Класс!ная физика - всегда рядом Класс!ная физика - викторины Класс!ная физика - для любознательных Техно-шокер Музей открытки 20 века Коты-работы художников

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?





«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru.

 Класс!ная физика   -  YouTube

Сила Архимеда. Плавание тел. Осадка корабля (ч.2) Опыты

ПечатьE-mail


ОСАДКА КОРАБЛЯ

Попробуйте вырезать из толстой сосновой коры кораблик. Дно его надо снабдить килем из железной пластинки. Пустите кораблик на воду и по границе его погружения проведите черту (масляной красной краской). Сделав раствор соли, налейте этот раствор в глубокий таз и снова пустите в него плавать кораблик. Глубину его погружения в солёной воде надо снова отметить чертой, только другого цвета (белой, голубой).
Как объяснить различную глубину погружения кораблика в первом и во втором случае?



ПЛАВАЕТ ЛИ ЯЙЦО?


Опустите свежее сырое яйцо в банку с водой. Яйцо потонет. В воду подсыпьте соли, слегка помешивая, яйцо не трогать. По мере того как солёность воды увеличивается, яйцо начинает всплывать, а при насыщенном растворе соли яйцо всплывёт на поверхность воды.



ПРОБКА В БУТЫЛКЕ


Если в бутылку с водой поместить небольшую пробку и попытаться затем эту пробку вылить с водой из бутылки, то это не всегда удаётся. Каждый раз когда выливаетдя вода, пробка прибивается ко дну бутылки. И только с последней порцией воды можно вылить и пробку из бутылки.
Попробуйте проверить это на опыте и объяснить!



ВОДЯНОЙ ПОДСВЕЧНИК


Бросьте в воду стеариновую свечу. Она будет плавать, лежа на боку. Так свечу не зажжешь. Надо нижний конец утяжелить гвоздем. Только не пытайтесь воткнуть этот гвоздь силой: стеарин раскрошится. Гвоздь надо
нагреть, тогда он войдет, как в масло, и будет хорошо держаться.

Подберите такой гвоздь, чтобы почти вся свеча погрузилась в воду. Только фитиль и самый краешек стеарина должны остаться над поверхностью. Стакан с водой, в котором плавает эта свеча, окажется неплохим подсвечником. Зажгите фитиль, и свеча будет гореть довольно долго.



Но почему же? И как долго будет гореть свеча?
Ведь она вот-вот догорит до воды и погаснет?
Но этого не происходит. Вода охлаждает стеарин снаружи. Поэтому края свечи будут таять медленнее и вокруг фитиля образуется глубокая воронка. Свеча превратится в стеариновый кораблик, она будет постепенно всплывать. И хотя стеарина остается все меньше, даже маленький огарок, утяжеленный гвоздем, не пойдет ко дну. Свеча выгорит почти до самого конца.

Как объяснить это явление?
В процессе горения постепенно убывает сила тяжести свечи. Для ее равновесия выталкивающая сила должна уменьшаться, а это возможно только с подъемом свечи.

Кстати, наш подсвечник имеет одно важное преимущество. Догоревшая свеча никогда не наделает пожара: фитиль будет погашен водой.



ТОНЕТ ИЛИ ПЛАВАЕТ


Возьмите маленький стеклянный пузырек из-под лекарства и наберите в него столько воды, чтобы сила тяжести пузырька вместе с водой в нем была незначительно больше выталкивающей силы. В высокий стакан с водой опустите пузырек вверх дном, он потонет. Нагрейте стакан.

Почему через некоторое время пузырек поднимается вверх?
При нагревании давление воздуха в пузырьке увеличивается и часть воды из него вытекает. Общая сила тяжести пузырька с водой становится меньше выталкивающей силы, и пузырек всплывает.



СПЕЦИАЛЬНО ДЛЯ ТОНУЩИХ


Часто можно наблюдать, как тонущий человек, взывая о помощи, поднимает руки из воды.
Правильно ли он поступает?

Оказывается, нет. В этом можно убедиться на опыте. Для опыта возьмите пробирку с пробкой. В пробку вставьте проволоку, на концах которой укрепите две деревянные палочки - спички. В пробирку подлейте воды или насыпьте дроби или положите кусочек пластилина.


Две палочки и пробка изображают соответственно руки и голову человека. Если палочки поднять вверх, то при опускании пробирки в воду пробка окажется под водой ( А). Отогните палочки вниз. Если сейчас опустить пробирку в воду, пробка оказывается над водой ( Б).

Как объясните наблюдаемое явление?
Указанная пробирка ведет себя, как тело, плавающее на поверхности воды. Ее сила тяжести уравновешивается архиме­довой силой, равной силе тяжести воды, вытесненной пробиркой. Причем часть объема пробирки находится над водой. В первом случае он равен объему палочек, находящихся над водой, во втором он обусловлен частью пробки.



ОПЫТ СО СПИЧКАМИ


Несколько спичек подержите в воде сутки. Затем опустите их в бутылку, до краев наполненную водой. Возьмите пластмассовую пробку в виде наперстка, наденьте ее на указательный палец. Закройте пробкой горлышко бутылки и производите через пробку на воду давление. С увеличением давления спички тонут, с уменьшением — всплывают. Изменяя давление, можно заставить их плавать в воде на любой глубине.

Как это объяснить?
Явление объясняется законом Паскаля и архимедовой силой. Внутри спичек имеются пузырьки воздуха. При увеличении давления пузырьки уменьшаются. Общая сила тяжести спичек с водой становится больше выталкивающей силы, и они тонут. При уменьшении давления пузырьки увеличиваются в объеме. Общая сила тяжести спичек с водой становится меньше выталкивающей силы, и они всплывают.



«УДИВИТЕЛЬНОЕ ЯЙЦО»


Опустите яйцо в стеклянный сосуд, наполовину заполненный жидкостью. Оно плавает на поверхности.

А что будет с яйцом, если подлить в сосуд воды?
Обычно отвечают, что яйцо всплывет. Подливайте осторожно воду через воронку по стенке сосуда, пока он не наполнится. Яйцо, к удивлению зрителей, остается на старом уровне (высоте).

Почему?
Вначале в сосуд был налит водный раствор поваренной соли, на поверхности которого яйцо плавало. Затем подливали воду, плотность которой меньше плотности яйца.
Этот опыт можно провести и с картофелем.



ТОНЕТ ЛИ ТАРЕЛКА?


Возьмите блюдце и опустите его на воду ребром, оно тонет. Если блюдце опустите на воду дном, оно плавает на поверхности.

Почему?
Фарфор или фаянс обладает большей плотностью, чем вода, поэтому при опускании блюдца ребром оно тонет.
При опускании блюдца дном на воду оно погружается в воду на такую глубину, при которой объем вытесненной воды по силе тяжести равен силе тяжести блюдца, что соответствует условию плавания тел на поверхности воды.



ЗАГАДКА ВЕСОВ


Положите на стол круглый карандаш, закрепите его с двух концов липкой лентой. Налейте в два стакана примерно одинаковое количество воды, положите поперек карандаша линейку (лучше деревянную, чтобы не гнулась) и поставьте стаканы с водой на концы этой линейки. Немного подвигайте линейку или стаканы, но добейтесь, чтобы вся система была в равновесии и ни один из стаканов не касался бы стола. Получились уравновешенные весы.

Теперь ответьте на такой вопрос: если сунуть палец в один из стаканов, не касаясь его стенок, то какой из стаканов перевесит?
Или, может быть, ничего не изменится?
Почему?

А теперь проверьте свой ответ. Да-да, суньте палец в воду, только стенок не касайтесь.
И последний вопрос: а что, если сунуть в воду копию вашего пальца из пластилина? А из дерева? А из свинца?

Если всунуть палец в стакан, видно, что вытесненная им вода поднимется выше прежнего уровня. Значит, если бы эта вытесненная вода просто вылилась из стакана, вес его (с пальцем, заполняющим объем вытесненной воды) не изменился бы. Но вытесненная пальцем вода по-прежнему, здесь, в стакане, а значит, стакан этот весит больше, чем другой, причем ровно на вес объема вытесненной воды. И совсем неважно, вытеснили мы этот объем собственным пальцем, его копией из пластилина или же из дерева или свинца.


Вернуться в "Оглавление"

Источники: Л.А. Горев "Занимательные опыты по физике"; Ф. Рабиза "Опыты без приборов"