Сайт учителя физики Кореневой Светланы Ивановны

Магнитное поле - это особый  вид  материи,  невидимый  и  неосязаемый для человека,
существующий независимо от нашего сознания.
Еще в древности ученые-мыслители догадывались, что вокруг магнита что-то существует.

Магнитная стрелка.

Магнитная стрелка – это устройство, необходимое   при  изучении  магнитного  действия  электрического  тока.
Она представляет из себя   маленький  магнит,  установленный на острие иглы,  имеет  два  полюса: северный  и  южный .Магнитная стрелка может свободно вращаться на кончике иглы.
Северный  конец  магнитной  стрелки всегда показывает на "север".
Линия,  соединяющая  полюсы  магнитной  стрелки  называется  осью  магнитной  стрелки.
Аналогичная магнитная стрелка есть в любом компасе - приборе для ориентирования на местности.

Где  возникает  магнитное  поле?

 Опыт  Эрстеда  ( 1820г.)  -  показывает,  как  взаимодействует  проводник  с  током  и  магнитная  стрелка.

При замыкании эл цепи  магнитная  стрелка  отклоняется  от  своего  первоначального  положения,   при  размыкании  цепи  магнитная  стрелка  возвращается  в  свое  первоначальное  положение.

 

            В  пространстве  вокруг  проводника  с  током   (а  в  общем  случае   вокруг  любого  движущегося  электрического  заряда)  возникает  магнитное  поле.
Магнитные  силы  этого  поля  действуют  на  стрелку  и  поворачивают  ее.

В общем случае можно сказать,
что магнитное поле возникает вокруг движущихся электрических зарядов.
Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

ИНТЕРЕСНО, ЧТО ...

... многие небесные тела – планеты и звезды -  обладают собственными магнитными полями.
Однако наши ближайшие соседи- Луна, Венера и Марс -  не имеют магнитного поля,
подобного земному.
___

Гильберт открыл, что, когда приближают к одному полюсу магнита кусок железа, другой полюс начинает притягивать сильнее. Эта идея была запатентована лишь через 250 лет после смерти Гильберта.

.... в первой половине 90-х годов, когда появились новые грузинские монеты - лари,
местные воры-карманники обзавелись магнитами,
т.к. металл, из которого делались эти монеты, хорошо притягивался магнитом!



... если взять долларовую  купюру за угол и поднести к  мощному магниту
(например, подковообразному),  создающему неоднородное  магнитное поле, бумажка 
отклонится к одному из полюсов.  Оказывается,  краска долларовой купюры содержит соли железа,  
обладающие магнитными  свойствами, поэтому доллар притягивается к одному из полюсов магнита.



... если поднести к плотницкому  пузырьковому уровню большой магнит,  то пузырек сдвинется.  
Дело в том, что пузырьковый уровень  заполнен диамагнитной  жидкостью. Когда такую жидкость помещают в магнитное  поле, то  внутри нее создается  магнитное поле противоположного направления,  и она  выталкивается из поля. Поэтому пузырек в жидкости  приближается к магниту.

ПОСЧИТАЙ !

В некоторых мультфильмах надувшийся человечек всплывает в воздух.

Каким должен стать объем тела человека, чтобы при массе 50 кг, он мог бы всплыть в воздух? Плотность воздуха = 1,3 кг/м3.
Считайте, что при надувании масса тела не увеличивается. А если учесть увеличение массы за счет втягиваемого воздуха, то изменится ли ответ?

Есть  документальные свидетельства, что воздушный шар  изобрел монах - иезуит Бартоломео Лоренцо Гусмао. В 1709 году он сам поднялся в воздух на воздушном шаре.


В 1785 году при полете воздушного шара на высоте 300 метров  был испытан  парашют. Создав свой первый парашют, француз Франсуа  Бланшар встал перед лицом серьезной проблемы: кому поручить испытание этого изобретения.  Бланшару хотелось свести до минимума опасность для жизни испытателя парашюта. Поэтому первым испытателем стала собака. Полет закончился благополучно, собака осталась жива.


17 августа 1859 года из американского штата Индиана стартовал воздушный шар с необычным для того времени грузом – почтой.  С тех пор этот день считается днем рождения авиапочты. Таким образом письма впервые были отправлены по воздуху.


Известный французский писатель Жюль-Верн летал на воздушном шаре всего лишь 24 минуты, но это помогло ему описать полеты первых воздухоплавателей Бланшара, Гарнерена и создать увлекательнейшие художественные произведения.
В  написанной им статье "24 минуты на воздушном шаре" Жюль Верн рассказал о своих первых впечатлениях от полета:  "...Мы парили на высоте 800 метров по указанию анероида.

Вид города был поистине великолепен... Лонгвильская площадь напоминала муравейник с копошащимися на нем красными и черными муравьями - так выглядели люди в военном и гражданском платье".

На все тела в воздухе действует выталкивающая ( архимедова) сила. Чтобы найти архимедову силу, действующую на тело в воздухе, надо рассчитать ее по формуле, умножив ускорение свободного падения на плотность воздуха и на объем тела.

Fа = g pVт

Если эта сила окажется больше силы тяжести, действующей на тело, то тело взлетит. На этом основано воздухоплавание.

Чтобы воздушный шар поднимался выше, его надо наполнить газом, плотность которого меньше, чем у воздуха. Это может быть водород, гелий или нагретый воздух.

Для того чтобы определить, какой груз может поднять воздушный шар, надо знать его подъемную силу. Подъемная сила воздушного шара равна разности между архимедовой силой и действующей на шар силой тяжести.

Fпод = Fа - (Fт оболочки + Fт газа внутри + Fт груза)

Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема, тем меньше действующая на него сила тяжести и потому тем больше возникающая подъемная сила. При нагревании воздуха от 0 до 100 градусов Цельсия его плотность уменьшается
только в 1,37 раз. Поэтому подъемная сила шаров, заполненных теплым воздухом, оказывается небольшой. Плотность же водорода в 14 раз меньше плотности воздуха, и подъемная сила шара, наполненного водородом более чем в три раза превышает подъемную силу нагретого воздуха того же объема. Водород, однако, горит и образует с воздухом легко воспламеняющуюся смесь. Негорючим и одновременно легким газом является гелий.

Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила становится меньше.

После того , как архимедова сила достигнет значения, равного силе тяжести, подъем воздушного шара прекратится. Чтобы подняться еще выше, с шара сбрасывают балласт. При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая сила опять оказывается вновь большей.

Для того, чтобы опуститься на землю, выталкивающую силу надо уменьшить. Для этого можно уменьшить объем шара. В верхей части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.

Температуру теплого воздуха внутри воздушного шара можно регулировать с помощью обычно газовой горелки, установленной под оболочкой. Увеличивая пламя горелки, можно заставить шар подниматься выше и наоборот. Если подобрать такую температуру, при которой сила тяжести, действующая на шар с корзиной окажется равной силе архимеда,
то шар " повиснет" в воздухе.