.png)
Персональный сайт учителя физики
Давыдовой Наталии Ивановны
Занимательные опыты
Случалось ли тебе присутствовать на выступлении фокусника и недоумевать, как же это у него получается? А думал ли ты о том же самом, когда твой учитель физики демонстрировал опыты на уроке?
Порой кажется, что волшебство и наука – почти одно и тоже. А что такое на самом деле, трюк фокусника? Это просто иллюзия. Фокуснику просто известен её секрет, а для зрителей это кажется магией, так как они не понимают, как это делается.
Откройте кран, чтобы текла тонкая струйка воды. Сильно потрите палочку или расчёску о шелковую или шерстяную тряпочку. Быстро приблизьте палочку к струйке воды, не касаясь её.
Что произойдёт?
Струя воды изогнётся дугой, притягиваясь к палочке. Попробуйте то же самое сделать с двумя палочками и посмотрите, что получится.
Можно ли ли перевернуть открытую банку с водой так, чтобы вода не выливалась?
Давай попробуем. Только не в комнате, выйдем лучше во двор. Для нашего опыта нужно много места. Ведь мы не просто станем переворачивать банку, а поставим ее в хозяйственную сетку, с которой ходят за покупками.
Постепенно раскачай банку в сетке и — раз! Банка делает полный оборот... второй... третий... десятый... И каждый раз она переворачивается дном вверх, а горлышком книзу. Но ни одна капля воды не выливается! Что же произошло с водой?
Теперь вместо стеклянной возьми жестяную банку от консервов. В ней легко пробивать дырки гвоздем. И если у тебя нет подходящей сетки, можешь пробить две дырки у верхнего края банки, пропустить в них концы веревки и завязать толстыми узлами, чтобы не вырвались. А за середину веревки вертеть.
И еще пробей в дне банки маленькую дырочку. Пробил? Наливай воды и раскручивай. Оборот... два... три... Из дырочки в дне бьет струя воды. Бьет вниз — это понятно. Бьет вбок... Это уже странно. Бьет вверх! Прямо вверх каждый раз, как банка, вращаясь, приближается к верхнему положению.
Отчего же из широкой, открытой горловины не выливается ни капли, а из маленькой дырочки в дне бьет фонтан?
Ты, верно, уже понимаешь, что все дело здесь во вращении. Ведь из неподвижной банки вода вверх не бьет.
Но когда банка движется, вода движется вместе с ней. Движется по инерции. А ведь ты, конечно, уже заметил, что тела, движущиеся по инерции, сами по себе не сворачивают в сторону. Вратарю, например, пришлось потрудиться, чтобы мяч отклонился. Веревка, которая удерживает банку, порядком тянет твою руку.
Банка стремится лететь прямо, лететь по инерции. А веревка не пускает, заворачивает по кругу. Банка сопротивляется, натягивает веревку.
Вода в банке тоже стремится двигаться по инерции прямо. Но банка не пускает, заворачивает по кругу. Вода сопротивляется, давит на дно. И если в дне дырочка, из нее бьет фонтан.
Попробуй поставить карандаш на острие. Не получается?
Оказывается, есть очень простой способ заставить карандаш стоять. Всади в него перочинный нож, раскрытый не до конца. Раскрывая нож больше или меньше, можешь устанавливать карандаш не только прямо, но и наклонно. И все равно он не будет падать, даже если его толкнуть. Немножко покачается — и останется стоять на острие!
Почему же карандаш без ножа падает, а с ножом стоит? Ведь в обоих случаях карандаш опирается на острие. Это его точка опоры. Но в первом случае точка опоры находилась в самом низу. А во втором — под ней висел перочинный нож. Ясно, что дело здесь именно в ноже. Если карандаш наклонится и начнет падать — нож будет подниматься вверх. Но ведь нож тяжелее, он тянет вниз и заставляет карандаш снова выпрямиться.
Значит, равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры.
Представь, что тебе понадобилось приподнять шкаф. Не хватает сил? Не горюй! Подсунь под край шкафа крепкую палку — и ты приподнимешь его без особого труда.
Самое удивительное здесь то, что приспособление — палка, щипцы, ножницы увеличивает ту силу, которую прикладываешь ты.
Чтобы понять, как это получается, проделай опыт. Возьми два
В действительной жизни мы давно уже привыкли угадывать центр массы каждого предмета. Мы сразу соображаем, как положить или поставить этот предмет, чтобы он не упал. Фокус ваньки-встаньки в том, что он обманывает наш глазомер. Его центр массы находится не там, где мы предполагаем. Поэтому ванька-встанька так упорно принимает положения, которые кажутся неестественными.
Давай сделаем еще один опыт, который на первый взгляд тоже противоречит законам равновесия. Из плотной бумаги или тонкого картона склей кольцо. На внутреннюю его сторону приклей в одном месте груз: деревянную чурочку, кусочек сургуча или другой небольшой предмет, весящий больше, чем само кольцо. Чтобы груз не был виден, заклей кольцо с обеих сторон бумагой. На ней можно что-нибудь нарисовать, например лицо. Если подбородок этого лица будет там, где груз, то его не удастся
предмета разного веса, например, фарфоровую фигурку бегемота и гораздо более легкую деревянную птичку. Посади их на концы линейки, положенной серединой на круглый карандаш. Кто перетянет? Ясно, что бегемот. Он ведь тяжелее. Что же понадобилось легкой птичке для того, чтобы перетянуть тяжелого бегемота? Приспособление, состоящее из линейки и карандаша.
Длинную палку с точкой опоры называют рычагом. Это очень древнее приспособление. О рычаге сказал великий механик и математик древности Архимед из Сиракуз: «Дайте мне точку опоры — и я сдвину Землю!» Палка, подсунутая под шкаф, — это рычаг. И ты своим «птичьим» нажимом поднимаешь на ней «бегемота» — целый шкаф.
поставить «вверх ногами» (хотя, конечно, никаких ног у лица нет). «Лицо» будет катиться, пока не станет «подбородком» вниз. Оно может даже подниматься вверх по скату, как показано на рисунке. Линейка положена одним концом на книги. Всякое колесо скатилось бы по ней вниз. Но «лицо» поступает наоборот.Поставь его на линейку у правого, нижнего, конца, но так, чтобы «подбородок» был почти на самом верху слева. Отпусти «лицо» — и оно покатится вверх по скату!Конечно же, оно остановится, как только «подбородок» коснется линейки. Ведь при этом центр массы займет самое нижнее положение.
Это еще одна интересная игрушка с устойчивым равновесием. Тело и голову воробья вылепи из пластилина. На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело воробья, укрепи шарик из пластилина. В тело воробья проволока должна входить позади лапок.
При достаточно тяжелом грузе воробей будет отлично сидеть на пальце. А если посадить его на ветку в саду, он будет покачиваться, как живой. Ну а что будет, если груз легче воробья? Усидит наша птичка или свалится? Когда мы ставили карандаш на острие, то выяснили, что равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры. Теперь главная тяжесть — туловище воробья — выше точки опоры. Значит, бедняга упадет?
Проверим на опыте. Передвигай пластилиновый шарик вверх и вниз по проволоке. Пытаясь уравновесить воробья при разных положениях легкого груза, ты увидишь, что птичка сидит устойчиво, когда груз сдвинут далеко вниз. А если груз высоко, под самым пальцем, то воробей будет опрокидываться.
Выходит, что устойчивость равновесия зависит не только от массы, но и от положения груза.
Для проверки сделай еще один опыт с пластилиновым воробьем. Попробуй уравновесить его, подперев проволоку ребром линейки. Ты увидишь, что чем выше поднят противовес, тем ближе к воробью то место проволоки, на котором она уравновешивается. Это место называют центром массы.
Не жалея времени на пробы, ты увидишь, что воробей сидит на пальце до тех пор, пока центр массы остается ниже точки опоры. А как только он станет выше, воробей упадет.
Значит, не обязательно, чтобы главная масса была внизу. Важно, чтобы ниже точки опоры был центр массы. Тогда при нарушении равновесия он пойдет вверх, и равновесие будет восстанавливаться.
Этот опыт достаточно прост и почти не требует никаких затрат. Но несмотря на это, он довольно-таки интересный и его должен провести каждый начинающий волшебник. Ну что ж, давайте приступим к выполнению интересного опыта «Яйцо в бутылке».
Заполните бутылку на 1/3 горячей водой. Аккуратно очистите яйцо от скорлупы и установите яичко на горлышке бутылки. Подождите несколько минут. Яйцо упадет на дно бутылки
Когда Вы наливаете горячую воду в бутылку, то она и весь воздух в ней нагревается. Снаружи же воздух прохладней. И пока воздух в бутылке и снаружи разный, горячий воздух стремится покинуть бутылку как можно быстрее. Из-за этих действий происходит перепад давления, что впоследствии заставляет яичко падать на дно бутылки.
Колокольный звон из ложки можно услышать. Если есть метра два хорошего шнурка, такого, какой ты брал для телефона, можешь сделать колокол из столовой ложки. Только другие ничего не услышат, этот колокол будет звонить тебе на ушко, по секрету.
Прочно привяжи шнурок серединой к столовой ложке, а концы шнурка прижми пальцами к закрытым ушам. Наклонись немного, чтобы ложка могла свободно раскачиваться, и ударь ею о плиту или о ножку стола. Бам-м! И правда, в ушах словно колокол загудел.
Бам-м! Бам-м! Ложка от удара колеблется, и эти колебания бегут по шнурку прямо к твоим ушам. Только алюминиевая ложка для этого опыта не годится. Лучше уж вместо нее взять металлический предмет потяжелее. Например, большие клещи, молоток, скалку.