10 września wzięliśmy udział w IX Powiatowym Pikniku Naukowym. Agata, Anastasiia, Magda, Maja, Marysia, Dominika, Zuza, Martyna i Bartek demonstrowali doświadczenia z mechaniki, elektryczności i optyki.
Piłki
Doświadczenie ze spadającymi piłkami nie po raz pierwszy pojawia się na pikniku. Trzy piłki ustawione jedna nad drugą puszczamy swobodnie. Jeżeli najcięższa (koszykowa) jest najniżej, a najlżejsza (tenisowa) najwyżej, ta ostatnia unosi się na niespodziewanie dużą wysokość. Gdy płka koszykowa jest ok. 0,5 m nad podłożem, to tenisowa skacze ponad 4 m.
Piłka tenisowa wznosi się tak wysoko kosztem energii piłek cięższych. Ale dlaczego tak jest? Przecież energia mogłaby się rozdzielić inaczej.
Tłumaczy to zasada zachowania pędu, którą poznaje się w szkole średniej. To jak wyjaśnić zagadkę w inny sposób? Korzystając z zasad dynamiki. Piłka tenisowa i siatkowa działają na siebie siłami o tej samej wartości. Tenisowa ma małą masę, więc doznaje dużego przyspieszenia i uzyskuje dużą prędkość. Piłka siatkowa jest popchnięta przez koszykową w górę, ale przez tenisową w dół, do tego ma większy ciężar niż tenisowa. Dlatego siła wypadkowa nie jest duża, a masa piłki większa od tenisowej.
Zatem przyspieszenie piłki siatkowej jest znacznie mniejsze i jej prędkość wyrzutu także. Podobnie można przeanalizować odbicie piłki koszykowej.
Zobacz na filmie
W startowaniu piłek wyspecjalizowała się Agata, a wspierały ją Dominika, Maja i Zuza.
Ruch obrotowy
Martyna, Marysia i Anastasiia obsługiwały wirownicę, demonstrując ciekawe efekty w ruchu obrotowym.
Nieruchoma okrągła płytka wisi na druciku w płaszczyźnie pionowej. Gdy się szybko obraca wokół pionowej osi, siły bezwładności ustawiają ją w płaszczyźnie poziomej.
Zobacz na filmie
Woda w wirującym walcowym naczyniu dzięki siłom przylegania między cząsteczkami szkła a cząsteczkami wody oraz siłom spójności między cząsteczkami wody jest wprawiana w ruch obrotowy. Siły bezwładności powodują, że woda wspina się na ścianki naczynia.
Gdyby ścianki miały otwory, woda wylewałaby się na zewnątrz. Swobodna powierzchnia wody nie jest płaska, ale przyjmuje kształt paraboloidy.
Nie wszyscy skojarzyli to zachowanie się wody z odwirowywaniem prania.
Zobacz na filmie .
Obwody elektryczne
Magda i Zuza prowadziły ćwiczenia w montowaniu obwodów elektrycznych. Uczestnicy zajęć zaczynali od najprostszego i stopniowo go rozbudowywali.
Po zbadaniu połączenia szeregowego i równoległego odbiorników elektrycznych należało wybrać właściwe do domowej instalacji elektrycznej.
Docelowo uczestnicy montowali obwód demonstrujący działanie domowej instalacji elektrycznej.
Soczewki
Bartek prowadził ćwiczenia z soczewkami. Uczestnicy uczyli się rozpoznawać rodzaj soczewki patrząc przez każdą soczewkę na dalszy obiekt. Ta, przez którą widzą obraz odwrócony, jest skupiająca, a ta, przez którą widzą obraz prosty, jest rozpraszająca.
Kolejnym zadaniem było badanie obrazów uzyskanych za pomocą soczewek. Należało ustawić soczewkę skupiającą i ekran tak, żeby na ekranie otrzymać wyraźny obraz okna namiotu. Obraz widoczny na ekranie jest rzeczywisty. Podobna próba z soczewką rozpraszającą nie udaje się. Tworzy ona obrazy pozorne, które można widzieć tylko patrząc przez soczewkę.
W czasie ćwiczeń z pojedynczymi soczewkami należało odkryć przypadek lupy, kiedy soczewka skupiająca tworzy powiększony obraz pozorny.
Kolejne zadanie polegało na badaniu układów dwóch soczewek. W przypadku soczewek skupiających, trzymanych w rękach w odpowiedniej kolejności i odpowiednich odległościach od siebie, można otrzymać lunetę. Soczewka rozpraszająca jako okular z soczewką skupiającą jako obiektyw, również tworzą lunetę. Z soczewek skupiających można skonstruować mikroskop. To zadanie jest najtrudniejsze, dlatego zestaw soczewek na statywie, będący modelem mikroskopu, był już przygotowany.