Исследовательская работа Магнит и его тайны 3 класс Шалгин. Н

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.