XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Статическое электричество – лучший помощник Золушки
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. В окружающем нас мире много интересного. Я заметил, например, что когда гладишь кошку, то шерсть кошки поднимается за рукой, и раздаются какие-то щелчки. Когда я дотрагиваюсь до автомобиля, то происходит какое-то непонятное явление – машина иногда щёлкается - «дерётся». Или когда долго расчесываешь сухие волосы, они поднимаются вверх за расческой. Задавая вопрос маме, почему это происходит, слышал ответ: предметы электризуются - это электричество. В современной жизни человек ежедневно сталкивается с таким явлением, как статическое электричество. Оно окружает нас повсюду: дома, в транспорте, на работе, при соприкосновении с какими-либо предметами или одеждой.
Объект исследования: заряженные частицы, способные притягивать различные вещества.
Предмет исследования: изучение взаимодействия электрических зарядов на предметах и веществах.
Цель исследования: изучить статическое электричество, причины его возникновений, использование статического электричества в быту для помощи человеку.
Задачи исследования:
-
Узнать, что представляет собой статическое электричество;
-
Рассмотреть его проявление в быту, в природе, в производстве.
-
Провести опыты со статическим электричеством.
Гипотеза: предположим, что статическое электричество способно притягивать и отталкивать различные вещества, поможет в отделении одних веществ от других.
Методы исследования:
1. Просмотр книг, энциклопедий, интернет-ресурсов для детей
2. Проведение опытов
3. Наблюдение
4. Обобщение
ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
-
-
Явление статического электричества
-
Люди постоянно сталкиваются со статическим электричеством в быту, на работе, в автомобиле, промышленности, но не все знают о природе его возникновения, физических свойствах и даже о возможной опасности для здоровья человека.
Оказывается, все тела состоят из мельчайших частиц, которые называются атомы. В свою очередь атомы состоят из еще более мелких частиц- протонов и электронов.
Протоны имеют положительный заряд, обозначаемый знаком «+», а электроны- отрицательный заряд, обозначаемый знаком «-».
Заряды с противоположными знаками притягиваются, заряды с одинаковыми знаками отталкиваются друг от друга.
Электроны могут перемещаться от одного атома к другому, тем самым формируя либо положительный (недостающий электрон) либо отрицательный (избыточный электрон) заряд атома. Именно такой дисбаланс в атомах и молекулах формирует статическое электричество. Такие поля очень нестабильны и быстро разряжаются.
-
-
Статическое электричество в природе и повседневной жизни
-
Электричество окружает нас повсюду. Существует текущее электричество и статическое.
Текущее электричество — это энергия, которая течет по проводам и дает нам свет, тепло, обеспечивает работу бытовых приборов.
Статическое электричество возникает, когда вещества трутся друг о друга. При трении происходит переход зарядов с одного тела на другое, тела заряжаются- одно положительно, другое отрицательно.
Например: если потереть пластмассовую расческу о волосы, расческа зарядится отрицательно, а волосы положительно. Можно также ощутить воздействие статического электричества надевая синтетическую одежду или проводя рукой по пыльному экрану телевизора. Это и есть статическое электричество.
Если человек, тело которого наэлектризовано, прикоснется к металлическому предмету, например к батарее или холодильнику, то накопленный в нем заряд разрядится и человек почувствует «удар» током, правда этот «удар» не способен причинить значительный вред человеку.
Статическое электричество в обычной жизни не формирует мощных зарядов, но может вызвать своим действием некоторые неприятности со здоровьем. Длительное влияние энергии электростатики представляет определенную опасность для человеческой жизни, в частности для центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. К сожалению, на сегодняшний день существует мало научных исследований по отдаленному воздействию избытка электростатического заряда на здоровье, поэтому точно оценить степень возможного вреда практически не реально. Но в любом случае влияние электростатики в быту не критично. На данный момент вопрос действия слабых электрических и магнитных полей на здоровье человека активно изучается. Статическое электричество часто проявляет себя в то время, когда человек спит и выражается в виде раздражения нервных окончаний на коже. У человека может изменится сосудистый тонус, возможны системные сдвиги и некоторые отклонения в работе нервной системы, в результате чего повышается утомляемость.
Мы часто наблюдаем явление статического электричества в природе. Очень интересный пример удар молнии. Отчего же возникают молнии? Дело в том, что низ тучи заряжен отрицательно, а земля под тучей- положительно. Когда заряды тучи и земли под ней собираются достаточно большими, туча и земля начинают обмениваться зарядами- так и происходит молния. Молния может легко сжечь дерево или даже убить человека при попадании.
Еще один пример, который мы наблюдаем в природе – это опыление цветов. Этот процесс происходит благодаря статическому электричеству.
В ходе исследований установлено, что, покидая улей ранним утром, пчелы несут на себе слабый отрицательный электрический заряд. Пыльца тоже несет заряд (положительный). Когда пчела приземляется на цветок, из-за электростатического взаимодействия пыльца притягивается к тельцу пчелы и переносится на другие цветы.
Статическое электричество находит применение во многих областях. Его используют в копировальных аппаратах и принтерах. В электронной промышленности для очистки поверхностей от пыли. Используется в воздушных фильтрах. Также статическое электричество применяется в автомобилестроении для качественной окраски автомобилей.
В этой главе мы познакомились с понятием статического электричества. Узнали, каким образом оно возникает. Рассмотрели его примеры в жизни, природе, воздействие на здоровье человека, а также область применения данного вида электричества. Возможно, в ближайшем будущем мы узнаем новые сферы применения статического электричества. Ведь это явление до конца не изучено.
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Описание опытов
Итак, приступаем к самому интересному, проведем опыты и увидим, как работает статическое электричество. Как оно помогло бы Золушке в её работе по разделению различных специй.
Для проведения опытов подготовим шерстяную вещь, воздушный шарик, бумажное полотенце, и разделяемую смесь.
Опыт 1. Разделение смеси соли и перца.
Разместим на столе бумажное полотенце, высыпаем на него смесь соли и перца. Далее нужно потереть шарик о шерстяную шапку, в результате чего шарик приобретает отрицательный заряд. Подносим заряженный шарик к смеси соли и перца. Перец начинает притягиваться к шарику. Это происходит из-за того, что электроны перца имеют положительный заряд и поэтому они прилипли к отрицательно заряженному шарику.
А электроны соли имеют нейтральный заряд, поэтому соль осталась на своем месте и к шарику не прилипла.
Это один из примеров действия статического электричества
Опыт 2. Разделение смеси сахара и корицы.
В данном опыте делаем все тоже самое, что и в предыдущем. Подносим заряженный шар к смеси и наблюдаем, что происходит. Электроны корицы начинают притягиваться к шарику, так как они имеют положительный заряд, а шарик заряжен отрицательно.
Электроны сахара имеют нейтральный заряд, поэтому сахар к шарику не притянулся.
Опыт 3. Разделение смеси чая и сахара
В данном опыте производим все действия, что и в предыдущих опытах. электроны чая и сахара не прилипли к отрицательно заряженному шарику.
Потому что электроны сахара и чая имеют нейтральный заряд.
Опыт 4. Разделение смеси соды и кокосовой стружки
В этом опыте производим все действия, что и в предыдущих опытах. Подносим заряженный шарик к смеси. Частицы соды и кокосовой стружки не прилипли к отрицательно заряженному шарику, так как имеют нейтральный заряд.
Опыт 5. Разделение смеси сахара и муки
Опыт проводим также, как и предыдущие. Подносим заряженный шарик к смеси. Электроны муки притягиваются к шарику, так как они очень мелкие и имеют положительный заряд, а шарик заряжен отрицательно.
Электроны сахара имеют нейтральный заряд, поэтому сахар к шарику не притянулся.
2.2 Результаты опытов
В этих опытах нам помогает статическое электричество. Оно образуется за счет трения в нашем случае шарика о шапку.
Когда мы начинаем приближать отрицательно заряженный шарик к специям, электроны некоторых специй начинают отталкиваться от него. Следовательно часть перчинок, ближайших к шарику, приобретают положительный заряд и притягиваются к шарику. В результате чего некоторые специи (перец, корица, мука) прилипают к шарику.
Вывод: Частицы, имеющие одинаковый заряд, отталкиваются друг от друга. Частицы с противоположным зарядом притягиваются.
Опыты показали, что не все вещества можно разделить подобным способом.
Гипотеза доказана.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итог, можно сказать, что поставленные задачи выполнены: изучив специальную литературу и проведя опыты, мы выяснили, что такое статическое электричество, его происхождение. Статическое электричество – накопление электрических зарядов на предметах, телах. Явление сообщение телу электрических зарядов называется электризацией. Узнал, почему оно возникает и чем оно отличается от текущего электричества. Я провел большую работу по изучению данного вопроса, сделал интересные опыты.
Результаты проведенной работы подтверждают возникновение статического электричества при трении некоторых предметов друг о друга. Считаю, что данное явление до конца не изучено и ученым нужно обязательно продолжить исследовать его. Это позволит внедрять в будущем новые технологии. А возможно и спасать человеческие жизни.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Большая энциклопедия юного экспериментатора. -Издательство АСТ, Л. Вайткене, 2016г.- 224 с.
2. https://pochemu4ka.ru/ сайт «Почемучка»
3. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика/ Под общ.ред. О.Г. Хинн. -М.: ТКО «АСТ», 1995.-480 с.
4. https://урок.рф/library_kids/staticheskoe_electrichestvo_i