13 najzanimljivijih eksperimenata iz fizike koje možeš probati kod kuće

Kućni eksperimenti iz fizike su jednostavni, kratki i dovoljno živopisni da pokažu principe koji stoje i iza raketa, zvučnika, optičkih instrumenata, aviona i rezonantnih sistema.

Većina primera u ovom tekstu zahteva jeftine materijale i 10 do 30 minuta rada, uz poštovanje osnovne bezbednosti.

Hajde da pogledamo neke od najjednostavnijih a ujedno i najzanimljivijih eksperimenata koje možete izvesti kod kuće.

Pre početka – bezbednosna pravila

Nekoliko kratkih napomena koje treba poštovati pre bilo kog eksperimenta:

• Kod eksperimenata sa pritiskom u bocama koristite zaštitne naočare. Čep uvek usmerite od ljudi i lomljivih predmeta.
• Kod improvizovanih boca raketa radite napolju ili u praznom prostoru, bez publike u pravcu leta.
• Kod struje koristite samo napon iz baterija. Žica ne sme da se zagreva.
• Laserske pokazivače izbegnite ako nemate iskustvo. Ovaj tekst koristi bezbednije verzije optičkih eksperimenata kao što su CD spektroskop i polarizatori.

Kako dobiti više iz svakog eksperimenta

Fokus prebacite na merenje samo jedne stvari. Ne komplikujte. Dovoljno je:

Primer mini tabele za beleške

Ako želite da dodatno uvežbate merenja i kratke zadatke koji prate ovakve eksperimente, može vam značiti i pristup koji nudi Qui Si Risolve platforma za matematiku i fiziku.

1. Raketa od balona na kanapu

Ovaj eksperiment pokazuje Njutnov treći zakon i osnovnu ideju raketnog pogona. Vazduh izlazi u jednom smeru, a telo se kreće u suprotnom.

Materijali

Postavljanje

Provučete kanap kroz slamčicu i zategnete ga između dve tačke. Naduvate balon, ne vezujete ga i pričvrstite za slamčicu tako da otvor balona bude okrenut unazad.

Šta meriti

• vreme potrebno da balon pređe ceo kanap
• pređenu dužinu
• uticaj različite količine vazduha
• uticaj dodatne mase zalepljene na slamčicu

Kratko objašnjenje

Balon tone jer vazduh izlazi unazad. Potisak gura balon napred. Princip je isti kod pravih raketa.

2. Vodena raketa od plastične boce

Ovaj primer daje praktičan osećaj impulsa mlaza i odnosa pritiska i mase vode. Izvodite ga napolju.

Materijali

Postupak

Radite napolju i isključivo sa stabilnim, školskim lanserima. Menjate samo jednu stvar po pokušaju, kao što je količina vode u boci. Ostatak postavke ostaje isti.

Šta meriti

• procenjenu visinu leta
• vreme od lansiranja do pada
• optimalnu količinu vode za dati lanser

Ovaj eksperiment pokazuje kako mlaz vode daje impuls koji podiže bocu. U obrazovanju se koristi kao jednostavan model mlaznog pogona.

3. Pop Bottle eksperiment

Ovde se jasno vidi odnos zapremine, pritiska i temperature vazduha u boci. Eksperiment ima realan rizik, pa je važno koristiti naočare i pravilno usmeriti bocu.

Materijali

Izvođenje

Čep zavrnete dovoljno čvrsto da dihtuje, ali ostavite mogućnost da se čep otkači kada pritisak poraste. Da biste naduvali bocu, uvrćete je i deformišete.

Šta pratiti

• broj okreta potrebnih do otvaranja čepa
• uticaj manjih količina vode u boci

Eksperiment vizualno prikazuje šta se događa kada se pritisak povećava u zatvorenoj zapremini.

4. Kondiment ronilac

Dekartov ronilac predstavlja jasan prikaz uzgona i pritiska.

Materijali

Koraci

Testirate paketiće u čaši da nađete onaj koji jedva ostaje na površini. Napunite bocu do vrha, stavite paketić i zatvorite.

Efekat

Kada stisnete bocu, ronilac tone. Kada popustite, vraća se gore.

Zašto radi

Pritisak sabija mehurić u paketiću. Gustina raste i ronilac tone. Kada pustite bocu, mehurić se širi i uzgon ga podiže.

5. Tornado u boci

Ovaj eksperiment pokazuje vrtlog, centripetalnu silu i ulogu vazdušnog kanala koji ubrzava protok vode.

Materijali

Postupak

Napunite gornju bocu, okrenete sistem i posmatrate kako voda ispada bez rotacije. Zatim blago zavrtite boce i formira se levak.

Šta se vidi

Kada se stvori vrtlog, voda teče brže jer vazduh ima svoj kanal za podizanje, pa nema zadržavanja mehurića.

6. Bernulijev “levitator”

Ovaj primer pokazuje pad pritiska u ubrzanom vazduhu i daje vrlo jasan vizuelni efekat.

Mala verzija

Evo šta vam je potrebno:

Materijali

Postupak

Karticu isečete na kvadrat i probodete čiodom. Držite je ispod kalema i duvate kroz otvor odozgo. Kartica ostaje u mlazu.

Velika verzija

Fen koristite bez grejanja. Ravni tanjir se postavlja ispod vazdušnog mlaza i levitira u toku ispuštanja vazduha.

Objašnjenje

Ubrzani vazduh ima manji pritisak. Okolni vazduh većeg pritiska gura karticu ili tanjir u mlaz.

7. Balansiranje štapa sa glinom

Eksperiment daje osećaj centra mase i rotacione inercije.

Materijali

Izvođenje

Glinu stavite dvadesetak centimetara od jednog kraja. Balansirate štap na prstu tako da je glina blizu prsta, zatim okrenete štap tako da glina bude gore.

Šta primetiti

Lakše je kada je glina gore. Veća rotaciona inercija daje više vremena da korigujete balans.

8. Spregnuta klatna

Model prenosa energije između dva oscilatora.

Materijali

Postupak

Napravite dva klatna iste dužine na istom kanapu. Zanjihate jedno. Posmatrate prenos oscilacije sa jednog klatna na drugo. Nakon nekog vremena proces se obrće.

Objašnjenje

Klatna imaju istu prirodnu frekvenciju. Mali pomeraji iz jednog prenose energiju u drugo. Trenje i otpor vazduha na kraju sve zaustavljaju.

9. Čaša zvučnik

Eksperiment prikazuje osnovu rada zvučnika: struja, magnet, vibracija i zvuk.

Materijali

Koraci

Namotate kalem od žice, skinete lak sa krajeva. Kalem zalepite za dno čaše. Magnet postavite blizu kalema. Kada pustite muziku, čaša vibrira i proizvodi zvuk.

Objašnjenje

Promenljiva struja u kalemu stvara promenljivo magnetno polje. Magnet reaguje i kalem vibrira. Čaša prenosi vibraciju na vazduh.

10. CD spektroskop

CD služi kao difrakciona rešetka koja razlaže svetlost.

Materijali

Šta posmatrati

• fluorescentno svetlo daje jasan spektar sa linijama
• užarena sijalica daje kontinualan spektar

Spektar otkriva strukturu izvora svetlosti. U realnim primenama koristi se za analizu elemenata.

11. Polarizacija sa šećernim sirupom

Rastvor šećera menja ravan polarizacije svetlosti i daje snažan vizuelni efekat.

Materijali

Izvođenje

Cilindar napunite sirupom. Polarizator postavite ispod, drugi iznad. Kada rotirate gornji polarizator, boje se menjaju.

Objašnjenje

Bela svetlost se sastoji od različitih talasnih dužina. Svaka talasna dužina se u rastvoru rotira različitim uglom. Zato vidite promenu boja.

12. Papirni avion

Model prikazuje četiri sile leta: lift, potisak, otpor i težinu.

Materijali

Postupak

Napravite standardni papirni avion. Bacite ga pet puta i zabeležite domet. Zatim napravite kočnice na krilima, ponovite seriju i uporedite proseke.

Šta se vidi

Avion sa većim otporom ima kraći domet. Mala promena geometrije daje merljiv efekat na putanju.

13. Papirni helikopter

Ovaj primer pokazuje kako rotacija utiče na brzinu pada i kako dodatna masa menja rezultat.

Materijali

Pasovi

Napravi se helikopter po šablonu sa rotorima savijenim u suprotne strane. Pusti se bez spajalice i meri vreme pada. Zatim se doda spajalica kao teg i ponovi se.

Efekat

Helikopter se rotira i pada sporije nego običan papir. Dodavanje mase ubrzava pad, ali rotor i dalje obezbeđuje stabilnu putanju.

Za kraj…

Kućni eksperimenti iz fizike otvaraju jasan put da se složeni pojmovi pretvore u nešto merljivo. Svaki primer u ovom tekstu daje mogućnost da pratite samo jednu veličinu i da vidite konkretan rezultat.

Učenje uz muziku često olakša koncentraciju i učini čitav proces prijatnijim.

Kratko vreme pripreme i jeftini materijali čine ih pogodnim za rad kod kuće. Uredne beleške daju vrednost i omogućavaju poređenje pokušaja.

Pri tome se uči kroz praksu i dobija osećaj koji ne dolazi iz formule na papiru.