Занимательная физика. Книга 1

Мы только что говорили о давление жидкости снизу вверх. Простое ламповое стекло дает вам возможность убедиться, что такое давление действительно существует. Вырежьте из плотного картона кружок таких размеров, чтобы он закрывал отверстие лампового стекла. Приложите кружок к краям стекла и погрузите в воду, как показано на рисунке. Чтобы кружок не отпадал при погружении, его можно придерживать веревочкой или просто прижимать пальцем. Погрузив стекло до определенной глубины, вы заметите, что кружок держится сам, не будучи прижимаем ни давлением пальца, ни натяжением бечевки: его поддерживает вода, надавливающая на него снизу вверх.

Рис. 41. Давление жидкости снизу вверх.

Рис. 42. Как проверить закон Паскаля.

Нетрудно измерить и силу этого давления снизу вверх. Для этого стоит только налить в наше стекло воды: как только уровень воды внутри стекла сравняется с уровнем её в сосуде – кружок отпадет. Значит, давление воды снизу вверх уравновешивается давлением столба воды, основание которого равно площади кружка, а высота – глубине кружкá под водой. Имея несколько ламповых стекол разной формы, но с одинаковыми отверстиями, мы сможем проверить закон Паскаля; он состоит, как известно, в том, что давление жидкости на дно сосуда зависит только от площади дна и высоты уровня, от формы же сосуда совершенно не зависит. Проверка будет состоять в том, что вы проделаете описанный раньше опыт с разными стеклами, погружая их на одну и ту же глубину (для чего надо предварительно наклеить на стеклах бумажные полоски на одной высоте). Вы заметите при этом, что кружок всякий раз будет отпадать при одном и том же уровне стояния воды в стеклах. Это показывает, что давление водяных столбов различной формы одинаково, если только одинаковы их основания и высóты (именно высóты, а не дли́ны, потому что длинный наклонный столб давит так же, как и короткий столб одинаковой с ним высоты, при равных основаниях).

Весы для писем

Давлением воды снизу вверх вы можете воспользоваться, чтобы устроить себе кое-какие полезные в хозяйстве предметы. Так, вы без больших хлопот можете смастерить весы для взвешивания писем и других легких предметов. Такие весы – весьма полезный предмет домашнего обихода, об отсутствии которого часто сожалеют. Рис. 43 изображает подобные самодельные весы простейшего типа. Деревянный брусок, гладко обструганный (отрезанный хотя бы от сломанной трости), длиною вершков в 6–7, погружают стоймя в банку с водой, привязав к концу его груз, чтобы брусок сохранял равновесие в воде. К верхнему, выступающему над водой концу его приклеивают горизонтально плотную визитную карточку. Теперь остается лишь нанести деления на бруске – и наши весы готовы. Деления наносятся, конечно, испытанием: накладывая разновески в 1, 2, 3, 4 и т. д. лота, делают черточки на соответствующих местах бруска у поверхности воды. Затем, положив письмо на верхнюю «чашку» наших весов, мы прямо узнаем вес его по тому делению, до которого брусок погрузится в воду.

Рис. 43. Самодельные весы для писем.

За неимением гирь можно пользоваться медной монетой, зная, что 1 коп. весит приблизительно ¼ лота.

Когда деревянный брусок пропитается водой, он станет тяжелее; поэтому не следует оставлять его подолгу в воде после употребления, а необходимо каждый раз вынимать из банки и высушивать. В случае сомнения можно применять описанный выше прием «взвешивания заменой».

Свеча в воде

Воткнув гвоздь в основание стеариновой свечки (надо взять небольшой кусок) и погрузив такую свечку в стакан с водой, мы получим простой и практичный ночник. Свеча, плавая в воде, должна, по мере сгорания, выступать из воды, и так будет продолжаться почти до полного сгорания свечи́. Это кажется неправдоподобным, а между тем, легко убедиться в справедливости нашего утверждения. Дело в том, что части свечи́, прилегающие к воде, охлаждаются ею и потому не растапливаются от действия пламени. Вследствие этого в свече образуется бокалообразное углубление, на дне которого фитиль продолжает гореть, даже находясь ниже уровня воды.

Практичность этого ночника заключается в его безопасности: в случае падения стакана со свечей вода, вылившись, сама затушит пламя.

Рис. 44. Практичный ночник.

Копейка, которая в воде не тонет

Начнем наши опыты с более легких предметов – с иголок. Кажется невозможным заставить иглу плавать по поверхности воды, а между тем, это нетрудно сделать. Положите на поверхность воды лоскуток папиросной бумаги, а на него – совершенно сухую иголку. Теперь остается только осторожно удалить папиросную бумагу из-под иглы. Делается это так: вооружившись иглой или булавкой, слегка погружают в воду края лоскутка, постепенно подбираясь к середине. Когда лоскуток весь промокнет, он упадет на дно, игла же будет продолжать плавать. При помощи магнита, подносимого к стенкам стакана (на уровне воды), вы можете даже управлять её движениями.

Рис. 45. Как заставить иглу плавать с помощью бумажки.