Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей

Этот простой опыт мы сделаем с помощью обычного медицинского шприца без иголки. Шприц можно купить очень дешево для опыта в любой аптеке – одноразовый, пластмассовый. Устроен шприц просто – внутри пластмассового цилиндрика ходит поршень. Если опустить носик шприца в воду и потянуть поршень, вода будет набираться в шприц. Если же нажать на поршень, то вода с силой вылетит из носика тонкой струей.

Если на носик шприца надеть иголку, то струя будет еще тоньше и вылетать еще дальше. Собственно говоря, вот и весь опыт. Что же в нем такого, что стоило его проводить?

Давайте посмотрим внимательно на то, что произошло. Мы сдвинули поршень чуть-чуть, на полсантиметра или сантиметр. А из носика струя вылетела на метр, а то и дальше! Да еще с большой скоростью. Наш палец при нажатии явно двигался медленнее. Почему же так происходит?

Дело в том, что поршень двигается в широкой части шприца и давит на большую площадь воды. А на выходе шприц сужается. Тому количеству (объему) воды, которое выдавливает поршень при сдвиге на небольшое расстояние, надо «выскочить» через маленькое отверстие за то же время, что двигается поршень. Значит, воде приходится в этом месте бежать быстрее – ровно настолько, насколько отличается ширина шприца в середине и у носика.

Фактически шприц работает «ускорителем». Он позволяет разгонять струю воды до большой скорости.

Интересно, что шприц может работать еще и не только «ускорителем», но и увеличителем силы. Многие видели, как гидравлическим домкратом поднимают кузов автомобиля, когда меняют колесо. Так вот, домкрат – это, по сути, обычный шприц, у которого вместо воды используется масло. Через «носик», то есть через узкую часть, нагнетается масло в широкую. Поскольку давление масла (или воды) в широкой и узкой части одинаково, то можно создавать очень большое давление на поршень через масло. А поршень под этим давлением будет сдвигаться и двигать кузов машины или другого тяжелого предмета.

Вы спросите, почему бы сразу не создать давление на поршне, без всякого масла и ухищрений? А вот оказывается, что на узкий, маленький поршень можно создать гораздо большее давление, используя одну и ту же силу. Ведь давление тем больше, чем меньше площадь, на которую давим. Это легко запомнить: у иголки площадь острия очень маленькая, поэтому с ее помощью мы можем создать огромное давление. Попробуйте пальцем проткнуть деревяшку хотя бы на полмиллиметра! А иголка войдет легко, хотя мы давим на нее тем же пальцем.

Поэтому в домкрате (а это, по сути, как мы помним, наш шприц) в узком месте создается большое давление и передается через масло на широкую часть!

Вот такие непростые законы таятся в обычном медицинском шприце. А чтобы прибор не пропадал зря, можно сделать мишень и пострелять в нее водой на меткость!

79 Весенняя капель из карандаша, или Чем отличается скрипка от гитары

Для опыта нам потребуются: любой деревянный карандаш, булавка с головкой.

Существуют самые разнообразные музыкальные инструменты. Дудки, барабаны, гитары, рояли… Человек изобрел первые инструменты сотни тысяч лет назад, барабаня по пустым стволам деревьев и натягивая жилы животных на палки. Попробуем и мы сделать свой маленький музыкальный инструмент из булавки и карандаша! А заодно познакомимся с некоторыми интересными физическими законами.

На фотографии: карандаш с воткнутой под прямым углом булавкой – инструмент для создания звука капели.

Возьмем обычный карандаш и воткнем в него перпендикулярно (то есть под прямым углом) обычную булавку. Все!

Как теперь на этом инструменте играть? У нас получился специальный, супермузыкальный инструмент, который издает звук капли воды, падающей с высоты.

Возьмем карандаш за кончик и слегка стукнем, как бы соскользнем булавкой об угол любого твердого и массивного предмета, например об угол стола. На фотографии показано стрелками, что надо ударить легонько вниз и сдвинуть на себя. Если сразу не получится, посмотрите внимательно на фотографию еще раз: держать наш инструмент и ударять им о край стола нужно именно так, как там показано.

Стрелки показывают, что надо сверху мягко коснуться (слегка стукнуть) по острому краю твердого стола и потянуть при этом на себя карандаш.

Мы услышим мягкий, почти мяукающий звук падающей капли! В свое время на уроках мы «капали» таким инструментом, немножко, так сказать, безобразничали. Было очень смешно (многое смешно в третьем классе). Учительница удивлялась – вроде бы погода сухая, а где-то капает вода… Но лучше так не делать – я получил хороший нагоняй (когда был раскрыт) и от учительницы, и от родителей… И даже не скажешь, что наука требует жертв.