Исследовательские работы для школьников

В контактном посте меня попросили предложить какие-нибудь темы исследовательских работ, которые могли бы выполнить школьники без спецоборудования, с помощью приборов, которые можно найти в обычном школьном кабинете физики. И мне захотелось ответить отдельным постом.В 90-е годы в новосибирском Академгородке работала уникальная «Научная лаборатория школьников» под руководством Владимира Ивановича Шелеста. Вот ее сайт, который не обновлялся, по-моему, с 2001 года (и в котором стоит кодировка KOI-8). Среди мероприятий, которые проводились в рамках нее, были и исследовательские задачи для школьников. Происходило это так: ребятам предлагалось несколько задач, они разбивались на команды, примерно месяц над этими задачами работали (как теоретически, так и экспериментально), а потом на Турнирах Юных Физиков происходила «битва решений». Точнее, не решений даже, а подходов — задачи это были такие, что у них не было какого-то одного «правильного» решения, это были скорее темы для исследований.Так что я решил тут собрать вместе, с одной стороны, то, что вспоминается с тех времен, и с другой стороны, что мне уже сейчас приходит в голову в качестве возможных тем. И сразу пара общих замечаний:предложить тему — это только самое начало работы; дальше надо самому ставить перед собой конкретные вопросы, надо самому думать, куда двигаться и что потребуется изучить; цель — это не получить ответ, а дать ребятам возможность научиться самостоятельно думать и экспериментировать.решением считается не получение конкретного ответа, а проведение исследования, разностороннее понимание явления (как экспериментальное, так и теоретическое), способность ориентироваться не только в этой, но и в других близких задачах. Конкретно, если в задаче требуется что-то найти, то под этим подразумевается не только «чему равно», но и «как зависит от параметров задачи».Инструментарий предполагается обычный (измерительная техника, желательно осциллограф, электроприборы, лазер и простейшая оптика, хороший фотоаппарат и желательно видеокамера), однако в процессе решения иногда может потребоваться самому создать новый прибор. Механика Шарик скатывается с трамплина высоты h. Подобрать форму трамплина так, чтобы шарик улетел как можно дальше (имеется в виду расстояние в длину между точкой отрыва и точкой первого касания). Металлическая цепочка, свисающая одним концом со стола, начинает соскальзывать с него и падает на пол. Какую форму примет цепочка на полу?Изучите вращение (и более широко, динамику столкновения) двух (или больше) магнитных шариков (см. мои посты раз и два)Постройте механическую модель коллайдера, типа той, что я описывал у себя, и с ее помощью поизучайте законы сохранения и прочие механические явления.Может ли камень, упав в песок, полностью в него зарыться?Прозрачный контейнер с песком можно установить на платформу, которая дрожит с настраиваемой амплитудой и частотой. Выяснить, что происходит с песком при этом. В частности, должно наблюдаться «разжижение» песка (т.е. спонтанная текучесть), причем оно должно быть сильнее на поверхности, чем в глубине. На самой поверхности могут возникать интересные солитоны или волны. При опускании предметов в такой дрожащий песок они начнут тонуть, исследовать и это явление тоже.Гидродинамика Из емкости с водой через дырочку в дне вытекает вода. На какой высоте эта струя разбивается на капли? Выяснить, как эта высота зависит от параметров задачи (размера дырочки, высоты уровня воды, времени отстаивания воды, вязкости/поверхностного натяжения и т.д.)Попытаться реализовать и исследовать «прыгающую каплю» (см. видео на Youtube)В стакан с газировкой кинули виноградину. Она то всплывает, покрывшись пузырьками, то снова тонет. Определить период этих колебаний.Как известно, в воздушной струе, направленной вверх, может легко зависнуть легкий шарик. Имеется утверждение, что если в шарике просверлить сквозную дырку, он будет не просто висеть, а быстро крутиться. Исследовать это явление.Электричество и магнетизм В открытую стеклянную трубку насыпали смесь песка и железных опилок, подвели к обоим концам электроды и пропустили ток. Как зависит сопротивление смеси от процентной доли опилок? Как меняется ответ в случае, если песчинки и опилки примерно одинакового или сильно отличающегося размера?Придумайте и сконструируйте устройство, наиболее эффективно превращающее энергию горящей свечи в электричество.Изучить, как сопротивление контакта между двумя проводниками зависит от прижимающей силы. Тут тонкость в том, что эффект заметен только для очень малых прижимающих сил (вес грузика порядка миллиграммов). Кстати, этот прибор потом можно будет использовать как чувствительный, ну не сейсмограф, но датчик мелкой тряски. Оптика Попробуйте получить лазерный луч с орбитальным угловым моментом. В принципе, это сделать несложно — надо приготовить дифракционную решетку с дислокацией. Если есть хороший лазерный принтер, то такую решетку можно просто взять и напечатать на прозрачке. Если будет желание, я могу потом описать задачу подробнее.Поизучать законы многократного отражения от двойного стеклопакета (см. мой пост).Изучить свечение, возникающее при разматывании скотча, и попробовать добиться рентгеновского излучения (см. мой пост).Если у кого еще есть интересные предложения, поделитесь в комментариях.