Домашний кружок: Центробежная сила и ее последствия

Сергей Пархоменко – психолог-консультант, бизнес-тренер и отец мальчика Никиты. «Хочешь, чтобы что-то было сделано хорошо, сделай это сам!» — решил он и организовал для своего сына-дошкольника и нескольких его друзей небольшой домашний кружок. Математика, логика, физика, а заодно и развитие речи, моторики, немного рисования… Описания своих занятии и свой взгляд, каким должно быть обучение детей, он публикует в Живом журнале. Мы предлагаем отдельные фрагменты дневника «Домашнего кружка им. Пархоменко».

 

Все дети катаются на каруселях – обычных таких каруселях, которые стоят во дворах и которые надо самим разгонять. А значит, все дети видят центробежную силу в действии. Но не всегда задаются вопросами, как и почему? Нужно показать такие опыты, в результате которых кроме «вау» возникнет желание разобраться.

 

Что такое центробежная сила, или два необычных способа использовать шуруповёрт

 

Итак, если объяснить детям, что такое инерция, то дальше уже все просто: центробежная сила – прямое ее следствие. Остается только научиться замечать ситуации, где она возникает. Вот с этим, правда, уже сложнее…

 

Достаем шуруповёрт.

 

Способ первый: Центробежная сфера

 

Из бумажного абажура, пары палочек для суши и изоленты собираем вот такую штуковину:

 

sfera_1

А внутрь насыпаем, например, бумажные шарики. И – включаем!

 

sfera

Все это уже само по себе вызывает дикий восторг.

 

sfera_2

А если перевернуть? Нет, шарики не высыпаются, пока сфера вертится!

 

sfera_3

Как водится, каждый из ребят попробовал собственноручно.

 

sfera_4

sfera_5

Не всем ребятам было понятно, почему шарики не высыпаются. Была, например, выдвинута версия, что они притягиваются к сфере, как люди к вращающейся Земле.

 

Продемонстрировать подобный опыт можно и без шуруповёрта, а с помощью одного шарика-попрыгунчика и круглой банки.

 

banka_1

Как-то я спросил ребят, останется ли шарик в банке, если ее перевернуть. Ребята сказали, что он выпадет, и лишь подозрительный Никита прибавил: «если, конечно, банку не вращать».

 

Я показал, как можно, катая шарик внутри банки, удерживать его даже в перевернутой емкости. У всех ребят получилось хоть сколько-то это делать.

 

banka_2

Способ второй: Центробежное рисование

 

Рисовальная установка собирается с помощью обычной проволоки. Со стороны, которая зажимается в патрон, надо снять изоляцию (или она снимется сама в самый неподходящий момент). На дрели или шуруповёрте ставятся минимальные обороты.

 

banka_2

Способ второй: Центробежное рисование

 

Рисовальная установка собирается с помощью обычной проволоки. Со стороны, которая зажимается в патрон, надо снять изоляцию (или она снимется сама в самый неподходящий момент). На дрели или шуруповёрте ставятся минимальные обороты.

 

risovalka_1

Сначала пробуем установку вхолостую.

 

risovalka_2

Потом помещаем в неё бумагу и краску.

 

risovalka_3

И уже запускаем в рабочем режиме.

 

risovalka_4

Как выяснилось, у коробки есть щели между дном и стенками… Ликвидируем последствия, и предпринимаем дополнительные меры безопасности – обматываем установку плёнкой.

 

risovalka_5

Вуаля! Любуемся получившимся шедевром.

 

risovalka_6

Гироскопический эффект и велосипедные колеса

 

Загадка: кто, покупая пиццу, прихватывает со стойки пиццерии десяток картонных подставок под пиво, но пиво не покупает? Папа, который собирается с ребенком делать волчок.

 

Материалы — подставки под пиво из толстого картона, обклеенные белой бумагой, канцелярские гвоздики и липучка (пластилин, наверное, тоже подойдёт).

 

vol4ok_1

Раскрашиваем наши круги, закрепляем гвоздики пластилином и запускаем.

 

vol4ok_2

Детей это занятие увлекает надолго. Я и сам с большим интересом расписал диск – получилось весьма гипнотически! Хорошо и то, что даже не очень удачные рисунки при вращении дают интересный эффект.

 

vol4ok_6

vol4ok_7

На примере волчка мы видим простейший пример гироскопа.

 

vol4ok_5

Если у вас есть велосипед, немедленно снимайте с него колесо и проводите этот простейший по реализации опыт! Колесо нужно диаметром от 20″, лучше даже 26″ (от взрослого велика). Колёса современных великов как раз часто делаются быстросъёмными.

 

Начали с того, что каждый попробовал подержать в руках неподвижное и вращающееся велосипедное колесо. Разницы нет абсолютно никакой, пока не попробуешь изменять направление оси вращения. С неподвижным колесом всё предсказуемо, и ведёт оно себя как любой нормальный предмет.

 

koleso_2

А вот вращающееся начинает неожиданно сопротивляться и вихлять!

 

koleso_3

Когда все дети собственноручно убедились в странном поведении колеса, переходим ко второй фазе: привязываем с одной стороны к оси колеса шнур. Если колесо не вращается, то, повиснув на шнуре, оно тут же принимает вполне предсказуемое положение.

 

koleso_4

А если, придерживая с другой строны за ось, раскрутить колесо, удерживая его в вертикальной плоскости,..

 

koleso_5

…то оно останется в этом противоестественном положении до тех пор, пока будет вращаться!

 

koleso_6

Природу гироскопического эффекта не так просто объяснить детям. На занятии просто ограничились констатацией факт, что вращающиеся объекты приобретают устойчивость (вспомнили про волчок).

 

В объяснении детям, откуда берется гироскопический эффект, т.е. удержание (устойчивость) оси вращения объекта в пространстве, и как он связан с инерцией, нам вряд ли поможет Википедия.

 

koleso_8

А вообще логика такая:

 

1. Любой предмет обладает инерцией («ленивостью»): он «не хочет» начинать движение, а, начав движение, «не хочет» останавливаться или менять направление. Он «хочет» двигаться прямо и с той же скоростью.

 

2. Когда объект движется по кругу (например, если мы вращаем камень, привязанный к верёвке) то естественное «желание» камня двигаться по прямой линии не может реализоваться, потому что мешает верёвка. Верёвка постоянно «заворачивает» его от прямой траектории, а инерция заставляет «рваться» по касательной к траектории вращения.

 

koleso_9

3. А теперь самое интересное: как из центробежной силы получается гироскопический эффект. Взглянем на наш камень с его «желаниями» с другой стороны. Для изменения плоскости вращения камня ему придётся оказываться ближе к оси вращения – а ему этого совсем «не хочется»! Он, наоборот, «хочет» быть как можно дальше от оси вращения из-за центробежной силы!

 

koleso_10

Конечно, строго говоря, у велосипеда есть ещё парочка причин чтобы не падать. Но гироскопический эффект вносит значимый вклад. Вы это сразу почувствуете, если пересядете с велика с нормальными 26″ колёсами на складной велик с маленькими (18-20″) колёсами.

 

Но вот незадача: можно довольно долго скользить по льду на одном коньке и не падать — тут уже ничего не крутится, а всё равно устойчивость!



Автор: Сергей Пархоменко, 15 января 2014 года

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Сергей Пархоменко
Психолог по образованию, консультант, бизнес-тренер. После рождения сына активно занялся «детской» темой. Сооснователь компании по производству настольных развивающих игр для детей «Банда умников».
ДРУГИЕ СТАТЬИ РАЗДЕЛА
Домшаний кружок. Фонтан в банке

Конечно же, ребенок, увидев такое необычное сооружение, захочет сделать себе индивидуальный вариант.

Домашний кружок. «Электродвигатель-пятиминутка»

Имея магнит, проволоку, батарейку и шуруп, можно за пять минут создать мини-электродвигатель и вспомнить кое-что из школьного курса по физике.

Домашний кружок: Солнечная система и немного метрологии

Несколько лет назад я обнаружил, что у меня, как и у многих, весьма неопределённо-неадекватные представления о соотношениях размеров объектов Солнечной системы и расстояний между ними…

Свежие статьи
nedetsky_mir_min_1

Размышления отца о том, можно ли и нужно ли оберегать ребенка от окружающего мира, если, повзрослев, он все равно столкнется с «правдой жизни» и всяческими соблазнами?

Записки приемного отца. 5 страшных минут из жизни папы

«Где мой ребенок?!» Размышления о детской самостоятельности.

lubimov_min

Актер театра и кино Илья Любимов размышляет о родительской жертве и об одиночестве детской души.