Гости в доме

Этот увлекательнейший материал изначально назывался «33 мокрых эксперимента». Поверьте, каждый из них заслуживает самого внимательного прочтения и незамедлительного выполнения, но, к сожалению, разместить столь внушительный объем научного материала в одном номере журнала просто невозможно. Поэтому основы физики нам предстоит изучать по частям (точнее говоря, по номерам) — неторопливо и вдумчиво, как, собственно, и подобает серьезным исследователям.

Физика начинается с внимательности и любопытства к простым, привычным для нас предметам и состояниям. Что может быть проще воды? Именно этих прозрачных капелек, облаков и снежинок, окружающих нас в ежедневном потоке бытия. Мы, взрослые, привыкли к ним еще до того, как уяснили механизм трех состояний, а наши маленькие почемучки продолжают третировать нас вопросами.
Давайте не будем губить первые ростки интереса к окружающему миру и попробуем поиграть с ребенком в настоящих ученых. Кто знает, может, через пару десятков лет именно ваш курносый любознательный шалун получит Нобелевскую премию?

Подойдем к делу серьезно. Настоящему ученому требуется журнал наблюдений, в который он записывает порядок проведения опыта и его результаты. 

Журнал поможет вам ориентироваться в пройденном материале, а ребенку — упорядочить полученные знания. В качестве журнала наблюдений вполне подойдет чистая тетрадь или блокнот. На обложке напишите тему «Исследование воды» и обязательно впишите имя ребенка, его возраст и дату начала дневника. Это поможет ему прочувствовать серьезность момента и настроиться на научный лад.

Любой из представленных ниже экспериментов можно провести, используя подручные бытовые предметы. Запаситесь чашками, мисками, пластиковыми бутылками различных объемов, стаканчиками из-под йогурта, трубочками. Дополнительно могут понадобиться воронка, ножницы, клейкая лента «скотч» или лейкопластырь, а также часы с секундной стрелкой и измерительная линейка.

Эксперимент №1: «Тонет — не тонет»

Предложите ребенку проверить, какие из окружающих вас предметов тонут в воде, а какие остаются на ее поверхности. Для эксперимента подойдут столовые ложки, пробки, зубочистки, бусины, кусочки пластилина, любимые детальки от «Лего» и прочая бытовая мелочь. По одному опускайте эти предметы в таз с водой и наблюдайте за происходящим. Результаты лучше сразу занести в таблицу.

Предмет Материал Тонет Плавает
Ложка Металл + -
Пробка Пробка - +
Зубочистка Дерево - +
Бусина Стекло - -

Понаблюдайте за теми предметами, которые остались плавать на поверхности воды. Они плавают одинаково? Какая их часть находится под водой, а какая над водой: большая или меньшая? Не забудьте записать свои наблюдения и заодно ненавязчиво расскажите малышу о том, что все-все окружающие нас предметы и вещества состоят из крошечных, не видимых взгляду частичек — молекул. И те вещества, в которых молекулы располагаются очень близко друг к другу — дружат и крепко держатся за ручки, — обладают большей плотностью.

Не бойтесь произносить незнакомые термины: молекулы, плотность, вещество. Нежные детские уши быстро к ним привыкают и вскоре воспринимают, как давно знакомых друзей. Лучше сразу вводить правильную терминологию, чем потом переучиваться, не правда ли?

Поздравляю! Вы только что провели научный эксперимент и зафиксировали его результат в своем журнале наблюдений.

Эксперимент №2: «Тонет? Или не тонет?»

Как мы выяснили из первого опыта, часть предметов тонет, а часть остается плавать на поверхности. Попробуем усложнить задачу: соединим тонущий и не тонущий предметы, опустим их в воду и посмотрим, что из этого получится.

Для проведения эксперимента нам понадобятся: прозрачная банка с чистой водой, пластилин, деревянные зубочистки, часы и линейка.

Опустим в банку зубочистку и убедимся в том, что она плавает на поверхности. Затем оторвем кусочек пластилина, погрузим его в воду и пронаблюдаем за тем, как он опустится на дно.

А теперь возьмем кусочек пластилина, закрепим его на зубочистке и поставим в банку вертикально. Наблюдаем за происходящим: зубочистка начинает тонуть, так как ее утягивает на дно пластилин, потом разворачивается горизонтально, а затем снова встает вертикально, как поплавок.

Если вы проведете этот опыт с различными по величине кусочками пластилина, то сможете заметить, что чем больше кусок пластилина, тем быстрее конструкция тонет и хуже всплывает, а то и не всплывает вовсе. Если кусочек пластилина относительно мал, то зубочистка стремится развернуться из состояния поплавка в горизонтальное положение. При этом время измеряется секундной стрелкой часов, а размер пластилинового шарика — очень приблизительно — линейкой.

Таким образом, вторая таблица будет выглядеть, например, так:

Размер пластилинового шарика, см Время, сек Тонет Всплывает Плавает
0,5 6 - - +
1,0 4 - + -
1,5 2 + - -

В заключение этого опыта можно рассказать ребенку, что вы экспериментировали с предметом, состоящим из различных по плотности веществ. Молекулы воды «чувствуют» их общую плотность.

Эксперимент № 3: «Не тонет, как ни старайся»

Очень мокрый и веселый, но тем не менее познавательный. Держите свой журнал наблюдений подальше от лаборатории, а саму лабораторию переносите прямо в ванну.

Вам понадобятся тазик и воздушный шарик: в тазик наберите воды, а шарик надуйте. А теперь постарайтесь утопить воздушный шарик в тазике с водой. Постарайтесь еще раз, а потом еще раз и еще раз, и так до тех пор, пока не надоест, или не лопнет шарик, или кончится вода в тазике, или не прибегут возмущенные соседи снизу. Спросите ребенка, почему не удалось утопить шарик. Если в его ответе прозвучит хотя бы намек на понятие плотности — вас можно поздравить с прекрасным результатом. А если нет — не отчаивайтесь, а произнесите его сами, вам-то оно знакомо, не так ли? В заключение этого опыта обратите внимание ребенка на то, что на шарик снизу, из тазика, действовала сила Архимеда, которая выталкивала шарик на поверхность. Именно эта сила «чувствует» плотность вещества, погруженного в воду.

Запишите результаты эксперимента в журнал. Ведь вы занимались серьезными научными изысканиями и подтвердили один из основополагающих физических законов.

Эксперимент № 4: «Почему он не тонет, или все зависит от формы?»

В первых трех несложных экспериментах вы уже позволили своему малышу убедиться в том, что предметы из различных материалов ведут себя в воде по-разному. Так, например, металлическая ложка пошла ко дну, а деревянная осталась плавать на поверхности, как кораблик.

У воды есть еще один секрет: на ее поверхности может плавать и «тонущий» материал, главное — придать ему нужную форму. Убедиться в этом нам поможет следующий нехитрый опыт, для чего понадобятся: большая банка, пластилин и фломастер, который оставляет следы на стекле.

Наберите воду в банку и отметьте ее уровень, затем опустите в нее кусок пластилина. Чем больше будет кусок, тем нагляднее получится опыт. Естественно, что пластилин затонет, а вода в банке поднимется. Обратите внимание ребенка на то, что вода поднялась из-за вытеснившего ее пластилина, т.е. на воду подействовала та же самая сила Архимеда, которая не дала утопить надутый шарик.

Отметьте новый уровень воды и вытаскивайте пластилин. Предложите ребенку слепить из этого кусочка плошку и опустите ее в воду донышком вниз. Волшебство свершилось, тонущий материал плавает на поверхности! Ай да Архимед!

В заключение опыта поиграйте с обычной чайной чашкой или с пластинкой фольги: чашка тонет, если опускать ее в воду бочком, и плавает, если донышко направлено вниз. Фольга тонет, если сжать ее в комочек и бросить в воду. Но если этому же комку придать форму плошки, как пластилину, она остается на поверхности. То же самое происходит с большими кораблями, которые не тонут, а продолжают бороздить океаны, несмотря на тяжелые грузы.

Не забудьте зафиксировать результаты ваших наблюдений в журнале.

Эксперимент № 5: «Подводная лодка»

Вам понадобятся: пустая металлическая банка из-под любого напитка, резиновая трубочка и большая емкость для воды с прозрачными стенками. Идеально подходит не используемый по назначению аквариум. За отсутствием оного можно обойтись тазом, но с прозрачными стенками сосуда опыт выглядит эффектнее.

Опустите пустую банку со вставленной в отверстие трубочкой в таз с водой. Дождитесь, пока банка наберет в себя воду и затонет. А теперь начинайте дуть в трубку — банка всплывает. Что мы делаем? Правильно! Изменяем общую плотность так же, как и настоящие субмарины.

Эксперимент № 6: «Плотность воды»

Вам понадобятся: стакан с чистой водой (неполный), сырое яйцо и соль.

Поместите в стакан яйцо, если яйцо свежее — оно опустится на дно. Затем начинайте аккуратно досыпать в стакан соль и понаблюдайте, как яйцо начнет всплывать. Расскажите ребенку, что в яйце есть воздушный пакет, и при изменении плотности жидкости яйцо всплывает к поверхности на манер подводной лодки.

Можно немного прогуляться по карте мира и рассказать малышу про Мертвое море, которое «очень-преочень» соленое, настолько, что люди в нем не тонут, а лежат на воде, как на диване.

Можно также рассказать о том, как раньше, до изобретения холодильников, наши предки проверяли, свежее яйцо или нет: свежие яйца тонут в чистой воде, а испортившиеся — всплывают, так как внутри них образуется газ.

Эксперимент № 7: «Водоплавающий лимон»

Очень простой и наглядный опыт.

Наберите в емкость воду и опустите в нее лимон. Лимон плавает? Плавает. А теперь очистите его от кожуры и вновь опустите в воду. Утонул? Утонул.

Объясните вашему малышу, что лимон утонул из-за того, что увеличилась его плотность. Кожура у лимона менее плотная, чем его внутренность, и содержит много частичек воздуха, которые помогают лимону оставаться на поверхности воды.

Наверняка вы тоже задавали себе в детстве вопрос: почему плавает лед? Расскажите ребенку о том, что во время замораживания воды в ней также замораживаются частички воздуха. Именно это позволяет замороженной воде плавать на поверхности жидкой. Опустите ледяной кубик в воду, понаблюдайте за ним. Следующий опыт позволит вам наглядно показать ребенку, как «работает» айсберг и почему он таит в себе опасность для кораблей, находящихся рядом с ним.

Эксперимент № 8: «Айсберг»

Наполните водой воздушный шарик и положите его в морозилку. Часов через десять вода в шарике полностью замерзнет и вы сможете срезать шарик ножницами. Ледяную глыбу положите в ведро с водой. Понаблюдайте за ее конфигурацией: небольшая часть льда будет находиться над поверхностью, а все остальное — под водой. Это мини-айсберг. Замерьте линейкой выступающую часть. Наблюдайте за вашей ледяной глыбой, через одинаковые промежутки времени замеряйте подводную и надводную части айсберга, дождитесь его переворота. При желании можно составить табличку, или график, или нарисовать рисунок.

Оглянитесь вокруг: как часто мы не замечаем удивительных явлений, которые происходят в нашей повседневной жизни. Используя жидкость для мытья посуды, не думаем о химическом процессе, происходящем на поверхности тарелки. Раскрывая нейлоновый зонтик, не обращаем внимания на материал, из которого он сшит. А ведь мы широко используем это явление смачивания/не смачивания в быту. Вы, конечно, знаете, что одни поверхности впитывают влагу, а другие — ее отталкивают. Поговорите с малышом об этом. Расскажите ему, зачем вы надеваете резиновые сапожки, шагая дождливым утром в детский сад, и откуда взялось выражение «как с гуся вода». С явлением смачивания тесно связаны понятия поверхностного натяжения жидкости и капиллярных явлений, которые можно продемонстрировать ребенку, проведя серию нехитрых и познавательных опытов. Вы готовы?

Источник: журнал “Игра и дети”
http://i-deti.ru/