„Nie do wiary” to hasło przewodnie tegorocznego Pikniku Naukowego. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki PŁ reprezentowało w tej imprezie Politechnikę Łódzką po raz piętnasty (nie wliczając zdalnych Pikników spowodowanych pandemią).
Pokazy
Tensegrity-mówię Wam uczciwie sam się temu dziwię.
Aby zrozumieć ideę tych konstrukcji najlepiej zobaczyć i zbadać je własnoręcznie. Zwiedzający mogli obejrzeć przykładowe struktury typu tensegrity. Są to wprawiające w osłupienie konstrukcje, zdające się kpić z sił grawitacji. Sztywne elementy podstawy i górnej platformy połączone są ze sobą jedynie wiotkimi cięgnami tak, że całość sprawia wrażenie, jakby platforma lewitowała ponad podstawą. Aby ułatwić zrozumienie obserwowanego paradoksu, na stanowisku był również dostępny uproszczony model dwuwymiarowy oraz Fizyk tłumaczący ewentualne wątpliwości zwiedzających.
Dłonie pełne magii
Prezentacja „magicznej” walizka. W jej wnętrzu znajdowała się izolowana komora wypełniona suchym lodem. Od jej frontu widoczne były dwie specjalne strefy, będące w istocie wierzchem modułów termoelektrycznych, do których można było przyłożyć otwarte dłonie. Moduły termoelektryczne oddzielone były od “komory chłodniczej” metalowymi płytami odbierającymi z nich ciepło. W ten sposób jedna strona modułu była chłodzona suchym lodem, zaś druga grzana przez uczestnika. Po przyłożeniu dłoni do metalowych płyt „magicznej” walizki, na końcach modułu termoelektrycznego powstawało napięcie. Wskazania dołączonego woltomierza informowały, ile mamy „magii” w swoich dłoniach. Wygenerowane napięcie było następnie wykorzystywane do próby uruchomienia mało wymagających urządzeń, jak np. różnokolorowe diody, wiatraczek, czy małe radyjko. Nasz animator tłumaczył bardziej zaawansowanym uczestnikom zasadę działania walizki.
Magnetyczne czary-mary
Prezentowany pokaz był sekwencją kilku eksperymentów, w których efekty elektromagnetyczne indukowane były przez ruchomy magnes. Ze zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej mamy do czynienia na co dzień, a jednak zawdzięczamy mu efekty, które u większości wywołują zdumienie. Siłą własnych mięśni uczestnicy wzbudzali w zwojnicy przepływ prądu poruszając magnesem. Wykorzystaliśmy grawitację do wzbudzenia prądu w cewce przez opadający magnes, sprawdzając przy okazji jak zmienia się kierunek przepływu indukowanego prądu. Urządzaliśmy wyścigi magnesów na równi pochyłej, w połowie drewnianej, a w połowie aluminiowej (oklejonej dla niepoznaki warstwą drewnopodobną). Po eksperymencie analizowaliśmy z uczestnikami odmienne zachowanie się magnesów na obu częściach równi. Uczestnicy obserwowali zsuwanie się magnesu pierścieniowego po pionowych prętach z aluminium i tworzywa sztucznego. Próby wyjaśnienia przez uczestników, dlaczego magnes zsuwa się po pręcie z aluminium praktycznie ruchem jednostajnym inspirowały do dyskusji. Oczywiście Fizycy z CMF pomagali wyjaśnić pozorny paradoks.
Młody, w kwiecie czy też stary-krzykniesz tutaj NIE DO WIARY.
Podczas pokazu prezentowane było zwierciadło wklęsłe, w którym każdy mógł się przejrzeć, ale to nie wszystko. Obserwator idąc w kierunku lustra widział co dzieje się z jego obrazem. Obraz początkowo pomniejszony i odwrócony nagle znikał i magicznie (podczas dalszego zbliżania się) pojawiał się ale już jako prosty i powiększony. Duży model kalejdoskopu własnej konstrukcji pozwalał na obserwacje tworzenia się obrazu w układzie składającym się z trzech luster ustawionych pod kątem 60 stopni. Uczestnicy oglądali w kalejdoskopie obraz statyczny oraz "film" podczas wirowania tarczy z umocowanymi elementami. Popularne było robienie "selfie" swojej zwielokrotnionej w kalejdoskopie twarzy. Duży model (drgającego w ustalonej płaszczyźnie pionowej) wahadła złożonego z dwóch prętów z przegubem umożliwiał obserwacje ruchu końca wahadła. Drgania tego tzw. wahadła chaotycznego są nie do opisania. To trzeba zobaczyć na własne oczy. Dla najmłodszych uczestników (w asyście ich opiekunów) zaproponowaliśmy wizytę w naszym „zabawkarium” fizycznym. Udostępniane w nim bez ograniczeń rekwizyty nie tylko dostarczały rozrywki, ale i wzbudzały zaciekawienie pociech i ich opiekunów. Wszystkie prezentowane zabawki fizyczne poruszały się dzięki sile grawitacji, nie potrzeba było żadnych silniczków na baterię, co miało dodatkowy walor dydaktyczny.
