Тайны магнита (исследовательская работа)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Средняя общеобразовательная школа №1 города Новоалтайска Алтайского края»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  

 

Тайны магнита

 

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

 

 

 

 

Автор:

Городилов Павел,

ученик 2Б класса,

МБОУ «СОШ №1»

 

Научный руководитель:

Сорокина Ольга Анатольевна,

учитель начальных классов

МБОУ «СОШ №1»

 

 

 

Новоалтайск

2019

 

Содержание

                                                                                                     

1.                 Введение …………………………………………………………………3

1.1.            Актуальность исследования……………………………………………….….............3

1.2.            Цель исследования …………………………………………………………................3

1.3.            Задачи исследования ………………………………………………………….............3

1.4.            Объект исследования ……………………………………………………….…...........3

1.5.            Предмет исследования………………………………………………………...............3

1.6.            Гипотеза исследования………………………………………………….…….............3

1.7.            Методы исследования…………………………………………………….……...........3

1.8.            План исследования…………………………………………………………….............3

 

2.                 Основная часть ………………………………………………………....4

3.                 Практическая часть………………………………………………….....8

4.       Заключение. Выводы…………………………………………………..12

5.       Список литературы............................………………………..………...13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.   Введение

 

1.1  Актуальность

Мы привыкли к магниту. В наших квартирах десятки магнитов: в электробритвах, динамиках, магнитофонах, в часах, в банках с гвоздями. Земля, на которой мы живём, - гигантский магнит.

Я захотел узнать, что такое магнит и почему он притягивает одни предметы и не притягивает другие. Чтобы ответить на эти вопросы, я решил изучить природу данного явления.

 

1.2  Цель исследования: Узнать природу свойств магнита

 

1.3  Задачи:

1.        Выяснить, что такое магнит и магнитная сила.

2.        Изучить свойства магнита и способность воздействия на другие предметы.

3.        Узнать, каким образом люди используют магниты в жизни.

4.        Провести опыты с участием магнита.

5.        Сделать вывод по результатам работы.

 

1.4  Объект исследования: Магнит

 

1.5  Предмет исследования: Свойства магнита

 

1.6 Гипотеза: Предположим, что магнит притягивает не все предметы и обладает полем зоны действия магнетизма.

 

1.7 Методы исследования: изучение и анализ литературы, опрос, проведение опытов, обобщение

1.8  План исследования:

2. Основная часть

 

2.1 Что такое магнит? История открытия

Магнит – это кусок металла, способный притягивать другие металлические предметы.

Первые залежи магнетита были обнаружены больше двух тысяч лет назад на территории современной Греции, в области Магнисия. Так и получилось название «магнит»: сокращение от «камень из Магнисии». В разных странах магнит называли по-разному. Но все эти названия переводятся как «любящий железо».

 

Старинная легенда рассказывает о пастухе по имени Магнус. Он обнаружил однажды, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к чёрному камню. Этот камень стали называть «камнем Магнуса» или просто «магнитом». 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.

 

Магнитная сила – сила, с которой предметы притягиваются к магниту.

Пространство вокруг магнита, где действуют магнитные силы, называют магнитным полем. Нашу Землю окружает магнитное поле. Так было всегда, во всяком случае, с момента возникновения Земли. И все, что находится на Земле, в том числе люди, животные и растения, подвергаются воздействию невидимых силовых линий этого поля. Но, в то же время, в теле человека имеется свое магнитное поле, возникающее вследствие протекания крови по сосудам.

Магнетизм столь же необходим всему живому, как вода, воздух, пища или солнечный свет. Свое воздействие на земной магнетизм оказывает Солнце.

2.2 Виды магнитов

Есть три типа магнитов: постоянные, временные и электромагниты.

Постоянные – заряжаются раз и навсегда.

Временные – работают только в магнитном поле.

Электромагниты – только, когда есть ток.

Все постоянные магниты делятся на естественные и искусственные. Естественный (природный) – это магнетит (магнитный железняк). Самый крупный известный естественный магнит находится в Тартусском университете. Его масса 13 кг, а подъёмная сила 40 кг. 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. Искусственные магниты стали изготовлять в Англии XVIII веке методом натирания.

2.3 Использование магнитов в жизни людей

Магнит был хорошо известен древним людям и магнитные свойства уже тогда ими использовались. Магнитный камень применяли для ориентирования, это были первые компасы.

Магниты использовали древние строители. В китайских летописях есть описания магнитных ворот, через которые не мог пройти недоброжелатель с оружием, а также магнитных мостовых. Магнитную силу использовали в военных целях.

Использовали магниты и для развлечения. Тысячи лет назад бродячие фокусники Древней Греции странствовали по своей земле и давали удивительные представления. Они удерживали несколько тяжелых железных колец, которые висели, ничем не связанные между собой, одно под другим, не падая. Их секрет заключался в том, что кольца эти были сделаны из магнита.

Магниты окружают нас и дома, и в школе: с помощью магнитов мы крепим записки на холодильник дома, а в школе прикрепляют плакаты к доске; магнитные крепления есть на дверцах шкафов, сумках. Есть магнитные игры, например, магнитные пазлы, магнитный футбол.

Сейчас, благодаря своей способности притягивать предметы под водой магниты используются при строительстве и ремонте подводных сооружений.

Благодаря свойству магнитов воздействовать на расстоянии и через растворы, их используют в химических и медицинских лабораториях, где нужно перемешивать стерильные вещества в небольших количествах.

О магнитах люди узнали давно и стали использовать его свойства в своих целях. Раньше использовали только естественные магниты – кусочки магнетита, сейчас большинство магнитов – искусственные. А самые сильные их них – электромагниты, которые используют на предприятиях. Самые крупные электромагниты весят более 7000 тонн.

Использования магнитов внутри жилища:

• Наушники;
• Стереоколонки;
• Телефонная трубка;
• Электрозвонок;
• Держатель по периметру дверцы холодильника;
• Записывающие и воспроизводящие головки аудио- и видеоаппаратуры;
• Записывающие и воспроизводящие головки дисковода и жесткого диска компьютера;
• Магнитная полоска на банковской карте;
• Управляющие и размагничивающие магнитные системы в телевизоре;
• Вентиляторы;
• Трансформаторы;
• Магнитные замки.

Внутри двигателей:

• Двигатели для вращения CD/DVD дисков и для позиционирования головок;
• Лентопротягивающие двигатели для аудио- и видеоаппаратуры;
• Насос и таймер в посудомоечной и стиральной машинах;
• Компрессор в холодильнике;
• Электрическая зубная щетка;
• Двигатель для вибратора в сотовом телефоне.

В автомобиле:

• Двигатель стартера;
• Внутренний вентилятор двигателя;
• Блокираторы двери;
• Стеклоподъемники;
• Регулятор бокового зеркала;
• Насос для очищающей жидкости;
• Датчики скорости;
• Генератор переменного тока;
• Реле стартера.

Магниты часто используются в игрушках:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Практическая часть

 

3.1   Социологическое исследование: опрос учащихся начальной школы   

 

Проведённый мной опрос показал, что большинство людей в повседневной жизни пользовались магнитами, но не знают где они применяются. Многие даже не догадываются, что магниты имеют разнообразные свойства.

 И только 5 человек из 13 уверены, что магнит существует в природе. Поэтому это исследование весьма актуально для расширения знаний и применения свойств магнита на практике.

Результаты анкетирования:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2   Исследование свойств магнита

 

Опыт 1. Взаимодействие магнита и предметов

В таблице будем отмечать результат наблюдения воздействия магнита на предмет.

 

Из проведенного опыта мы можем сделать следующий вывод:

·    Магнитная сила действует на металлические предметы и сквозь стекло и сквозь воду.

·    На неметаллические предметы магнитная сила не действует. Предметы из меди,    алюминия, так же как стекло не реагируют на магнит.

·    Магнит может взаимодействовать с другим магнитом.

 

Эти свойства постоянного магнита мы используем повседневно в школе и дома. Мы прикрепляем записки к холодильнику, дверцы на шкафах закрываются на магнитные замки, в школе мы пользуемся «магнитной» доской, прикрепляя к ней наглядные материалы.

 

Опыт 2. Взаимодействие двух постоянных магнитов друг с другом.

Возьмём два магнита и приблизим их друг к другу. Проводя опыты, мы заметили, что два одинаковых магнита могут не только притягиваться, но и отталкиваться.

Мы приблизили друг к другу сначала одноимённые полюсы магнитов, а потом разноимённые.

 

Из проведенного опыта можем сделать вывод:

·    Разноимённые полюса магнитов притягиваются друг к другу.

·   Одноимённые полюса – отталкиваются.

·    Их взаимодействие происходит на расстоянии  и с определённой силой.

 

Опыт 3. Можно ли достать металлическую гайку из стакана с водой, не замочив пальцев?

Поднесём магнит ко дну стакана. Гайка притянулась к магниту, так как магнит имеет магнитное поле. Осторожно перемещая магнит вдоль стенки стакана, извлекаем гайку из стакана. Мы не замочили рук и извлекли гайку.

 

Вывод: Магниты обладают способностью притягивать предметы из железа или стали, никеля и некоторых других металлов.

 

Опыт 4. Можно ли увидеть магнитное поле невооружённым глазом?

Для эксперимента нам понадобится:

Ø  металлическая стружка

Ø  магнит

Ø  ровная поверхность (пенопласт).

 

Насыпаем металлическую стружку на поверхность и подносим магнит к обратной стороне поверхности, под горку стружки. Поднеся магнит, мы увидели, что стружка выстроилась вдоль линий магнитного поля и образовался «ёжик».

 

Вывод: Магнитные силы свободно проходят через пенопласт. Рисунок, который образует стружка - это рисунок линий магнитного поля магнитного бруска. Магнитное поле заставляет располагаться железные частички вдоль магнитных линий.

 

Опыт 5. Волшебная жидкость

Для эксперимента нам понадобится:

Ø  мощный неодимовый магнит

Ø  прозрачная ёмкость

Ø  спирт

Ø  тонер от лазерного принтера

 

В ёмкость насыпаем тонер, наливаем спирт до краёв, закрываем крышкой и встряхиваем. Подносим магнит и видим, что тонер притягивается к магниту, а спирт потихоньку очищается.

 

Вывод: Спирт пропускает сквозь себя магнитное поле. Поэтому тонер в спирту тоже притягивается к магниту, как и обычно без спирта.

 

Опыт 6. Как сделать лизун, который притягивается магнитом?

Для эксперимента нам необходимо:

Ø  Лизун

Ø  магнит

Ø  обычная металлическая стружка

 

Смешаем стружку с лизуном до однородной массы. Попробуем притянуть магнитом получившийся лизун, и о чудо, он притягивается! Вот так легко сделать интересную игрушку с применением магнита в домашних условиях.

 

Вывод: Лизун реагирует на магнит, так как в нём есть металлическая стружка.

 

 

Опыт 7. Электрический мотор

Для эксперимента нам понадобятся:

Ø  аккумулятор

Ø  изолента

Ø  две булавки

Ø  магнит

Ø  медная проволока

 

Соберём следующую конструкцию: закрепим к контактам аккумулятора две булавки изолентой, соединим их медной проволокой и поднесём к магниту. У нас получился электрический мотор. Медная проволока начала вертеться.

 

Вывод: Сделать маленький электромагнит легко и интересно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Заключение. Выводы

 

 

В ходе исследовательской работы я узнал, что:

Ø магнит притягивает не все предметы;

Ø разные магниты обладают разной силой притяжения;

Ø одноименные полюса магнитов отталкиваются, а разноимённые притягиваются;

Ø Земля – это большой магнит.

 

Моя гипотеза, что магнит притягивает не все предметы и обладает полем зоны действия магнетизма, подтвердилась.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Список литературы

 

Интернет-источники:

1. История открытия магнита: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82#%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%BE%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B8%D1%8F

2. Что такое магнит: https://www.13min.ru/nauka/chto-takoe-magnit/

3. Что такое магнитное поле: http://allforchildren.ru/why/whatis38.php

4. Для чего используют магниты: http://allforchildren.ru/why/why1-13.php

5. Опыты с магнитами: http://www.tavika.ru/2013/02/experiments-with-magnets.html