Doświadczenia domowe

Doświadczenia domowe z fizyki

Powiedz mi, a zapomnę.
Pokaż - zapamiętam.
Pozwól mi zrobić, a zrozumiem.

Konfucjusz

Doświadczenia domowe z fizyki zawierają 120 eksperymentów z opisem, które można samodzielnie wykonać w domu. W większości są to proste i typowe eksperymenty. Niektóre nadają się dla dzieci, większość dla uczniów gimnazjum, ale znajdują się tutaj również skomplikowane eksperymenty fizyczne przeznaczone dla uczniów liceum. Każdy eksperyment udokumentowany jest filmem lub zdjęciami. Filmy będą stopniowo dostępne od listopada 2021 roku na YouTube w kanale Fizyka Liceum Turek (niestety z powodów technicznych poprzedni kanał "FizykaLOTurek" jest nieaktywny i obecnie wgrywam je na nowo założony kanał). W uwagach podajemy stopień trudności wykonania doświadczenia.
Pomysły pochodzą z różnych źródeł, a opisali i wykonali je uczniowie Liceum Ogólnokształcącego w Turku pod opieką Adama Bartczaka w ramach projektu e-Szkoła Wielkopolska wybierając temat: "Czy doświadczenia fizyczne można wykonywać w domu?" Projekt ten realizowany był od grudnia 2012 do końca lutego 2014 roku.
Poniżej znajduje się opis 19 wybranych doświadczeń fizycznych, a pozostałe przydzielone zostały umownie do kilku działów (w nawiasie podana jest liczba eksperymentów): Mechanika (19), Ciecze i gazy (16), Budowa cząsteczkowa i ciepło (18), Elektromagnetyzm (15), Drgania i fale mechaniczne (15), Optyka (19).

Doświadczenie 1

Oporna grupa

Materiały: Ogniwo (ogniwa) chemiczne, przewody, amperomierz
Przebieg doświadczenia: Grupa ludzi łapie się za suche ręce i tworzy krąg. Skrajne osoby łapią przewody połączone z ogniwem i amperomierzem. Odczytujemy wskazanie amperomierza. Uczestnicy zwilżają ręce wodą i ponownie tworzymy obwód elektryczny i mierzymy natężenie prądu.
Wyjaśnienie: Człowiek przewodzi prąd bardzo słabo więc natężenie jest bardzo małe. W naszym eksperymencie brało udział 13 osób, czyli cała grupa projektu "Czy doświadczenia fizyczne można wykonywać w domu" wraz z opiekunem. Przy suchych rękach natężenie wyniosło 150μA (patrz wskazanie miernika), przy użyciu 4 ogniw o łącznym napięciu (sile elektromotorycznej) 19,5V. Średni opór uczestnika projektu eSzkoła Wielkopolska wynosi więc 10000Ω. Po zwilżeniu rąk natężenie wyniosło 480μA, a średni opór 3000Ω. Teraz wiadomo dlaczego nie wolno dotykać urządzeń elektrycznych mokrymi rękami.
Autorzy: Damian Antczak, Szymon Bartczak, Monika Cholajda, Milena Cichocka, Michał Gąbka, Szymon Gruszczyński, Jacek Jastrzębski, Katarzyna Kasprzak, Mateusz Kubiak, Daria Ochocka, Dominik Szady, Anita Wachowska
Uwagi do wykonania: łatwe ale potrzebny jest amperomierz

Od lewej: D. Antczak, M. Cichocka, M. Kubiak, A. Bartczak (opiekun), Sz. Bartczak, J. Jastrzębski,
D. Szady, Sz. Gruszczyński, A. Wachowska, K. Kasprzak, M. Cholajda, D. Ochocka i M. Gąbka

Doświadczenie 2

Żywy kabel głośnikowy

Materiały: Źródło dźwięku (np. komórka), przewody głośnikowe, wzmacniacz, kolumny (np. komputerowe)
Przebieg doświadczenia: Od źródła dźwięku (może to być komputer lub komórka) i do wzmacniacza dołączamy dwa przewody z zakończeniami typu "jack". Końcówki masowe łączymy ze sobą przewodnikiem. Uczestnicy doświadczenia (te same osoby co w dośw. 1) łapią się za ręce tworząc okrąg, a pierwsze osoby trzymają końcówki przewodów kanałowych "jacka" (patrz rysunek poniżej). Gdy włączymy muzykę sygnał elektryczny zawierający informacje o dźwięku jest przenoszony przez łańcuszek ludzi.
połączenie jecków

Wyjaśnienie: Ciało ludzkie szczególnie dobrze przewodzi prądy zmienne o częstotliwości takiej, jaka występuje w sygnałach dźwiękowych. Jeśli fragmenty przewodów kolumnowych zastąpimy łańcuchem ludzi, to sygnał dźwiękowy będzie przewodzony.
Autorzy: Damian Antczak, Szymon Bartczak, Michał Gąbka, Mateusz Kubiak
Uwagi do wykonania: średnio łatwe, wymaga odpowiedniego złapania końcówek "jacka"

Doświadczenie 3

Solo i duet na szklanym instrumencie (szklana harfa)

Materiały: kieliszki o różnych rozmiarach (najlepiej wykonane z cienkiego szkła), strzykawka, woda, tuner (przyrząd do strojenia) lub komórka z odpowiednim programem do mierzenia częstotliwości dźwięku, szklanki z wodą do zmaczania palców, taśma klejąca.
Przebieg doświadczenia: Nalewamy do kieliszków około jednej trzeciej wody i po kolei wprawiamy w drgania pocierając wilgotnym palcem i mierzymy częstotliwość wydawanego dźwięku za pomocą tunera lub odpowiedniego programu w komórce. Segregujemy kieliszki według częstotliwości wydawanego dźwięku. Dolewając lub ujmując wodę za pomocą strzykawki dostrajamy kieliszki aby uzyskać wszystkie dźwięki oktawy (w kieliszkach nie powinno być więcej niż dwie trzecie wody, gdyż wtedy źle brzmią co niestety nastąpiło u nas przy wysokich dźwiękach). W naszym doświadczeniu ułożyliśmy prawie półtorej oktawy. Strojenie zajęło nam ponad cztery godziny. Brakowało nam kieliszków, które wydawałyby wyższe tony. W jednym przypadku użyliśmy wysokiej, wąskiej szklanki. Aby kieliszki były stabilne przyklejamy je do stołu za pomocą taśmy klejącej. Następnie kieliszki należy rozegrać, czyli wykonywać próby ponieważ nie od razu tak łatwo kieliszki wydają dźwięki.
Obok przedstawiamy fragmenty czterech utworów zagranych przez autorów.
Wyjaśnienie: Na obwodzie kieliszków powstaje poprzeczna fala stojąca. Wnętrze kieliszka jest rezonatorem tak jak pudło rezonansowe w gitarze. Im więcej nalejemy wody tym dźwięk jest niższy. Dokładniej omówione jest to w dziale "Drgania i fale" w eksperymencie .
Instrument muzyczny zbudowany z kieliszków, w którym dźwięk powstaje poprzez pocieranie zwilżonym opuszkiem palca brzegu kieliszka nazywamy harfą szklaną lub anielskimi organami (po angielsku glass harp). Pierwszy taki instrument zbudował w XVIII wieku Richard Pockridge. Od niego pochodzi nazwa szklana harfa. Obecnie na świecie jest mało wykonawców używających anielskie organy. W Polsce szklaną harfę używa duet .
Autorzy: Michał Gąbka (gra na wielu instrumentach, założyciel i dyrygent szkolnej orkiestry LO Turek, ) i Szymon Bartczak (obsługa techniczna imprez muzycznych przez dwa lata w LO Turek)
Uwagi do wykonania: bardzo trudne i pracochłonne, wymaga cierpliwości, wytrwałości oraz umiejętności muzycznych

Doświadczenie 4

Cykloida

Materiały: obręcz od roweru, wstążka, tablica do której przyklejone są dwie listwy: jedna prosta, a druga w kształcie odwróconej cykloidy
Przebieg doświadczenia: Do rowerowej obręczy przywiązujemy wstążkę i wprawiamy ją w ruch. Punkt do którego przywiązana jest wstążka porusza się po krzywej zwanej cykloidą.
Bierzemy tablice do których przyklejone są dwie listwy: jedna prosta, a druga w kształcie odwróconej cykloidy, które stanowią tory po których będą poruszać się piłeczki pingpongowe. Długości podstawy i wysokości tych torów są takie same. Jednocześnie puszczamy dwie piłeczki. Szybciej stacza się piłeczka poruszająca się po cykloidzie.
Wyjaśnienie: Ruch toczącej się obręczy jest ruchem złożonym. Każdy punkt na obwodzie jednocześnie przesuwa się do przodu i obraca się względem osi przechodzącej przez środek obręczy. Torem ruchu tego punktu jest krzywa zwana cykloidą.
Cykloida ma szereg . Można udowodnić, że czas zsuwania się po odwróconej cykloidzie jest najkrótszym spośród czasów ruchów po różnych krzywych o tej samej długości podstawy i tej samej wysokości. Taki tor spotykamy na rozbiegu skoczni narciarskiej.
Autor: Dominik Szady, Szymon Gruszczyński
Uwagi do wykonania: pierwsza część łatwa, druga bardzo trudna ponieważ należy wykonać tablice z listwami (tablicę wykonał Marcin Puzio)

Doświadczenie 5

Wyścig monet czyli swobodny spadek i rzut poziomy

Materiały: dwie identyczne monety, linijka
Przebieg doświadczenia: Jedną monetę kładziemy na wystającej za stół linijce a drugą na brzegu stołu obok niej. Po uderzeniu linijki ręką, pierwsza z nich spada swobodnie, a druga uzyskuje prędkość zwróconą poziomo. Obie monety jednocześnie osiągają podłogę i w tym samym momencie słychać brzęk uderzających monet.
Wyjaśnienie: Ruch, w którym nie uwzględniamy oporów ruchu i ciału nadajemy prędkość skierowaną poziomo nazywamy rzutem poziomym. Rzut poziomy traktujemy jako złożenie dwóch ruchów: swobodnego spadku w kierunku pionowym i ruchu jednostajnego w kierunku poziomym (w tym kierunku nie działają żadne siły). Wynika to z zasady niezależności ruchów w dwóch kierunkach wzajemnie prostopadłych. Torem takiego ruchu jest parabola.
Obie monety spadają z tej samej wysokości, stąd w kierunku pionowym poruszają się tym samym ruchem. Co wydaje się dziwne czas ruchu nie zależy więc od drogi i obie monety spadają jednocześnie.
Autor: Anita Wachowska i Mateusz Kubiak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe

Doświadczenie 6

Wypływający strumień wody z butelki

Materiały: plastikowa butelka, gwóźdź, kombinerki, kuchnia gazowa, woda (można ją zabarwić), taśma malarska, ewentualnie druga butelka i plastikowy wężyk
Przebieg doświadczenia: Za pomocą rozgrzanego gwoździa wykonujemy kilka otworów w plastikowej butelce. Zaklejamy dziurki taśmą malarską i nalewamy do butelki zabarwionej wody. Powyżej butelki ustawiamy dużą butlę z zabarwioną wodą i łączymy oba naczynia wężykiem, aby podczas wypływu wody poziom w dolnej butelce się nie zmieniał. Odrywamy taśmę malarską odsłaniając otwory i woda wypływa. Gdy ustanie dopływ wody z górnej butli zasięg wypływających strumieni znacznie maleje.
Wyjaśnienie: Ruch porcji wody jest ruchem złożonym. W kierunku poziomym jest to ruch jednostajny, natomiast w kierunku pionowym jednostajnie przyspieszony. Torem ruchu jest parabola. Taki ruch nazywamy rzutem poziomym. Zasięg czyli odległość jaką ciało osiągnie w kierunku poziomym w tym ruchu zależy od prędkości początkowej i wysokości na której nadano poziomo prędkość.
Z otworów położonych niżej woda wypływa z większą prędkością, ponieważ panuje tam większe ciśnienie hydrostatyczne, ale czas ruchu jest wtedy krótszy. Największy zasięg osiąga więc strumień wody wypływający z otworu położonego na połowie wysokości słupa wody. Gdy ustanie dopływ wody z górnej butli zasięg wypływających strumieni maleje, ponieważ zmniejsza się prędkość wypływu.
W niektórych momentach obserwujemy łączenie się strumieni co jest związane z siłami spójności, czyli przyciągania się cząsteczek wody.
Autor: Hanna Nykiel i Julia Nykiel
Uwagi do wykonania: średnio łatwe, należy przeprowadzać w wannie lub na odkrytym terenie, można zrezygnować z drugiej butelki

Doświadczenie 7

Opory powietrza podczas swobodnego spadku

Materiały: dwie nakrętki o różnych masach, dwie kartki papieru, książka
Przebieg doświadczenia: Dwa ciała o różnych masach puszczamy z tej samej wysokości. Oba ciała spadają w tym samym czasie.
Jedną dwóch z kartek zgniatamy. Obie kartki puszczamy z tej samej wysokości. Szybciej spada kartka zgnieciona.
Swobodnie puszczamy prostą kartkę papieru i książkę. Książka spada szybciej. Gdy kartkę papieru położymy na książce, to oba ciała spadają razem.
Wyjaśnienie: Gdy pomijamy siły oporu powietrza to czas swobodnego spadku nie zależy od masy spadającego ciała, ponieważ każde ciało spada z tym samym przyspieszeniem zwanym przyspieszeniem ziemskim.
Na rozłożoną kartkę papieru działają siły oporu, które zależą od prędkości kartki i wielkości powierzchni. Ponieważ ma ona dużą powierzchnię to spada ona wolniej. Zgnieciona kartka ma małą powierzchnię, więc siły opory są małe. Jeśli kartkę papieru położymy na książce to na kartkę nie działa siła oporu i oba ciała spadają jednocześnie.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe

Doświadczenie 8

Nieważkość w spadającej butelce

Materiały: plastikowa butelka, gwóźdź, woda, taśma klejąca
Przebieg doświadczenia: W plastikowej butelce robimy dziurkę, zaklejamy ją taśmą klejącą i nalewamy do butelki wody. Odklejamy taśmę i woda wylatuje przez dziurkę z butelki. Puszczamy butelkę z wysokości około półtora metra i wtedy woda przestaje z niej wypływać.
Wyjaśnienie: Stan nieważkości polega na braku wzajemnego nacisku między ciałem a podłożem. Występuje gdy ciało porusza się tylko pod wpływem sił grawitacji, czyli na przykład podczas spadku swobodnego. Po upuszczeniu butelki woda więc nie naciska na butelkę i nie wypływa.
Autor: Kamil Mozio
Uwagi do wykonania: łatwe ale trudno jest obserwować wodę w czasie ruchu

Doświadczenie 9

Klucze w stanie nieważkości

Materiały: pęk kluczy
Przebieg doświadczenia: Podrzucamy do góry pęk kluczy. Każdy klucz ustawia się dowolnie i za każdym razem inaczej.
Wyjaśnienie: Stan nieważkości polega na braku wzajemnego nacisku między ciałem a podłożem. Występuje gdy ciało porusza się tylko pod wpływem sił grawitacji. Taka sytuacja jest zarówno podczas ruchu kluczy do góry, jak i spadku swobodnego. Tak jak przypadkowo nadamy ruch każdemu kluczowi, tak dalej się poruszają.
Autor: Anita Wachowska i Mateusz Kubiak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe

Doświadczenie 10

Bezwładność jajka czyli jak rozróżnić jajko surowe od ugotowanego?

Materiały: dwa jajka, jedno surowe drugie gotowane
Przebieg doświadczenia: Bierzemy dwa jajka: surowe i gotowane. Wprawiamy w ruch obrotowy jajko surowe. Kręci się ono wolno i szybko się zatrzymuje. Robimy to samo z jajkiem gotowanym, które kręci się szybciej i dłużej.
Wyjaśnienie: Obracając jajko ugotowane nadajemy ruch całemu jajku. Jeśli zakręcimy jajko surowe to nadajemy ruch tylko skorupce, płynne wnętrze nadal chce pozostać w spoczynku czyli jest bezwładne. Jajko to porusza się krócej bowiem wnętrze jajka w wyniku działania sił lepkości wyhamowuje ruch skorupki.
Bezwładność jest to cecha ciał powodująca, że ciało chce zachować swój stan ruchy, czyli jeśli się porusza to nadal chce się poruszać, jeśli spoczywa to nadal chce spoczywać.
Autor: Milena Cichocka i Wojciech Żerkowski
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe

Doświadczenie 11

Bezwładne jajko

Materiały: kubek lub szklanka, tekturka lub karta do gry, moneta, ugotowane jajko, kartka A4, taśma klejąca
Przebieg doświadczenia: Na ogół bezwładność ciał pokazuje się kładąc na szklance lub kubku kartę do gry lub tekturkę, a na niej monetę. Gdy gwałtownie pociągniemy za tekturkę moneta spada do szklanki. Taki eksperyment nazywany jest często "Leniwa moneta".
Wykonamy inne, bardziej widowiskowe doświadczenie. Nalewamy do szklanki połowę wody. Na szklance kładziemy tekturkę, na niej wykonaną z kartki A4 cienką rurkę, a na szczycie rurki stawiamy ugotowane jajko. Gwałtownie pociągamy za tekturkę. Jajko wpada do szklanki z wodą ale nie od razu. Przez moment zachowuje swoje położenie, a następnie spada do szklanki.
Wyjaśnienie: Bezwładność jest to cecha ciał wynikająca z pierwszej zasady dynamiki powodująca, że cało chce zachować swój stan ruchu, czyli jeśli spoczywa to nadal chce spoczywać, jeśli się porusza to nadal chce się poruszać ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Po usunięciu tekturki moneta i jajko przez moment zachowują swoje położenie, ponieważ są bezwładne, a następnie spadają pod wpływem siły grawitacji.
Co ciekawe po usunięciu tekturki nie ma siły wzajemnego nacisku i do momentu kontaktu z podłożem moneta i jajko są w stanie nieważkości.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: bardzo proste

Doświadczenie 12

Bezwładność płomienia świeczki

Materiały: tekturka lub sztywna kartka A4, świeczka, plastikowa butelka, nożyczki, zapałki
Przebieg doświadczenia: Do leżącej na stole tekturki przyklejamy zapaloną świeczkę (kapiemy na tekturkę stopiony wosk i przykładamy świeczkę). Gdy szybkim ruchem poruszamy po stole tekturką ze świeczką w jedną stroną i z powrotem, to płomień świeczki odchyla się przeciwnie do zwrotu prędkości.
Przykrywamy świeczkę plastikową osłoną w kształcie cylindra, wyciętą z butelki po napojach i przyczepiamy ją za pomocą taśmy klejącej do tekturki. Podczas szybkich ruchów tekturki płomień świeczki tym razem odchyla się lekko zgodnie ze zwrotem prędkości.
Wyjaśnienie: Płomień nieosłoniętej świeczki odchyla się przeciwnie do zwrotu prędkości, ponieważ powietrze otaczające płomień ma większą gęstość od płomienia, a więc i większą bezwładność. Bezwładność jest to cecha ciał wynikająca z pierwszej zasady dynamiki powodująca, że cało chce zachować swój stan ruchu, czyli jeśli spoczywa to nadal chce spoczywać, jeśli się porusza to nadal chce się poruszać ruchem jednostajnym prostoliniowym. Miarą bezwładności jest masa.
Gdy przykryjemy świeczkę plastikową osłoną w kształcie cylindra, to poruszający się cylinder nadaje ruch powietrzu wewnątrz osłony i całość porusza się do przodu.
Autor: Milena Cichocka
Uwagi do wykonania: bardzo proste

Doświadczenie 13

Bezwładność ciał

Materiały: cienka drewniana listewka, młotek, gazeta. stół
Przebieg doświadczenia: Cienką listewkę kładziemy na stole tak, aby jej część wystawała poza krawędź stołu i. Listewka obracając się leci do przodu.
Ponownie tak samo kładziemy listewkę na stole i przykrywamy część listewki leżącą na stole gazetą. Jeśli powoli ręką naciskamy na wystający koniec listewki to listewka razem z gazetą z łatwością podnosi się do góry.
Następnie uderzamy silnie młotkiem w wystający koniec listewki. Listewka ulega złamaniu, a gazeta pozostaje nieporuszona.
Wyjaśnienie: Gdy uderzamy młotkiem w wystający koniec nieprzykrytej listewki to opory powietrza są bardzo małe i nadajemy ruch obrotowy i postępowy listewki.
Po silnym uderzeniu młotkiem przykrytej gazetą listewki, siła działa bardzo krótko Z drugiej zasady dynamiki w postaci ogólnej wynika, że zmiana pędu jest tym większa im większa jest siła i krótszy czas działania. W naszym eksperymencie więc prędkość listewki z gazetą od razu osiąga duża prędkość. Ale powietrze stawia opór który zależy od prędkości (czym większa prędkość tym większy opór powietrza) i od powierzchni (gazeta ma dużą powierzchnię). Siła oporu jest więc ogromna i gazeta prawie się nie porusza a listewka ulega złamaniu. Eksperyment ten można również tłumaczyć bezwładnością powietrza, które po uderzeniu chce pozostać nadal w spoczynku. Bezwładność jest to cecha ciał powodująca, że ciało chce zachować swój stan ruchu, czyli jeśli spoczywa, to nadal chce spoczywać, a jak się porusza, to chce się poruszać ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Jeśli powoli ręką naciskamy na wystający koniec listewki to zmiana pędu jest mała, siły oporu powietrza są wtedy znikome i listewka z gazetą bez problemów podnosi się do góry.
Autor: Hanna Nykiel
Uwagi do wykonania: uderzeniu musi być silne i celne czyli na koniec listewki i młotek powinien spadać pionowo z góry

Doświadczenie 14

Odrzutowy samochodzik - zjawisko odrzutu

Materiały: gumowy balonik, samochodzik (zabawka), słomka do napoju, taśma klejąca
Przebieg doświadczenia: Nadmuchujemy gumowy balonik i puszczamy go. Balonik wykonuje gwałtowne ruchy a jego lot jest niestabilny.
Do samochodzika - zabawki doklejamy za pomocą taśmy klejącej rurkę od napojów i gumką przyczepiamy balonik. Nadmuchujemy balonik. Następnie kładziemy zabawkę na stole i puszczamy. Powietrze wylatuje z balonika, a samochodzik porusza się w przeciwną stronę niż wylatujące powietrze.
Na filmie balonik przez pomyłkę został zamontowany odwrotnie niż powinien i samochodzik porusza się do tyłu. Chyba nie przeszkadza to jednak w wytłumaczeniu zjawiska odrzutu.
Wyjaśnienie: W nadmuchanym baloniku panuje duże ciśnienie. Powietrze wylatując z balonika działa na balonik dużą siłą, nadając mu ruch. Spełniona test tutaj zasada zachowania pędu, która stwierdza, że całkowity pęd układu zamkniętego jest stały. Skoro powietrze wylatując nabywa pęd w jedną stronę to samochodzik musi uzyskać pęd w stronę przeciwną.
Na co dzień nie używa się samochodów odrzutowych, ale co ciekawe rekordy prędkości pojazdów na lądzie należą właśnie do specjalnie skonstruowanych samochodów z silnikiem odrzutowym.
Autor: Monika Cholajda
Uwagi do wykonania: łatwe

Doświadczenie 15

Rakieta z butelki - odrzut

Materiały: plastikowa butelka, w której wykonano otwór, denaturat czyli skażony alkohol etylowy, stojak wykonany ze stalowego drutu
Przebieg doświadczenia: Do plastikowej butelki nalewamy trochę denaturatu. Zakręcamy butelkę korkiem, w którym wcześniej wykonano otwór. Odgrywa on rolę dyszy naszej rakiety. Butelkę umieszczamy otworem do dołu w stojaku wykonanym ze stalowego drutu. Przystawiamy do otworu butelki zapaloną zapalniczkę i odpalamy rakietę.
Wyjaśnienie: Po spaleniu alkoholu w butelce tworzy się gwałtownie wysokie ciśnienie i rozgrzany gaz wylatuje przez otwór w korku czyli dyszy naszego "silnika odrzutowego". Zgodnie z zasadą zachowania pędu zmiana pędu wylatującego gazu jest równa zmianie pędu butelki, tylko te zmiany pędu są przeciwnie zwrócone. Butelka uzyskuje wiec dużą prędkość o przeciwnym zwrocie do wylatującego gazu i następuje odrzut.
Silniki odrzutowe znalazły zastosowanie w rakietach balistycznych, samolotach odrzutowych, rakietach kosmicznych, samochodach bijących rekordy prędkości.
Autor: Kamil Mozio, Adam Bartczak
Uwagi do wykonania: bardzo trudne, wymaga szczególnej ostrożności

Doświadczenie 16

Odrzut puszki po napoju

Materiały: metalowa puszka po napoju, sznurek, słomka do napoju, przebijak lub gwóźdź, młotek, plastelina, woda, drewniany kij
Przebieg doświadczenia: W puszce po napoju na górnym brzegu wykonujemy naprzeciwko siebie dwa otwory, aby można było puszkę powiesić na sznurku. Przy dnie puszki naprzeciwko siebie wykonujemy kolejne dwa otwory i wkładamy do nich stycznie do powierzchni puszki kawałki słomek od napojów. Wokół słomek otwory uszczelniamy plasteliną. Wieszamy puszkę na sznurku, zatykamy palcami otwory słomek i nalewamy do puszki wody. Gdy woda wypływa z otworów to puszka obraca się w przeciwną stronę do wypływającej wody.
Wyjaśnienie: Zachodzi tutaj zjawisko odrzutu, które można wytłumaczyć z zasady zachowania pędu: "W układzie izolowanym ciał całkowity pęd układu jest stały czyli nie ulega zmianie". Po nalaniu wody, puszka z wodą spoczywa czyli pęd początkowy wynosi zero. Gdy woda zaczyna wypływać to nabywa pęd w jedną stronę (pęd jest wielkością wektorową), więc puszka musi obracać się w przeciwną stronę aby suma wektorowa całego pędu nadal była równa zero.
Autor: średnio trudne, odrzut jest tym większy im grubsze są słomki od napojów ponieważ wtedy więcej wody wypływa
Uwagi do wykonania: Hanna Nykiel i Julia Nykiel

Doświadczenie 17

Jazda pod górę

Materiały: bryła składająca się z dwóch stożków mających wspólną podstawę - wykonana ze sztywnego papieru sklejonego taśmą, listewki, taśma klejąca, dwa drewniane klocki
Przebieg doświadczenia: Z kartonu wykonujemy bryłę składającą się z dwóch stożków mających wspólną podstawę. Dwie listewki łączymy w jednym końcu taśmą klejącą. Drugie końce listewki rozstawiamy w dość dużej odległości od siebie i doklejamy do nich drewniane klocki aby mogły stać wyżej. Powstaje w ten sposób zwężająca się równia pochyła. Obok stawiamy poziomicę aby nie było wątpliwości, że stół ustawiony jest poziomo.
Po umieszczeniu naszej bryły na równi toczy się ona w stronę krawędzi położonych wyżej. Jeśli zmniejszymy kąt rozwarcia listewek to stożkowata bryła stacza się w drugą stronę.
Wyjaśnienie: Z zasady zachowania energii wynika, że całkowita energia mechaniczna ciała nie uległa zmianie, co najwyżej może się zamienić na inną formę energii, ale nigdy nie wzrośnie bez dostarczenia energii z zewnątrz. Stąd każde ciało samorzutnie bez dodatkowej energii zsuwa się z wyższego położenia do niższego.
W przypadku bryły musimy obserwować wysokość środka masy (ciężkości). Rozpatrzmy dwa położenia naszej bryły. Gdy położymy ją tuż przy łączeniu listewek to opiera się ona prawie na środku, gdzie jest bardzo gruba i środek masy jest wysoko. Jeśli znajdzie się ona w okolicy rozwartych końców listewek to opiera się na swoich zwężonych końcach i środek masy znajduje się nisko. Staczanie odbywa się więc od położenia, gdy środek ciężkości jest wyżej, do położenia, gdy środek ciężkości jest niżej, natomiast pochyłe listewki wprowadzają nas w błąd, sugerujący ruch zgodnie z nachyleniem listewek. Paradoks jest więc rozwiązany. Eksperyment można pokazywać jako czarodziejską sztuczkę.
Jeśli kąt rozwarcia jest mały to bryła opiera się bardzo blisko środka i rozwarcie listewek niewiele zmienia położenie środka masy.
Autor: Monika Cholajda
Uwagi do wykonania: dość trudne, przygotowanie eksperymentu jest pracochłonne, należy dobrać odpowiedni kąt rozwarcia

Doświadczenie 18

Szaszłyk z balonika

Materiały: nadmuchany balonik, patyczek do szaszłyków
Przebieg doświadczenia: Gdy nadmuchany balonik przekuwamy patyczkiem do szaszłyków tuż przy ustniku oraz na szczycie czaszy to on nie pęka. Po wyjęciu patyczka balon nadal jest cały, jedynie powoli uchodzi powietrze.
Jeśli przekujemy balonik w innym miejscu to balonik z hukiem pęka.
Wyjaśnienie: W nadmuchanym balonie występują naprężenia spowodowane sprężystością gumy. Naprężenia te zależą od miejsca na powierzchni balonika. Najmniejsze są one tuż przy ustniku oraz na szczycie balonika, w pozostałych miejscach są bardzo duże. Gdy balonik został przekuty w punktach o małym naprężeniu to otwory się nie poszerzają i balon nie pęka nawet po wyjęciu patyczka. Jeśli przekujemy balonik w miejscu, w którym naprężenia są duże, siły sprężystości powodują szybkie poszerzanie się otworów i balonik pęka.
Autor: Wojciech Nykiel
Uwagi do wykonania: bardzo proste

Doświadczenie 19

Rozszerzanie się Wszechświata

Materiały: balonik, trwały pisak lub korektor
Przebieg doświadczenia: Eksperyment ma zilustrować rozszerzanie się naszego Wszechświata. Zaznaczamy kilka punktów na baloniku, które oznaczają wybrane obiekty Wszechświata. Sprawdzamy jakie są odległości między tymi punktami. Czym bardziej nadmuchamy to odległości pomiędzy wszystkimi obiektami zwiększają się.
Wyjaśnienie: Ponad trzynaście miliardów lat temu nastąpił Wielki Wybuch. Od tej pory Wszechświat się nieustannie rozszerza. Potwierdza to prawo Hubble,a, która stwierdza, że wszystkie dalekie galaktyki oddalają się od nas, przy czym prędkość oddalania się galaktyk jest wprost proporcjonalna do odległości tych obiektów od nas, czyli czym dalej galaktyka znajduje się od nas tym szybciej się oddala.
Jeśli spojrzymy na powiększający się balon i jeden z zaznaczonych punktów oznacza Ziemię, to wszystkie obiekty Wszechświata oddalają się od nas. Oznacza to, że nie jesteśmy wyróżnieni i nie znajdujemy się w centrum Wszechświata.
Autor: Anita Wachowska
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe

Spis pozostałych doświadczeń

Mechanika

Ciecze i gazy

Budowa cząsteczkowa i ciepło

Elektromagnetyzm (prąd elektryczny, elektrostatyka, pole magnetyczne)

Drgania i fale mechaniczne

Optyka

Wykonanie filmów w poszczególnych doświadczeniach (w nawiasach podane są numery doświadczeń)
Filmowanie: F. Błażełek (2), Sz. Bartczak (3, 13, 18), Sz. Gruszczyński (4), A. Bartczak (6, 10, 12, 14, 16, 17, 19), M. Kubiak (5, 8, 9), W. Kubiaczyk (7, 11), Sz. Kamiński (15)
Lektor: Sz. Bartczak (2, 7, 11, 12, 14), J. Jastrzębski (4, 8, 10, 17, 19), K. Kościankowski (5, 9), H. Nykiel (6, 13, 16, 18), Sz. Kamiński (15)
Montaż: Sz. Bartczak (2, 3, 10), Sz. Gruszczyński (4), M. Kubiak (5, 8, 9), A. Bartczak (6, 7, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19), K. Mozio (15)