В наше время часто в кабинете физики не хватает приборов, а купить новые может не каждая школа. Выход из ситуации прост – сделать прибор своими руками. Пожалуй, самым доступным сырьем для изготовления являются пластиковые бутылки. Их всегда можно найти, причем абсолютно бесплатно, поэтому любой интересующийся физикой и занимающийся техническим творчеством может заняться конструированием.
Во время прохождения педагогической практики в МОУ СОШ им. А. Некрасова г. Кирово-Чепецка, автор статьи в свободное от уроков время занимался подготовкой ученика 7б класса Черанёва Игоря к городскому конкурсу технического творчества. Мы выбрали интересную тему, имеющую практическое значение: изготовление физического оборудования из пластиковых бутылок.
Событие Лунный фестиваль – одно из самых скучных эвентов в игре. Так что почитайте гайд, чтобы не уснуть.
Нами были изготовлены: дистиллятор, сегнерово колесо, геронов фонтан, сообщающиеся сосуды, пескоструйный насос, контейнеры для проводников, воронка, сахарница, вентиль крана.
Необходимые бутылки приобрели в школьной столовой, а конструировали в кабинете физики по вечерам.
Первое, что мы изготовили, – это воронка (рис. 1). Здесь ученик выработал необходимые навыки работы с пластиком: разметка на пластике, последующее разрезание пластика, прожигание отверстий с помощью нагретой металлической трубки, получение прочных сплавных соединений. С помощью воронки очень удобно пересыпать или переливать в пластиковые бутылки. Еще для тренировки мы изготовили контейнеры для проводников (рис. 2): здесь кусок пластика сворачивается в трубку и прошивается леской. Данное приспособление на лабораторных работах позволяет не тратить много времени для поиска проводов. В контейнерах очень удобно хранить провода: они не перепутываются.
Изготавливая вентиль (рис. 3) и сахарницу (рис. 4), для прожига отверстий и прорезания пластика мы использовали выжигатель. Здесь ученик тренировался в выполнении фигурных отверстий в пластике.
Следующим изделием явился дистиллятор (рис. 5). Мы создали два варианта прибора: разборный и неразборный.
Оба представляют две состыкованные бутылки и проходящую сквозь них трубку. В разборном варианте конструкция фиксировалась резьбовыми соединениями (отрезанные горлышки от бутылок), а для герметичности использовали резиновые прокладки и ленту «фум». В неразборном – соединения фиксировались нитроклеем «Секунда» и герметизировались герметиком «Гермент». Проводя испытания, мы получили дистиллированную воду из пара. Для проверки дистиллята мы попытались пропустить электрический ток, при этом индикатором служила лампа. Лампа не загоралась, но стоило добавить немного соли в воду, как лампа загорелась! Это позволило нам убедиться, что дистиллятор действительно производил дистиллированную воду, в которой отсутствовали примеси.
В последствии наш прибор пригодился учителю при подготовке демонстраций на уроках по теме «Электрический ток в различных средах». Кроме того, ученик научился создавать герметичные соединения, производить перегонку, и на опыте убедился, что дистиллированная вода не является проводником электрического тока.
Следующее изделие – сообщающиеся сосуды (рис. 6). Пластиковые бутылки соединяются резиновой трубкой. Около дна прожигается отверстие и вклеивается горлышко, на которое накручивается крышка со вставленной и вклеенной стеклянной трубкой, зафиксированной веществом «холодная сварка». Ученик собственноручно провел ряд экспериментов с помощью данного прибора.
Но, пожалуй, сам интересным оказался геронов фонтан (рис. 7). Вариантов его изготовления было даже два: первый – неразборный, и второй – разборный. Емкостями для воды послужили 5-ти литровые бутыли. В неразборной конструкции бутыли соединялись резьбовыми соединениями с помощью горлышек и сплавленных пробок: герметичность при этом достигалась использованием герметика, а трубками послужили футляры от пластмассовых ручек, которые также сплавлялись. В разборной конструкции бутыли уже соединялись с помощью резиновых трубок.
Изготавливая прибор, ученик научился получать прочные сплавные соединения пластмассовых трубок. Данный прибор оказался очень интересен семиклассникам на уроке по теме «Действие атмосферного давления», у многих возникал живой интерес разобраться, как работает фонтан, возникала мотивация для изучения физики.
Еще одним не менее интересным прибором, который мы изготовили, явилось сегнетово колесо (рис. 8). В нашем приборе главными достоинствами оказалось подвижное соединение трубок, что позволяло наглядно продемонстрировать факт: чем сильнее отклонена ось симметрии трубки от касательной к окружности вращения, тем меньше скорость вращения. Вторым достоинством явился большой объем емкости, что позволяло прибору длительное время находиться в состоянии вращения.
Для получения трубок нужной формы, их необходимо было согнуть под прямым углом. Это было достигнуто подогреванием трубки на спиртовке. Второй трудностью оказалась создание подвижного соединения для более легкого вращения бутыли. И эту проблему мы успешно решили, закрепив металлическими тягами крышку над открытой стороной, продели сквозь нее металлическую ось и зафиксировали шайбами.
Конструкцию ещё одного прибора (рис. 9) предложил сам ученик, узнав о нем из учебника физики А. В. Перышкина за 1958 год. Этот прибор называется пескоструйным насосом. С помощью его наглядно демонстрируется закон Бернулли. Конструкция представляет собой корпус из 2-ух пластиковых склеенных бутылок. В такую систему с 2-ух сторон вставляются два корпуса от пластмассовых ручек, причем соединение их не плотное. Вода, проходя по трубке, попадает в зауженную часть системы, а затем, минуя щель, – в широкую часть второй трубки. В результате в щели, как и в корпусе, создается пониженное давление. Чтобы понижение давления не вызывало деформацию корпуса, внутрь вставлены диски из фанеры (рис. 9).
Всё, что перечислено выше в нашей работе – это «капля в море» того, что можно сделать своими руками из пластиковых бутылок для уроков физики. В работе мы планировали создать только два прибора – «дистиллятор» и сообщающиеся сосуды. Но в процессе деятельности появлялись всё новые и новые идеи. И это ещё не предел. Творите, фантазируйте, не бойтесь ошибок. Вполне вероятно, что изделия принесут пользу вам и вашим близким.