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

Трение. Вихревые кольца и др. Опыты

ПечатьE-mail


УТОНУВШИЙ НАПЕРСТОК


Воткните в пшено, насыпанное в стакан, наперсток отверстием вверх. Погрузите его в крупу до самого края отверстия. Возьмите стакан в правую руку и постукивайте его дном по ладони левой руки.




Удары должны быть легкими и частыми. От сотрясения сила трения покоя между зернышками  пшена   сильно   уменьшится, и крупинки станут подвижными.

Пшено от вибрации становится похожим на жидкость, и наперсток сначала немного «всплывает» (все равно что, погрузив пустое ведро в воду до самых краев, мы его потом отпустили бы — оно обязательно несколько приподнимется над водой). Если продолжать легонько трясти стакан, то наперсток, приподнявшись, повернется набок, зачерпнет крупу и постепенно «утонет», как утонуло бы и ведро, наполнившись водой.



ПОСЛУШНЫЙ ШАРИК


Это довольно известная игрушка, но хочется напомнить о ней, потому что она основана на физическом явлении — трении.
Вы держите в руках вертикально натянутый шнурок. На шнурке надет шарик (обычно это бывает деревянный шарик). Шарик находится на верху шнурка. По вашим «приказаниям» шарик то опускается, то останавливается. 




Послушно   выполняя все ваши команды, он спускается до нижней руки.
Здесь все дело в трении. Канал в шарике, через который продет шнурок, не прямой, а кривой, он просверлен по дуге. Когда шнурок натянут, он сильнее прижимается к стенке канала и трение удерживает шарик от скольжения вниз. Стоит только немного, незаметно для глаз, ослабить натяжение — и шарик под действием силы тяжести заскользит вниз, пока вы снова не натянете шнурок.
Вот  и  вся  тайна  этой  игрушки.

Если хотите сами сделать такую игрушку, возьмите шарик для настольного тенниса и проделайте в нем четыре маленьких отверстия: два — на концах одного диаметра, два других — на концах второго диаметра, перпендикулярного первому.

В два (друг против друга) просверленных отверстия вставьте спичку и лезвием безопасной бритвы срежьте ее высовывающиеся из шарика концы. В два другие отверстия с помощью проволочки проденьте тонкий шнурок. Он не должен туго входить в отверстия. При натяжении шнурка он обогнет вставленную спичку и будет удерживать шарик от скольжения вниз. При ослаблении натяжения шарик легко сможет опускаться.
Эту игрушку можно сделать и из цилиндрической коробочки. Если ее диаметр окажется больше спички, используйте тонкую палочку. Для этой игрушки удобно использовать картонную коробочку. Ее можно оклеить бумагой, чтобы не было видно концов вставленной палочки.



ИЗМЕРЯЕМ ТРЕНИЕ


Трение качения много меньше трения скольжения.
Привяжите к утюгу бельевую резинку и попробуйте протащить его сначала волоком, а потом поставив на катки (их роль вполне могут сыграть два круглых карандаша).

Резинка будет действовать как силометр, измеряющий силу, с которой тянут утюг.

Сравните растяжение резинки в том и в другом случаях, и вы узнаете, во сколько раз трение скольжения больше трения качения.



ЗАБАВНАЯ ОБЕЗЬЯНКА


Она держится за бечевку и может скользить по ней вверх или вниз в зависимости от того, за какой конец бечевки будут дергать.




Фигурка обезьянки составлена из туловища, двух рук и двух ног — они скреплены между собой отрезками проволоки. Но между руками и между ногами должен быть зазор, достаточный для протягивания тонкой бечевки. Кроме того, между кончиками рук зажимают кусочек фетра, создающий трение, а между руками и ногами укрепляют резинку.

Держа игрушку в руках за концы бечевки, потяните верхний конец. Обезьянка поползет вверх. Если же потянуть за нижний конец бечевки (и, как и в предыдущем случае, отпустить), обезьянка будет спускаться.




ВИХРЕВЫЕ КОЛЬЦА



Опыт 1

Разведите в маленькой баночке марганцовку, доведя раствор до темно-фиолетового цвета. Возьмите стеклянную банку, наполните ее водой. Затем наберите пипеткой раствор марганцовки и начните капать в банку с высоты 1 — 2 сантиметров от поверхности воды. Кончик пипетки при этом не должен колебаться. Капля, упав в воду, превращается в кольцо правильной формы, которое, опускаясь в глубину банки, постепенно увеличивается в размере.

Рассмотрим, как получилось это кольцо.
Когда капля упала в воду, она, встретив большое сопротивление, расплющилась. При движении дальше, вглубь, края у расплющенной капли вследствие трения о воду заворачиваются. Получается вихревое кольцо в виде баранки, вращающейся вокруг своей кольцевой оси.




Чтобы опыт получился хорошо, руки совсем не должны дрожать. Для этого поставьте локти на стол, пипетку держите двумя руками, опираясь на край банки. Капли из пипетки должны падать свободно, их не нужно выжимать с усилием.


Опыт 2

Есть еще интересный опыт — пускание воздушных колец.
Известный ученый, физик Роберт Вуд, во время лекций демонстрировал большие дымовые кольца. Они вылетали из отверстия большого ящика и неслись через лекционный зал. Большое кольцо обладало такой силой, что «сбивало картонную коробку на другом конце лекционного стола на пол», писал Вуд в своем дневнике.
Но Вуд еще демонстрировал и невидимые воздушные кольца. Вот что он об этом пишет: «...Дым совсем необязателен для образования кольца, невидимое воздушное кольцо, ударяющее в разные предметы, было еще лучшей демонстрацией».




Наладить опыты с воздушными кольцами нетрудно, для этого только надо найти подходящую деревянную коробку без щелей и отверстий. Это может быть коробка размером примерно 20X15X15 сантиметров. В ее дне нужно прорезать круглое отверстие диаметром 5 сантиметров. Край отверстия надо сделать острым. Открытую часть коробки против отверстия заклейте хорошей рисовальной бумагой, предварительно ее намочив (можно наклеить и резинку от воздушного шарика). После высыхания она натянется, как кожа на барабане. Когда все будет готово, положите коробку набок и нацельтесь ее отверстием на чью-нибудь ладонь. Ударьте пальцем по натянутой бумаге, воздух в коробке резко сожмется, из отверстия вылетит невидимое кольцо и мягко толкнет ладонь, в которую вы целились (очень чувствительный индикатор — пламя свечи).

Кольца можно сделать и видимыми. Для этого в коробку положите консервную банку с кусочком тлеющей ваты. Тогда при каждом щелчке пальцем по бумаге из отверстия будут вылетать круглые дымовые кольца. Их происхождение такое же, как и колец в воде. Только торможение порции воздуха, вылетающей из коробки, происходит у краев отверстия.

 

Вернуться в «Оглавление»

Источники: Ф. Рабиза "Опыты без приборов"; "Забавная физика" Л. Гальперштейн