Слинки как физический прибор
Это изобретение сделано ещё в 1943 году в США Ричардом Джеймсом, то есть данной игрушке уже более семидесяти лет. Она может быть пластиковой или металлической, бОльшего или мЕньшего размера, однотонной или окрашенной в разные цвета. В 90-е годы у неё появились "сёстры", имеющие форму сердечек или звёздочек, но шагать по ступенькам умеет только игрушка оригинальной круглой формы.
Итак, слинки (от аyгл. "загадочный", "извилистый") - это игрушка-пружинка, которую в простонародии именуют радугой за её яркую расцветку. Пружинке можно найти разное применение. Она, действительно, умеет шагать по лестнице и мы можем наблюдать за радужными переливами. Пружинка в сложенном виде может быть подставкой под ручки и карандаши, а в развёрнутом хороша для хранения записок и мелких вещиц. Многие успокаивают нервы, перекидывая слинки из руки в руку. А вот ещё несколько вопросов из области школьной физики, где слинки оказывается полезной. Сила взаимодействия молекул. Поскольку радужная пружинка достаточно мягкая и легко растягивается, с её помощью очень хорошо детектировать небольшие силы, которые школьные лабораторные динамометры фиксируют с трудом (порядка нескольких десятых Ньютона или меньше). Например, мы можем определить наличие и сравнить по степени растяжения пружины силы взаимодействия между молекулами различных пар веществ: вода - пластмасса, масло - жёсткая плёнка, вода с примесями - стекло и т.п.
Демонстрация силы притяжения между молекулами воды и пластмассы
Подбор пружин и грузов для доказательства закона Гука. Измерение жёсткости пружины. В лаборантской моего кабинета несколько разнообразных пружин - жёсткие, мягкие. Коэффициент их жёсткости более 300 Н/м. С некоторых пор к этим пружинам добавилась ещё и радуга. Перед тем, как исследовать зависимость силы упругости от величины деформации, я предлагаю ребятам подобрать наиболее подходящие для этого приборы: пружины, грузы, штативы. Мягкая пружина нужна для того, чтобы понять, что исследования с ней стоит проводить только при наличии очень мелких разновесов. Исследуем и самую жёсткую пружину - а вот она подойдёт для эксперимента, когда в наличии есть килограммовые грузы. Поэтому останавливаемся на пружинах средней жёсткости. И уже потом, выйдя на линейную зависимость, мы можем предсказать, каким образом будет выглядеть график зависимости Fупр(x) для более мягких и более жёстких пружин.
Подбор пружин и грузов для доказательства закона Гука
Демонстрация выталкивающей силы. Пружинка с подвешенным к ней небольшим грузом растягивается достаточно эффектно. Удивлению ребят нет предела, когда груз на пружине погружается в воду и величина растяжения заметно уменьшается. Обычные демонстрационные динамометры с подвешенными на них грузами показывают уменьшение веса тела на несколько Ньютонов - подумаешь, стрелочка переместилась на пару сантиметров. А здесь пружина сжимается намного больше - это заметно с последних парт, производит сильное впечатление, а следовательно, больше мотивирует к размышлению и наталкивает на определённые выводы.
Уменьшение растяжения пружины при погружении тела в жидкость
Изготовление и градуирование динамометра. Если задаться целью, можно создать и полноценный динамометр на основе радужной пружинки. Он будет весьма хорош для демонстраций благодаря своим размерам. Шкалу динамометра можно сделать прямо на стене кабинета, а для делений использовать цветные клейкие закладки. Интересно, будет ли шкала этого динамометра равномерной? Ведь пружинка-радуга обладает собственной массой, поэтому и растягивается, даже если на неё не подвешены грузы. Такой вопрос и проект по изготовлению и градуировке динамометра можно предложить учащимся 7 класса.
Изготовление чувствительного настенного динамометра
Колебания груза на пружине. Конечно, период колебаний зависит от массы груза и жёсткости пружины. С радугой зависимость от жёсткости прослеживается очень хорошо - период колебаний сравнительно большой (даже на глаз). Традиционная лабораторная работа может быть модернизирована в исследование по сравнению периодов колебаний груза одной и той же массы на разных пружинах. Возможно, нам придётся придумать, каким образом подвесить пружинку-радугу повыше: мы прикрепи её к лампе или кронштейну, на котором висит проектор в классе. А может быть, мы свесим пружину между пролётами школьной лестницы или вообще спустим её в окно. Выход за рамки иногда воодушевляет в вдохновляет на подвиги. Только будьте осторожны с открытыми окнами. Демонстрация продольных и поперечных волн. В сети есть ряд видеороликов с пружинами для изучения продольных и поперечных волн (например). Некоторые из учебных видео я показывала детям... пока в классе не "прописалась" радужная пружинка. С её помощью можно продемонстрировать различные виды волн, увидеть, как складываются встречные волны, получить стоячие волны, разглядеть узлы и пучности, дать понятие длины волны, пощупать "полуволны". Теперь ребята сами демонстрируют различные волны не только на уроках, но и на переменах. Ведь, как гласит мудрость: "Покажи мне - и я забуду, дай мне сделать самому - и я запомню."
Демонстрация продольной волны учащимся
Демонстрация поперечных волн различной амплитуды
В общем, если кто-то называется радугу-слинки игрушкой, я поправляю его и говорю: "Это не игрушка. Это универсальный физический прибор". А вот ещё один вопрос от моих учеников, который возник из игры на перемене. Если радужную пружинку поднять вверх за один из концов, она растянется под действием своего веса и будет висеть в таком растянутом состоянии. Когда же мы отпускаем верхний конец пружинки, то радуга вначале складывается, а только потом падает - уже в сложенном виде. Вы можете объяснить это явление?
