Mijloace de nvmnt Lucrri in extenso

Experimente interesante de fizic1

prof. Kiss Mria1, prof. Kiss Ern2 Liceul Teoretic Salonta, str. Republicii, nr. 90, cod.3650, jud. Bihor, tel/fax.0259-373448. 2 Grup colar Agricol Salonta, str. arcadului, nr.1, cod.3650, jud. Bihor, tel.0259-373228, fax.0259-373229,fenomen este posibil schimbul de umiditate ntre celule i mediul exterior. 2. S schimbm coninutul paharelor: vinul cu apa sau petrolul (uleiul) cu apa scamatorie cu dou pahare.

Nou, profesorilor de fizic, de multe ori ni se ntmpl s avem o clas la care parc degeaba explicm foarte bine lucrurile, nimeni nu pricepe nimic. Ar trebui s trezim interesul elevilor, s artm c fizica nseamn mai mult dect o mulime infinit de formule, uniti de msur i legi. S artm c legile fizicii, care parc sunt de neneles, le rentlnim mereu n activitatea noastr de zi cu zi. n aceste cazuri (i nu numai) ne vin n ajutor experimentele de mai jos, care par distractive, dar unele au la baz o explicaie tiinific foarte complicat. Noi, la Liceul Teoretic Salonta, ncepnd din anul 1999, n cadrul cercului de fizic, i, mai nou, n cadrul clasei de excelen n fizic, am realizat n jur de 50 de experimente simple, folosind mijloace confecionate n mare parte de elevi sub ndrumarea noastr. n aceast perioad am observat cu bucurie c experimentele au un succes mare n rndul elevilor. E bine s le artm la prima or din clasa a VI-a i n clasa a IX-a i ori de cte ori observm c elevii notri sunt obosii i parc pierdem vremea dac ncepem s rezolvm probleme. n continuare prezentm experimentele care au avut cele mai mari succese n rndul elevilor. Din pcate, descrierea experimentelor i explicaia tiinific a fenomenului observat va fi mai scurt, deoarece accentul l-am pus pe schema i descrierea efecturii practice pentru a putea fi ncercate de cei interesai. 1. S-ngrm oul fenomenul de osmoz

Avem n fa dou pahare: unul plin cu ap i unul plin cu petrol sau ulei (vezi figura). Cum am putea schimba coninutul paharelor fr a folosi altceva, dect o bucat de carton.

Punem un ou proaspt de gin ntr-un pahar cu oet (aa cum se vede n figur).

Lsm oul n oet pn cnd coaja tare se dizolv i rmne numai o membran elastic. Se pune oul astfel obinut n ap. Dup trei zile sau o sptmn se observ c oul s-a ngrat. Experimentul este i mai amuzant dac introducem oul scos din oet ntr-o sticl i-l lsm n sticl la ngrat. Ne putem mndri c am reuit s introducem un ou mare ntr-o sticl fr s-l spargem i, n plus, de afar nu se vede c oul nu are coaja groas i, deoarece sticla se comport ca o lup, oul pare i mai mare dect este n realitate. Nu ne place oul gras?! S-l slbim. l punem n spirt sau n ap srat. Apa din ou iese foarte repede prin membrana elastic i oul slbete. Explicaie: apa se comport ca un dizolvant i, spontan, se orienteaz spre locurile unde concentraia este mai mare. Fenomenul se numete osmoz i pe baza acestui

Rezolvare: Se aeaz cartonul peste paharul cu ap. Se ntoarce repede paharul mpreun cu cartonul. Experimentul este cunoscut: cartonul rmne pe pahar i apa nu curge. Aezm acest pahar peste paharul cu petrol (ulei) i tragem un pic cartonul astfel nct la marginea celor dou pahare s avem o mic gaur. Putem observa cum petrolul (uleiul) urc i se aeaz n straturi deasupra apei din paharul cu ap, iar apa coboar i se aeaz n straturi pe fundul paharului cu petrol (ulei). Experimentul se poate face i folosind vin rou n loc de petrol (ulei). n acest caz, este i mai spectaculos cum firicelele de vin rou urc pe marginea paharului cu ap i putem urmri pas cu pas fenomenul, deoarece contrastul dintre cele dou culori este mai mare. (n acest ultim caz, experimentul dureaz mai mult, aproximativ 10-15 minute i trebuie s avem grij ca gaura s nu fie prea mare, deoarece n acest caz cele dou lichide se amestec: apa i vinul fiind lichide miscibile). 3. S scoatem moneda din farfurie scamatorie cu banul

ntr-o farfurie punem civa mm de ap i, spre marginea farfuriei, punem o moned. Cum am putea scoate moneda din farfurie fr s ne udm pe mn? Mai avem la dispoziie: o lumnare, un pahar i chibrituri. Rezolvare: cu ajutorul lumnrii nclzim aerul din pahar i repede punem paharul cu gura n jos n mijlocul farfuriei. Presiunea aerului scade repede n pahar (aerul se rcete rapid), iar apa din farfurie se strnge n pahar, rmnnd moneda uscat n farfurie (vezi figura).

60

Mijloace de nvmnt Lucrri in extenso

4.

Cum ajunge o moned ntr-o cutie de conserv goal fr s-o prindem cu mna? nc o scamatorie cu banul 3. Putem s msurm uor mrimea micorrii presiunii n aerul n micare fa de cel n echilibru. Punem ap colorat ntr-un tub sub form de U. Nivelul apei n cele dou laturi este la fel. Cu ajutorul unui tub din cauciuc sau din hrtie suflm cu putere deasupra unei laturi (vezi figura). n aceast latur nivelul apei se ridic. Putem obine o denivelare chiar i de civa cm. La o denivelare de 2 cm de exemplu corespunde o diferen de presiune de 200N/m2. (p = agh = 1000 kg/m3 * 10 m/s2 * 0,02 m = 200 N/m2).

Aezm moneda pe mas la circa 5 cm de marginea mesei (este indicat s folosim o moned uoar din aluminiu). La distana de 10-15 cm fa de moned punem cutia de conserv goal. Suflm puternic n direcia monedei (vezi figura).

Moneda se ridic i sare n cutie. Dac am efectuat de mai multe ori experimentul cu succes, putem ncerca acelai experiment cu o moned de 500 de lei i cu un pahar n loc de cutia de conserv goal. Explicaie: presiunea n aerul n micare este mai mic dect presiunea n aerul n echilibru i moneda este mpins n sus. Pentru a demonstra acest lucru mai avem cteva experimente. 1. Confecionm din hrtie o banc mic i suflm sub banc (vezi figura). Contrar ateptrilor noastre banca mai mult se lipete de mas n loc s sar n sus (cum s-a ntmplat de exemplu cu moneda).

5.

Scafandrul principiul de funcionare a unui submarin

Avem nevoie de un borcan (cu ct este mai nalt cu att mai bine). Gura borcanului s fie ct mai strmt ca s-o putem acoperi cu palma. Borcanul trebuie s aib nlimea de minimum 16 cm. Mai avem nevoie de o eprubet, sau o cutie goal de medicamente (n jur de 510 cm lungime. Punem n eprubet pietricele (sau greuti mici) pn cnd acesta se scufund, astfel nct 2-3 mm din lungimea eprubetei rmne deasupra apei (aa cum se vede n figur).

2. Suspendm o foaie dubl de hrtie pe un b (poate fi i un creion) i suflm ntre cele dou foi ( aa cum se vede n figur). Dac elevii sunt ntrebai nainte ce se va ntmpla, cu toii vor rspunde c foile se vor ndeprta. Mare este mirarea lor cnd observ c exact contrariul se produce: foile se lipesc.

Scoatem eprubeta i o legm la gur cu tifon (putem pune tifonul i n strat dublu). Umplem borcanul cu ap i aezm n el eprubeta (scafandrul sau

61

Mijloace de nvmnt Lucrri in extenso

submarinul) cu gura n jos. Acoperim gura borcanului cu palma i exercitm o presiune asupra suprafeei apei (vezi figura).

Aezm paralelipipedul ntre marginile a dou mese (suporturi) aa cum se vede n figur. Trecem peste ghea un fir rezistent inextensibil (poate fi i o srm subire de oel). La capetele firului suspendm greuti (dac firul rezist putem pune greuti ct de mari dorim). Experimentul poate s dureze i dou ore, depinde de grosimea gheii, de mrimea greutilor folosite i de grosimea firului, dar dup o jumtate de or deja putem observa, cum firul intr prin ghea i gheaa nghea la loc. Astfel firul trece prin ghea i paralelipipedul rmne ntreg.

La un moment dat submarinul nostru ncepe s coboare. Dac micorm presiunea observm c submarinul urc. Explicaie: Dac folosim materiale transparente putem observa cum intr ap n eprubet atunci cnd exercitm presiune asupra suprafeei apei (presiunea se va propaga n mod egal n ap, n toate direciile i, datorit acestui fapt, prin tifon intr ap). n cazul n care micorm presiunea apa iese din submarin, greutatea lui scade, iar submarinul urc. Experimentul va reui cu siguran dac n loc de palma noastr, acoperim i legm bine gura borcanului cu o bucat dintr-un balon sau cu o suzet (vezi figura).

Explicaie: Este cunoscut faptul c, n condiii normale de presiune gheaa se topete la 0oC. Ce se ntmpl totui n acest caz? n camera n care facem experimentul pot fi i 20oC i totui reuim experimentul. Presiunea crete n locul n care firul apas gheaa, iar aceasta se topete. Dup ce firul a ptruns n ghea, presiunea crete treptat numai la nivelul la care se afl firul la un moment dat. Locurile prsite de fir i revin n starea de ghea, deoarece presiunea n acele locuri este cea normal. n sperana c v-au plcut cele prezentate v urm succes n realizarea acestor experimente. Nu cedai dac din prima ncercare nu va reuit experimentul. Mai ncercai i cu siguran, pn la urm o s prsii laboratorul (camera de lucru) cu satisfacie. 7. [1]. [2]. [3]. Bibliografie veges Jzsef, Ksrletek knyve Hogyan tanuljunk fizikt? 500 egyszer fizikai ksrlet Multipress 2000 Kft. Intermix Discont 1998; ABACUS Matematikai lapok 10-14 veseknek 2003. februr; Dr. Pal Tams, FIZIKA a rel rdeklds kzpiskolsok szmra, MECHANIKA II., HTAN, Nemzeti Tanknyvkiad, Budapest, 1996.

6.

Scamatorie cu gheaa micorarea temperaturii de topire a gheii odat cu creterea presiunii

[4].

ntr-un vas paralelipipedic punem ap i-l punem n congelator, obinnd astfel un paralelipiped din ghea.

62