Занимательная физика. Книга 1

Знание физики может помочь не только «выйти сухим из воды», но и исполнить такое, по-видимому, невозможное дело, как «ношение воды в решете». Для этого возьмите проволочное решето с довольно крупными ячейками и окуните его сетку в растопленный парафин. Затем выньте решето из парафина и дайте ему обсохнуть; проволока при этом покроется тонким, едва заметным для глаз слоем парафина. Решето осталось решетом, но теперь вы можете, в буквальном смысле слова, носить в нем воду: в таком решете удерживается довольно высокий слой воды, не проливаясь сквозь ячейки.

Почему же вода не проливается? По той же причине, по какой вода не выливается из капиллярной трубки: она прилипает к парафину, образуя водяную пленку, способную удержать на себе слой воды. Такое решето можно уподобить большому пучку очень коротких тонких трубочек, в каждой из которых удерживается столбик воды.

Мнимый «вечный двигатель»

Во многих книгах описывается, как настоящий «вечный двигатель», прибор следующего устройства. Масло (или вода), налитое в ванну, поднимается фитилями сначала в нижний резервуар, а оттуда, другими фитилями, поднимается еще выше; верхний резервуар имеет жёлоб для стока масла, которое падает на лопатки колеса, приводя его во вращение. Стекшее в ванну масло снова поднимается по фитилям до верхнего резервуара. Таким образом, струя масла, стекающая по желобку на колесо, ни на секунду не прерывается, – и колесо вечно должно находиться в движении… Заманчивая вертушка, не правда ли?

Если бы лица, прославляющие эту вертушку, дали себе труд изготовить ее, они убедились бы, что колесо не только не вертится, но ни одна капля жидкости не достигает верхних резервуаров.

Рис. 54. Будет ли действовать эта вертушка?

Рис. 55. Откуда и куда переходит вода?

В этом можно убедиться и простым рассуждением, не приступая даже к изготовлению вертушки. В самом деле, почему это масло должно стекать с верхней части фитиля, загнутого вниз? Ведь та самая сила, которая, преодолев тяжесть, подняла жидкость вверх по фитилю, удержит жидкость в порах намокшего фитиля, не давая ей капать с него. Фитили могут перемещать жидкость лишь с высшего уровня на низший, а никак не наоборот; и если бы в верхнем резервуаре нашей мнимой вертушки каким-нибудь образом оказалась жидкость, то те же фитили, которые будто бы доставили ее сюда, сами же и перенесли бы ее в нижний резервуар, а оттуда в ванну.

На опыте легко проверить эту способность фитилей переносить жидкости с высшего уровня на низший. Простая полоска сукна, предварительно смоченная водой, заменит вам фитиль, а роль резервуаров исполнят две рюмки, размещенные, как показано на рис. 55. Менее чем в час суконная полоска перетянет содержимое верхней рюмки в нижнюю. Но обратно, из нижней рюмки в верхнюю, вода переходить не будет – по причине, на которую мы уже указали.

Опыты с надломанными спичками

Надломанная спичка обыкновенно считается ни на что не годной, – а между тем, она может служить для ряда занимательных опытов. Эти опыты основаны на свойстве древесных волокон всасывать в себя воду и распрямляться под давлением воды, проникшей в эти волокна. Стоить капнуть воды на место излома, чтобы спичка начала медленно распрямляться. С какою силой совершается это распрямление, видно из следующего опыта (рис. 56). Надломанную спичку прикрепляют к коробке булавкой, как показано на рисунке, и к концу её привязывают нитку, обхватывающую 5 или 6 спичек. Если капнуть на излом воды, то спичка, выпрямляясь, повлечет за собой всю связку. Из многочисленных опытов, основанных на этом свойстве, укажем хотя бы на такой. Надломив спичку у конца без головки, прикалывают ее булавкой к пробке (рис. 57). Возле пробки ставят зажженную свечу. Пустив водяную каплю на излом, заставляют спичку, распрямляясь, зажечься от пламени свечи.

Рис. 56. С какой силою выпрямляется смоченная спичка.

Рис. 57. Как зажечь спичку каплей воды.

Рис. 58. Как при помощи капли воды бросить монету на дно бутылки.

Вот еще один любопытный опыт. Положите переломанную спичку на отверстие бутылки, а на нее – монету, как показано на рис. 58, – и предложите гостям переместить монету на дно бутылки… при помощи капли воды! Непосвященный человек в недоумении остановится перед такой задачей. Но ларчик открывается просто: капля воды, попав на место излома, раздвинет обе половины спички, и монета сама упадет в бутылку.

Самодвижущиеся фигуры

Рис. 59 показывает, как можно воспользоваться этим свойством надломанных спичек для приготовления движущихся фигур. Корпус и отдельный части фигуры вырезаются из плотной бумаги; лицевую сторону разрисовывают и раскрашивают, а на оборотной прикрепляют сургучом надломанные спички, придав членам тела спокойное положение. Теперь стоит положить фигуры задней стороной на мокрую тарелку, чтобы они начали двигаться.

Рис. 59. Как устроены самодвижущиеся фигуры.