Hrajeme si s magnety

Odzkoušeno ve výuce fyziky 6.ročníku.

Zpracovala RNDr.Věra Bdinková

Soubor námětů zahrnuje pokusy vhodné  pro skupinovou práci a problémové úlohy, které lze řešit pokusem.

1.  Vytvoření žákovské soupravy pomůcek pro skupinovou práci 

Tuto soupravu můžete sestavit z běžně koupeného a dostupného materiálu. Na jednotlivé pokusy nemusíte žákům rozdávat všechny pomůcky naráz, ale jen potřebné. Uložení pomůcek umožňuje rychlou manipulaci.Část pomůcek je uložena v krabici u učitele.

Plastová krabice pro žáky(vhodné velikostí, lze koupit v domácích potřebách):

-  2 – 4 malé tyčové magnety ze soupravy Geomag, u jednoho tyčového magnetu je

       označen severní pól červenou izolepou.

       nebo

       vytvoříme tyčový magnet z kulatých malých magnetů, který dáme do nějaké trubičky (třeba od léků)    

-  2 – 4 kulaté magnety na tabuli

-  2 – 4 obdélníkové magnety na tabuli

-  malé železné hřebíčky uložené v krabičce od filmu

-  železné piliny uložené v krabičce od filmu

-  různé kovové podložky a kousky drátů (měď, mosaz, hliník), kancelářská sponka, plátek korku, kousek špejle, kousek plastu, kulička alobalu, rybářské olůvko, ocelová kulička z ložiska – uložené v ploché krabičce od Ramy s víčkem

-  tenké zkumavky (nebo plastové trubičky z květinářství)

-  kelímek od jogurtu „Pierot“ (černý, široký na stopce) nebo kompotová plastová miska

-  tvrdý papír velikosti A5

Pomůcky v učitelské krabici:

-  jehly různých velikostí, které jsou uložené v různých krabičkách s víčkem

-  niklové kuličky ze soupravy Geomag

-  krabičky žiletek

-  krabička kancelářských sponek

-  skleničky

-  plastová pravítka

-  provázek

-  režná niť

-  izolepy

-  nůžky

                                

                                  Souprava Geomag

2.  Pokusy pro skupinovou práci (nejlépe ve dvojicích)

P1: Které látky přitahuje magnet

Krabičku s různými kovovými součástkami  a drobnými předměty vysypte do misky a roztřiďte je na tělesa – látky, které magnet přitahuje a které ne.Výsledky práce zapisujte do připravené tabulky.

Závěr:

 Magnety přitahují pouze některá tělesa. A to ta, která obsahují železo (nikl, kobalt,…). Nazýváme je feromagnetické lát­ky

             Ukázka tabulky: 

P2: Působí magnet všude stejně

Hřebíčky

- kancelářské sponky vysypte do misky. Vezměte malý tyčový magnet
(můžeme

spojit i 2 magnety) a ponořte ho do hřebíčků. Závěr:

Nejvíce hřebíčků se přichytilo na koncích magnetu – pólech. Tam je magnetická síla největší. Uprostřed je netečné pásmo. Jeden pól označujeme severní, druhý jižní. 

 

 

P3: Jak na sebe působí magnety

Vezměte všechny magnety, dejte je na lavici a „hraním“ s nimi si vyzkoušejte  jejich vzájemné působení.

Závěr:

 Zjistíme, že mezi magnety působí přitažlivá i odpudivá magnetická síla . 

 

 

 

 

P4: Přitažlivá a odpudivá magnetická síla

Vezměte zkumavku a dejte do ní 2 magnety, aby se přitahovaly. Pak horní magnet otočte.

Závěr:

Ve druhém případě  magnet „visí“ nad prvním magnetem v určité vzdálenosti. Magnety se tedy odpuzují. 

Jsou-li magnety otočeny souhlasnými póly (N – N nebo S-S) odpuzují se. Pokud jsou otočeny nesouhlasnými póly (N – S), přitahují se.

P5: Určete póly malého magnetu na tabuli

Na oba póly  tabulového magnetu nalepte kousek lepícího  papíru. Pak k jednomu pólu malého magnetu přibližte tyčový magnet s označeným severním pólem.

Závěr:

Pokud bude působit mezi magnety přitažlivá síla, bude tento pól jižní, pokud odpudivá síla, bude tento pól severní. 

Na nalepený papír na magnetu  napište označení pólu písmeny N – S.

P6 a: Magnetická síla působí na dálku

Kancelářskou sponku přivažte na niť. Druhý konec přilepte izolepou ke stolu. Zvedněte kancelářskou sponku magnetem do vzduchu, aniž byste se jí dotkly.

P6 b: Dosah magnetické síly

Na stůl položte pravítko a kancelářskou sponku k „0“ na pravítku. Z opačné strany přibližujte magnet a sledujte, ve které vzdálenosti se sponka přitáhne k magnetu.

 

Závěr:

Magnetická síla působí i  „na dálku“- Říkáme, že kolem magnetu je magnetické pole.

 

P7: Může hřebík přitahovat malé hřebíčky

Větší hřebík dejte hlavičkou pod magnet , aby se ho nedotýkal. Špičku hřebíku ponořte do krabičky s malými hřebíčky – kancelářskými sponkami.

Závěr: Hřebíčky se přichytili na špičku hřebíku. Velký hřebík se v magnetickém poli magnetu sám stal magnetem Tomuto jevu říkáme magnetizace.

Pokud  však magnet od hřebíku oddálíme, začnou malé hřebíčky od velkého hřebíku odpadávat. Velký hřebík přestane být magnetem Je vyroben z magneticky měkké oceli.

Pokud bychom tento pokus zopakovali s velkou jehlou (jehlicí), držely by na nich malé hřebíčky i po oddálení magnetu. Je je zhotovena z magneticky tvrdé oceli.

Soutěž: Kdo nalepí na magnet co nejdelší řetěz z kancelářských sponek.

P8: Jak můžeme „zviditelnit“ magnetické pole

Na stůl položte magnet. Na něj dejte výkres velikosti A5 a opatrně ho posypeme železnými pilinami z filmové krabičky.

Postupně vyzkoušejte všechny jednotlivé magnety i kombinace 2,3,…magnetů  s různě otočenými póly….

Závěr:

Piliny se zmagnetují a vytvoří  podle působení magnetických sil řetězce. Myšlené čáry, které jimi proložíme, se nazývají indukční čáry

 

P9: Jak můžeme magnetickou sílu zvětšit či zmenšit

Do kelímku s hřebíčky ponořte nejdříve tyčový magnet jedním pólem, pak spojenými 2 magnety otočenými nesouhlasnými póly, nakonec spojenými 2 magnety otočenými souhlasnými póly.

Závěr:

Nejvíce hřebíčku se přichytí ve třetím případě, tehdy je magnetická síla největší.

P 10: Kompas a magnetické pole Země

a) Vezměte jehlu a prověřte, zda nemagnetuje. Pak ji potírejte tyčovým magnetem (táhněte magnetem po jehle jedním směrem a zpět se vracejte mimo jehlu v co největší vzdálenosti).

Zmagnetovanou jehlu připevněte malým kouskem plastelíny na plátek z korkové zátky. Pak ho položte na vodu. Zmagnetovaná jehla se otočí ve směru sever -jih. (Pozor v okolí nesmí být žádné magnety a železo.)

Kompas si můžete podobným způsobem vyrobit i ze žiletky. Zde nepotřebujete korkovou zátku. Zmagnetovanou žiletku položte přímo na hladinu vody.

b) Zmagnetovanou jehlu  zavěste uprostřed na režnou nit, asi 20 cm dlouhou. Pak sledujte působení modelu Země- kulového magnetu na náš kompas,  objíždějte jehlou model Země. Jehla vcelku pěkně „kopíruje“ povrch Země.

 Model Země jako kulového magnetu můžeme vyrobit dvěma způsoby – tyčový magnet obalíme plastelínou nebo tyčový magnet dáme doprostřed polystyrénové koule vhodného rozměru (lze koupit ve výtvarných potřebách).

c) Určete světové strany v učebně fyziky vyznačte je do plánu učebny.

Vyrobte si kompas třeba ze žiletky. Plovající žiletka zaujme severo-jižní směr.

Sever určete podle hodinek  Osa  ostrého úhlu, který svírá malá hodinová ručička a „12“, směřuje na sever.

Předem si na papír  nakreslete  „slepou“ směrovou růžici. Pak pokusem určete sever a jih a doplňte západ a východ.

Určení světových stran přeneste do našeho plánku učebny.

Rada:

Jehly a žiletky odmagnetujte nahřátím třeba pájkou nebo horkovzdušnou pistolí.

3.  Náměty na  další problémové úlohy

Mohou být řešeny pokusy ve skupině nebo společně v celé třídě.

PU 1 (úvodní k magnetům) : Rozpohybuj bez dotyku obě plechovky.

Potřeby: nápojová plechovka, plechovka z konzervy, sloupec magnetek

Řešení:

Magnetem se nám podaří rozpohybovat plechovku od konzervy, přestože je těžší než nápojová plechovka. Společně uděláme závěr, že magnet nepřitahuje všechny kovy.

Také zjistíme, že magnetická síla je síla, která působí na dálku.

 

 

PU 2: Hra na Popelku

V misce jsou nasypané a promíchané železné hřebíčky, mosazné hřebíčky a malé kousky špejlí. Vašim úkolem je co nejrychleji roztřídit tato tělíska.

Řešení.

Magnetem vytaháme železné hřebíčky. Pak do misky nalijeme vodu, kousky špejle vyplavou na hladinu a mosazné hřebíčky zůstanou u dna.

PU 3: Který magnet je silnější? Kde mají různé magnety póly?

Řešení:

Magnety zavěsíme na  provázek a „ponoříme je do misky s hřebíčky nebo kancelářskými sponkami. Na silnější magnet se nachytá více hřebíčků.

Podle nachytaných hřebíčků či sponek poznáme, kde jsou i póly magnetu.

PU 4. Je působení magnetů vzájemné?

Řešení:

Magnety nebo zmagnetované jehly zavěsíme.  A přiblížíme je k sobě. Magnety se při přitáhnou opačnými póly. Podle šikmé polohy obou nití vidíme, že jejich působení je vzájemné.

PU 5: Co se stane I. ?.

Magnet z reproduktoru zavěste a zasouvejte tyčový magnet do jeho tvoru souhlasným pólem. Co se stane?

Řešení:

Magnet se roztočí  vlivem působící odpudivé síle mezi souhlasnými póly obou magnetů.

PU 6: Vytáhněte ze skleničky kancelářskou sponku, aniž byste se namočili.

Řešení:

Kancelářskou sponku vytáhneme magnetem. Magnetická síla působí i přes sklo a vodu.

PU 7: Co se stane II?

Před pokusem si odstřihněte obdélník  několikavrstevného kartonu a uprostřed pruh vydlabte. Nahoru na karton dejte magnet a celé ponořte do kancelářských sponek.

Na spodní stranu kartonu v místě pod magnetem se přichytí „trs“ kancelářských sponek.

 Co se stane když do vydlabaného otvoru zasunete skleněný pásek?

Co se stane, když do tohoto otvoru zasunete proužek železného plechu?

Řešení:

Sklo působení magnetického pole nezmenšilo, „trs“ kancelářských sponek zůstal stejný. V případě zasunutí železného pásku, začaly kancelářské sponky odpadávat, protože se zmenšilo magnetické pole (plech se zmagnetoval).

PU 8. Dva pokusy se žiletkami.

Dvě žiletky zmagnetujte známým způsobem. Do širší misky  dejte vodu.

a) Co se stane, když obě zmagnetované žiletky položíte na hladinu vody v misce?

b) Co se stane, jestliže jednu zmagnetovanou žiletku ponoříte na dno a druhou položíte na hladinu?

Řešení:

a)  Žiletky se na hladině spojí.Otočí se a přitáhnou se k sobě opačnými póly.

b) Žiletky jsou nad sebou. Žiletka se na hladině otočí tak, aby její severní  pól byl nad jižním pólem žiletky na dně misky.

PU 9: Dvě záhadná kyvadélka

Ze dvou uříznutých PET lahví (necháme spodní části) zhotovte  podle obrázku dvě kyvadélka. Kyvadélka ukažte dětem. Jejich úkolem je pozorně sledovat chování jednotlivých kyvadel a nakreslit, jak jsou v dané hračce poskládány magnety.

A něco navíc:

a) Prostorový model magnetického pole

b) Náměty na hraní se zmagnetovanými jehlami

c) K řešení různých problémových úloh jsou využívány i magnetické hračky, které jsou podrobně prezentovány v části „Vědecká herna.

Informace pro žáky – vyhlášení projektu:

Vyrob si svoji magnetickou hračku

Úkol: Vyrob z běžně dostupného materiálu a pomůcek magnetickou hračku

Cíl: Uplatnit v praxi poznatky o:

-  působení magnetické síly (magnet a feromagnetická látka, póly magnetu, přitažlivá a odpudivá síla)

-  magnetickém poli (působení magnetické síly na dálku i přes překážky)

-  magnetizace  látek

-  skládání sil působících na těleso (gravitační síla, magnetická síla,…)

Náměty na různé hračky: – na výstavce na nástěnce v učebně fyziky

Projekt se skládá ze 3 částí:

-  zhotovení  hračky

-  písemný protokol (postup zhotovení, funkce, vysvětlení)

-  prezentace – obhajoba projektu

Termíny:

-  konzultace s vyučující fyziky – v týdnu 11. – 15.2. – bude dán rozpis

-  odevzdání vyrobené hračky a protokolu – 27. – 29. 2.

-  Prezentace – na vybrané hodině – začátek března

Všechny práce budou ohodnoceny známkou, nejlepší práce budou prezentovány na výstavce koncem školního roku a oceněny.