Проектная работа по физике "Магнитный театр" 8 класс

Комитет по делам образования города Челябинска

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ГИМНАЗИЯ №10 г. ЧЕЛЯБИНСКА»

Проектная работа

«Магнитный театр»

Тип проекта: творческий

Выполнила:

Ядрешникова

Анастасия Михайловна,

ученица 8-Б класса

Руководитель проекта:

Петрякова

Лариса Леонидовна

Челябинск, 2022 г.

Содержание

Ведение…………………………………………………………………………3

Основная часть…………………………………………………………………4

1.Теоретическая часть………………………………………………………….4

1.1 Магниты……………………………………………………………………..4

1.2 История открытия магнита…………………………………………………6

1.3 Как магниты устроены………………………………………………………9

1.4 Где используются магниты…………………………………………………11

2. Практическая часть………………………………………………………......13

2.1Сценарий……………………………………………………………………..14

Заключение………………………………………………………………………21

Список источников……………………………………………………………..22

Приложение……………………………………………………………………...23

Ведение

    Я выбрала эту тему, потому что: мне нравится предмет «физика», мне нравиться проводить эксперименты. Разглядывая учебник физики, я наткнулась на главу: «Электромагнитные явления», меня эта тема заинтересовала. У меня есть младший брат, который любит играть со мной в театр. Так соединились две темы: «Магнитный театр».

Цель: создать магнитный театр для младших классов

Для достижения поставленной цели я поставили перед собой следующие задачи:

1.узнать что такое магнит

2.узнать как работает магнит

3.найти магниты и материалы для создания театра

4.написать сценарий одной сказки

5.создать магнитный театр

            Продукт проекта: Магнитный театр

Основная часть

1.Теоретическая часть

1.1 Магниты

      Магнит — тело, обладающее собственным магнитным полем. Возможно, слово происходит от др.-греч. Μαγνῆτις λίθος (Magnētis líthos), «камень из Магнисии» — от названия региона Магнисия и древнего города Магнисия в Малой Азии, где в древности были открыты залежи магнетита.[2]

       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).[2]

    Постоянный магнит — изделие, изготовленное из ферромагнетика, способного сохранять остаточную намагниченность после выключения внешнего магнитного поля. В качестве материалов для постоянных магнитов обычно служат железо, никель, кобальт, некоторые сплавы редкоземельных металлов (как, например, в неодимовых магнитах), а также некоторые естественные минералы, такие как магнетиты. Постоянные магниты применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля. Свойства магнита определяются характеристиками размагничивающего участка петли магнитного гистерезиса материала магнита: чем выше остаточная индукция Br и коэрцитивная сила Hc, тем выше намагниченность и стабильность магнита. Характерные поля постоянных магнитов — до 1 Тл (10 кГс).[2]

    Электромагнит — устройство, магнитное поле которого создаётся только при протекании электрического тока. Как правило, это катушка-соленоид, со вставленным внутрь ферромагнитным (обычно железным) сердечником с большой магнитной проницаемостью. Характерные поля электромагнитов 1,5—2 Тл определяются так называемым насыщением железа, то есть резким спадом дифференциальной магнитной проницаемости при больших значениях магнитного поля.[2]

1.2 История открытия магнита

   Старинная легенда рассказывает о пастухе по имени Магнус (у Льва Толстого в рассказе для детей «Магнит» этого пастуха зовут Магнис). Он обнаружил однажды, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к чёрному камню. Этот камень стали называть «камнем Магнуса» или просто «магнитом», по названию местности, где добывали железную руду (холмы Магнезии в Малой Азии). Таким образом, за много веков до нашей эры было известно, что некоторые каменные породы обладают свойством притягивать куски железа. Об этом упоминал в 6 веке до нашей эры греческий физик и философ Фалес. Первое научное изучение свойств магнита было предпринято в 13 веке ученым Петром Перегрином. В 1269 году вышло его сочинение «Книга о магните», где он писал о многих фактах магнетизма: у магнита есть два полюса, которые ученый назвал северным и южным; невозможно отделить полюса друг от друга разламыванием. Перегрин писал и о двух видах взаимодействия полюсов — притяжении и отталкивании. К 12—13 векам нашей эры магнитные компасы уже использовались в навигации в Европе, в Китае и других странах мира.[4]

     Эрнест Борд (1877 – 1934) – Уильям Гильберт демонстрирует магнит королеве Елизавете I в 1598 году.[4]

     В 1600 году вышло сочинение английского врача Уильяма Гильберта «О магните». К известным уже фактам Гильберт прибавил важные наблюдения: усиление действия магнитных полюсов железной арматурой, потерю магнетизма при нагревании и другие. В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед на лекции попытался продемонстрировать своим студентам отсутствие связи между электричеством и магнетизмом, включив электрический ток вблизи магнитной стрелки. По словам одного из его слушателей, он был буквально «ошарашен», увидев, что магнитная стрелка после включения тока начала совершать колебания. [4]

    Большой заслугой Эрстеда является то, что он оценил значения своего наблюдения и повторил опыт. Соединив длинным проводом полюса гальванической батареи, Эрстед протянул провод горизонтально и параллельно свободно подвешенной магнитной стрелке. Как только был включён ток, стрелка немедленно отклонилась, стремясь встать перпендикулярно к направлению провода. [4]

   При изменении направления тока стрелка отклонилась в другую сторону. Вскоре Эрстед доказал, что магнит действует с некоторой силой на провод, по которому идёт ток.[4]

   Открытие взаимодействия между электрическим током и магнитом имело огромное значение. Оно стало началом новой эпохи в учении об электричестве и магнетизме. Это взаимодействие сыграло важную роль в развитии техники физического эксперимента.[4]

   Узнав об открытии Эрстеда, французский физик Доминик Франсуа Араго начал серию опытов. Он обмотал медной проволокой стеклянную трубку, в которую вставил железный стержень. Как только замкнули электрическую цепь, стержень сильно намагнитился и к его концу крепко прилипли железные ключи; когда выключили ток, ключи отпали. Араго рассматривал проводник, по которому идёт ток, как магнит. Правильное объяснение этого явления было дано после исследования французского физика Андре Ампера, который установил внутреннюю связь между электричеством и магнетизмом. В сентябре 1820 года он сообщил Французской Академии наук о полученных им результатах.[4]

   Затем Ампер в своем «станке» заменил раму свободно подвешенным спиральным проводником. Этот провод при пропускании по нему тока приобретал свойство магнита. Ампер назвал его соленоидом. Исходя из магнитных свойств соленоида, Ампер предложил рассматривать магнетизм как явление, обязанное круговым токам. Он считал, что магнит состоит из молекул, в которых имеются круговые токи. [4]

    Каждая молекула представляет собой маленький магнитик, располагаясь одноимёнными полюсами в одну и ту же сторону, эти маленькие магнитики и образуют магнит. Проводя вдоль стальной полосы магнитом (несколько раз в одну и ту же сторону), мы заставляем молекулы с круговыми токами ориентироваться в пространстве одинаково. Таким образом, стальная пластинка превратится в магнит. [4]

   Теперь стал понятен и опыт Араго со стеклянной трубкой, обмотанной медным проводом. Вдвинутый в неё железный стержень стал магнитом потому, что вокруг него шёл ток. В 1825 году английский инженер Уильям Стёрджен изготовил первый электромагнит, представляющий собой согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой из толстой медной проволоки. Для изолирования от обмотки стержень был покрыт лаком. При пропускании тока железный стержень приобретал свойства сильного магнита, но при прерывании тока он мгновенно их терял. [4]

1.3 Как магниты устроены

   Магнитное поле формируется вокруг движущихся элементарных частиц – электронов и ионов. Таким образом, самым простым и маленьким магнитом является электрон, представляющий собой неотъемлемый элемент атомов любых веществ. Именно от его магнитных моментов и зависят свойства того или иного материала. У большинства веществ внутренние векторы магнитного поля атомов, формируемые хаотичными орбитами электронов, нейтрализуют друг друга. Но если в кристаллической структуре твердого вещества направленность магнитных полей совпадает, то такой объект обладает однонаправленным магнитным полем. Ярким примером природного магнита является осколок железной руды, которые может притягивать небольшие железные предметы с близкого расстояния. Гигантским естественным магнитом является наша планета, которая имеет собственное магнитное поле.[5]

    Магнитный эффект известен человечеству с древнейших времен, но до изобретения электричества его природа оставалась для человечества загадкой. Зато после обнаружения связи между электричеством и магнетизмом появился электромагнит, а следом за ним и постоянный магнит. Ученые поняли, что для придания материалу магнитных свойств, необходимо перестроить его внутренние поля в одном направлении и сохранить их в этом положении. Впоследствии выяснилось, что для этого подходят далеко не все вещества, а только ферромагнетики – железо, кобальт, никель и многие редкоземельные элементы.[5]

   Чтобы понять, как устроен постоянный магнит, представьте себе тело в виде стержня, полосы или шайбы, которого прошло особую термическую обработку и было намагничено внешним магнитным полем до насыщения. Такая технология позволяет создать однонаправленное магнитное поле путем обеспечения необходимого положения молекул. Характеристики итогового изделия в первую очередь зависят от особенностей используемых сплавов.[5]

    В настоящий момент самыми сильными показателями сцепления обладают редкоземельные супер магниты на основе соединения неодима, железа и бора. Различные части постоянных магнитов по-разному притягивают металлические объекты. Максимальная сила сцепления характерна для полюсов. В средней части магнита напряжение практически отсутствует, из-за чего ее называют нейтральной зоной. Магниты в виде подковы или полосовые магниты всегда имеют два полюса и нейтральную зону между ними. При необходимости стальной объект можно намагнитить так, чтобы получить 4, 6, 8 и более полюсов (допустимо только четное количество) с нейтральными зонами между ними.[5]

1.4 Где используются магниты

   На промышленных предприятиях рабочие пользуются электродвигателями, сварочными аппаратами. В строительстве используется магнитный подъёмный кран, железо-отделительная лента. Встроенное в неё магнитное устройство помогает абсолютно отделить стружку и окалину от готовой продукции. Эти магнитные ленты также используются в пищевой промышленности.[3]

    Еще магнит применяется в ювелирных изделиях, а это браслеты, цепочки, всевозможные кулоны, кольца, серёжки, и даже заколки для волос. [3]

    Нужно понять, что без этого природного элемента наше существование станет намного сложнее. Во многих предметах и устройствах используются магниты – от детских игрушек до вполне серьезных вещей. Ведь не зря в электротехнике и физике есть специальный раздел – электричество и магнетизм. Эти две науки тесно связаны. Все предметы, где имеется этот элемент, сразу и не перечислишь.[3]

   В наше время всё больше появляются новых изобретений и во многих из них имеются магниты, особенно если это связано с электротехникой. Даже всемирно известный коллайдер работает исключительно при помощи электромагнитов.[3]

   Магнит также обширно используется в медицинских целях – например, для резонансного сканирования внутренних органов человека, а также и в хирургических целях. Он используется для всяческих магнитных поясов, массажных кресел и так далее. Целебные свойства магнита не придуманы – например, в Грузии на Черном море есть уникальный курорт Уреки, где песок не обычный – желтый, а черный – магнитный. Туда едут лечить многие заболевания, в особенности детские – ДЦП, нервные расстройства, и даже гипертонию.[3]

   Ещё магниты используются на перерабатывающих предприятиях. Например, старые автомобили сначала давят прессом, а потом грузят магнитным погрузчиком.[3]

   Также бывают так называемые неодимовые магниты. Они используются в различных сферах промышленности, где температура не выше 80°C. Эти магниты используют сейчас практически везде.[3]

   Магниты сейчас настолько тесно вошли в нашу жизнь, что без них наша жизнь станет очень сложной –примерно на уровне 18-19 веков. Если бы прямо сейчас все магниты исчезли, мы моментально лишились бы электричества – остались бы только такие его источники, как аккумуляторы и батарейки. Ведь в устройстве любого генератора тока важнейшая часть – именно магнит. И не думайте, что Ваш автомобиль заведется от аккумулятора – стартер ведь тоже представляет собой электрический двигатель, где самая важная часть – магнит. Да, можно жить и без магнитов, но жить при этом придется так, как жили наши предки лет 100 и более назад…[3]

2. Практическая часть

Создание Магнитного театра  План создания

  Для создания театра нам потребуется:

 1. Название, идея оформления. В этом году я посветила свой проект созданию магнитного театра. Мой младший брат любит играть со мной в театр, поэтому я решила создать театр.

2. Для создания театра мне необходимо придумать дизайн. Дизайн – деятельность по проектированию эстетических свойств промышленных изделий («художественное конструирование»).

3. Чтобы создать театр мне необходимо подготовить материалы: картон, магниты, железные шайбы, герои сказки, шпатели. пастель, ножници и клей.

4.  Сценарий для театра: «Гуси-лебеди»

   План создания магнитного театра:

1.     подготовить материалы

2.     узнать как сделать основу для театра

3.     найти сказку, к ней составить сценарий и сделать героев

4.     основу для театра украсить

5.     героев прикрепить на железные шайбы

2.1 Сценарий

 Сценарий к сказке: «гуси-лебеди»

Действующие лица:

Бабушка

Отец

Мать

Маша

Ванечка

Баба-Яга

Гуси-лебеди

Яблоня

Автор В некотором царстве, В некотором государстве Жили были мать с отцом В светлом домике с крыльцом. Двое деток с ними жили,

Их родители любили:

Доченька – Маша. Да сынок – Иванка. Уж любила Маша братца, Утром станет умываться, Сказку добрую ведет Или песенку поет.

Отец Мы на ярмарку пойдем, К вечеру нас ждите. Остаетесь вы вдвоем, Сильно не шалите!

Мать (Маше) За Ваней присмотри, Ты уже большая.

Отец За ворота не ходи. Слышишь, запрещаю!

Мать У купцов из дальних стран купим вам обновы. Маше – шелк на сарафан, Ване – пояс новый!

Отец Умницею, дочка, будь, Береги Ванюшу. Отправляемся мы в путь.

(Из избы выходит Ванечка и обнимает маму. Она гладит его по голове.)

Мать Ваня, Машу слушай!

(Мать с отцом идут к лесу и скрываются за деревьями. Ванечка садится у дома.)

Маша (зевая) Ох, и скучно у ворот мне сидеть без дела. Как бы к девкам в хоровод я пойти хотела! Отлучусь-ка на часок, мама не узнает.

(Маша выходит из избы и дает брату петушка на палочке.)

Подружки К нам Маша, выходи, на подружек погляди. заведем мы хоровод. Кто быстрее в круг пойдет?

(Маша сажает братца и бежит к девушкам – подружкам. Исполняется танец – хоровод.)

Маша Разошлись друзья, подружки побегу скорей к Ванюшке! (Убегает.)

Автор  А беда уже в пути, от беды – то не уйти!

     Гуси-лебеди летят, Ваню унести хотят.

Баба-Яга  А мальчишка – ничего, Закачу пирушку! Эй, вы где, хватай его И ко мне в избушку!

(Баба-Яга прячется, из-за деревьев выходят два гуся-лебедя и летят к Ванечке.)

Гуси-лебеди

(Гуси останавливаются недалеко от избы.)

Первый гусь-лебедь Здравствуй, Ванечка-дружок! Хочешь прокатиться? Выходи к нам на лужок, будем веселиться!

(Ванечка бросает петушка и подходит к гусям-лебедям. Они тут же хватают его и тащат в лес. Ванечка смеется.)

(Гуси-лебеди скрываются за деревьями. Вскоре оттуда же появляется Маша и идет к дому.)

(Маша поднимает перо гуся-лебедя.)

Маша (в ужасе) Ой беда-то! Ванечку украли! Что же делать мне теперь, что скажу я маме? Только вышла я за дверь, утащили Ваню!

Автор Маша Ваню не нашла. По дорожке побрела.

Маша Целый день я шла сюда – Сосны все, да ели. Печка, ты скажи, куда Гуси полетели?

Печка Печка, ух, стоит, из печи дым валит, а в печи, а в печи пироги горячи. Ух, поднялись! Ух, испеклись! Ух! Ух! Ух! Ух!

Маша Не хочу! Не ем таких! В нашем доме не всегда пышки едятся отвечай же прям сейчас – Где искать мне братца?

Печка Пирожок мой ржаной ты сперва попробуй.

Маша Дальше в лес я побегу. Кто-нибудь уважит – Где искать Бабу-Ягу, Просто так мне скажет!

(Маша скрывается за печкой. Печка исчезает. Вместо нее появляется яблоня.)

(Маша появляется из-за деревьев слева.)

Маша Вот напасть-то, вот беда! Комары заели! Яблоня, скажи куда Гуси полетели?

Яблоня Я скажу, но ты сперва яблочко попробуй!

Маша (возмущенно) В нашем доме иногда груши едятся. Отвечай же прям сейчас, где искать мне братца?

Яблоня Коль не съешь, я не скажу!

Маша Дальше в лес я побегу. Кто-нибудь уважит – Где искать Бабу-Ягу, Просто так мне скажет!

(Маша скрывается за яблоней. Яблоня исчезает.)

Баба-Яга Гуси-лебеди, ко мне! Первый гусь-лебедь подходит к Бабе-Яге. Первый гусь-лебедь услужить мы рады!

(Баба-Яга дает Ванечке печатный пряник. Слева из-за деревьев выглядывает Маша.)

Скушай, Ванечка-сынок, Пряничков печатных. Нагуляй скорей жирок, Будешь – ужин знатный!

(Баба-Яга скрывается за деревьями слева. Через некоторое время из-за деревьев выглядывает Маша.)

(Гуси-лебеди скрываются за деревьями. Ванечка оглядывается. Бросает пряник и начинает плакать.)

Ваня Машенька, Машенька! Ты меня найди! Машенька, Машенька! Ты меня спаси! Не хочу в лесу я жить, Не хочу Яге служить! Машенька!

(Выбегает Маша)

Маша Я спасу тебя, Ванюша. Только ты меня послушай: надо быстро нам бежать, Может нас Яга догнать!

(Маша с Ванечкой скрываются в лесу. Через некоторое время из него выходит Баба-Яга и идет к своей избушке.)

Баба-Яга Растоплю сейчас я печь, будет ужин знатный! Только сжарить иль испечь Ванюшку, не понятно!

(Баба-Яга оглядывается и обнаруживает пропажу.)

Баба-Яга (грозно) Гуси-лебеди, сюда!

(Перепуганные гуси-лебеди выглядывают из-за деревьев.)

Всем в погоню! Разыскать И вернуть обратно!

(Баба-Яга уходит в дом. Гуси-лебеди летят к лесу и скрываются за деревьями слева. Избушка Бабы-Яги исчезает.

( На месте появляется яблоня. Маша с Ванечкой снова выбегают из-за деревьев справа и бегут к яблоне.)

Маша Ты уж, яблонька, прости, что я нагрубила! От погони защити!

Яблоня Я давно простила. Спрячу вас, но ты моих яблочек откушай!

(Маша ест яблочко. Из-за деревьев появляются гуси-лебеди.)

Первый гусь-лебедь Вон они! Хватайте их!

(Маша с Ванечкой прячутся за яблоней. Гуси-лебеди подбегают и начинают оглядываться.)

Второй гусь-лебедь Только что же были здесь и куда девались?

Первый гусь-лебедь Видно, убежали в лес! Плохо мы подкрались!

(Гуси-лебеди исчезают за яблоней. Тут же из-за нее появляются Маша с Ванечкой.)

Маша (с поклоном) Свет мой яблонька, тебе до земли поклон мой!

(Маша с Ванечкой скрываются за яблоней. Яблоня исчезает. На ее месте появляется печка. Маша с Ванечкой снова выходят из-за деревьев справа и бегут к ней.)

Маша Печка милая, прости, что я нагрубила! От погони защити!

Печка Я давно простила. Спрячу, только пирожок мой ржаной откушай! (Маша берет пирожок и дает его Ванечке.)

Маша Кушай, Ванечка, дружок, и сестрицу слушай!

(Из-за деревьев появляются гуси-лебеди.)

)Маша с Ванечкой прячутся за печкой. Гуси-лебеди улетают)

Маша (с поклоном) Печка, вовек тебе Буду благодарна!

(Маша с Ванечкой скрываются за печкой. Из-за деревьев справа снова появляются гуси-лебеди.)

Второй гусь-лебедь (плача) Нас зажарят и съедят, а тебе все шутки!

Первый гусь-лебедь Нас в деревне приютят две знакомых утки!

(Гуси-лебеди идут к печке.)

Гуси-лебеди (хором) Не пойдут к Ягусе два веселых гуся! Один серый, другой белый два веселых гуся!

(Гуси-лебеди скрываются за печкой. Печка исчезает. На ее месте появляется дом Маши и Ванечки.)

(Из-за деревьев выбегает Маша с Ванечкой и бежит к крыльцу.)

Маша Ох, успели до темна! Мама не узнает. Точно уж теперь она нас не заругает!

(Из-за деревьев появляются отец и мать. Маша и Ванечка бросаются им на шею. Затем все уходят в дом. Из окна выглядывает отец. Из-за деревьев справа появляются гуси-лебеди и идут к дому.)

Гуси-лебеди (хором) Нас к себе возьмите жить. Нет у нас бабуси! Будут дом ваш сторожить два веселых гуся!

Отец Оставайтесь, так и быть! Чур, не баловаться! А не то Яге скормить вас придется, братцы!

(Из дома выходит Ванечка. Отец исчезает, в окно выглядывает Маша.)

Ванечка Гуси-гуси!

Гуси-лебеди (хором) Га-га-га!

Маша Есть хотите?

Гуси-лебеди (хором) Да-да-да!

Маша Ну, тогда во двор идите, Там найдется вам еда!

КОНЕЦ.[6]

Заключение

    Во время работы с проектом у меня было несколько проблем. Первой проблема придумать продукт проекта. Вторая проблема из чего создать театр. Третья проблема найти материал на которые будут крепиться герои. Четвертая проблема найти сильные магниты. Работая с проектом, я узнала много нового о магнитах, как они работают, как устроены и где их используют.

    Цель, которую я перед собой ставила, была выполнена, а также и задачи к ней. Я придумала, как еще можно использовать магнит в развлекательных целях.

Список источников

1. П27  Физика.8кл. : учебник / А. В. Перышкин. – 2-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2014.-237,

Савельев И. В. Курс общей физики. — М.: Наука, 1998. — Т. 3. — 336 с. — ISBN 9785020150003.

Постоянные магниты: Справочник под ред. Пятина Ю. М. — М.: Энергия, 1980. — 488 с.

          2. Магнит [Электронный ресурс] : Материал из Википедии — свободной энциклопедии : Версия 120196541, сохранённая в 04:54 UTC 21 февраля 2022 / Авторы Википедии // Википедия, свободная энциклопедия. — Электрон. дан. — Сан-Франциско: Фонд Викимедиа, 2022. — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/?curid=143806&oldid=120196541

            3. Где используют магниты [Электронный  ресурс]  -Режим доступа: topauthor.ru›dlya_chego_ispolzuyut...

            4.История появления магнита [Электронный ресурс] –  Режим доступа: topauthor.ru›dlya_chego_ispolz...

            5.Как устроен постоянный магнит [Электронный ресурс] – Режим доступа: mirmagnitov.ru›blog/issledovaniya/...  

             6.Сценарий сказки «Гуси-лебеди» [Электронный ресурс] – Режим доступа: maam.ru›detskijsad/scenarii-skazki...

Приложения

Приложение1

Приложение 2

Приложение 3

Скачано с www.znanio.ru