Т.М.Крайняя,.Бабушкина физика1. Как мы готовились наблюдать солнечное затмение.Громко хлопнув входной дверью, Петя ворвался в дом и, не сняв курточку, принялся что-то искать в тумбочке. - Петенька, что ты ищешь? – спрашивает его бабушка. - Куда подевались мои тёмные очки, которые я летом в солнечную погоду надеваю? Они мне завтра нужны будут. Бабушка удивилась. – Но сейчас же нет яркого солнца, зачем тебе эти очки? - Завтра будет солнечное затмение, и мы с ребятами хотим посмотреть на солнце. - А почему бывает солнечное затмение и что это такое, ты знаешь? – лукаво спросила бабушка. Петя покачал головой. - Тогда садись к столу и слушай, а потом мы приготовим с тобой то, через что можно смотреть на солнце. Бабушка взяла лист бумаги, нарисовала посредине кружочек. – Наша планета Земля, одна из девяти планет солнечной системы. Солнце - звезда, которая находится в центре этой системы, и все планеты кружатся вокруг Солнца. Солнце нарисуем оранжевого цвета. - Но у нас нет оранжевого карандаша. - Зато мы знаем правило смешивания цветов: если смешать красный и жёлтый, то получится оранжевый цвет. Закрасить ты можешь сам. Петя закрасил кружок Солнца сначала красным карандашом, потом жёлтым. Получился оранжевый кружок. - Вот какое красивое Солнце получилось, - похвалила бабушка, напишем рядом букву С, значит, Солнце. - Ты, Петенька, знаешь,- продолжила она, беря фиолетовый карандаш, - что Земля кружится вокруг Солнца. Рисуем овал фиолетового цвета вокруг Солнца, это орбита, по которой движется Земля, и на этой орбите кружок, это будет Земля. Землю закрасим голубым цветом. Бери голубой карандаш и закрашивай Землю. - Голубой карандаш я тоже потерял, что теперь делать? - Не беда, голубой цвет мы получим, смешав жёлтый и зелёный цвета. Петя старательно закрасил кружок Земли сначала жёлтым, потом зелёным карандашом, получился ярко-голубой цвет. - И рядом напишем букву З, Земля, - сказал Петя и вывел букву З рядом с голубым кружком. - Скажи, бабушка, это хорошо, что Земля кружится вокруг Солнца? - Конечно, хорошо. Благодаря этому на Земле бывает смена времён года: зима, весна, лето и осень. - А отчего на улице бывает светло и темно, - поинтересовался внук. - День и ночь бывают оттого, что Земля, кроме того, что она кружится вокруг Солнца, ещё вращается вокруг своей оси. Ты ведь любишь кружиться? Покружись. Когда ты поворачиваешься лицом к окну, тебе светло, а когда повернулся к нему спиной, становится не так светло. Если одна сторона нашей планеты повернётся к Солнцу, на этой стороне будет день, а на противоположной стороне ночь. Через двенадцать часов ночная, или тёмная сторона Земли повернётся к Солнцу и там будет светло, настанет день, а на противоположной стороне будет ночь. От одной ночи до другой проходит 24 часа, этот промежуток времени мы называем земными сутками. - Почему кружок у Земли меньше, чем у Солнца? – удивился Петя. - Да потому, что Земля намного меньше Солнца. Представь себе большой арбуз, это Солнце, а ягодка смородины, это Земля. Бабушка опять взяла фиолетовый карандаш. - Рисуем дальше. Каждый вечер мы видим на небе Луну, это спутник Земли. Она крутится вокруг Земли. Рисуем овал фиолетового цвета вокруг Земли, орбиту Луны, и на ней кружочек, это Луна. - А каким цветом Луну закрасим? – спросил загадочно Петя, выискивая жёлтый карандаш. - Какой ты видишь на небе Луну, таким цветом и закрашивай, - ответила ему бабушка. Петя подумав, сказал: - Мне кажется, её лучше жёлтым цветом раскрасить, - и закрасил кружок Луны жёлтым карандашом. Бабушка показала на этот кружок. - Видишь, кружок Луны меньше, чем кружок Земли, потому что она меньше Земли. Когда Луна оказывается между Землёй и Солнцем, она как бы заслоняет, затмевает собой Солнце, и на Землю падает тень от Луны, на голубом кружочке Земли нарисуем чёрную полоску. В это время и в этом месте нашей планеты мы наблюдаем солнечное затмение. Оно длится не долго, ведь и Земля, и Луна не стоят на месте, движутся по своим окружностям, или орбитам.- Бабушка, ты говоришь, что Земля и Луна кружатся по своим орбитам. Почему же мы видим на небе только одну сторону Луны, одну и ту же картинку? - Это очень хорошо, дорогой внучек, что ты такой наблюдательный, - ласково сказала бабушка, обнимая внука.- Луна движется по орбите вокруг Земли и, как и Земля вращается вокруг себя, или вокруг своей оси. Мы выяснили, что земля вращается вокруг оси за 24 часа, это земные сутки. Лунные сутки примерно в 30 раз длиннее земных суток, почти равны земному месяцу. За время лунных суток Луна обращается вокруг Земли, поэтому с Земли мы видим только одну её сторону. Теперь приготовим стеклышки, через которые можно смотреть на Солнце. - А через тёмные очки нельзя? - Опасно, можно получить ожог глаз, ведь солнце очень яркое. У нас есть кусочки простого стекла. Чтобы не поранить руки, мы края заклеим скотчем. Бабушка осторожно достала из коробочки стеклянную пластинку и аккуратно обклеила её края скотчем. Принесла свечку. - Зажигаем свечку, от её пламени идёт копоть, она то нам и нужна. Ставим стёклышко над пламенем, постараемся его равномерно закоптить. Теперь, чтобы не испачкаться копотью, заклеим закопчённую сторону прозрачным скотчем. Это стёклышко тебе, давай закоптим ещё для ребят. Готово. Вот теперь завтра вы можете идти смотреть солнечное затмение. 2. Как мы двигались, не трогаясь с места.Бабушка, закончив со своими делами, предложила Пете поехать к реке, посмотреть ледоход. Стоял солнечный, весенний день. Они сели в автобус и отправились за новыми впечатлениями. Петя, с интересом глядевший в окно, воскликнул: - Бабушка, смотри, мы едем, а автобус рядом с нами стоит, но мы его не обгоняем.- Это, Петенька, опять наша физика начинается. Просто автобус рядом с нами, едет так же быстро, как и наш. Посмотри на деревья вдоль дороги, глядя на них, видно, что мы движемся, а если посмотреть на автобус, едущий рядом с нашим автобусом, то кажется, что мы стоим на месте. Относительно вон той берёзы положение нашего автобуса изменяется?- Конечно, - азартно сказал внук, - сначала мы к ней подъезжали, сейчас отъезжаем от неё.- Такое состояние физика называет движением, когда со временем изменяется положение одного тела относительно другого, - пояснила бабушка. В нашем случае тела, это берёза и автобус.- А если телами считать наш и соседний автобусы? - поинтересовался Петя.- Посмотри, их положение один относительно другого изменяется? - спросила бабушка внука.Петя посмотрел в окно и заметил: - Нет, он так же, как и наш тормозит у светофора на перекрёстке, я вижу тех же женщину с ребёнком, сидящих у окна, что и раньше. - Что нам по этому поводу говорит физика, – бабушка показала глазами на соседний автобус, - движется он, или нет?Петя явно озадачился: - Разве так бывает, относительно нашего автобуса этот автобус не движется, но мимо берёзы он тоже проехал, значит, относительно неё он движется?- Молодец, правильный вывод сделал, - похвалила бабушка внука. – Поэтому о движении говорят, что оно относительно, нужно обязательно смотреть, относительно какого тела рассматривать движение. Она повернулась к Пете и хитро спросила: - Вот ты относительно меня движешься? - Куда же я двигаюсь, конечно, нет, я сижу на месте, - удивился внук.- Согласна, относительно меня ты не движешься, или как считает физика, находишься в состоянии покоя, - утвердительно кивнула головой бабушка. – А относительно деревьев у дороги ты движешься, или нет? Петя озадаченно посмотрел на удаляющиеся деревья и проговорил: - Выходит, я одновременно и сижу, нахожусь в покое, и двигаюсь, только смотря относительно чего.- Наконец, разобрались, - довольно сказала бабушка, - в этом и заключается относительность движения. Давай с тобой проанализируем, что мы выяснили. Петя сосредоточенно наморщил лоб и стал перечислять.- Не обязательно называть «автобус, дерево», можно говорить про тела.- Правильно, - похвалила бабушка, - что ещё ты узнал?- Я узнал, что тело движется, если оно относительно другого тела находится то ближе, то дальше.- Или изменяет своё положение с течением времени, - поправила его бабушка. – А что мы выяснили про относительность движения?- Это мне больше всего понравилось. Нельзя говорить, что тело движется, или не движется.-Не движется, значит, находится в покое, - подсказала бабушка внуку.-Да, надо говорить, относительно какого тела мы рассматриваем движение. Например, я относительно тебя не двигаюсь, сижу, а относительно деревьев, или столбов у дороги, двигаюсь, - с взрослой серьёзностью подвёл итог внук.- Ура, - воскликнул Петя, глядя в окно, - соседний автобус повернул на перекрёстке, уезжает от нас всё дальше, теперь он движется относительно нас. А мы, кажется, приехали. Выйдя из автобуса, бабушка с внуком направились к реке, по которой дружно плыли, как волшебные корабли, льдины разной формы. Они поднялись на смотровую площадку, где уже был народ, и залюбовались зрелищем. Петя долго, не отрываясь, смотрел на реку, потом вдруг, испуганно схватился за бабушкину руку.- Бабушка, я плыву вместе с льдинами, - прошептал он, - у меня даже голова закружилась. Бабушка крепко сжала руку внука и тихо сказала: - Нет, дорогой, ты стоишь рядом со мной. Просто ты, не отрываясь, долго смотрел на плывущие льдины, как бы стал с ними единым целым. Тебе и показалось, что ты с ними плывёшь. Такое состояние бывает, если лежишь и долго смотришь на проплывающие по небу облака. Кажется, что начинаешь двигаться вместе с ними. Это тоже касается относительности движения.Петя поёжился и хмуро проговорил: - Было так тепло, когда мы из дома вышли, теперь стало холодно, я даже замёрз, да ещё ветер холодный поднялся. Бабушка улыбнулась и сказала: - Изменение погоды здесь не при чём, об этом мы с тобой поговорим в другой раз. А сейчас поехали домой. И они, взявшись за руки, дружно зашагали к автобусной остановке. 3. Как мы погоду предсказывали.Петя пришёл с улицы румяный, весь в снегу. Бабушка помогла ему снять пальто, валенки.- Холодно на улице, замёрз? - Знаешь, сначала было холодно, а потом густой снег повалил, и сразу теплее стало. Я даже рукой проверил, не тёплый ли снег. Нет, снег обычный, холодный. Бабушка, а почему стало теплее?- Это объясняет одна из самых интересных наук, физика. Бабушка улыбнулась.- Ты говоришь, что когда пошёл снег, на улице теплее стало? Правильно. Потому что каждая снежинка отдаёт в воздух своё тепло, или тепловую энергию. Конечно, тепла от одной снежинки очень мало, но ведь их падает огромное количество, тепло становится ощутимым.- А откуда берутся снежинки, и почему от них тепло, ведь они холодные, не тают? – не унимался Петя. - Неси сюда твою шапку, - решительно сказала бабушка, - на ней, кажется, ещё не успел растаять весь снег. Петя бегом принёс свою заснеженную шапку. - Посмотри, какую красивую правильную форму имеют снежинки. Это кристаллики воды. Только кристаллы бывают красивой, правильной формы. Бабушка взяла щепотку соли из солонки и высыпала её на стол. - Давай внимательно посмотрим на частички соли. Видишь, они имеют форму кубиков, и другой формы у кристалликов соли не будет. Кристаллики воды имеют более красивую и разнообразную форму, видишь, снежинки разного рисунка. Петя более уважительно посмотрел на свою шапку, стряхнул с неё оставшийся снег и отнёс шапку в прихожую. А бабушка, тем временем, вытерла соль со стола и продолжила рассказывать. - Большую часть поверхности земли занимает вода, это океаны, моря, реки, озёра. Вода с их поверхностей непрерывно испаряется, пары воды поднимаются вверх и собираются в облака, из которых образуются тучи. - Значит, облака, это частички воды? – поинтересовался Петя. - Разумеется, - ответила бабушка, и продолжила рассказ. – Эти частички воды охлаждаются в холодном облаке высоко над землёй, замерзают, превращаются в кристаллики, отдельные снежинки. Охлаждаясь, они отдают своё тепло окружающему воздуху, вот почему потеплело. Обрати внимание, перед началом снегопада, так же, как и летом перед дождём, облака становятся темнее и опускаются ниже, становятся тучами. Как думаешь, почему? Да потому, что они переполнены частичками воды, становятся тяжелее. - Вот здорово, обязательно ребятам про это расскажу, - сказал довольный Петя. Бабушка о чём-то задумалась. - Раз мы об этом заговорили, давай вспомним весну, - сказала она, - когда мы ходили к реке ледоход смотреть. У реки было теплее, чем у дома, или нет? - О, конечно, холоднее, я тогда так сильно замёрз. – Петя даже поёжился от холода при воспоминании о том дне. – Да ещё ветер был холодный. Это что, тоже физика? Бабушка улыбнулась. - Конечно же, физика, нам без неё никуда. Вспомни, когда вода превращается в снег или лёд, тепло отдаётся, или забирается? - Теперь я это знаю, - обрадовался Петя, - отдаётся, ведь когда идёт снег, становится теплее. - Правильно, молодец, - похвалила бабушка внука. - А снегу или льду, чтобы растаять, наоборот, требуется тепло. Что мы видели на реке? - Плывущие льдины, - бойко ответил Петя. - Но они плывут и при этом ещё больше тают, - заметила бабушка. Для таяния им нужно много тепла. Льдины и забирают тепло из воздуха, поэтому у реки в такое время бывает холодно, и ты замёрз. - Тогда почему был холодный ветер? – удивился Петя. - Да потому что холодный воздух стремится в более тёплую сторону, к домам, создавая холодный ветер, - ответила бабушка и прижала крепче к себе любознательного внука. - Ой, бабушка, и вправду физика интересная. Расскажи ещё что-нибудь про погоду. Бабушка немного подумала и опять спросила. - Ты помнишь, в начале июня наш папа с соседом дядей Витей не спали целую ночь, жгли костры с дымом на даче в саду? - Ещё как помню, я тоже с ними поехать просился, но мама не разрешила. Говорила, что будет заморозок, замёрзнешь, - обиженно проговорил Петя. – Ты знаешь, как они узнали, что будет холодно? Ведь у многих тогда яблони и вишни погибли, а у нас нет. Бабушка зажгла свечку и поставила свою руку над ней. - Проведи ладонью поверх огня и снизу его. Вверху воздух тёплый, даже горячий. Так куда идёт тёплый воздух, вверх, или вниз? - Ну, бабушка, любой тебе ответит, что тёплый воздух поднимается вверх. Когда мы с папой в бане в парилку заходим, я всегда стараюсь присесть, внизу прохладнее, а как встанешь, дышать нечем. - Вот и весной за день земля прогревается солнышком, а к вечеру начинает остывать, тепло от земли поднимается вверх. Если небо затянуто облаками, то они мешают тёплому воздуху уходить от земли, земля сильно не охлаждается. А если небо ясное, то могут быть и заморозки, ничто не мешает теплу покинуть землю и остудить её. Тогда папа с дядей Витей и следили за небом, и, увидев, что к вечеру небо прояснилось, они поняли, что ночью может быть заморозок. Они жгли ночью костры из сырого хвороста, чтобы было много дыма, и чтобы этот дым стелился вдоль сада и огорода. Тёплый дым и согрел растения, не дал замёрзнуть и погибнуть. Видишь, как знания физики помогли сохранить сад и урожай в огороде, а теперь ещё и погоду предсказывать – подытожила разговор бабушка. - Теперь я буду знать, что если зимой в мороз пошёл снег, то на улице потеплеет и можно идти гулять. Если весной поднялся холодный ветер, это может быть, что начался ледоход на реке. Ну, а если в конце весны – начале лета к вечеру небо чистое, без облаков, значит, могут быть заморозки на почве, - сказал Петя, загибая пальцы. Всё-таки, интересная и полезная эта наука.^ 4. Как мы изменяли свой вес.Какой сегодня хороший день, - воскликнула бабушка, раздвигая шторы на окне. – И мороза нет, и солнце, а какой снег свежий лежит. Петенька, а не пойти ли нам с горок на санках покататься? Внук не заставил себя уговаривать и с радостью стал одеваться на улицу. Спустя какое-то время они зашли в кабину лифта на восьмом этаже. Прежде, чем нажать на кнопку первого этажа, бабушка предложила: - Давай сейчас, пока лифт не начал двигаться, приподнимемся на носочках, ощутим свой вес. Они оба поднялись на носочки и осторожно опустились.- Постарайся запомнить, как тяжело тебе было поднимать себя. После того, как я нажму на кнопку первого этажа, - заговорщически проговорила бабушка,- мы сразу опять поднимаемся на носочки, и осторожно опускаемся, а перед остановкой лифта проделаем это ещё раз. Потом сравним, всегда ли одинаковый свой вес мы ощущали. После этого бабушка нажала кнопку лифта и сразу стала подниматься на носочки, жестом призывая внука повторять за ней. Петя тоже приподнялся на носочки и осторожно опустился.- Легче, или тяжелее ты себя сейчас ощутил, чем когда лифт стоял? – спросила она Петю.- Кажется, легче,- удивлённо проговорил тот.- Подъезжаем, опять приподнимаем себя,- скомандовала бабушка. – А сейчас, ты легче стал, или тяжелее?- Ух, ты, тяжелее, - ещё больше удивился внук. Когда они вышли из лифта, Петя спросил: - Это лифт так подействовал на нас? - При чём тут лифт, ты сейчас такое же на санках ощутишь. - Неужели опять физика? - поинтересовался Петя.- Самая настоящая, наша любимая физика, - уверенно ответила бабушка. Такое случается при движении вверх, или вниз. Ты слышал, наверное, про невесомость и перегрузки. - Мы с папой про невесомость и перегрузки книжку с картинками читали. Там было нарисовано, как космонавты на орбите в невесомости по кораблю летают. Бабушка продолжила удивлять внука: - Ты сейчас с горок скатишься и опять испытаешь сначала уменьшение веса, потом его увеличение, или перегрузку. Обрати внимание на форму горок, которые в виде следующих друг за другом холмов. Когда ты будешь спускаться с большой горки вниз, твой вес будет уменьшаться, а когда, набрав скорость, будешь подниматься на следующий холм поменьше, твой вес увеличится. Давай проверим. Петя поставил санки на край горки и уселся в них удобнее, держась за верёвку. - Бабушка, толкай санки сильнее. Бабушка подтолкнула санки, и внук помчался сначала вниз, потом взлетел на другую горку, поменьше. - Ура-а-а, донеслось снизу, я, как космонавт испытал и невесомость, и перегрузку! Петя с восторгом ещё несколько раз поднимался на гору и скатывался с неё. - Бабушка, а могу я полную невесомость испытать? – азартно спросил он. - Очень легко, - ответила бабушка, – можно встать на санки и прыгнуть с них на снег. Во время полёта ты будешь в невесомости. - Какая же это невесомость, так я много раз прыгал, - разочарованно проворчал Петя. - Давай всё по – порядку, терпеливо сказала бабушка. – Вставай ногами на санки. Петя быстро вспрыгнул ногами на свои санки - Ты стоишь ногами на санках, - продолжала бабушка, - давишь ты на них? - Конечно, вон даже планки прогнулись, ведь я уже большой, - важно ответил Петя. - А если бы ты повис на канате, действовал бы ты на него, - не унималась бабушка. - Разумеется, я же не пушинка, - удивлённо подтвердил внук. - Физика считает, если тело действует на опору или подвес, оно имеет вес, -уверенно сказала бабушка. – А теперь прыгай, - скомандовала она. – Когда ты прыгал и находился в воздухе, ты ногами обо что-то опирался, или держался за верёвку? - Ни за что я не держался, ты же видела, - не понимая, к чему клонит его бабушка, ответил Петя. Бабушка многозначительно сказала: - А если ты не действовал ни на опору, ни на подвес, значит, ты ничего не весил в этот момент, был в невесомости. - Классно! Обязательно расскажу ребятам про невесомость, а то они думают, что она только в космосе бывает, - воскликнул Петя. – А почему же у нас вес изменялся в лифте и на горке? - Давай вспоминать, - начала бабушка. – Когда лифт начал спускаться вниз, скорость его движения увеличивалась, то есть, увеличение скорости было направлено вниз, или как говорят в физике, к центру земли. Вес в это время уменьшился. А когда мы приближались к первому этажу, лифт стал тормозить, скорость его стала уменьшаться. Можно сказать, что увеличение его скорости теперь направлено не вниз, а вверх, от центра земли. В этом и вся хитрость изменения веса. Понял? – похлопала она внука по плечу. – Теперь расскажи мне, как и почему изменялся твой вес при спуске с горки. Петя задумался и стал медленно рассуждать. - Когда я спускался вниз, скорость санок увеличивалась. Увеличение её было направлено вниз. Так, бабушка? – вопросительно посмотрел на неё внук. Бабушка ободряюще посмотрела на него и спросила с надеждой: - Как стал изменяться твой вес? - Заметно уменьшился, - заверил Петя, продолжая свои рассуждения: - Когда я стал подниматься на маленькую горку, то я заметил, что руки и ноги отяжелели, вес увеличился, потому что санки стали тормозить, скорость их уменьшаться, и увеличение скорости было направлено вверх, от центра земли. - Ты, дорогой, всё очень верно уяснил, молодец! – сказала довольная бабушка. – Давай подведём итог: если увеличение скорости направлено вниз, к центру земли, вес тел уменьшается, а если увеличение скорости направлено вверх, от центра земли, то вес тел увеличивается, наступает перегрузка. Теперь нам пора идти домой обедать. - А можно мы опять в лифте свой вес проверим, - попросил Петя. - Проверим, и ты вечером маме с папой расскажешь о своих наблюдениях. Подхватив санки, они направились к дому.