Сучасні освітні технології (штучний інтелект, імерсивні технології, STEM-освіта, змішане навчання), корисні матеріали, практичні онлайн-інструменти, фізика. Дізнались про щось нове? Одразу реалізуймо в роботі!
Потенційні учасники НМТ, які планують вибрати третім предметом фізику, можуть виконати 20 завдань з цього предмета у спеціальному онлайн-середовищі Львівського регіонального центру оцінювання якості освіти.
Зміст завдань тесту з фізики відповідатиме програмі ЗНО з фізики й охоплюватиме 5 тематичних розділів:
Механіка;
Молекулярна фізика та термодинаміка;
Електродинаміка;
Коливання і хвилі. Оптика;
Елементи теорії відносності. Квантова фізика.
Як під час проходження демонстраційного тесту, так і під час реального тестування, буде можливість вибрати послідовність виконання завдань, за потреби повертатися до того чи іншого завдання, змінювати варіант відповіді. Після завершення роботи будуть доступні результати тестування з цього предмета.
Учасникам демонстраційного тестування дозволено використовувати довідкові матеріали (формули) так само, як і під час реального випробування.
Перший в світі автомобіль (як і автомобіль Даймлера), що був створений у 1885 році німецьким винахідником та інженером Карлом Бенцом, побудований на фабриці компанії Benz & Cie.
29 січня 1886 року в місті Карлсруе був запатентований перший автомобіль Motorwagen, який став серійною моделлю.
Мотори Бенц планував продавати для застосування у сільському господарстві та промисловості. Але паралельно з розробкою двигуна він займався й іншою ідеєю – розробкою самобіглого візка. Карл Фрідріх Бенц отримав патент на триколісний екіпаж, що рухається самостійно. З цього трициклу розпочалася історія світового автомобілебудування.
Свій винахід Бенц оснастив бензиновим двигуном внутрішнього згоряння. Як паливо він вирішив використати бензин, а не дорогий спирт, на якому працювали двигуни конкурентів. Запалення горючої суміші здійснювалося за допомогою іскри. Джерелом живлення служила батарея, струм від якої подавався на індукційну котушку, що підвищує напругу до необхідної величини.
Карл Бенц за рулем своего первого автомобиля...
Унікальна архівна зйомка: перші поїздки Карла Бенца на створеному автомобілі, 1886 р.
На екрані зверху з'являються елементи електричного кола: лампи, ключі тощо. Потрібно натиснути на кожен елемент і зрозуміти як підключені ці елементи у колі.
Внизу на блакитному полі потрібно намалювати схему такого підключення елементів.
Лентикулярний друк — технологія друку зображень, в якій лентикулярний растр використовується для створення ілюзії глибини простору і багаторакурсності або зміни зображення при перегляді під різними кутами. Один із способів автостереоскопії, або безокулярної сепарації зображень стереопари в 3D-фотографії. Цей вид поліграфічної продукції відрізняється тим, що дозволяє створювати анімаційне зображення з просторовим ефектом, так звані стерео та варіо зображення.
Масове виробництво цієї продукції було освоєно в 70-ті роки в Японії. Лентикулярна лінза це — прозорий пластик, з однієї сторони котрого знаходяться тонкі довгасті лінзи, які збільшуючи зображення, дозволяють бачити різні його частини в залежності від кута перегляду. Звісно, якість зображення та коліропередача при лентикулярному друку відрізняється від класичної поліграфії, але дозволяє замість статичного зображення бачити різні візуальні ефекти.
Однією з найпоширеніших і добре відомих є шкала Цельсія.
Основними точками цієї шкали є температура танення льоду і температура кипіння води.
Початково на ній за 100 °С була прийнята температура замерзання води та плавлення льоду, а за 0 °С — температура кипіння та конденсації води. Пізніше, вже після смерті Цельсія, його сучасники та співвітчизники Карл Лінней та Мортен Штремер використовували цю шкалу у перевернутому вигляді (0 °С — точка замерзання води, 100 °С — точка кипіння води). Саме у такому вигляді систему було прийнято.
За одиницю температури за цією шкалою прийнято 1°C.
Внаслідок війни Росії з Україною, для великої кількості школярів та їх вчителів продовження навчання стало неможливим. Група вчителів зХерсонського фізико-технічного ліцею таХарківського фізико-математичного ліцею №27, в співробітництві с командою українських вчених з університету Лейдену, Нідерланди, створили онлайн-школу з фізики для школярів 8-11 класів.
Школа є безкоштовною і буде проходити на платформі zoom з 1 липня 2022 до 1 січня 2023.
Запрошуємо всіх бажаючих ознайомитись з інформацією на сайті https://uaphysonline.com/ та зареєструватись.
Як будують сучасні хмарочоси? Як зробити композитний матеріал вдома? STEM-заняття
Насамперед проектувальники вдаються до застосування композитних матеріалів.
Композитний матеріал (КМ), або композит — гетерофазний матеріал, окремі фази якого виконують специфічні функції, забезпечуючи йому властивості, яких не має жодний з компонентів окремо. Зазвичай отримують поєднанням двох або більше компонентів, які нерозчинні або малорозчинні один в одному і мають властивості, що сильно відрізняються. Один компонент пластичний (зв'язувальна речовина, або матриця), а другий має високі характеристики міцності (наповнювач, або зміцнювач). Таким чином, у КМ кожний компонент грає свою специфічну роль: матриця забезпечує пластичність, зміцнювач — міцність матеріалу.
Як зробити простий композитний матеріал в домашніх умовах. Відео, підготовлене для підтримки Фестивалю науки та цікавості, ініціативи STEM за участю Ноттінгемського університету.
Придумайте свій варіант створення композитного матеріалу у домашніх умовах.
Як правило, ті самі схеми повторюються на всіх рівнях будівлі. Використання композитів знижує загальну вагу будівель у середньому на 10%. Технологія також дає можливість значно прискорити реалізацію проектів.
Найпередовіші технології сьогодні застосовують у країнах Азії. Тут особливо стурбовані підвищеною стійкістю висотних конструкцій, що обумовлено високою ймовірністю набуття чинності факторів природних катаклізмів. Так, хмарочос що знаходиться в Шанхаї, за оцінками фахівців, може зберігати цілісність своїх конструкцій при швидкості вітру понад 200 км/год, а також протистояти підземним поштовхам потужністю до 7 балів. Забезпечується це завдяки реалізації рухомих з'єднань усередині несучих колон зі сталі. Величезний вплив на підтримку стабільності конструкції має наявність плавального басейну, розташованого на 57 поверсі хмарочоса. Останній дає можливість будівлі балансувати у просторі.
Не на останньому місці при будівництві висотних будівель залишається підвищена турбота про навколишнє середовище. Сучасні хмарочоси все частіше відіграють роль повітряних фільтрів, які прибирають із повітряного простору парникові гази, інші шкідливі речовини. Яскравим прикладом є будівля Bank of America, розташована на острові Манхеттені. Системи, розміщені в стінах конструкції споруди здатні відфільтровувати забруднене повітря і віддавати його назад у простір вже у очищеному вигляді.
Інший приклад – «Бурдж-Халіфа». Цей хмарочос концентрує в собі конденсат водяної пари, який потім йде у вигляді рідини на зрошення прилеглих зелених насаджень. Крім іншого, при спорудженні хмарочоса використовувалися спеціальні марки бетону, які витримують вплив високих температур, що перевищують 50 °С.
Що потрібно враховувати при проектуванні хмарочосів.
Коли сильний вітер ударяє у хмарочос, на основу будівлі впливає значна сила. Будівля, виступає важелем. Сила дії вітру на опору зростає приблизно пропорційно квадратурату висоти, тобто сила вітру, що діє на 100-поверхову будівлю, в 4 рази більше, ніж на 50-поверхову. Архітекторам доводиться проектувати будівлі, які могли б протистояти негоді: наприклад, ураган може впливати на бік високого хмарочоса із зусиллям 15000 тон. З цієї причини високі будівлі потребують міцніших фундаментів.
Крім того, що вітер надає на хмарочос значну бічну дію, він може викликати руйнівні коливання завдяки резонансу. Це часто відбувається в місцях, де на рівні землі вітри дмуть вузькими вулицями через просвіти між хмарочосами. Як і будь-яка інша конструкція, хмарочос має власну частоту коливань. Це той рівень, при якому будівля починає коливатися під впливом, наприклад, вітру. Саме тому при сильному вітрі деякі хмарочоси розгойдуються настільки сильно, що люди, що знаходяться на верхніх поверхах, відчувають рух підлоги. В екстремальних випадках такі коливання сильно ушкоджують будинки. Наприклад, в 1974 р. з 60-поверхового хмарочоса Джон-Хенкок-тауер у Бостоні (США) випали і розбилися шибки, коли будівля почала розгойдуватися на вітрі.
Як високі будівлі витримують вітер?
Створіть безкоштовний обліковий запис SimScale для тестування хмарної платформи моделювання тут: https://www.simscale.com/
Використовуйте технології доповненої реальності для занять:
Механізмом у фізиці називається прилад для перетворення сили (її збільшення або зменшення). Наприклад, докладаючи невелике зусилля в одному місці механізму, можна отримати значно більше зусилля в іншому його місці.
Простий механізм "важіль" має два різновиди: блок і воріт.
Звичайнісінькі двері - це приклад важелів. Спробуйте відкрити двері, штовхаючи її біля кріплення петель. Двері будуть піддаватися дуже важко. Але чим далі від дверних петель буде розташовуватися точка докладання зусиль, тим легше вам буде відкрити двері.
Вам було б набагато складніше відкрити туго загвинчений водопровідний кран, якби у нього не було ручки в 4-6 см, яка представляє собою маленький, але дуже ефективний важіль.
Гайковий ключ, яким ви відкручує або закручуєте болт або гайку- також я прикладом важеля. Чим довший ключ, тим легше вам буде відкрутити цю гайку, або навпаки, тим тугіше ви зможете її затягнути.
За допомогою важеля довжиною близько трьох метрів (довжина жердини для стрибків у висоту близько п'яти метрів, отже, довше плече важеля, що починається в місці перегину жердини в момент стрибка, становить близько трьох метрів) і правильного прикладання зусилля, спортсмен злітає на запаморочливу висоту до шести метрів.
Важелем є криничний воріт - колода з прикріпленою до нього зігнутою ручкою, або колесом.
Вісь обертання ворота проходить крізь колоду. Меншою силою служить сила руки людини, а більшою силою - сила, ланцюг і відро.
Центр науки "Коперник" (Варшава): гігантський інтерактивний музей Польщі
Центр науки «Коперник» є музеєм науки, який розташований на березі річки Вісли у Варшаві, Польща. У науковому центрі знаходиться понад 450 інтерактивних експонатів, за допомогою яких відвідувачі самі проводять експерименти. Центр є найбільшою установою в галузі наукових експериментів у Польщі і одним з найбільш передових в Європі.
Обов'язковий до відвідування https://www.kopernik.org.pl/ у Варшаві – музей науки, де є кілька сотень інтерактивних експонатів. Тут ви застрягнете надовго! Не знаю, чи надалі для українців є бонус на відвідування, але кілька тижнів тому з українським паспортом вхід був безкоштовний (лише з вівторка по п'ятницю!).
Фізичні явища
У зоні, присвяченій фізичним явищам, ви знайдете експонати, пов’язані з хвилями, електрикою, рідинами чи хаосом. Ви підете на прогулянку з гіроскопічною «Некерованою валізою», побудуєте «Магнітний міст», ви будете вражені можливостями «Поворотного столу». Ви зможете проекспериментувати зі стробоскопами та звуком. Ви дізнаєтеся, за що Ейнштейн отримав Нобелівську премію, і побачите космічне випромінювання. Ви навіть створите димові кільця, подібні до тих, які ви можете спостерігати над вулканом Етна.
Левітація в умовах вихрових струмів
Вихрові струми (струми Фуко), що наводяться змінними магнітними полями в масивних провідниках, також здатні утримувати предмети в левітуючому стані. Наприклад, котушка зі змінним струмом може левітувати над замкненим кільцем з алюмінію, а алюмінієвий диск паритиме над котушкою зі змінним струмом.
За законом Ленца, що індукується в диску або в кільці струм буде створювати таке магнітне поле, що його напрямок перешкоджатиме причині його викликає, тобто в кожен період коливань змінного струму в індукторі, в масивному провіднику індукуватимуть магнітне поле протилежного напрямку . Так, потужний провідник або котушка потрібної форми зможуть левітувати весь час поки включений змінний струм.
Аналогічний механізм утримання проявляється, коли неодимовий магніт кидають усередині мідної труби - магнітне поле індукованих вихрових струмів спрямоване протилежно магнітному полю магніту.
Явище електродинамічної магнітної левітації виникає, коли обертовий і/або рухомий постійний магніт або котушка зі струмом утворюють змінне магнітне поле поблизу провідника. Змінне магнітне поле наводить вихрові струми у провіднику, які створюють поле у протилежному напрямку. Воно, у свою чергу, створює відштовхуючу силу між провідним матеріалом та джерелом магнітного поля. Цей процес є основним принципом дії всіх магнітних левітуючих пристроїв.
«Внесок М.Д. Пильчикова в створення колекції фізичних приладів фізичного кабінету Харківського університету»
21 травня 2022 року виповнюється 165 років з дня народження талановитого вченого, професора Харківського університету Миколи Дмитровича Пильчикова. До цієї дати підготовлена презентація «Внесок М.Д. Пильчикова в створення колекції фізичних приладів фізичного кабінету Харківського університету».
Презентацію підготував завідувач кафедри експериментальної фізики доктор фізико-математичних наук, професор В.П. Пойда
Ланцюговий фонтан, відомий також як само-сифонування намистин або ефект Моулда — контрінтуїтивне фізичне явище, яке спостерігається при викиданні назовні одного кінця ланцюжка намистин, поміщеного в посудину, при цьому спадаючі донизу ланки витягують решту ланцюга у вигляді арки, що здіймається в повітря з помітним прозором і ніби висмоктується з посудини невидимим сифоном.
Найбільш вираженим цей ефект є при використанні довгого металевого кулькового ланцюга з жорсткими ланками. Чим вище посудина розміщена над поверхнею, на яку падатиме ланцюжок, тим вище він підніметься аркою під час сифонування. Як показують експерименти, якщо посудина піднята на 30 метрів над землею, а ланцюг є достатньо довгим, арка може сягати висоти близько 2,1 м над краєм посудини.
Запропоновано декілька пояснень цього явища на основі таких понять кінематики, як енергія та імпульс. Науковці вважають, що ефект ланцюгового фонтану, що здіймає нитку намистин аркою, породжується висхідними силами всередині посудини. Ці сили пов'язані з жорсткістю ланцюгових ланок та обмеженням згинання кожного окремого з'єднання ланцюга. Коли ланка ланцюга витягується вгору за край посудини, вона обертається, як жорсткий стрижень, закріплений з одного кінця. Це спрямоване донизу обертання створює напругу на протилежному кінці ланки, що, в свою чергу, генерує реактивну силу, спрямовану догори. Саме ця реактивна сила спостерігається як ланцюговий фонтан. Ефект посилюється випадковими зіткненнями ланок всередині посудини, але не вони є основним рушієм "фонтану.
