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

Пузыри через некоторое время сформировали «дно», оставаясь при этом пузырями и не смешиваясь с маслом. Их держат силы натяжения, не давая им распасться. На следующем фото видно, что они уже «спрессовались» и стали похожи на пенопласт. Пенопласт – это ведь тоже застывшие пузыри специальной пены в воздухе. Но в нашем случае, если поставить банку на ночь, только к утру масло всплывет кверху, а вода объединится в единый объем и опустится вниз без пузырей.

На фото виден водный «пенопласт» внутри банки с маслом. Пузыри вминаются друг в друга, и все-таки силы поверхностного натяжения не дают им слиться.

Этот простой, но очень эффектный опыт объясняет, почему масло на сковородке шипит и брызгается, когда туда попадает вода (или сок из мяса, овощей). Вода опускается маленькими пузырьками на дно, там встречается с раскаленным жаром и мгновенно вскипает. Вскипая, маленький пузырик превращается в пар, газ и увеличивается в объеме в сотни раз за очень короткое время. Расширяясь, газ выплескивает масло – происходит маленький взрыв воды внутри масла. И разбрызганное масло летит во все стороны. А звук этих сотен микровзрывов мы слышим как шипение и треск. Кстати, поэтому масло с водой из банки я не рекомендую использовать в готовке. Как ни жалко, придется вылить его. Потому что попавшая вода и оставшиеся пузырьки могут испортить всю готовку. Но ради физики такую жертву, как банку масла, можно и стерпеть, правда?

99 Тело с перемещаемым центром тяжести

Для опыта нам потребуются: коробочка от «киндер-сюрприза», металлический или стеклянный шарик.

Для этого опыта понадобится любой достаточно тяжелый шарик (можно металлический, можно стеклянный). Такие шарики продают в магазинах для украшений интерьера, аквариумов. И также пластиковая коробочка из «киндер-сюрприза».

На фото: нужные для опыта предметы. Стеклянный шарик и коробочка из-под «киндер-сюрприза».

Собственно, опыт проще некуда. Кладем шарик в коробочку и закрываем ее. Покатайте коробочку в руках. Она будет двигаться как-то странно, рывками. Будет вставать на один конец, потом перекатываться и опять вставать – словно ее дергает изнутри какая-то сила. Словно гномик или маленькое животное.

Если положить ее на наклонную плоскость, например диванную подушку, то вниз она покатится тоже довольно забавно. Почему так происходит? Шарик внутри свободно болтается и перемещается в коробочке. Поэтому центр тяжести всей системы, шарика и коробочки, постоянно перемещается. От этого движения и принимают такой странный характер. Например, можно поставить коробочку на попа́, вертикально. В таком случае шарик, находясь на дне в узкой части коробочки, своим весом придавливает ее и не дает упасть. Совсем как в игрушке «неваляшка», которая выпускалась в советское время.

Когда же коробочка начинает скатываться, шарик перемещается в другой конец и, ударяясь о стенку, заставляет коробочку рывком сдвигаться.

Теперь мы можем понять, почему управление небольшими судами с находящимся в них тяжелым грузом может стать сложной задачей. Рыбак переходит с кормы на нос небольшой лодки – лодка сдвинется! Или, например, маленький космический модуль при перемещении космонавтов внутри изменяет свой общий центр тяжести. Ведь космонавты играют роль шарика, а сам модуль – коробочки. А в космосе все движения должны быть точными, а то стыковка не получится! Но там считают компьютеры – мы пока только учимся и забавляемся.

100 Колесо Жуковского

Для опыта нам потребуются: ненужный CD-ROM, карандаш.

Великий ученый Н.Е. Жуковский, заложивший основы современной космонавтики, довольно много сделал для распространения идей физики и придумал много занятных опытов. Только его опыты требуют серьезного лабораторного оборудования. Например, колесо Жуковского представляет собой массивное железное кольцо, вращающееся на стержне. Кольцо закреплено на подшипниках и его можно довольно быстро раскрутить. Если теперь попробовать повернуть стержень в пространстве, кольцо начинает колбасить, как сказали бы сегодня. Непонятные силы начинают дергать кольцо из стороны в сторону и сопротивляться повороту.

Мы уже разбирали эти силы на примере гироскопа в опыте с бумерангом. Я придумал, как сделать этот опыт прямо дома. Нам понадобятся обычный ненужный CD-ROM и карандаш.

На фото: наденем диск на карандаш, чтобы раскрутить его как колесо Жуковского.

Держа карандаш за кончик горизонтально, раскрутим диск другой рукой так, чтобы он быстро-быстро вращался. Теперь попробуем повернуть карандаш в любую сторону в горизонтальной плоскости, не наклоняя.