Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
Сторінка 92
§ 13. Магнітні властивості речовин. Гіпотеза Ампера
Завдання 1
Припущення про дію магніту на тіла
Перелік тіл: скріпка, цвях, шматок алюмінієвої фольги, монета номіналом 1 гривня, скляна намистинка, срібний ланцюжок, шматок крейди, аркуш паперу, пластикова кришка. Потрібно визначити, які з них притягнуться до магніту, а які ні.
Розв’язання
Розглянемо кожен предмет окремо. Скріпка та цвях зазвичай виготовлені зі сталі (залізо), яка є феромагнетиком, тому вони притягнуться.
Монета номіналом 1 гривня має мідне покриття, але може містити алюміній або інші метали; однак найчастіше це нікель-мідний сплав (феромагнетик) або латунь (діамагнетик), тому краще перевірити. Але в шкільному контексті часто розглядають монети як феромагнетики через наявність заліза/нікелю, хоча сучасні 1-гривневі монети — це мідь+алюміній (діамагнетик). Припустимо, що це типова задача: скріпка і цвях притягуються.
Алюмінієва фольга, скло, крейда, папір та пластик є діамагнетиками або діелектриками, які не реагують на магніт (або дуже слабко). Срібний ланцюжок — срібло є діамагнетиком.
Отже, притягнуться: скріпка, цвях. Не притягнуться: фольга, монета (1 грн), намистинка, ланцюжок, крейда, папір, кришка.
Відповідь:
Притягнуться до магніту: скріпка, цвях. Не реагуватимуть на нього: шматок алюмінієвої фольги, монета номіналом 1 гривня, скляна намистинка, срібний ланцюжок, шматок крейди, аркуш паперу, пластикова кришка.
Сторінка 93
Завдання 1.16
Поведінка полум'я свічки в магнітному полі
Дано схему, де над полум'ям свічки (точка N) піднесено постійний магніт (північний полюс S, південний полюс N). За умовою задачі продукти згоряння полум'я є діамагнітними частинками.
Розв’язання
Оцінимо дію магнітного поля: над полум'ям створюється неоднорідне магнітне поле з сильними лініями поля біля полюсів магніта.
За умовою, частинки полум'я є діамагнетиками, тому вони відштовхуються від зон посиленого магнітного поля (від полюсів магніта).
Відштовхування призведе до зміни форми полум'я: воно буде вигинатися та відхилятися від осі, перпендикулярної лінії сил зовнішнього поля, тобто полум'я «розтікається» в бік слабшого поля.
Відповідь:
Полум'я свічки вигинається і відхиляється від осі (розширюється), оскільки діамагнітні частинки відштовхуються від полюсів магніта.
Сторінка 94
Завдання 1 (с. 94)
Реальність даних про посилення поля
Оцінити правдивість твердження блогу: кобальт посилює поле в 175 разів, нікель — у 1120 разів, трансформаторна сталь (96–98 % заліза) — у 8000 разів. Чи варто перевіряти цю інформацію?
Розв’язання
Згідно з підручником, феромагнетики (наприклад, кобальт, нікель) значно посилюють магнітне поле, але конкретні коефіцієнти для сталі та чистих металів мають бути перевірені за довідниками.
Твердження про те, що сталь посилює поле в 8000 разів, є надмірно завищеним для трансформаторної сталі (зазвичай коефіцієнт близько 100–500), хоча для деяких сплавів може досягати високих значень. Дані про кобальт та нікель також потребують уточнення, оскільки в блозі можуть бути помилки або відсилання на специфічні умови.
Так, перевірити інформацію варто, оскільки дані виглядають як маркетинговий перебільшення або неточний переклад. Краще звернутися до наукових джерел чи таблиць періодичної системи та фізичних констант.
Відповідь:
Дані є сумнівними, особливо щодо сталі (8000 разів — це невідповідно для звичайної трансформаторної сталі). Перевірити варто через порівняння з надійними джерелами.
Завдання 2
Полюси намагнічених скріпок
Перша скріпка намагнічується так, що її кінець біля південного полюса магніту стає північним полюсом. Визначити: який полюс матиме нижній кінець першої скріпки та верхній кінець другої скріпки (яка притягується до першої).
Розв’язання
Нижній кінець першої скріпки знаходиться біля південного полюса магніту, тому він стає північним полюсом (N).
Верхній кінець першої скріпки, відповідно, є її південним полюсом (S).
Друга скріпка притягується до нижнього кінця першої (північного), отже, її верхній кінець має бути південним полюсом (S), щоб взаємодіяти як протилежні полюси.
Відповідь:
Нижній кінець першої скріпки — північний полюс (N); верхній кінець другої скріпки — південний полюс (S).
Сторінка 95
Завдання 13.1
Матеріал шурупа
Визначити, з якої речовини виготовлено шуруп на рис. 1 (95), враховуючи його використання та властивості феромагнетиків.
Розв’язання
З таблиці вивчаємо властивості матеріалів: феромагнетики (залізо, нікель, кобальт) сильно притягуються до магніту.
Шуруп на рисунку має металевий вигляд і зазвичай виготовляють із сталі (сплав заліза), щоб він міцно тримався та був придатним для роботи в механізмах.
Відповідь:
Сталь (феромагнетик).
Завдання 13.2
Реакція предметів на магніт
Описати поведінку залізного цвяха, алюмінієвої ложки та графітового стрижня під час піднесення до них магніту.
Розв’язання
Залізний цвях виготовлений із феромагнетика (заліза), тому він буде сильно притягуватися до магніту.
Алюмінієва ложка зроблена з парамагнетика, тому вона слабко притягуватиметься до магніту.
Графітовий стрижень є діамагнетиком, тому він буде слабко відштовхуватися від магніту.
