Муниципальное казенное образовательное учреждение « Сафакулевская средняя общеобразовательная школа» Исследовательская работа « Магнит и его сила» Выполнил Шалгин Николай учащийся 3а класса руководитель: Рахимова. Эльмира Фаатовна учитель начальных классов с Сафакулево, 2023г. ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Введение 2. Теоретическая часть 1.1 Магнит и его свойства 1.2 Магнетизм Земли 1.3 Применение магнитов в жизни человека 2. Практическая часть 2.1 Исследование магнита 2.2 Магнитный театр Заключение Список использованной литературы Введение Природа полна тайн и загадок. И необыкновенная способность магнитов притягивать к себе предметы вызывала у меня удивление с раннего детства. Актуальность: Магнит- это интересный немного загадочный предмет, о нём мало кто знает подробно, а ведь он широко используется в человеческой жизни. В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с магнитами. Магниты встроены в разные игрушки. С помощью магнитов можно прикрепить записки к дверце холодильника. Учитель крепит магнитами учебный материал к доске. 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 и выдвинул гипотезу: если мы будем знать свойства магнита, то его область применения расширится. Цель исследования: исследование свойств магнита и возможностей использования его в быту. Задачи: 1. Выяснить, что такое магнит и магнитная сила. 2. Изучить свойства магнита и способность воздействия на другие предметы. 3. Выяснить, каким образом люди используют магниты в жизни. 4. Провести опыты с участием магнита. 5. Сделать вывод по результатам работы. Объект изучения – магнит. Предмет изучения – свойства магнитов. Методы исследования: наблюдение, опыты, измерение, изучение литературы, сравнение. 2. Теоретическая часть. 1.1 Магнит и его свойства. Что такое магнит? Магнит – это тело, способное притягивать железо, сталь, никель и некоторые другие металлы. Более двух тысяч лет тому назад древние греки узнали о существовании магнетита – минерала, который в состоянии притягивать железо. Черного цвета минерал с ярким металлическим блеском, обладающий сильными магнитными свойствами, – это магнетит. 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», 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. Магниты бывают естественные (природные) из железной руды магнитного железняка и искусственные, полученные намагничиванием железа при внесении его в магнитное поле. Природные (или естественные) магниты - это куски магнитного железняка. Естественные магниты, выточенные из кусков магнитного железняка, иногда достигали больших размеров. По сей день в Тартусском университете находится самый крупный известный естественный магнит. Его масса 13 кг, а подъемная сила 40 кг (в арматуре). Магнетит обязан своим именем древнему турецкому городу Магнесия (теперь это город Маниза), где этот минерал нашли. Искусственные магниты - это магниты созданные человеком на основе различных ферромагнетиков. Так называемые «порошковые» магниты (из железа, кобальта и некоторых других добавок) могут удержать груз более чем 5000 раз превышающий их собственную массу. Искусственные магниты стали изготовлять в Англии XVIII веке методом натирания. 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. 1.2.Магнетизм Земли. Магнетизм — это вид силы, которая объясняется особым расположением атомов в металле. У магнита есть два полюса, которые ученые назвали северным и южным; невозможно отделить полюса друг от друга разламыванием. Наиболее сильно магнитное поле постоянного магнита у его полюсов. Если поднести друг к другу полюса двух разных магнитов, то в одном случае они будут притягиваться, а в другом - отталкиваться. Северный и южный полюса всегда притягиваются друг к другу. Это называется магнитным притяжением. Два одинаковых полюса всегда отталкиваются. Это называется магнитным отталкиванием. В чем причины намагничивания железа? Зона действия магнита называется магнитным полем. Магниты – это тела, обладающие способностью притягивать железные и стальные предметы и отталкивать некоторые другие благодаря действию своего магнитного поля. Силовые линии магнитного поля проходят с южного полюса магнита, а выходят с северного полюса. Как возникает магнитное поле? Согласно гипотезе французского ученого Ампера внутри вещества существуют элементарные электрические токи ( токи Ампера ), которые образуются вследствие движения электронов вокруг ядер атомов и вокруг собственной оси. При движении электронов возникает элементарные магнитные поля. При внесении куска железа во внешнее магнитное поле все элементарные магнитные поля в этом железе ориентируются одинаково во внешнем магнитном поле, образуя собственное магнитное поле. Так кусок железа становится магнитом. Искусственные магниты Чтобы намагнитить вещество, его надо поместить в магнитное поле. Раньше все магниты изготовляли только из металла и металлических сплавов, но с развитием технологий стали появляться керамические, неодимовые и другие магниты. Состав магнита напрямую определяет мощность магнитного поля, которое он создает. 1.3 Применение магнитов в жизни людей О магнитах люди узнали давно и стали использовать его свойства в своих целях. Во всех отраслях жизни магнит – постоянный спутник. Первым прибором, основанным на явлении магнетизма, стал компас. Компас - это устройство для ориентирования на местности. При помощи компаса можно определить, где находятся стороны света: север, юг, запад, восток. Он был изобретен в Китае, приблизительно между IV и VI веками. Устроен компас довольно просто: внутри у него есть магнитная стрелка, которая вращается вертикально и по кругу, она всегда указывает на север. А определив по стрелке, где север, можно определить и где находятся остальные части света. Люди изобрели электромашинные генераторы и электродвигатели, которые преобразуют либо механическую энергию в электрическую (генераторы), либо электрическую в механическую (двигатели). Действие генераторов основано на принципе электромагнитной индукции. Благодаря свойству магнитов воздействовать на расстоянии и через растворы, их используют в химических и медицинских лабораториях, где нужно перемешивать стерильные вещества в небольших количествах. Магниты используют под водой. Благодаря своей способности притягивать предметы под водой магниты используются при строительстве и ремонте подводных сооружений. С их помощью очень удобно закреплять и прокладывать кабель или держать под рукой инструмент. Сегодня мы страдаем от дефицита магнитного поля не меньше, чем от нехватки витаминов и минералов. Поэтому миллионы людей во всем мире используют положительное действие магнитотерапии. Магниты оказывают мягкое обезболивающее действие, улучшают настроение, лечат заболевания костей, уменьшают возбудимость нервной системы и снимают стресс. Лечебные магниты используются в виде пластырей, браслетов, обручей клипсов. 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: Магнитный Магнитная доска Магнитные Магнитные (дорожные) шахматы конструктор для рисования буквы и цифры Практическая часть 2.1 Исследование магнита Так от чего же зависит сила магнита? Чтобы это узнать я проделал следующий опыт: Я взял три магнита разной формы (подкова, круг, брусок) и разного размера. Металлические предметы (гвоздики, монеты, скрепки) разложила в пластиковые тарелки, разделив по группам. Далее подносил по очереди магниты к разным тарелкам и считал, сколько однотипных предметов сможет поднять каждый магнит. Результаты опыта представлены в таблице: Тип магнита Круглый магнит Подкова Брусок Гвозди Монеты Скрепки Всего поднято предметов 4шт. 5шт. 6шт. 15 7шт. 4шт. 9шт. 20 3шт. 4шт. 5шт. 11 В результате было установлено, что один магнит поднимает больше предметов, чем другие. Вывод: форма и размер магнита влияет на его силу. Подковообразные магниты сильнее прямоугольных, те, в свою очередь, сильнее, чем круглые. Среди магнитов, имеющих одну форму, сильнее будет магнит большего размера. Всё ли притягивают магниты? Проведем опыт Требуется: предметы из дерева, металлов, пластмасс, стали, бумаги; магнит. Ход опыта: разделим все предметы на две группы: металлические и не металлические; поднесем магнит по очереди к предметам первой и второй группы. Результат: некоторые металлические предметы притягиваются к магниту, а некоторые не испытывают его притяжения. Вывод: магниты обладают способностью притягивать предметы из железа или стали, никеля и некоторых других металлов. Дерево, пластмасса, бумага, ткань не реагируют на магнит. Может ли магнитная сила проходить через предметы? Чтобы это проверить, я провёл опыт 1. В стакан с водой бросил шуруп. 2. Прислонил магнит к стенке стакана на уровне шурупа. И после того, как он приблизился к стенке стакана, медленно двигал магнит по стенке вверх. Шуруп перемещался вместе с магнитом и поднялся вверх вместе с магнитом. Это происходит потому, что магнитная сила действует и сквозь стекло и сквозь воду. Вывод: магнитная сила может проходить через предметы и вещества. Зависит ли сила притяжения от расстояния между телами? Проведем опыт Требуется: три магнита разных размеров; несколько металлических предметов; линейка. Ход опыта: разложим на столе магниты в ряд на расстоянии 10 см друг от друга; положим на стол линейку и вплотную к ней разложим монеты, но на расстоянии от магнитов, потихоньку подталкиваем линейку с монетами в сторону магнитов. Результат: одни монеты притягиваются к магниту сразу же, другие – только тогда, когда приблизятся к магнитам на близкое расстояние. Вывод: магниты притягивают даже на расстоянии. Чем больше магнит, тем больше сила притяжения и тем больше расстояние, на котором магнит оказывает свое воздействие. Магниты обладают свойством притягивать металлические предметы. Магнитная сила может действовать через различные предметы и на значительном расстоянии. Не все магниты одинаковы, разные магниты имеют разную силу, эта сила зависит от формы и размера магнита. Магниты могут не только притягиваться, но и отталкиваться, что видно из следующего эксперимента. Возьмем игрушечный автомобиль, приклеим к нему скотчем прямоугольный магнит. Другой магнит будем подносить к нему разными полюсами. Когда мы будем сближать одноименные полюса магнита, автомобиль будет ехать вперед; когда разноименные – назад. Это происходит потому, что полюсы каждого магнита имеют противоположные знаки (положительный и отрицательный). Полюсы противоположных знаков притягиваются; одинаковых – отталкиваются. Вывод: одноименные полюсы магнита отталкиваются, а разноименные полюсы притягиваются. Их взаимодействие происходит на расстоянии и с определенной силой. 2.3 Магнитный театр Из исследовательской части я узнал, что с помощью двух магнитов можно передвигать предметы. Магнитный театр мы сконструировали из картона, маленьких кусочков магнита, цветного картона и фигурок персонажей из картона. 1. Сконструировали сцену из картона. В левой и правой частях импровизированной сцены находятся вырезы для того, чтобы магнитом приводить в движение сказочных героев. 2. Нарисовали и вырезали из картона придуманные нами декорации к сказке. Вылепили из пластилина героев. 3. Маленькие кусочки магнита приклеили на героев. Герои сказки размещаются на сцену магнитного театра. 4. Другим магнитом приводим в движение героев сказки. Играть в магнитный театр очень полезно для развития ребенка. Благодаря таким играм совершенствуется и развивается речь. Магнитные игры развивают: мелкую моторику пальцев рук, память, логику, воображение, пространственную ориентацию, внимание к деталям, приучают к порядку. Они помогают развитию фантазии и воображения детей. В ходе нашего исследования мы узнали много интересного о магните. Магнит и человек тесно взаимосвязаны, поэтому его нужно изучать и применять свои знания на практике. Заключение В ходе выполнения этой работы я узнал: 1) Форма и размер магнита влияет на его силу. 2) Магниты обладают способностью притягивать предметы из железа или стали, никеля и некоторых других металлов. 3) Магнитная сила может проходить через предметы или вещества. 4) Магниты могут не только притягиваться, но и отталкиваться. 5) Земля ведет себя как большой магнит. 6)Свойства магнитов люди использовали с древних времен, но особенно широко эти свойства используются в наши дни. Таким образом, значение магнитов в нашей жизни велико. Однако эта роль не столь бросается в глаза, и зачастую, связывается исключительно с сувенирными магнитами на дверце холодильника. В наших квартирах десятки магнитов: в электробритвах, динамиках, магнитофонах, в часах, в банках с гвоздями, наконец. Основное применение магнит находит в электротехнике, радиотехнике, приборостроении, автоматике и телемеханике, автомобилестроении. Без него невозможно никакое исследование, никакая наука, никакая промышленность, никакая цивилизованная жизнь. Если вспомнить еще и о том, что не обладай Земля магнитным полем, она была бы сейчас испепеленной космическим излучением планетой, как Марс, то можно почувствовать к магнитам нечто вроде благодарности и уважения. В заключение хочу сказать, что я выбрал данную тему для исследовательской работы из-за её актуальности и доказал это. Цели своей я достиг, задачи выполнены. Магнит поворачивает стрелки компаса и может намагнитить предмет. Может притягивать предметы из железа, стали и других металлов. Нет области прикладной деятельности человека, где бы ни применялись магниты. Вряд ли когда-нибудь найдется человек, который возьмет на себя смелость утверждать: «Я постиг загадку магнита!» Однако ученые, познавшие удивительно небольшую часть тайны, смогли создать устройства, способные соперничать с самыми сильными магнитами, созданными природой. Список используемых источников 1. Пасынков В.В., Сорокин В.С. «Практическое использование магнитов», М.: Высшая школа, 1986 г. 2. Пер.Мотылевой Э. И. «Большая книга экспериментов для школьников М.:ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2008 г. 3. Холодов Ю.А. «Человек в магнитной паутине», Москва, 1972 г. 4. Материалы сайта «Применение магнитов» http://www.refu.ru 5. Материалы сайта «Магниты» http://znayka-az.narod.ru 6. Материалы сайта «Физика в школе» http://friksref.110mb.com 7.Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006. – 260 с. 8.Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей. Том 7 – Москва, 1994. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика / Сост. А.А. Леонович; Под общ. ред. О.Г. Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ-ЛТД», 1998. – 480 с. АННОТАЦИЯ на научный проект Сарыковой Зарины на тему Магнит и его тайны. Научный проект направлен на изучение свойств и применение магнита в жизни. В теоретическом разделе раскрыты аспекты о нахождении магнита; его свойствах; как связан магнит с нашей планетой. В практической части выявлены особенности силы магнита, применение магнита в нашем современном электронно-техническом мире, а так же приведен практический эксперимент о создании своего электромагнита и магнитного театра. ОТЗЫВ на научный проект Магнит и его тайны по секции «физика» Научный проект состоит из введения, 2-х глав, заключения и списка используемой литературы. Во введении автор раскрывает актуальность проблемы, цель, задачи и методы её достижения, научную новизну и практическую значимость работы. В первой главе происходит знакомство с магнитом, его свойствами. Во второй главе рассматривается магнетизм Земли, его фантастические явления, применение магнита в жизни человека. Особенно представляют интерес работы сделанные своими руками (электромагнит, магнитный театр). Результаты исследования пополнили знания детей о магните и его свойствах.
