухе (основные понятия: плавучесть).
Вращайте, и он будет крутиться и стоять, не падая, бросая вызов гравитации (основная концепция: гироскопический эффект).
Пузырь, заполненный воздухом; воздушное давление поднимает ракету вверх на быстром ходе (изучаем давление воздуха).
Прибор создаёт реалистичный звук грома, используя полую трубку, закрытую на одном конце, и гибкую пружину (основная концепция: звуковые волны).
Это механическая птица, которая использует заведённую резинку для питания своего полёта (основная концепция: аэродинамика).
Волчок с круглым основанием
Вращающаяся игрушка (волчок-перевёртыш), которая при вращении переворачивается вверх дном и продолжает вращаться на ножке (основная концепция: гироскопический эффект).
Создаёт вихрь внутри бутылки, используя воду. Выглядит как торнадо (основная концепция: вращение жидкостей).
Колесо, которое вращается на поворотном основании без падения под действием силы тяжести (основная концепция: гироскопический эффект).
Игрушки на воздушной подушке
Транспортное средство, которое может плавать и передвигаться на воздушной подушке (основная концепция: давление воздуха).
Увеличивает очень маленькие объекты, так что вы можете видеть их ясно (основная концепция: оптика).
Позволяет видеть удалённые объекты, которые обычно не видны (основная концепция: оптика).
Шар, который излучает красочные огни и издаёт жуткие инопланетные звуки, когда цепь закрыта с помощью вашего тела (основная концепция: электрические цепи).
Использует сжатый воздух и воду для запуска бутылки-ракеты вверх (основная концепция: третий закон Ньютона).
С помощью нескольких движений и реактивов заставим обычную воду светиться в темноте. В комплекте: гидроксид натрия, гексацианоферрат (III) калия, люминол, перекись водорода 3%, мерный стаканчик, ложка, пластиковая бутылка, пошаговая инструкция.
Как видите, множество игрушек позволяют вам познакомиться с физикой реального мира!
Когда игрушки — гораздо больше, чем просто игрушки.
спасибо, я наверно про половину не знала, не задумывалась что это физика
Итоговый проект по теме «Физика в игрушках»
Для дошкольников и учеников 1-11 классов
Рекордно низкий оргвзнос 25 Р.
ОТДЕЛ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ ИВАНОВСКОГО РАЙОНА
МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА С. ЧЕРЕМХОВО»
Индивидуальный итоговый проект
МОБУ СОШ с. Черемхово
учитель физики и математики
Маринина Светлана Геннадьевна
с. Черемхово, 2020 г.
В работе н а примере простых игрушек, показано, что физика и её законы лежат в основе всех действующих тел, придуманных человеком для того, чтобы его жизнь была более удобной и интересной.
В практической части показано изготовление несколько игрушек, с объяснением их принципа действия.
Сделанные игрушки можно использовать во внеклассной работе для демонстрации занимательных опытов, а так же на уроках физики.
Глава 1. Деление игрушек по группам ………………………………
1.2 Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести ………..…………………………………………………
1.3 Гироскопические игрушки …………………………………………
1.7 Игрушки на батарейках или электрические игрушки…………..
1.9 Игрушки, действие которых основано на законах оптики …….
Глава 2. Практический этап исследования
2.1 Анкетирование в школе ……………………………………………
2.2 Изготовление игрушки
2.2.2 Игрушки на магнитном взаимодействии……………………….
2.2.3 Игрушки, действие которых основано на состоянии устойчивого равновесия ……………………………………………..
2.2.5 Игрушка «Катушка-ползушка» …………………………………
Список используемых источников и литература………………….
С самого раннего детства начинается наше знакомство с физикой. Играя, мы не обращаем внимания на встречающиеся в устройстве и работе игрушек физические явления и законы. Внимательно посмотрев на игрушки, которые в большом количестве есть в каждом доме, в том числе и в моём, я нашел в них много материала, который требует объяснения с физической точки зрения.
Поэтому я решил отразить мир физики через детские игрушки.
Актуальность данного исследования: Я считаю свою работу актуальной, так как она повышает интерес к изучению физики и доступна людям разных возрастов, даже не обладающих большими знаниями в области технических наук. Каждый человек должен иметь представление о физических явлениях и законах, с которыми непосредственно сталкивается в повседневной жизни с самого раннего детства.
Цель работы: рассмотреть применение физических явлений и законов в практической деятельности человека на примере создания детских игрушек.
Вспомнить, какими игрушками сами играли в детстве.
Собрать игрушки, имеющиеся дома и у знакомых, постараться «увидеть» их физическую суть.
Классифицировать игрушки по принципу действия.
Показать игрушки не как забаву, а как физику.
Показать физику не как науку, а как забаву.
Исследовать, а знают ли ученики нашей школы (7,9-11 классы), какой физический принцип лежит в основе действия той или иной игрушки.
Изготовить игрушки, действие которых основано на законах физики.
Методы исследования: поисковый обобщение, исследование опытным путём, поиск информации в сети Интернет, анкетирование, анализ, наблюдение, проведение опроса, составление мониторинга.
Объект: детские игрушки.
Предмет исследования: физические явления и законы, используемые в устройстве и работе детских игрушек.
Гипотеза: если игрушка интересна своей подвижностью, музыкальностью детям, то она интересна взрослым своей физической составляющей. Кубик пластмассовый цветной. Какая тут физика? Ребенок кинул этот же кубик в сторону – закон сохранения энергии, или толкнул его по полу – кинетическая энергия, сила трения и т.д. Вся наша жизнь состоит из физических законов и любое наше перемещение можно объяснить с помощью физики.
Глава 1. Деление игрушек по группам
Почти все знакомые нам игрушки можно объединить в определённые группы на основе принципа их работы.
Игрушки, действие которых основано на существовании архимедовой силы и атмосферного давления или плавающие игрушки
Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести
Кукла-неваляшка, бабочка-балансир, кукла, с закрывающимися глазами, клоун на проволоке
Машины, зверюшки, железная дорога,
заводная лодочка с гребцом
Погремушки, свирель, пищащие игрушки, говорящие куклы
Электрическая железная дорога,
электрические автомобили, роботы, детский телефон
Игра “Рыболов”, магнитные шашки и шахматы, нарды
Игрушки, действие которых основано на законах оптики
Калейдоскоп, детские бинокли и подзорные трубы, детские фотоаппараты и камеры.
Если погрузить в воду мячик и отпустить, то мы увидим, как он тут же всплывет. То же самое происходит и с другими телами (пробкой, щепкой). Какая сила заставляет их всплывать?
Если вы не умеете плавать, вам на помощь придут надувные резиновые игрушки. Эти игрушки обладают большой подъемной силой, потому что действующая на них сила тяжести намного меньше выталкивающей силы.
Итак, законы плавания тел всегда учитываются при изготовлении игрушек, поэтому они и сами плавают на воде, и нам помогают плавать.
1.2. Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести
Равновесие тел. Если тело покоится, значит, оно находится в состоянии равновесия. Тогда геометрическая сумма сил, действующих на тело, равна нулю. Большинство тел покоится на опорах, в том числе и человек. Стоящий предмет (тело на опоре), не опрокидывается, если вертикаль, проведенная через центр тяжести, пересекает площадь опоры тела. Чем ниже располагается центр тяжести тела, тем оно устойчивее на опоре ( Приложение №1 рис.2).
Устойчивое равновесие. Если пытаться вывести тело из состояния устойчивого равновесия, то обязательно возникает сила, возвращающая его в исходное равновесное состояние. Например, шарик на дне чаши находится в единственном состоянии устойчивого равновесия. В этом положении линия, соединяющая точку опоры и центр тяжести тела, вертикальна ( Приложение №1 рис.3).
В русском фольклоре эту игрушку иногда называют «Ванька-встанька».
Стоящий предмет (тело на опоре), не опрокидывается, если вертикаль, проведенная через центр тяжести, пересекает площадь опоры тела.
У неваляшки внутреннее устройство таково, что создает смещенный вниз центр тяжести. Поэтому такое положение равновесия является устойчивым: центр тяжести корпуса неваляшки и точка её опоры лежат на вертикали, причем расстояние между центром тяжести и точкой опоры, всегда наименьшее.
Самая простая неваляшка представляет собой круглый полый корпус, внутри которого в нижней части закреплен груз. В результате получается объемная фигура со смещенным относительно геометрического центра центром тяжести.
Обычный полый шар обладает безразличным равновесием: как бы его не положили, он будет находиться в состоянии покоя, т.к. центр тяжести такого тела всегда равноудален от точки опоры.
А полый шар со смещенным центром тяжести будет стремиться занять положение, при котором центр тяжести будет наиболее приближен к точке опоры. Тогда такой шар окажется в единственном для него положении устойчивого равновесия.
Для малышей, которые ещё не научились аккуратно кушать есть даже чашка-неваляшка.
1.3. Гироскопические игрушки
Это юла или волчок – древнейшая народная игрушка. Такие волчки приводят в движение рукояткой, снабжённой ходовым винтом.
Попытки повалить быстро вращающийся волчок не удаются. Под действием толчка волчок лишь отскакивает в сторону и продолжает вращаться вокруг вертикальной оси.
В чем причина такой устойчивости вращения? Она тоже связана с одним из физических законов – законом сохранения момента количества движения. Попробуем установить волчок вертикально. Это нам не удаётся. Заставим волчок быстро вращаться, и он сразу становится устойчивым. Заметим, что волчок при этом описывает своей осью коническую поверхность. В этом и состоит секрет устойчивости волчка, а само это свойство сохранения устойчивости при вращении называют гироскопическим свойством.
1. 4 Инерционные игрушки
Про тело, которое при взаимодействии медленнее изменяет свою скорость, говорят, что оно более инертно и имеет большую массу. А про тело, которое при этом быстрее изменяет свою скорость, говорят, что оно менее инертно и имеет меньшую массу.
Когда мы заводим игрушку, поворачивая ключ, пружина внутри игрушки сжимается, увеличивается ее потенциальная энергия. Чем больше оборотов ключа мы сделаем, тем сильнее сожмем пружину, тем больший запас потенциальной энергии получит пружина. А теперь пора игрушку отпустить. Пружина внутри игрушки начинает раскручиваться, потенциальная энергия пружины превращается в кинетическую энергию игрушки. В основе работы этих игрушек лежит закон сохранения механической энергии.
Мы все живём в мире звуков. Где бы мы ни находились, нас сопровождают разные звуки. Совсем ещё маленький ребёнок, а уже гремит погремушкой. Это его первая игрушка, и она звуковая.
Звуки бывают разные: громкие и тихие, высокие и низкие. Чем чаще колеблется тело, тем выше звук.
Теперь посмотрите другую игрушку – «Кот в сапогах». Когда мы нажимаем на неё, воздух выходит из подушки, находящейся внутри игрушки, а когда мы её отпускаем – устремляется внутрь подушки, она постепенно распрямляется, воздух внутри неё колеблется, издавая звук.
«Говорящие» куклы умеют произносить «Мама». Причина этого – колебания воздуха внутри кожаной коробочки с отверстиями, которую помещают внутрь игрушки. При наклоне куклы грузик, находящийся в коробочке, падает, заставляя воздух в ней сжиматься и выходить в отверстия. Колебания воздуха сопровождаются звуком.
Причиной музыкальных звуков, издаваемых шарманкой, тоже является воздух внутри неё. Чтобы звук был громче, ящик шарманки делают большим и полым.
1.7 Игрушки на батарейках или электрические игрушки
Светящиеся игрушки изготавливаются как из пластика, так и из плюша. Модификаций светящихся игрушек чрезвычайно много – это и фонарики, и светящиеся браслеты, зверушки и транспорт, светильники, палочки и многое другое.
Какие же бывают мягкие музыкальные игрушки? Большинство таких игрушек, как правило, представляют собой мягкую игрушку, которая работает на батарейках, и способна при определенных действиях, либо издавать звуки, либо петь песенку, либо повторять произнесенные слова.
Второй вариант детских мягких музыкальных игрушек это так называемые «повторюшки», которые записывают сказанную фразу или музыкальный фрагмент и потом воспроизводят их.
Это магнитные шашки и шахматы, магнитные буквы и цифры, магнитный конструктор, магнитная рыбалка, магниты на холодильник, магнитная доска. В этих игрушках используется свойство магнитов притягивать к себе некоторые железосодержащие материалы.
Магни́т — тело, обладающее собственным магнитным полем. Простейшим и самым маленьким магнитом можно считать электрон. Магнитные свойства всех остальных магнитов обусловлены магнитными моментами электронов внутри них. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном— фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля).
Магни́т на холодильник — элемент декора, сувенир на магнитной основе, как правило, прикрепляемый к кухонной бытовой технике. Благодаря специальной конструкции, называемой магнитная сборка Халбаха, магнитное поле с лицевой стороны магнита практически отсутствует и удваивается с оборотной
Игрушки, действие которых основано на законах оптики
Одной из самых красочных игрушек является калейдоскоп. Он может не только доставлять удовольствие разнообразными узорами, но и оказывать большую помощь художникам в создании рисунков для тканей, обоев, керамики, в создании орнаментов для витрин, выставок.
Закон отражения света гласит: отраженный и падающий лучи лежат в плоскости, содержащей перпендикуляр к отражающей поверхности в точке падения, и угол падения равен углу отражения (рис.1)
Рис. 1. Закон отражения света (α = β)
Именно принцип отражения света от зеркальной поверхности лежит в основе работы калейдоскопа.
2.1 Анкетирование в школе.
Всё исследование проводилось в два этапа.
Результаты этого этапа работы мной изложены в главе 1.
Исследование проводилось среди обучающихся 7, 9-11 классов МОБУ СОШ с. Черемхово (опрошенных 33 человека) (приложение № 2), результаты анкетирования представлены в приложение №3.
Они показали, что большая часть опрошенных знают принципы работы детских игрушек. По результатам анкетирования оказалось, что большинство детей также интересовались устройством и принципами работы игрушек ещё в раннем детстве.
2.2 Изготовление игрушки
А вот перед вами корабль (приложение №4 фото 1). При каких условиях он будет плавать?
Если выталкивающая сила будет больше силы тяжести.
А вот ещё одна плавающая игрушка – это медуза (приложение №4 фото 2-8).
Для изготовления медузы я использовал следующее оборудование:
нитки, атласные ленты.
Из пластиковых бутылок получаются отличные медузы. Маленькие медузки получаются из бутылок из-под воды самого маленького объема. Для этого отрезаем часть бутылки ближе к дну (фото 3) и крутим края над свечой, пока они не загнутся внутрь (фото 4). Дальше отрезаем ленточки, нитки, тесемки нужного цвета и размера, завязываем один конец в узел и этот узел приклеиваем внутрь головы медузы (фото 5-6). Лучше всего это делать с помощью клея-пистолета Медуза готова (фото 7-8).
2.2.2 Игрушки на магнитном взаимодействии.
Для изготовления этих игрушек мы использовали следующее оборудование (приложение №4 фото 9) :
два пластиковых яйца;
четыре керамических магнита;
На картоне мы нарисовали фигурки детей и животных, обклеили скотчем и вырезали. Шарики от пинг-понга разрезали пополам. Заполнили полученные половинки пластилином, вдавили в него магниты.
Мы знаем, что у магнита имеется два полюса: северный и южный. При этом если приблизить магниты друг к другу одноименными полюсами, они будут отталкиваться, а если разноименными – притягиваться. На взаимодействии магнитных полюсов и основано действие нашей игрушки.
Сверху на половинках шариков мы укрепили фигурки, ориентируя их и учитывая полярность магнитов таким образом, чтобы собака поворачивалась к мальчику, а кошка к девочке (приложение №4 фото 10).
2.2.3 Игрушки, действие которых основано на состоянии устойчивого равновесия.
а) игрушка «Ванька-встанька».
Действие этой игрушки основано на состоянии устойчивого равновесия. У неваляшки внутреннее устройство таково, что создает смещенный вниз центр тяжести. Поэтому такое положение равновесия является устойчивым: центр тяжести корпуса неваляшки и точка ее опоры лежат на вертикали, причем расстояние между центром тяжести и точкой опоры, всегда наименьшее (рис. 4).
Для изготовления ванька-встаньки использовали оборудование:
пластиковое яйцо от киндер- сюрприза;
На концах яйца проткнули две небольших дырочки. После этого одну из дырочек заделали гипсом. Через отверстие набросали внутрь около 30 штук мелких свинцовых дробинок и стеариновую стружку от свечи. После этого мы подогрели яйцо на пламени свечи, дождавшись момента, пока стеарин полностью не расплавился. Потом поставили яйцо на широкий конец. Стеарин охладившись, застыл и слепил дробинки между собой, а так же приклеил их к оболочке яйца. После этого мы заделали второе отверстие гипсом и замаскировали все дефекты поверхности при помощи полосок бумаги, которыми обклеили оболочку яйца (приложение №4 фото 11). Разрисовав и покрыв лаком игрушку, придали ей красивый внешний вид (приложение №4 фото 12).
Ванька-встаньку невозможно уложить. Какое бы положение мы ему не придали, он всегда будет стремиться принять состояние устойчивого равновесия.
При изготовлении этой игрушки мы использовали следующее оборудование:
Вырезали из картона стрекозу таким образом, что ее крылья немного выступали вперед головы. На эти выступающие части крыльев на концах и снизу укрепили небольшие кусочки пластилина. Если прислонить нашу стрекозу головой к острию карандаша, то она повиснет в воздухе. Стрекоза находится в состоянии устойчивого равновесия, так как ее точка опоры находится выше основной тяжести (приложение №4 фото 13).
2.2.4 Игрушка «Волчок» (приложение №4 фото 14).
Для изготовления использовали оборудование:
2.2.5 Игрушка «Катушка-ползушка»
Для изготовления катушки использовали оборудование:
Взял катушку, на её торцах сделали сквозное отверстие. Сквозь отверстие при помощи крючка продели резинку. В петлю резинки, которая выглядывала с одного конца, заложили обломок спички длинной 15мм. К другому торцу катушки приложили шайбу из мыла. Шайбу предварительно вырезали из сухого обмылка. Диаметр шайбы около 15мм, а диаметр отверстия в ней – 3мм. На мыльную шайбу положили стальной гвоздь длинной 50мм и поверх этого гвоздя связали концы резинки надежным узлом. Чтобы привести катушку в движение необходимо, поворачивая гвоздь, завести катушку-ползушку до тех пор, пока не начнёт прокручиваться обломок спички с другой стороны. Если поставить катушку на стол, то резинка, раскручиваясь, повезёт катушку, а конец гвоздя будет скользить по столу (приложение №4 фото 15).
Работа игрушки основано на использовании силы трения и силы упругости. Когда мы закручиваем резинку, она натягивается и всё крепче прижимает обломок спички к щёчке катушки. Между обломком и щёчкой имеется трение. Если бы этого трения не было, то обломок спички вертелся бы совершенно свободно, и катушку-ползушку вообще не удалось бы завести даже на один оборот! Трение в этом месте полезно. Оно помогает работе сделанного нами механизма. А с другой щёчкой катушки дело обстоит совершенно наоборот. Здесь гвоздь должен вращаться как можно легче и свободнее. Для уменьшения трения мы подложили между щёчкой и гвоздём мыльную шайбу. Она уменьшает трение, служит как бы смазкой. При движении катушки возникает так же трение между «колёсами» игрушки и «дорогой», а так же между гвоздём и столом. В первом случае трение полезно, и для лучшего сцепления со столом можно было бы на «колёсах» сделать зазубрины. Во втором случае трение вредно, оно задерживает движение катушки. Чтобы его уменьшить, можно отшлифовать конец гвоздя мелкой шкуркой.
В своей работе н а примере простых игрушек, которые есть в любом доме, где только живут дети, я показал, что физика – это не только наука о природе, а ещё и то, что её законы лежат в основе всех действующих тел, придуманных человеком для того, чтобы его жизнь была более удобной и интересной.
В результате была выделена классификация игрушек. Я показал игрушки не как забаву, а как физику и физику не как науку, а как забаву. Исследовал, а знают ли ученики нашей школы, какой физический принцип лежит в основе действия той или иной игрушки.
Результаты анкетирования показали, что большая часть опрошенных знают принципы работы детских игрушек, и большинство также интересовались устройством и принципами работы игрушек ещё в раннем детстве.
Я изготовил лишь несколько игрушек, объяснив их принцип действия. Данную работу можно продолжить. Изучение принципа действия игрушек показало нам, что законы физики находят широкое применение. Сделанные игрушки можно использовать во внеклассной работе для демонстрации занимательных опытов, а так же на уроках физики.
Список используемых источников и литература:
1. Нестеров Н. В часы досуга. – Ленинград: Государственное издательство детской литературы Министерства просвещения РСФСР, 1961.
2. Ола Ф. и др. Занимательные опыты и эксперименты. – М.: Айрис-пресс, 2007.
3. Ральперштейн Л.Я. Занимательная физика. – М.: РОСМЕН, 2000.
4. Сикорук Л.Л. Физика для малышей.
5. Том Тит. Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения/пер. с франц. М., Издательский Дом Мещерякова, 2008.
7. Хилькевич С. С. Ю. «Физика вокруг нас», Библиотечка «Квант», выпуск 40, Москва, Наука, 1985.
2. http: project1september.ru/works/
5. class – fisika.narod.ru/von9.htm
Анкетирование «ФИЗИКА В ИГРУШКАХ»
1. Какая игрушка тебе в детстве нравилась больше всего?
А) неваляшка Б) погремушка В) дудочка
Г) резиновый шарик Д) свой ответ
2. Какой физический принцип действует в неваляшке?
А) движение по инерции Б) сила трения
В) сила тяжести Г) устойчивое равновесие
3. Какой физический принцип действует на резиновый мячик, ели его опустить в воду?
А) выталкивающая сила Б) сила Архимеда
В) равновесие Г) давление
4. Если ты в детстве разбирал игрушку, то ты это делал для того, чтобы:
А) изучить её внутреннее строение
Б) понять принцип её работы
В) родители пожалели и купили новую игрушку
Г) она тебе не нравилась
5. Можешь ли ты сам сделать игрушку? Да нет
6. Если можешь, то какую?
7. Нужны ли тебе для этого знания законов физики? да нет
По итогам опроса получил следующие результаты:
1. Какая игрушка тебе в детстве нравилась больше всего?
2. Какой физический принцип действует в неваляшке?
В) сила тяжести-4 Г) устойчивое равновесие-28
3. Какой физический принцип действует на резиновый мячик, ели его опустить в воду?
Приложение №3 продолжение
4. Если ты в детстве разбирал игрушку, то ты это делал для того, чтобы:
А) изучить её внутреннее строение-18
В) родители пожалели и купили новую игрушку-4
5. Можешь ли ты сам сделать игрушку?
6. Если можешь, то какую?
7. Нужны ли тебе для этого знания законов физики?