Arte della Physica
Fotografiile uluitoare ale experimentelor arată relații fizice într-un mod estetic. În acest scop, elevii din clasele 5-13, de exemplu, stabilesc apă strălucitoare și foc rotitor pentru a ilustra forțele centrifuge și conservarea impulsului unghiular. Testele explozive cu spori de mușchi și butan arată în mod impresionant aprinderea și comportamentul la foc al diferitelor substanțe. Luminile și LED-urile fixate pe platanele rotative descriu undele sinusoidale și traiectoriile epiciclice care pot fi văzute doar la expuneri lungi.
Bursa înzestrată Physikusse a școlii complete Hennef prezintă expoziția „Arte della Physica” în timpul unor evenimente de instruire avansată selectate în centrul de fizică al Societății Fizice Germane din Bad Honnef.
În centrul de fizică Bad Honnef, lucrarea poate fi văzută în timpul evenimentelor de formare avansată „Termodinamică” și „Experimente fizice - în cercetare și predare”. Ca parte a cursului de formare în termodinamică, fizicienii au explicat cu încredere imaginea de fundal a imaginilor într-o prelegere. Ei gestionează inteligent actul de echilibrare între explicații simple și termeni tehnici. Elevii arată exemple vii din viața de zi cu zi pe care le știe toată lumea. Sunt, de asemenea, discutate capcanele tehnice ale echipamentului foto și problemele cu expuneri lungi.
Profesorii participanți sunt entuziaști. Într-o ultimă rundă de întrebări, ultimele probleme sunt discutate înainte de începerea serii de grătar confortabile, la care DPG a invitat. Physikusse s-a bucurat vizibil de eveniment și ar fi foarte fericit cu privire la angajamentele ulterioare.
Arte della Physica
Un ciocan este pregătit cu două LED-uri, astfel încât o lumină roșie să strălucească în centrul său de greutate și o lumină verde pe cap. Ciocanul este aruncat astfel încât să se rotească puțin.
LED-ul roșu descrie o parabolă de traiectorie, verde o traiectorie epiciclică. Deci, combinăm o cale circulară cu o parabolă. Puteți vedea clar viteza diferită a centrului de greutate în raport cu o viteză circulară uniformă.
Două bețe de strălucire sunt atașate la o plată rotativă: una roșie în centrul discului, una verde pe margine. Platoul rotativ este setat în rotație. Cea roșie pare să rămână, cea verde descrie o cale circulară.
Acum sărutul fizic cu discul rotativ trece de la dreapta la stânga prin imagine. Am stabilit un timp de expunere lung. Un stroboscop luminează scena în trei locuri, dar baghetele strălucitoare pot fi văzute continuu.
Descoperim că bățul roșu strălucitor din mijloc aproape descrie o linie dreaptă. Lumina verde a bățului din exterior descrie suprapunerea căii circulare cu mișcarea orizontală. Această suprapunere se numește orbită epiciclică.
Teoria epiciclică provine din astronomie. Obișnuia să explice mișcările aparente ale planetelor pe cer. Aici, însă, căile circulare se suprapun cu o altă cale circulară și nu cu o linie dreaptă, așa cum este cazul nostru.
Sinusul este o funcție matematică elementară care descrie relația dintre un unghi și partea opusă într-un triunghi dreptunghiular. Funcția sinusoidală poate fi utilizată în fizică pentru a descrie toate procesele periodice, cum ar fi Descrieți oscilațiile de presiune (sunet) sau oscilațiile pendulului. O oscilație este o mișcare recurentă în mod regulat în jurul unui punct de repaus (centrul mișcării).
Două bețișoare strălucitoare atașate la o plată rotativă: una roșie în centrul discului, una verde pe margine. Platoul rotativ este setat în rotație. Cea roșie pare să rămână, cea verde descrie o cale circulară.
Ne uităm acum la panoul din lateral și vedem că stickul verde strălucitor prezintă o oscilație verticală. Dacă acum parcurgeți imaginea cu o viteză constantă, bățul strălucitor verde pendulant descrie o cale sinusoidală.
Amplitudine: devierea maximă din punctul de repaus. Aici amplitudinea este egală cu raza discului de lemn.
Frecvență: cât de des se repetă procesul într-o secundă. Aici frecvența depinde de viteza cu care se rotește discul și de cât de repede trece Jannik prin imagine.
Dacă legați o sticlă pe jumătate umplută de un fir și o lăsați să se rotească, puteți vedea că lichidul rămâne întotdeauna la baza sticlei. Din punctul de vedere al observatorului, două forțe acționează asupra sticlei și, astfel, asupra fiecărei particule de apă din sticlă: forța de greutate (întotdeauna îndreptată în jos și de aceeași dimensiune) și forța sărutului fizic care ține firul. Acesta din urmă este întotdeauna îndreptat spre centrul rotației.
Dacă sărutul fizic întoarce rapid sticla, greutatea devine practic irelevantă. Apoi, există în esență doar forța firului. Gazul din sticlă urmează acest „mai ușor” decât lichidul. Acest lucru se aplică indiferent de direcția în care firul este întins: în jos, în sus, la dreapta sau la stânga sau oriunde altundeva: lichidul este întotdeauna la exterior.
Sporii de mușchi de urs (sporii plantelor de mușchi de urs) sunt, de asemenea, numiți făină de vrăjitoare sau pulbere de fulger. Ele erau deja folosite în Evul Mediu pentru efecte pirotehnice. În trecut, coșurile de fum erau eliberate de funingine cu Bärlapp. În caz de supradozaj, coșul de fum - sau proprietarul casei - era uneori eliberat de coșul de fum.
În principiu, toate amestecurile de praf și aer sunt explozive. Dimensiunea mică a particulelor de praf este crucială; H. efectele explozive cresc odată cu scăderea dimensiunii.
Suprafața foarte mare a unui nor de praf poate, pe de o parte, să se oxideze foarte repede și astfel să fie încălzită și, pe de altă parte, să absoarbă foarte bine căldura și astfel să o aprindă. Aceste efecte fac posibil ca materialele considerate ignifuge în formă solidă (cum ar fi făina) să explodeze chiar în această formă fin divizată.
Butanul este un gaz inflamabil care este lichid datorită presiunii ridicate din recipientul de pulverizare. Dacă butanul este umplut într-un gaz reactiv deschis, presiunea scade brusc și o parte din acesta se evaporă. Energia necesară pentru aceasta duce la o răcire puternică a lichidului rămas. La o temperatură de -0,5 ° C, trebuie furnizată energie externă, astfel încât să se evapore mai mult butan. Această energie este furnizată aici împreună cu căldura corpului.
Butanul gazos se amestecă cu aerul deasupra eprubetei și poate fi aprins. Oxigenul lipsește în eprubetă însăși, motiv pentru care flacăra nu poate continua în jos. Mărimea flăcării poate fi controlată prin apucarea eprubetei cu doar două degete sau prin închiderea acesteia cu toată mâna. Cu cât butanul se schimbă de la lichid la starea gazoasă, cu atât flacăra devine mai mare.
O suprafață bidimensională a apei este deformată într-o suprafață tridimensională prin rotație. Aceasta se numește un paraboloid al revoluției.
Fizicienii stabilesc un vas dreptunghiular de sticlă în rotație. Forma vasului ne oferă o vedere în secțiune prin paraboloid. „Apa” constă dintr-un amestec special realizat chiar de medici și a fost iluminată cu lumină neagră.
Într-o serie de cercetări, fizicienii explorează independent arderea alcoolului. Un pic de alcool se pune într-o sticlă de sticlă și apoi se dă foc cu un chibrit.
În primul rând, experimentul este înregistrat pe videoclip și vizionat cu mișcare lentă sau împărțit în imagini individuale. În înregistrarea cu mișcare lentă, orizontul evenimentului poate fi văzut clar la care arde alcoolul gazos. Acest lucru continuă încet de sus în jos, în funcție de poziția chibritului și de compoziția gazului, de la o parte la alta. Relațiile fizice pot fi prezentate și mai bine cu diverse ajutoare tehnice și pot fi elaborate detalii.
În două grupuri, medicii investighează modul în care se modifică arderea alcoolului cu o deschidere mai mică sau mai mare a sticlei. Rezultatul este că, cu cât deschiderea sticlei este mai mică, cu atât gazul fierbinte iese mai repede și cu atât zgomotele asociate sunt mai puternice. Elevii inventează dispozitive, cum ar fi o pâlnie din carton, care nu numai că variază arderea, ci și sunetele rezultate.