Летние каникулы — еще и отличное время для всевозможных экспериментов. Давайте с помощью обыкновенной воды попробуем чуть лучше разобраться в законах физики. Мы выбрали несколько несложных, но очень интересных примеров из «Книги опытов и экспериментов для детей и взрослых», публикуем отрывок с разрешения издательства «Эксмо».
Спасательный жилет
Простой опыт поможет понять принцип работы таких распространенных спасательных средств, как круг и жилет.
Тебе понадобятся:
- миска, наполненная водой до половины,
- мандарин/апельсин
1. Помести фрукт, например мандарин, в миску с водой. Он погрузится в воду наполовину, но не утонет.
2. Теперь очисти мандарин от пористой кожуры и снова опусти его в воду. Смотри, плод утонул!
3. Вытащи мандарин, а в миску положи одну кожуру. Утонет ли она? Нет. И даже почти не погрузится в воду!
Почему так? «Волшебные» свойства кожуры обусловлены её волокнистой структурой. Находящийся в пористой кожице воздух обеспечивает плавучесть не только ей самой, но ещё и долькам под ней. По сути, кожура выступает для долек мандарина спасательным кругом, а точнее — спасательным жилетом!
Подводная лодка из картошки
Тебе не кажется, что физика — научная магия? Тогда проведи один простой, но интересный опыт!
Тебе понадобятся:
- банка, заполненная водой больше, чем наполовину,
- один средний клубень картофеля,
- соль,
- ложка,
- стакан с водой
1. Клубень надо тщательно вымыть. На нём можно нарисовать эмблему или украсить егосамодельной шапочкой. Теперь опусти картофель в банку с водой. Конечно, он утонет. Не беда: сейчас мы сделаем для него настоящее море, и он станет подводной лодкой!
2. Возьми стакан с водой, добавь несколько ложек соли и мешай до полного растворения.
3. А теперь аккуратно перелей в банку этот насыщенный солевой раствор. Видишь — картошка всплыла!
4. Если хочешь вновь погрузить свою самодельную подлодку на дно, просто добавь в банку обычной воды из‑под крана. Плотность воды уменьшится, и картофель снова утонет.
Почему так? Картофель тонет в обычной воде, так как он тяжелее её. Но плотность солёной воды выше! Поэтому тонущие в пресной воде тела могут плавать в солёной, если их плотность больше плотности пресной воды, но меньше плотности солёной.
Скрепка на плаву
Можно ли заставить стальную скрепку держаться на плаву? Попробуем!
Тебе понадобятся:
- стеклянная банка/почти полный стакан с водой,
- канцелярские скрепки,
- бумажная салфетка,
- средство для мытья посуды
1. Попробуй положить скрепку на воду. Если она утонула, смело бери следующую… Это непросто, но есть один секрет: надо делать это очень аккуратно, чтобы не разрушить тоненькую плёночку поверхностного натяжения воды.
2. А теперь попробуй так: оторви от бумажной салфетки небольшой кусочек и положи его на воду. И, пока салфетка ещё не намокла, опусти на неё одну или несколько скрепок. Салфетка будет впитывать в себя воду и медленно тонуть. А вот лежавшие сверху скрепки останутся на поверхности! Их удержит поверхностное натяжение.
3. Можно поместить скрепку на поверхность воды и при помощи… другой скрепки. Для этого нужно изогнуть её так, чтобы получилась лопатка с ручкой. Положи на лопатку скрепку, а затем медленно и аккуратно пытайся уложить скрепку на воду. Как только скрепка легла на поверхность жидкости, лопатка притапливается и уводится вбок, а затем вынимается из воды. С первого раза может и не получиться, но тут уже вопрос тренировки. Да‑да, магия физики — это не так‑то просто!
4. А теперь волшебство должно рассеяться: аккуратно капни на край баночки или стакана средство для мытья посуды. Как только капля скатится в воду, скрепка тут же утонет!
Почему так? Капелька чистящего вещества разрушила плёнку на поверхности воды. В мыльной воде водомерка бегать не смогла бы, поскольку чистящие вещества резко снижают поверхностное натяжение. Это одно из проявлений их негативного воздействия на природу.
Волшебный опыт
Тебе понадобятся:
- бумажное полотенце,
- прозрачный стакан,
- пластиковая миска/ведёрко
1. Аккуратно разложи на столе всё необходимое для опыта. Покажи зрителям прозрачный стакан, бумажное полотенце и пустую миску или ведёрко. Теперь сомни полотенце и положи его на самое дно стакана.
2. Переверни стакан и убедись, что комочек бумаги остаётся на месте и не выпадает. Это важное условие для успешного опыта!
3. Потом медленно опускай перевёрнутый стакан в миску с уже налитой водой. Не наклоняй стакан, держи его совершенно ровно, пока он не скроется под водой полностью.
4. Теперь вытащи стакан и смахни с него капли воды. Переверни стакан дном вниз, как в начале опыта, и достань бумагу. Дай зрителям пощупать её и убедиться, что она осталась сухой. Они будут поражены!
Почему так? Объясняется этот опыт законами физики. Воздух занимает определённый объём в стакане, в каком бы положении стакан не находился. Когда ты медленно переворачиваешь стакан кверху дном и опускаешь в воду, воздух всё равно остаётся внутри стакана. Этот воздух вода сжимает, но он не даёт воде попасть в стакан. Давление воздуха оказывается больше, чем давление воды, стремящейся проникнуть внутрь стакана. Поэтому защищённое воздушной прослойкой бумажное полотенце на дне стакана остаётся сухим.
Притягательная сила воды
Знаешь ли ты, почему сёрфингисту с большим трудом удается поднимать упавший на воду парус? Это проявление адгезии, дословно — «прилипания». Она есть везде, где разные материалы сцепляются друг другом. На этом строится действие самых разных видов клея — от стиков для бумаги до мощных скрепителей для пластмассы, дерева или металла. Даже когда мел оставляет след на школьной доске — это проявление адгезии! Это же «прилипание» удерживает капельки воды и на стекле, и на твоём теле. А вот когда речь идёт о притяжении однородных материалов, например о собирании воды в капли, то этот процесс научно называется«когезия» — «сцепление».
Тебе понадобятся:
- стакан, наполненный до краёв водой,
- гладкая картонка, например от обувной коробки,
- несколько монеток
1. Положи на стакан картонку так, чтобы один её край немного выступал за пределы стакана. А теперь на эту выступающую часть картонки аккуратно выкладывай по монетке.
2. Ничего не происходит? Продолжай. На картонку придётся положить довольно много монеток, прежде чем… та оторвётся от стакана. В тот момент вес монет окажется больше, чем сила прилипания между поверхностью воды и картонкой.
Почему так? Этот опыт показывает нам адгезию. Сила прилипания зависит от размера стакана: чем он шире, тем она выше, и от того, какой картон используется (более или менее гладкий). Кроме того, на картонку сверху давит атмосферное давление, прижимающее её к воде.
Интересно почитать
А. Миронов «Книга опытов и экспериментов для детей и взрослых»
Как у водомерки получается спокойно бегать по воде? А почему мокрая одежда так прилипает к телу? И отчего волосы встают дыбом, когда мы долго расчесываем их? С помощью несложных экспериментов можно познакомиться со многими интересными явлениями и узнать, что для всех найдется понятное научное объяснение (даже для тех, которые сначала кажутся волшебными и невероятными).