Почему стрелка компаса показывает на север?

XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Почему стрелка компаса показывает на север?

Фоминых Ю.А. 1
1МАОУ Лией №5
Морозов В.Ю. 1
1МАОУ лицей №5
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Однажды, когда мы с папой были в походе по горам возле Красной Поляны, я заметил, что папа пользуется каким-то прибором, чтобы знать куда идти.

Папа объяснил мне, что это компас и им пользуются все путешественники для ориентации на местности.

Когда я показал своим друзьям компас, им тоже стало интересно, как он работает, и почему его стрелка сама поворачивается в одну и ту же сторону.

Я решил разобраться в этой теме и рассказать своим одноклассникам.

Цель: узнать, почему стрелка компаса всегда направлена на север и как это связано с магнитным полем Земли.

Задачи:

  • Изучить строение Земли, её магнитное поле.

  • Узнать о свойствах взаимодействия магнитов между собой.

  • Выяснить, как устроен компас.

  • Понять, как компас связан с магнитным полем Земли.

  • Провести практический эксперимент: изготовить компас в домашних условиях и продемонстрировать его работу.

Гипотеза: Я предполагаю, что стрелка компаса направляется на север из-за особых свойств Земли, которая действует как магнит.

  1. Обзор литературы

Учёные выяснили [1], что в центре нашей Земли находится ядро содержащее металл.
Внешний его слой жидкий. Внутренний — твердый.

 

Рисунок 1: Строение Земли

Так как Земля вращается — жидкий металл внутри тоже движется и в нём возникает электрический ток, который превращает Землю в большой-большой магнит с южным и северным полюсами.

 

Рисунок 2: Магнитное поле Земли

Теперь разберемся, что такое магнит и какими свойствами он обладает.
Магни́т — тело, обладающее собственным магнитным полем и способностью притягивать металлические предметы к себе.

 

Рисунок 3: Свойства магнита

Учёным Петром Перегрином [2] еще в XIII веке было установлено, что магниты взаимодействуют друг с другом по определенным законам: одноименные полюса (север-север, юг-юг) отталкиваются, а разноименные (сервер-юг) притягиваются.

 

Рисунок 4: Взаимодействие магнитов

На принципе взаимодействия магнитов основана работа компаса.
Из энциклопедии [3] я узнал, что компас изобрели в Китае много веков назад, с тех пор он стал важным инструментом для мореплавателей, исследователей и путешественников.

 

Рисунок 5: применение компаса


Компас состоит из корпуса и магнитной стрелки, которая может вращаться.

 

Рисунок 6: Строение компаса

Стрелка компаса – это маленький магнит намагниченный конец которой притягивается к северному полюсу Земли. Другими словами, стрелка показывает направление на северный полюс.

  1. Ход исследования

Чтобы проверить мою гипотезу о том, что стрелка компаса направляется на север из-за особых свойств Земли, которая действует как магнит, я провел два эксперимента.

Эксперимент 1: Влияние магнита на стрелку компаса

Докажем, что магнит, обладающий магнитным полем, влияет на направление стрелки компаса.

Материалы:

  • Обычный компас

  • Магнит

Процесс:

  1. Разместим компас на ровной поверхности.

  2. Поднесём к компасу магнит. Заметим, что стрелка повернулась в сторону поднесенного магнита.

  3. Уберём магнит от компаса и стрелка снова вернулась в исходное положение.

 

Рисунок 7: Влияние магнита на стрелку компаса

Следовательно, направление стрелки компаса зависит от магнитного поля, действующего на него.

Эксперимент 2: Самодельный компас

Чтобы убедиться, что магнитное поле Земли влияет на стрелку компаса, проведем второй эксперимент с самодельным компасом.

Материалы:

  • Иголка

  • Магнит

  • Чаша с водой

  • Кусочек пробки

Процесс:

  1. Намагнитим один из концов иглы магнитом и положим иглу на поплавок.

  2. Опустим поплавок с иглой на воду. Дождёмся, когда вращение поплавка остановится.

  3. Заметим, что стрелка самодельного компаса повернулась в то же направление, что и стрелка обычного компаса.

 

Рисунок 7: Самодельный компас

Это показывает, что на нашу стрелку, как и на стрелку обычного компаса действует магнитное поле Земли.

  1. Результаты и выводы

В ходе работы можно сделать следующие выводы:

  • Наша планета ведет себя как огромный магнит.

  • Компас работает благодаря магнитному полю Земли.

  • Магнитное поле заставляет стрелку компаса указывать на север.

  • Если рядом находится другой магнит, компас может показывать неправильное направление.

Подтверждение гипотезы:

Моя гипотеза подтвердилась — стрелка компаса действительно направляется на север, потому что на неё воздействует магнитное поле Земли.

5. Список литературы

  1. «Магнитное поле Земли» // [Электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнитное_поле_Земли (дата обращения: 12.12.2024)

  2. «Магнит» // [Электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнит (дата обращения: 15.12.2024)

  3. Большая книга вопросов и ответов / Пер. К. Мишиной, А. Зыковой. - Москва: Изд-во Эксмо 2006. — 193 с.

  4. Большая энциклопедия почемучек / Пер. Е. В. Комиссарова, В. А. Жукова - Москва: Изд-во РОСМЭН 2005. — 63 с.

Просмотров работы: 6