Способ демонстрации свойств электростатического поля

 

Изобретение может быть использовано для производства игрушек, учебно-наглядных пособий. С целью повышения занимательности предлагается способ демонстрации свойств электростатического поля, включающий предварительную электризацию элементов, при котором первый из одноименно наэлектризованных плоскостных или объемных элементов опускают над вторым, а при разноименной электризации - под вторым элементом, затем скоординированно перемещают второй элемент и вызывают управляемый полет или перемещение первого элемента.

Изобретение относится к области производства игрушек, учебно-наглядных пособий, цирковому искусству.

Известен способ демонстрации свойств электростатического поля, описанный, например, в книге "Физика, электричество и строение атома", часть 4, стр. 8. Перевод с английского под редакцией А.С. Ахматова. Издательство "Наука", Москва, 1974 г. Известный способ позволяет демонстрировать отталкивание заряженного пластмассового стержня, подвешенного на нити, от другого одноименно заряженного пластмассового стержня.

Известен также способ демонстрации свойств электростатического поля, описанный в книге "Необыкновенная физика обыкновенных явлений". Кл. Э. Соурц, том 2, на стр. 142-143, и на стр. 150-151. Перевод с английского Е.И. Крутикова, А. С. Кондратьева. Москва, "Наука", 1987 г. В этом способе два надутых воздушных шара с помощью нитей подвешиваются к одной и той же точке на потолке. Затем, наэлектризовав каждый из них мехом, наблюдают, как они отталкиваются друг от друга.

Однако известный способ отличается малой занимательностью и сложностью выполнения, которая проявляется в том, что надувные шары нужно сначала привязать к потолку с помощью двух нитей, а затем их наэлектризовать. При этом процесс электризации привязанных шаров также вызывает затруднения.

Задачей изобретения является повышение занимательности.

Поставленная задача решается за счет того, что способ демонстрации свойств электростатического поля, включающий предварительную электризацию элементов, отличается тем, что первый из одноименно наэлектризованных плоскостных или объемных элементов опускают над вторым, а при разноименной электризации - под вторым элементом, затем скоординировано перемещают второй элемент и вызывают управляемый полет или перемещение первого элемента.

Надувные шары при натирании о мех, ткань приобретают отрицательные заряды. После такой одноименной электризации один из шаров поднимают вверх рукой и опускают его над вторым шаром, находящимся в другой руке. При этом первый шар зависнет над вторым на некоторой высоте из-за превышения кулоновских сил отталкивания над весом шара. Затем за счет скоординированных перемещений второго шара вызывают управляемый полет первого.

В качестве предварительно наэлектризованных элементов вместо шаров можно использовать различные надувные объекты, например в виде птиц, насекомых и т. д., а также плоскостные или объемные модели кольца, ракеты, самолета, космического корабля, объемные модели земного шара, фигурки сказочных героев и т.д.

Пример 1. Способ демонстрации свойств электростатического поля можно показать на примере двух надувных шаров, диаметры которых по 240 мм. Предварительно наэлектризовав отрицательными зарядами за счет натирания о мех, один из шаров опускают сверху над вторым. При этом сила отталкивания одноименно наэлектризованных шаров окажется больше веса шара. Поэтому первый (верхний) шар зависнет над вторым (нижним) шаром на некоторой высоте. В данном примере эта высота составила 290 мм. Затем за счет скоординированных перемещений рукой второго (нижнего) шара вызывают устойчивый полет первого (верхнего) шара в любом желаемом направлении.

Пример 2. Для осуществления полета первого шара под вторым при их разноименной электризации первый шар опускают или подбрасывают под второй. При этом сила притяжения разноименно наэлектризованных шаров окажется больше веса первого (нижнего) шара. Первый шар начнет притягиваться ко второму (верхнему) шару. Но за счет скоординированных перемещений рукой второго (верхнего) шара добиваются устойчивого зависания или полета первого (нижнего) шара в любом желаемом направлении.

Пример 3. Для осуществления перемещения шара по какой-либо твердой поверхности, например по вертикальной стене, потолку или шторам, поступают следующим образом.

В процессе полета первого шара его приближают, например, к вертикальной стене. В результате шар притянется к стене. После этого второй, одноименно наэлектризованный шар, держа рукой, приближают к первому с какой-либо стороны. За счет взаимного отталкивания первый притянутый к стене шар начнет, перекатываясь, перемещаться в любом желаемом направлении. Можно просто наэлектризованный первый шар взять рукой и приложить его к вертикальной стене. Шар останется на этой стене в притянутом положении.

Затем при поднесении второго одноименно наэлектризованного шара с какой-либо стороны первый шар начнет, перекатываясь, перемещаться в любом желаемом направлении.

Предлагаемый способ демонстрации свойств электростатического поля может быть использован в качестве эффективного учебно-наглядного пособия в различных учебных заведениях для показа взаимодействия наэлектризованных тел и наличия энергии электростатического поля, в качестве занимательной игрушки. При этом игрушка и игра с ней будут способствовать более глубокому пониманию законов физики.

Кроме этого, игра с использованием предлагаемого способа отличается динамизмом и подвижностью, способствует выработке у играющего координации движений. При электризации и в процессе игры в воздухе возникают отрицательные аэроионы, благотворно влияющие на здоровье человека.

Формула изобретения

Способ демонстрации электростатического поля, включающий предварительную электризацию плоскостных или объемных надувных элементов, отличающийся тем, что первый из одноименно наэлектризованных плоскостных или объемных надувных элементов опускают над вторым, а при разноименной электризации – под вторым элементом, затем перемещают второй элемент и вызывают управляемый полет или перемещение первого элемента.