Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku

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.

Źródło: PDPics (https://pixabay.com), . Orientowanie mapy za pomocą kompasu przydaje się podczas wycieczek terenowych
Już wiesz
  • że magnesy posiadają zawsze dwa bieguny – północny i południowy;

  • że magnesy mogą się odpychać lub przyciągać.

Nauczysz się
  • opisywać budowę kompasu i omawiać zasadę jego działania;

  • nazywać bieguny magnetyczne Ziemi;

  • orientować mapę za pomocą kompasu.

1. Czym jest kompas?

kompas

Kompas 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.

Źródło: Krzysztof Jaworski, Aleksandra Ryczkowska, Luc Van Braekel (https://www.flickr.com), Evan-Amos, (http://commons.wikimedia.org), Fjölnir Ásgeirsson, (https://www.flickr.com), Siberex (http://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 2.0.
Ciekawostka

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.

Źródło: Yug (http://commons.wikimedia.org), . Pierwsze kompasy nie miały takiej formy jak dzisiejsze

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 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 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.
Ciekawostka

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!

Źródło: Andrzej Bogusz, licencja: CC BY 3.0. Bieguny magnetyczne znajdują się w pewnym oddaleniu od biegunów geograficznych. Igła kompasu nie wskazuje więc dokładnie kierunku północnego. Jednak w Polsce ta różnica jest niewielka i nie ma dużego wpływu na skuteczność kompasu

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.

Doświadczenie 1

Zbadanie wpływu metalowych przedmiotów na działanie kompasu.

Co będzie potrzebne
  • kompas,

  • duży przedmiot wykonany z żelaza lub stali, np. żelazko.

Instrukcja
  1. Ustaw magnes daleko od wybranego przez ciebie przedmiotu.

  2. Zbliż przedmiot stalowy do magnesu i zmieniaj jego położenie wokół kompasu.

Podsumowanie

Kompas działa prawidłowo jedynie w oddaleniu od przedmiotów zawierających żelazo.

Ciekawostka

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 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 zorientować 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.

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.

Praca domowa
Polecenie 1.1

Naszkicuj plan swojego mieszkania. Za pomocą kompasu wskaż, gdzie znajduje się północ i zaznacz ją na szkicu planu.

Polecenie 1.2

Sprawdź w swoim mieszkaniu, w których miejscach kompas staje się bezużyteczny. Zanotuj, jakie to miejsca i wyjaśnij, dlaczego tak się dzieje.

Zobacz także

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:

Słowniczek

kompas

przyrząd nawigacyjny wykorzystujący oddziaływanie magnetyczne igły kompasu z polem magnetycznym Ziemi

pole magnetyczne Ziemi

przestrzeń wokół Ziemi, w której występują siły magnetyczne

orientacja mapy

ułożenie mapy w terenie, zgodne z rzeczywistymi kierunkami geograficznymi, a górna ramka mapy była zwrócona w kierunku północnym

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3