Nobel SŠ 1. kolo zadání
POHÁR VĚDY – 2. ročník – „NOBEL 2013“
ZADÁNÍ ÚKOLŮ
1. kolo (leden) – SOUTĚŽNÍ KATEGORIE 4 – SŠ
1. Kreativita
Zvolte si název svého týmu, pokřik (heslo) a vytvořte barevnou vlajku týmu.
2. Teorie a výzkum
Po stopách elektromotoru
První stopy vynálezu motoru poháněného elektřinou lze najít už v polovině osmnáctého století. Tehdy se tímto problémem začal zabývat kromě jiných učenců také Benjamin Franklin. Franklin používal různé pojmy, od kterých jsme dnes již upustili. Například fluidum. V jeho době existovaly dvě představy o elektřině – tzv. dualistická a unitární hypotéza. Pokuste se zjistit, co tyto pojmy znamenaly. Dokázali byste pomocí nich vysvětlit některý z pokusů, který znáte z hodin fyziky? Pokuste se o to.
Slavným Franklinovým pokusem bylo tzv. elektrostatické kyvadlo (někdy se mu říká Franklinovy zvonky). Zjistěte, co to bylo, a pokuste se tento pokus zrealizovat. Popište svůj experiment a vysvětlete ho.
Franklinovi je také přisuzován vynález prvního elektrického motoru (z roku 1750). Jeho současná napodobenina se otáčí rychlostí 500 otáček za minutu! Zjistěte něco o tomto motoru. Dokázali byste jej vyrobit?
Soutěžícím z ČR můžeme doporučit následující knihu, která by se jistě dobře hodila do každého debrujárského klubu:
Mayer D.: Pohledy do minulosti elektrotechniky. KOPP, České Budějovice, 2004.
3. Praxe a projekt
Současné elektromotory jsou založeny na jiném principu, než byl ten, který používal Benjamin Franklin. Ten se vlastně snažil o konstrukci elektrostatického motoru, zatímco v současnosti jsou motory poháněny elektromagnetickou silou. Účinky této síly můžete pozorovat, když na magnet položíte vodič a připojíte jej k elektrickému zdroji. Vodič sebou pravděpodobně cukne.
Vyrobte si jednoduchý elektromotor podle následujícího návodu a pokuste se vysvětlit, proč se točí. Budete potřebovat asi 1,5 m dlouhý měděný drát – musí to být drát opatřený izolací (např. takový, jaký se dá vymotat ze starého transformátoru). Kromě toho budete potřebovat větší nástěnkový magnet, plochou baterii a kousek zvonkového drátu.
Z měděného vodiče vyrobte cívku podobnou, jakou vidíte na fotografii. Konce cívky odizolujte pomocí brusného papíru (odizolujte pouze část konce drátu – trochu izolačního laku nechte na vodiči). Ze zvonkového drátu vyrobte „ložiska motoru“. Cívku do nich volně zavěste a všimněte si, jestli se začala zahřívat – pokud ano, jste na cestě k úspěchu, pokud ne, budete asi muset pokračovat v obrušování konců cívky. Pod cívku položte nástěnkový magnet a motor je hotový.