Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты. И не думайте, что все приборы делаются на заводах. Во многих случаях исследовательские установки сооружаются самими исследователями. При этом считается, что талантливее тот исследователь, который может поставить опыт и получить хорошие результаты не только на сложных, а и на более простых приборах. Сложное оборудование обоснованно применять только в тех случаях, когда без него нельзя обойтись. Так что не надо пренебрегать самодельными приборами- гораздо полезнее сделать их самим, чем пользоваться покупными.

Изготовление прибора своими руками –это не только процесс творчества , который побуждает проявить свою смекалку, изобретательность. Кроме того, в процессе изготовления, а тем более при демонстрации его перед классом или всей школой изготовитель получают массу положительных эмоций. Применение самодельных приборов на уроке развивает чувство ответственности и гордости за выполненную работу, доказывает ее значимость.

Учащиеся нашего лицея тоже решили попробывать свои силы на этом поприще и у них неплохо получилось.

1. Механические колебания и волны.

Маятники.

Маятник – колебательная система, которая состоит из подвеса (нитки, верёвки, шпагата и т.д.) и небольшого тела, размеры которого меньше длины подвеса.

С помощью изготовленных маятников можно изучать зависимость величин, характеризующих механические колебания (периода, частоты, скорости, механической энергии, ускорения) от различных параметров, а именно:

- длины подвеса;

- массы колеблющегося тела;

- амплитуды колебаний и т.д.

Авторы этих моделей учащиемя 10 класса Ткаченко Мария и Мигунов Богдан.

  2  Простые механизмы.

Модель колодезного «журавля»

Колодезный «журавль» - один из простых механизмов – рычаг.

Рычаг - относится к простейшим механизмам. Представляет собой любой предмет, имеющий возможность вращаться вокруг неподвижной точки опоры (подвеса). Части предмета от точки опоры до точки приложения сил называют плечами рычага. Относительно точки опоры места приложения сил могут быть по разные стороны (рычаг I рода) или с одной стороны (рычаг II рода).

Рычаг используется для создания большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие.

Человек стал использовать рычаг ещё в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. В пятом тысячелетии до нашей эры в Месопотамии применялись весы, использовавшие принцип рычага для достижения равновесия. Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.

Данная модель поможет продемонстрировать принцип действия «журавля» и позволит вычислить выигрыш в силе, которую даёт такое устройство. Для этого нужно:

- измерять плечи рычага;

- с помощью динамометра и модели ведра с водой выяснить, во сколько раз приложенная сила меньше веса ведра с водой;

- проверить «золотое» правило механики экспериментальным путём.

Эту модель сконструировал учащийся 8 Б класса Горчаков Вячеслав.​​​​​​​

3. Законы сохранения в механике (Закон сохранения импульса)

Модель детской игрушки «Йо-йо»

Импульс (иное название — количество движения) — векторная физическая величина, равная произведению массы материальной точки на её скорость.

В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона. Из законов Ньютона можно показать, что при движении системы в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии внешнего воздействия скорость изменения импульса определяется суммой приложенных сил.

Если векторная сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю, то импульс системы сохраняется, то есть не меняется со временем.

Закон сохранения импульса выполняется не только для систем, на которые не действуют внешние силы, он справедлив и в тех случаях, когда сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю. То есть отсутствие внешних сил, действующих на систему, достаточно, но не необходимо для выполнения закона сохранения импульса.

Модель йо-йо позволяет продемонстрировать закон сохранения импульса в системе тел, очень близко похожую на замкнутую или изолированную, т.к. сопротивление воздуха очень мало, а масса модели намного больше массы нити. Поэтому модель хорошо поднимается наверх после резкого опускания вниз.

4. Условия плавания тел

Модель «кораблик» из бумаги

Закон Архимеда — один из законов статики жидкостей (гидростатики) и газов (аэростатики): на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъёмная сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ. Закон открыт Архимедом в III веке до н. э. Выталкивающая сила также называется архимедовой или гидростатической подъёмной силой.

На основании этого закона выводятся условия плавания тел:

1. Для того чтобы тело плавало, будучи полностью погруженным в жидкость, необходимо, чтобы плотность тела была равна плотности жидкости.

2. Для того чтобы тело плавало, частично выступая над поверхностью жидкости, необходимо, чтобы плотность тела была меньше плотности жидкости.

При ρ > ρ_ж плавание тел невозможно, так как в этом случае сила тяжести превышает архиме­дову силу, и тело тонет.

Как не банально это выглядит, но с помощью простого бумажного кораблика можно выяснять условия плавания тел в любой воде- как пресной, так и солёной. И самое главное, что изготовить эту модель может абсолютно любой учащийся и выполнить домашний эксперимент дома в ванной или в другой достаточно большой ёмкости с водой.

5. Законы отражения света

Модель с зеркалом для демонстрации законов отражения света

Законы отражения гласят:

1)Лучи, падающие и отраженные, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча.

2) Угол отражения равен углу падения

Для того, чтобы проверить выполнения законов отражения света с помощью данной модели, понадобится лазерный фонарик (указка). Затем луч света направить на зеркало под нужным углом и проследить за лучом отражённым. Меняя угол падения, можно видеть как меняется угол отражения.