Thuyet trinh NCKH đồ chơi vật lý phổ thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ – LỚP 3B BÀI THI MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI Giảng viên hướng dẫn: Lê Văn Hoàng Nhóm thực hiện: Nhóm 19 Phạm Tiến Phát (Nhóm trưởng) Huỳnh Thị Ngọc Bích Đồng Thị Diễm Phương Nguyễn Thị Phương Thảo Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 MỤC LỤC MỤC LỤC Mở đầu Thế đồ chơi vật lý phổ thông 1.1 Đồ chơi vật lý 1.2 Đồ chơi vật lý phổ thông Sơ lược số đồ chơi vật lý phổ thông Sản phẩm từ nhóm nghiên cứu 14 Máy tạo lốc xoáy 15 3.1 Cách làm 15 3.2 Vận hành 21 3.3 Nguyên lý hoạt động 22 3.4 Những khó khăn .22 3.5 Hướng khắc phục 23 Kết luận hướng phát triển 24 Tài liệu tham khảo 25 Mở đầu Đồ chơi vật lý công cụ hữu ích, kinh tế để minh họa nguyên lý vật lý cách tinh tế, đơn giản dễ hiểu Do đó, tác dụng đồ chơi vật lý giảng dạy Vật lý sống phủ nhận Cụ thể: - Dùng đồ chơi vật lý để mở đầu học – phần học Đặt học sinh vào tình có vấn đề - Dùng đồ chơi vật lý để minh họa hay nhiều nguyên lý, quy luật, định luật Vật lý - Dùng đồ chơi vật lý để củng cố học - Dùng đồ chơi vật lý đơn kích thích lòng ham hiểu biết, trí tò mò học sinh để khơi dậy lòng yêu khoa học - Dùng đồ chơi vật lý vật trang trí, giải trí – thư giãn - Làm đồ chơi vật lý để tăng cường khả thực hành Giáo viên – Học sinh: để rõ cách thức kinh nghiệm áp dụng kiến thức vật lý vào thực tế Chúng chưa tìm thấy tài liệu qui website Việt Nam nói đồ chơi vật lý cách chi tiết, cụ thể số nước, đồ chơi vật lý nghiên cứu áp dụng rộng rãi, có hàng loạt trang web chuyên phổ biến đồ chơi vật lý như: http://www.arvindguptatoys.com/toys.html http://www.icefoundry.org http://physicsbuzz.physicscentral.com/2011/02/best-physics-toys ……………………………………………………………………… Với mong muốn đóng góp phần vào tình hình giáo dục nước nhà, thực đề tài với mục đích sau: - Luyện tập khả áp dụng kiến thức vật lý vào thực tế, từ mô hình hóa đến vật thực - Tích lũy chia sẻ kinh nghiệm việc: + Chế tạo đồ chơi vật lý + Cách thức tính toán, xử lý kĩ thuật để đồ chơi hoạt động thiết kế - Sử dụng đồ chơi vật lý vào hoạt động giáo dục Việt Nam Với mục đích đó, đã, thực số mục tiêu ban đầu sau: - Định nghĩa “đồ chơi vật lý phổ thông” tiêu chí để thiết kế đồ chơi áp dụng chúng suốt đề tài - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động số đồ chơi phổ biến để có nhìn tổng quan đồ chơi vật lý - Thiết kế, chế tạo đồ chơi tiêu biểu chọn lọc làm sở để chia sẻ kinh nghiệm, kĩ thuật tính toán số ứng dụng sư phạm Do đặc thù trên, phương pháp nghiên cứu sử dụng chủ yếu là: - Thu thập tài liệu để tìm hiểu nguyên tắc hoạt động đồ chơi vật lý từ đề xuất phương pháp chế tạo thích hợp qui mô thủ công - Trao đổi với người chuyên làm đồ chơi vật lý nói chung người làm số đồ chơi xác định nói riêng để học hỏi kinh nghiệm Trên sở đó, phát triển kĩ thuật chế tạo cho phù hợp với hoàn cảnh xã hội nguồn nguyên vật liệu Việt Nam Để truyền tải nội dung hợp lý, tiểu luận chia thành chương: Phần 1: Thế đồ chơi vật lý phổ thông Phần 2: Sơ lược số đồ chơi vật lý phổ thông Phần 3: Sản phẩm thủ công từ nhóm nghiên cứu Phần 4: Kết luận hướng phát triển Trong chương 1, trình bày tiêu chuẩn đồ chơi vật lý đồ chơi vật lý thủ công để có nhìn chuẩn đồ chơi vật lý, làm sở để đánh giá sản phẩm Chương giới thiệu hàng loạt đồ chơi vật lý tính muôn hình vạn trạng chúng hình dáng, nguyên tắc hoạt động quy luật vật lý chi phối chúng để có nhìn tổng quan đồ chơi vật lý ứng dụng chúng sống giáo dục Chương trọng tâm giới thiệu sản phẩm từ chúng tôi: Máy tạo lốc xoáy Chương trình bày chi tiết nguyên tắc hoạt động, cách chế tạo giải pháp kĩ thuật mà áp dụng Trong chương cuối cùng, tổng kết thành công bước đầu thất bại khó khăn gặp phải với đề xuất khắc phục hướng phát triển tới nghiên cứu Thiết nghĩ, nhà giáo tương lai, hy vọng đề tài củng cố thêm lòng yêu nghề, tận tâm học trò tự tin bạn đứng giảng đường Xin chân thành cám ơn: - Thầy Lê Văn Hoàng hướng dẫn tận tình, cho nhiều góp ý quý báu - Các thành viên lớp SP Vật Lý K34 giúp đỡ mặt kĩ thuật, chia sẻ nhiều kinh nghiệm khích lệ mặt tinh thần Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng năm 2011 Nhóm tác giả Thế đồ chơi vật lý phổ thông 1.1 Đồ chơi vật lý Thực ra, nói xác vật có phải đồ chơi vật lý hay không Một vật có trở thành đồ chơi vật lý hay không tùy vào cách thức đối tượng giới thiệu đến Chẳng hạn đèn kéo quân, trưng bày nhà vật trang trí, em nhỏ xách tung tăng dạo phố Tết Trung Thu đồ chơi, cô giáo mang lên giới thiệu lớp học trở thành ví dụ để minh họa tượng đối lưu, định luật Newton thí nghiệm định tính, chí thí nghiệm định lượng Nói chung, dựa thực tiễn áp dụng, đồ chơi vật lý phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Là sản phẩm mà hoạt động dựa nguyên lý Vật lý - Có tính hấp dẫn định người quan sát - Khi dùng đồ chơi vật lý để minh họa nguyên lý nguyên lý phải thể rõ ràng, trọng tâm, bật 1.2 Đồ chơi vật lý phổ thông Trong số đồ chơi vật lý, phổ biến nhóm đồ chơi vật lý phổ thông, nhóm đồ chơi áp dụng rộng rãi nhất, bạn dễ dàng nhìn thấy đồ chơi vật lý phổ thông cửa hàng bán đồ chơi, dụng cụ thí nghiệm phổ thông hay nhà với tư cách vật trang trí Điều dễ hiểu số đặc thù sau đồ chơi vật lý phổ thông: - Hoạt động dựa nguyên lý vật lý trình bày bậc phổ thông - Kích cỡ không lớn, vận chuyển, đóng gói dễ dàng - Không khó chế tạo - Giá thành không đắt Sơ lược số đồ chơi vật lý phổ thông [3] Cổ nói tới vụ hay quay [Hình 1] Bông vụ khối hình chóp, phần nhọn hướng xuống đất Khi vụ quay, trục quay giữ phương cố định thẳng đứng theo định luật bảo toàn momen động lượng Ma sát làm hãm chuyển động quay làm quay chậm dần khối tâm ổn định, lệch khỏi trục quay, đó, quay tuế sai quanh trục ban đầu đổ xuống Hình Một số biến thể đại quay quay hồi chuyển [Hình 2], trục quay quay loại định hướng tự không gian Khi đó, kích thích quay định hướng theo trục hướng theo trục mãi ta có quay ổ trục theo hướng Việc giải Hình thích tính ổn định trục quay dễ dàng học sinh phổ thông vào chi tiết mô tả chuyển động tuế sai quay nên dành cho sinh viên đại học Nói đến tính hấp dẫn quay, phải kể đến Đĩa bay bỏ túi (Levitron) [Hình 3] quay bay lơ lửng không trung Đó là thu hút cao độ tất người Nguyên lý hoạt động kết hợp kiến thức từ học Cấu tạo đồ chơi3 đế Hình nhằm ngụy trang cho nam châm hình giếng lớn, đưa cực Bắc lên Levitron nam châm đất (loại nam châm mạnh) đưa cực Bắc xuống dưới, ngụy trang lớp áo quay Nếu quay bị đẩy lên sau đó, quay mặt Nam xuống bị hút mạnh phía đế tính tự ổn định momen lưỡng cực từ Mấu chốt trò chơi quay cấp cho vận tốc góc ban đầu (dùng tay quay) để trục quay ổn định tác dụng lực từ Khi đó, quay hướng cực Bắc xuống bị nâng lên lực từ Bằng cách nâng quay lên khoảng vài cm so với đế bên dưới, bay lơ lững không trung Con quay hoạt động lâu (5-7 phút) ma sát với không khí nhỏ Một số hãng sản xuất Levitron trang bị cho cấu bổ sung lượng sau vòng quay, đó, với nguồn chẳng hạn cục pin tiểu, quay hoạt động ngày Dường đồ chơi đơn giản nguyên lý vận hành phức tạp Dưới mắt học sinh – sinh viên nhanh trí, đồ chơi kho thông tin bổ ích, lôi đến kì lạ Một số phải kể tới Tip-top: chày [Hình 4] hay trứng gỗ [Hình 5] tip-top Tip-top nói chung có dạng giống nấm, quay quanh trục đỉnh nấm sau lúc, lại lật ngược để quay chân nấm: trứng chín (hoặc trứng gỗ) ban đầu trạng thái cân thông thường (nằm ngang), quay đủ nhanh, trứng “đứng dậy” quay quanh trục đối xứng Đây cách để phân biệt trứng sống - trứng chín thay quay trứng đặt nhẹ ngón tay lên chúng Hình Hình Nhắc đến học cổ điển, không nhắc tới định luật bảo toàn động lượng định luật bảo toàn Các lắc dù núp hình dáng tín đồ định luật bảo toàn lượng Sách giáo khoa chọn lắc ví dụ điển hình định Hình luật bảo toàn Con lắc có vị trí cân mà đó, cực tiểu, động cực đại, rời vị trí cân bằng, tăng dần, động giảm Cho đến vị trí biên, động 0, cực đại Thú vị hay thấy trưng bày bàn làm việc vị giám đốc lắc Newton [Hình 6]: hệ lắc giống hoàn toàn, đặt sát Khi kéo lắc buông tay va chạm, lắc văng lên lắc đứng yên Cứ thể, trình lặp lại lâu với 1lần kích thích Con lắc Newton minh họa rõ nét cho định luật bảo toàn động lượng bảo toàn trường hợp va chạm tuyệt đối đàn hồi Động lượng động truyền nguyên vẹn qua lắc Phức tạp đồ chơi thuộc nhóm “không trơn tru” biểu chúng kết hợp vài trình Học sinh phải ý suy nghĩ sâu sắc ngộ vấn đề Đầu tiên, phải kể đến trò diễn viên nhào lộn, gõ kiến, vịt tập [Hình 7] Các trò gồm trình sau: ban đầu, hệ để cân cho trọng lực kéo vật xuống vị trí kế tiếp, đó, chế gây cân momen làm vật tiếp tục bị lật xuống vị trí thế, toàn trình lặp lại Hình Slinky [Hình 8] ví dụ phổ biến định luật bảo toàn Khi đời, Slinky gây sốt toàn giới: người người mua slinky, nhà nhà mua slinky Slinky xuống cầu than, nhảy từ tay Hình sang tay kia,… ví dụ tốt cho Định luật Hooke, lan truyền sóng dọc, sóng dừng,… Hình Các đồ chơi biết bay có hấp dẫn định chẳng hạn máy bay trực thăng bong bóng, xe phản lực tên lửa nước [Hình 9] Chúng hoạt động trực tiếp dựa định luật Newton Không khí từ bong bong qua kèn phát tiếng kêu vui tai đồng thời đẩy bong bóng xuống Khi đó, cánh quạt trực thăng quay va đập với không đẩy bong bong bay lên Tên lửa nước trở nên phổ biến, nhiều website bàn kĩ thuật làm tên lửa nước, phóng tên lửa nước trường học, hiệp hội thường xuyên tổ chức so tài bắn tên lửa nước Tuy làm việc với tên lửa nước thật thú vị phấn khích tốc độ, mạnh mẽ, tia nước áp lực tiềm ẩn nguy hiểm va chạm rơi, nổ thân tên lửa,… nên phải cẩn thận đảm bảo tốt quy định an toàn chơi tên lửa nước Xe phản lực bàn kĩ chương sau Như trình bày, thấy đồ chơi “khô” bay được, có nhiều đồ chơi vật lý lại “mát” chúng chứa đầy nước Đó đồ 11 thủ công để làm thứ sáp đó, phải có kiến thức hóa học không tồi để không gây tai nạn nghiêm trọng Lại có đồ chơi nhiệt bậpbênh nhiệt [Hình 12] Cấu tạo gồm bập-bênh, vòng kim loại, lò xo gắn vào cầu nến Nến cháy nung nóng lò xo làm giãn ra, đẩy cầu qua bên làm hệ cân đồng thời đẩy lò xo xa nến, lò xo nguội, co lại làm cầu vị trí cũ, bập-bênh lại nghiêng trạng thái ban đầu Cứ thế, chu kì lặp lặp lại chậm dần nến tắt Bập-bênh nhiệt động nhiệt đơn giản mà nguồn nóng nến, nguồn lạnh không khí tác nhân nhiệt lò xo Hình 11 Hình 12 Một động nhiệt tiếng khác Bánh xe phát xạ [Hình 13] Đồ chơi thật làm với số kĩ thuật công nghệ định có quy mô công nghiệp đòi hỏi xác cao môi trường chân không tốt Nhiều sinh viên nhầm tưởng giải thích cho trò chơi chênh lệch “áp suất ánh sáng” lên miếng kim loại có màu khác Hình 13 12 (màu bạc màu đen) Thực ra, mấu chốt vấn đề lớp không khí gần bề mặt đen có nhiệt độ cao không khí bên mặt trắng, nên gây lực đẩy làm chong chóng quay Khi tô phía kim loại màu tương phản chong chóng quay chậm quay ngược lại ta đặt môi trường lạnh chẳng hạn tủ lạnh Một ví dụ thú vị khác cho muôn màu muôn vẻ động nhiệt trò chơi Chú chim uống nước [Hình 14] Thân chim bình chứa chất dễ bay CH2Cl2 Ở nhiệt độ phòng, nước đầu chim bay làm nhiệt đổ đầu giảm đôi chút Hiện tượng tương tự xảy thân chim chất dễ bay Sự cân nhiệt độ gây chênh áp đẩy chất lỏng lên Đồng nghĩa với việc khối tâm chim nâng lên theo, vượt qua điểm cân chim cúi xuống uống nước Hành động làm bão hòa nước phần đầu chim nên chất lỏng tụt xuống, chim lại ngẩng đầu lên Như vậy, động nhiệt biến hóa học thành động mà không cần phản ứng hóa học Hình 14 Những đồ chơi điện từ có sức hút kì lạ lứa tuổi, có lẽ sức hút đến từ thứ thấy dòng điện từ trường Thậm chí động điện [Hình 15] quay tíu tít làm cho lũ trẻ lên ngạc 13 nhiên Để làm động điện đơn giản nhất, cần nam châm mạnh, cục pin sợi dây đồng, hô biến thành trò chơi nho nhỏ lạ lẫm mắt trẻ Con lắc điên [Hình 16] nhìn tưởng đơn giản ẩn chưa kiến thức cao cấp, ví dụ điển hình để dẫn đắt sinh viên vào môn Lý thuyết nhiễu loạn: điều kiện đầu xác định xác lại dẫn tới quỹ đạo kì dị không lường trước tuân thủ nghiêm ngặt định luật Newton Hình 15 Hình 16 Nhắc đến đồ chơi điện từ, không nhắc tới cầu Plasma [Hình 17], thường thấy quán bar, quán coofee hay quán trà sữa,… Tại tâm cầu ống dây Tesla với hiệu cao làm cho electron bị kích thích Hình 17 lên mức lượng lớn khỏi ống dây chạy môi trường bị plasma hóa ống dây bề mặt cầu tạo thành tia điện mềm dẻo đẹp Khi trở trạng thái bản, chúng phát ánh 14 sáng khả kiến Tất nhiên, việc giải thích dành cho Sinh viên cho học sinh phổ thông chúng liên quan nhiều đến vật lý lượng tử Quang học áp dụng vào đồ chơi sinh tượng tưởng tượng Đó hấp dẫn cho học sinh Đặc biệt phải kể tới trò chơi kính vạn họa [Hình 18] Đuổi hình bắt bóng [Hình 19] Trò chơi kính vạn họa dựa việc tạo ảnh nhiều mảnh gương sinh hình thù kì ảo Trò chơi Đuổi hình bắt bóng kết hợp gương với heo đặt bên mâm tráng gương bên Hệ quang học tạo ảnh, ảnh đối xứng heo qua gương phẳng bên (ảnh ảo) ảnh thật heo đỉnh mâm sinh cảm giác: có heo lại chạm Hình 18 Hình 19 15 Sản phẩm từ nhóm nghiên cứu Máy tạo lốc xoáy Đây đồ chơi phức tạp, kết hợp nhiều kiến thức vật lý: điện từ học, thủy tĩnh học,… Khi đặt máy tạo lốc bên phía vật chứa nước, số thủ thuật nho nhỏ, tạo vòi rồng vật chứa Chúng ta trang trí cho vòi rồng với chất tạo màu đèn LED Toàn kiến thức thu thập từ http://www.wikipedia.org http://www.youtub.com kiến thức thân 3.1 Cách làm Chúng trình bày phần yếu hoàn chỉnh theo kiểu module trò chơi Để làm thành phần, người làm tùy biến phụ thuộc vào hoàn cảnh nguyên vật liệu sẵn có Đồ chơi gồm phần sau: - Một đĩa mini CD tạo sẵn trục, có gắn nam châm đất (loại mạnh) đối xứng bên để hạn chế rung [Hình 25, 26, 27] Hình 25 16 Hình 26 Hình 27 - Một đế có gắn motor loại 12VDC [Hình 28] 17 Hình 28 - Sau đó, đĩa gắn lên đế [Hình 29, 30, 31] Hình 29 18 Hình 30 Hình 31 19 - Đặt hệ thống hộp [Hình 32, 33] Hình 32 Hình 33 20 - Motor nuôi nguồn 12 VDC, tận dụng ATX desktop PC [Hình 34] Hình 34 - Một đèn LED để làm cho vòi rồng rực rỡ [Hình 35] Hình 35 21 3.2 Vận hành - Chúng thử nghiệm với chai nước cao 32cm, đường kính 8,5cm, mực nước khoảng 2/3 chai - Thả đinh nhỏ xuống đáy chai - Đặt chai lên đế kích hoạt motor - Xoáy hình thành [Hình 36] Hình 36 - Sau đó, thử cho dầu ăn vào nước, vòi rồng hình thành nhanh sâu mực nước ngang cổ chai sau đó, dầu bị đánh tơi thành hạt nhỏ làm đục nước [Hình 37] 22 Hình 37 3.3 Nguyên lý hoạt động - Khi motor quay, nam châm quay theo làm đinh nhỏ đáy chai quay Đinh quay gây vùng thấp áp đáy chai hút mặt thoáng chất lỏng lõm xuống Khi đó, lực quán tính li tâm kết hợp với lực căng mặt định hình xoáy - Việc tính toán chi tiết khó nên không sâu vào Chỉ đề xuất đồ chơi ví dụ trình diễn thí nghiệm định tính 3.4 Những khó khăn Khi làm đồ chơi này, gặp phải số khó khăn định, có khó khăn dễ dàng khắc phục có hạn chế khó mà cải thiện Đầu tiên phải nhắc tới việc tìm kiếm nam châm đất Nam châm theo nhận định không dễ kiếm Tp Hồ Chí Minh giá thành cao (50.000đ/viên – loại mà mua) Những nam châm có từ tính mạnh gây khó khăn vận hành dễ xảy tai nạn thao tác với chúng Khó khăn phải thiết kế dĩa trục có gắn nam châm nặng lại đủ đối xứng để quay, hệ thống không bị rung mạnh Sự rung lắc làm cho nam châm bật khỏi dĩa làm vỡ nam châm gây tai nạn cho người quan sát Sự rung làm cho động mau hỏng, đồ chơi vận hành không trơn tru Quạt chênh áp dùng đơn đinh nhỏ thô sơ hiệu suất không cao gây ồn vận hành 23 Chúng cố gắng tìm kím bình chứa có dạng trụ thẳng đứng, cao, đồng đều, suốt, đường kính hẹp để quan sát vòi rồng dễ hơn, tiện cho việc trang trí Trên hết, với dạng bình đó, vòi rồng kéo dài sợi dây bắt mắt gần với hình dạng vòi rồng tự nhiên Trong điều kiện kinh tế cho phép, mua dạng bình nhựa không cao nên số ý đồ Hệ thống đèn LED hoạt động không mong muốn nên vòi rồng không đẹp mắt Trên thực tế, nhà sản xuất đồ chơi sử dụng bình trụ thủy tinh, loại quạt thấp áp đặt biệt không gây ồn cạnh tranh họ thể chất lỏng mà thêm vào nước Với chất lỏng đặc biệt này, vòi rồng ổn định phản quang nhiều màu tùy theo ánh sáng chiếu vào nước xung quanh suốt Khi đó, vòi rồng vật trang trí – giải trí thật 3.5 Hướng khắc phục Chúng khảo sát cửa hàng bán nam châm đất với giá rẻ, phong phú nhiều tùy chọn để đồ chơi phổ biến tới người Việc thiết kế trục quay hoàn toàn đối xứng bất khả quy mô thủ công nên cách khắc phục thao tác phải khéo léo cẩn thận Chúng nghiên cứu công nghệ làm chất lỏng đặc biệt nhà sản xuất để đẩy trò chơi vào vị trí vật trang trí thật thụ Với chất lỏng này, vòi rồng lấp lánh nhiều màu sắc bắt mắt Cùng với việc điều chế loại chất lỏng thiết kế loại quạt chênh áp hợp lí, hiệu suất cao mà không gây ồn vận hành Sau đó, tối ưu hóa thiết bị để nhỏ gọn hơn, thả trọn vào bể cá kiểng, tạo vòi rồng nhiều loại bình chứa khác 24 Kết luận hướng phát triển Chúng hoàn thành cách mục tiêu đưa ban đầu: định nghĩa đồ chơi vật lý làm tiêu chí để định hướng nghiên cứu chế tạo Chúng khảo sát nhiều đồ chơi vật lý phổ thông để có nhìn tổng quan chúng ứng dụng chúng giới ngành giải trí giáo dục Đặc biệt, tự tay thiết kế, chế tạo đồ chơi vật lý, đối mặt với khó khăn rút nhiều kinh nghiệm quý báu Nhận xét chung làm đồ chơi vật lý thủ công không khó có nghiên cứu kĩ từ trước tham khảo sản phẩm sẵn có từ sách báo, internet,…Trong tương lai, thiết kế nhiều đồ chơi vật lý khác điều kiện giáo dục Việt Nam tiến tới xây dựng Source đồ chơi vật lý để thầy cô tham khảo áp dụng trực tiếp vào hoạt động dạy học 25 Tài liệu tham khảo [1] http://www.wikipedia.org [2] http://www.youtube.com [3] J Guemez, C Fiolhais, M Fiolhai 2009 Toys in physics lecture sand demonstrations - a brief review Physics Education [...]... đồ chơi vật lý làm tiêu chí để định hướng nghiên cứu và chế tạo Chúng tôi cũng đã khảo sát nhiều đồ chơi vật lý phổ thông để có cái nhìn tổng quan về chúng và ứng dụng của chúng trên thế giới trong ngành giải trí và giáo dục Đặc biệt, chúng tôi còn tự tay thiết kế, chế tạo 1 đồ chơi vật lý, được đối mặt với những khó khăn và rút ra nhiều kinh nghiệm quý báu Nhận xét chung của chúng tôi là làm một đồ. .. kinh nghiệm quý báu Nhận xét chung của chúng tôi là làm một đồ chơi vật lý thủ công không quá khó nếu có nghiên cứu kĩ càng từ trước và tham khảo những sản phẩm sẵn có từ sách báo, internet,…Trong tương lai, chúng tôi sẽ thiết kế nhiều đồ chơi vật lý khác trong điều kiện giáo dục của Việt Nam và tiến tới xây dựng một Source các đồ chơi vật lý để các thầy cô có thể tham khảo và áp dụng trực tiếp vào hoạt... cho học sinh phổ thông vì chúng liên quan nhiều đến vật lý lượng tử Quang học cũng được áp dụng vào đồ chơi sinh ra những hiện tượng không thể tưởng tượng nổi Đó quả là một sự hấp dẫn tột cùng cho học sinh Đặc biệt phải kể tới trò chơi kính vạn họa [Hình 18] và Đuổi hình bắt bóng [Hình 19] Trò chơi kính vạn họa dựa trên việc tạo ảnh của nhiều mảnh gương sinh ra vô vàn các hình thù kì ảo Trò chơi Đuổi... không thể chạm được nó Hình 18 Hình 19 15 3 Sản phẩm từ nhóm nghiên cứu Máy tạo lốc xoáy Đây là đồ chơi phức tạp, kết hợp nhiều kiến thức vật lý: điện từ học, thủy tĩnh học,… Khi đặt máy tạo lốc bên ngoài và phía dưới một vật chứa nước, cùng một số thủ thuật nho nhỏ, chúng ta có thể tạo ra một vòi rồng trong vật chứa Chúng ta có thể trang trí cho vòi rồng với chất tạo màu và đèn LED Toàn bộ kiến thức... và http://www.youtub.com cùng kiến thức bản thân 3.1 Cách làm Chúng tôi chỉ trình bày các phần chính yếu và đã hoàn chỉnh theo kiểu module của trò chơi Để làm từng thành phần, người làm có thể tùy biến phụ thuộc vào hoàn cảnh và nguyên vật liệu sẵn có Đồ chơi này gồm các phần chính sau: - Một đĩa mini CD đã tạo sẵn trục, có gắn 2 nam châm đất hiếm (loại rất mạnh) đối xứng 2 bên để hạn chế rung [Hình... nhiều màu tùy theo ánh sáng chiếu vào trong khi nước xung quanh thì hầu như trong suốt Khi đó, vòi rồng đúng là một vật trang trí – giải trí thật sự 3.5 Hướng khắc phục Chúng tôi đang khảo sát những cửa hàng bán nam châm đất hiếm với giá rẻ, phong phú và nhiều tùy chọn hơn để đồ chơi này được phổ biến tới mọi người Việc thiết kế một trục quay hoàn toàn đối xứng là bất khả trong quy mô thủ công nên cách... khiển áp suất này là để anh thợ lặn trong chai kín đầy nước và bóp thân chai, khi đó, anh thợ lặn sẽ trồi lên ngụp xuống trông rất dễ thương Hình 10 Một số đồ chơi lại kết hợp các nguyên lý của sự nổi với sự đối lưu của nhiệt học Chẳng hạn như vật trang trí nổi tiếng: đèn dung nham [Hình 11] Đó là một bình thủy tinh trong suốt, đầy nước hoặc rượu, kín hơi, chứa một chất lỏng sệt như sáp dưới đáy bình... Hình 14 Những đồ chơi về điện và từ luôn có một sức hút kì lạ đối với mọi lứa tuổi, có lẽ sức hút ấy đến từ những thứ không thể thấy được như dòng điện và từ trường Thậm chí một cái động cơ điện [Hình 15] quay tíu tít cũng làm cho lũ trẻ ồ lên ngạc 13 nhiên Để làm một động cơ điện đơn giản nhất, chỉ cần một nam châm mạnh, một cục pin và mấy sợi dây đồng, chúng ta có thể hô biến thành một trò chơi nho nhỏ... [Hình 37] 22 Hình 37 3.3 Nguyên lý hoạt động - Khi motor quay, 2 nam châm quay theo và làm đinh nhỏ dưới đáy chai quay Đinh quay gây ra một vùng thấp áp dưới đáy chai và hút mặt thoáng chất lỏng lõm xuống Khi đó, lực quán tính li tâm kết hợp với lực căng mặt ngoài định hình một cái xoáy - Việc tính toán chi tiết rất khó nên chúng tôi không đi sâu vào Chỉ đề xuất đồ chơi như ví dụ trình diễn hoặc thí... làm vỡ nam châm hoặc gây tai nạn cho người quan sát Sự rung còn làm cho động cơ mau hỏng, đồ chơi vận hành không được trơn tru Quạt chênh áp chúng tôi dùng đơn thuần chỉ là một cái đinh nhỏ thô sơ hiệu suất không cao và gây ồn khi vận hành 23 Chúng tôi cố gắng tìm kím một bình chứa có dạng trụ thẳng đứng, cao, đồng đều, trong suốt, đường kính hẹp để quan sát vòi rồng dễ hơn, tiện cho việc trang trí ... 1.2 Đồ chơi vật lý phổ thông Trong số đồ chơi vật lý, phổ biến nhóm đồ chơi vật lý phổ thông, nhóm đồ chơi áp dụng rộng rãi nhất, bạn dễ dàng nhìn thấy đồ chơi vật lý phổ thông cửa hàng bán đồ chơi, ... Mở đầu Thế đồ chơi vật lý phổ thông 1.1 Đồ chơi vật lý 1.2 Đồ chơi vật lý phổ thông Sơ lược số đồ chơi vật lý phổ thông Sản phẩm từ nhóm nghiên... chương 1, trình bày tiêu chuẩn đồ chơi vật lý đồ chơi vật lý thủ công để có nhìn chuẩn đồ chơi vật lý, làm sở để đánh giá sản phẩm Chương giới thiệu hàng loạt đồ chơi vật lý tính muôn hình vạn trạng