Jak działa kompas?
Czy zastanawiało cię kiedyś, dlaczego kompas wskazuje północ? Igła tego urządzenia zachowuje się tak, jakby jakaś siła przyciągała ją właśnie w tym kierunku. Ma to związek z poznanymi już przez nas oddziaływaniami magnetycznymi.
że magnesy posiadają zawsze dwa bieguny – północny i południowy;
że magnesy mogą się odpychać lub przyciągać.
opisywać budowę kompasu i omawiać zasadę jego działania;
nazywać bieguny magnetyczne Ziemi;
orientować mapę za pomocą kompasu.
1. Czym jest kompas?
KompasKompas to proste urządzenie służące do nawigacji, czyli ustalania trasy do wyznaczonego celu i odnajdywania drogi. Najważniejszym elementem kompasu jest obracająca się igła magnetyczna. Dzięki niej można określić kierunki świata. Skoro igła kompasu posiada właściwości magnesu, to oznacza także, że ma dwa bieguny: północny i południowy. Igła obraca się więc tak, że jednym końcem wskazuje północ, a drugim południe. Dlaczego tak się dzieje? Czy igła wskazuje dokładnie te strony świata? Aby odpowiedzieć na te pytania, musimy dowiedzieć się, na jakiej zasadzie działa kompas.
Pierwsze kompasy skonstruowano już ponad 1000 lat temu w Chinach, a składały się one z ruchomo osadzonej igły posiadającej właściwości magnetyczne. Później zaczęły przypominać łyżkę osadzoną ruchomo na płycie, na której mogły się obracać, wskazując odpowiedni kierunek.
2. Jak funkcjonuje kompas?
Zastanówmy się, dlaczego i jak działa kompas. Igła kompasu wykonana jest z materiału, który ma właściwości magnetyczne. Czyżby istniało dookoła nas jakieś pole magnetyczne, o którym nie wiemy?
Głęboko we wnętrzu naszej planety znajduje się jądro. To ono wytwarza pole magnetyczne Ziemipole magnetyczne Ziemi. Linie tego pola układają się w przybliżeniu wzdłuż kierunku północ–południe. To właśnie na to pole reaguje igła kompasu. Ustawia się ona wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DiTVdtwnf
Film prezentujący działanie kompasu. Aktor z kompasem w dłoni. Zbliżenie na kompas, widać, jak aktor się obraca a igła cały czas wskazuje ten sam kierunek. Aktor zbliża magnes i obraca go tak że igła podąża za nim. Widoczna grafika przedstawiająca przekrój Ziemi z zaznaczonym jądrem i polem magnetycznym wokół Ziemi. Aktor trzyma w ręku kompas i magnes, oddala magnes i igła kompasu wraca do pierwotnego położenia.
Północny biegun igły kompasu kieruje się w stronę północy geograficznej. To oznacza, że musi się tam znajdować przeciwny biegun magnetyczny. Rzeczywiście tak jest: południowy biegun magnetyczny znajduje się na północy, a północny – na południu!
Kompas – jeśli znajdzie się blisko metalowych przedmiotów – może przestać działać prawidłowo. Z tego powodu klasyczne kompasy są całkowicie bezużyteczne na przykład na stalowych okrętach – stal zawiera żelazo. Innym przypadkiem, kiedy kompas przestaje działać, jest bliskość urządzeń elektrycznych lub magnesów.
Zbadanie wpływu metalowych przedmiotów na działanie kompasu.
kompas,
duży przedmiot wykonany z żelaza lub stali, np. żelazko.
Ustaw magnes daleko od wybranego przez ciebie przedmiotu.
Zbliż przedmiot stalowy do magnesu i zmieniaj jego położenie wokół kompasu.
Kompas działa prawidłowo jedynie w oddaleniu od przedmiotów zawierających żelazo.
Niektóre ptaki odbywają sezonowe wędrówki. Zawsze trafiają do celu dzięki umiejętności wyczuwania pola magnetycznego Ziemi. Nie jest do końca wyjaśnione, jak to jest możliwe. W organizmach niektórych ptaków (np. w prawym oku rudzików) znajdują się substancje, które reagują na zmiany pola magnetycznego. Dzięki temu zwierzęta te doskonale orientują się w swoim położeniu.
3. Jak zbudować kompas
Wszystkie kompasy posiadają ruchomą igłę magnetyczną. W obudowę kompasu wkłada się zazwyczaj tarczę z zaznaczonymi kierunkami świata. Jednak najprostszy kompas możemy zbudować samodzielnie. Potrzebna nam będzie tylko igła do szycia, silny magnes, korek lub styropian i naczynie z wodą.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DiTVdtwnf
Film przedstawia w jaki sposób zbudować własny kompas. Aktor bierze do ręki igłę i magnes, opiera ostry koniec igły o magnes. Aktor przebija korek lub kostkę styropianu. W ten sposób kostka położona jest na powierzchni wody w misce, obraca się aż w końcu wskaże kierunek N-S. Obok widoczny jest kompas wskazujący ten sam kierunek.
4. Orientujemy mapę za pomocą kompasu
Gdy chcemy posłużyć się mapą w terenie, musimy ją zorientowaćzorientować względem kierunków świata. Oznacza to, że kierunki geograficzne na mapie muszą wskazywać kierunki rzeczywiste. Musimy więc ustawić się w ten sposób, aby kierunek północny na mapie odpowiadał północy w terenie.
Najczęściej jest tak, że kierunek północny na mapie znajduje się przy górnej krawędzi – chyba że oznaczenia wskazują inaczej. Można się upewnić, wykorzystując do tego kompas. Nowoczesne kompasy mają igły zawieszone w płynie (np. w alkoholu), co zapobiega ich drganiom. Ważne jest, aby nie przeprowadzać pomiaru w pobliżu obiektów zakłócających działanie igły magnetycznej – czyli blisko dużych przedmiotów żelaznych i stalowych lub działających urządzeń elektrycznych.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DiTVdtwnf
Animacja, na której krawędź mapy ustawiana jest zgodnie z kierunkiem wskazywanym przez kompas. W pierwszej kolejności określane jest, gdzie na mapie znajduje się kierunek północny. Mapa jest ustawiana tak, aby jej górna krawędź skierowana była ku północy. Lewa krawędź mapy ustawiana jest wzdłuż igły kompasu.
Podsumowanie
Kompas to urządzenie wskazujące kierunki świata.
Podstawowym elementem kompasu jest osadzona ruchomo igła magnetyczna, która ustawia się wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi.
Działanie kompasu mogą zakłócić znajdujące się w pobliżu urządzenia elektryczne, magnes oraz przedmioty zawierające żelazo.
Naszkicuj plan swojego mieszkania. Za pomocą kompasu wskaż, gdzie znajduje się północ i zaznacz ją na szkicu planu.
Sprawdź w swoim mieszkaniu, w których miejscach kompas staje się bezużyteczny. Zanotuj, jakie to miejsca i wyjaśnij, dlaczego tak się dzieje.
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Co to jest magnes?
Gdy kompas nie działa
Słowniczek
przyrząd nawigacyjny wykorzystujący oddziaływanie magnetyczne igły kompasu z polem magnetycznym Ziemi
przestrzeń wokół Ziemi, w której występują siły magnetyczne
ułożenie mapy w terenie, zgodne z rzeczywistymi kierunkami geograficznymi, a górna ramka mapy była zwrócona w kierunku północnym
Zadania
Zaznacz poprawną odpowiedź.
- Igła kompasu, podobnie jak magnes, posiada dwa bieguny.
- Oba bieguny igły kompasu są północne.
- Ruchomo osadzona igła magnetyczna bez dokładnej tarczy z podziałką jest bezużyteczna.
- Kompas wskazuje kierunek pokrywający się z kierunkiem wschód–zachód.
Które informacje są prawdziwe, a które fałszywe?
| Prawda | Fałsz | |
| Kierunek północny na mapie zawsze znajduje się u góry mapy, chyba że oznaczenia mówią coś innego. | □ | □ |
| Zorientować mapę, oznacza ustawić ją tak, aby jej krawędzie wskazywały rzeczywiste kierunki geograficzne w terenie. | □ | □ |
| Nigdy nie wiadomo, gdzie znajduje się północ na mapie, jeżeli nie jest to wyraźnie zaznaczone. | □ | □ |
| Bieguny magnetyczne Ziemi pokrywają się z geograficznymi. | □ | □ |
| Kompas wskazuje prawidłowo bieguny magnetyczne Ziemi. | □ | □ |
| Kompas jest bezużyteczny w domu, działa jedynie na otwartym terenie. | □ | □ |
Które informacje są prawdziwe, a które fałszywe?
| Prawda | Fałsz | |
| Kompas wskazuje bieguny geograficzne Ziemi. | □ | □ |
| Kompas wskazuje prawidłowo bieguny magnetyczne Ziemi. | □ | □ |
| Kompas jest bezużyteczny w domu. | □ | □ |