Том Тит.

Научные забавы. Интересные опыты, самоделки, развлечения



скачать книгу бесплатно

Серия «Пифагоровы штаны»



© ЗАО «Издательский Дом Мещерякова», 2019

* * *

Париж, 1 января 1890 г.

Моему сыну Жану


Дорогой мой маленький Жан!

Среди опытов, описанных в этой книге, есть простые затеи, которые будут развлечением для родителей и детей, собравшихся вечером за столом.

И другие здесь есть затеи – настоящие научные опыты; они заставят читателя полюбить физику, чудесную науку, которой мы обязаны открытием пара, телефона, фонографа и которая, быть может, завтра откроет нам новые тайны. Все эти опыты, и простые, и сложные, не требуют никаких особых приборов: наша лаборатория, как ты знаешь, состоит из кухонной утвари, из пробок, спичек и всяких других вещей, которые у нас всегда под рукой.

Посвящая тебе сегодня эту книгу, я хочу, чтобы она была для тебя памяткой о счастливых часах, которые мы провели с тобой вместе, пробуя эти опыты и строя приборы, описанные в «Занимательной науке».


Твой папа,
Артур Гуд (Том Тит)

Опыты с жидкостями и газами

Опыт № 1
Послушные пробки

Приготовь для опыта:

7 пробок, таз, воду


Попробуй возьми семь одинаковых пробок и заставь их плавать в воде в вертикальном положении. Они будут упрямо ложиться на бок и ни за что не захотят тебя слушаться.

А мне эти пробки послушны. Вот посмотри.

Я беру одну пробку и ставлю ее вертикально на стол; вокруг нее устанавливаю остальные шесть. Теперь беру сразу всю семерку, погружаю пробки полностью в воду, чтобы вода смочила их со всех сторон, приподнимаю немного – пробки сидят в воде только нижней своей частью. Отпускаю – и пробки послушно стоят на воде, тесно прижавшись друг к дружке.


Опыт № 2
Спички-лакомки

Приготовь для опыта:

спички, миску, воду, мыло, 1 кусочек сахара


В миску с водой положи несколько спичек. Расположи их звездой, а в центре звездочки дотронься до воды заостренным кусочком мыла; спички тотчас же разбегутся в стороны: мыло приводит их в ужас, как кое-кого из знакомых моих ребят.

Чтобы собрать беглецов, окуни в воду в центре кусок сахара. Спички – большие лакомки; они тотчас же подбегут поближе и соберутся вокруг него.

Вместо спичек можно пустить на воду маленьких рыбок, вырезанных из дерева. Тогда этот опыт будет еще забавней.


Опыт № 3
Иголки и булавки на воде

Приготовь для опыта:

иголку, нитки, вилку, папиросную бумагу, магнит, миску, рюмку, воду


Поверхность воды представляет собой довольно упругую пленку.

Если положить на воду иголку или булавку так осторожно, чтобы их не смочила вода, эта пленка отлично выдержит их тяжесть; иголка будет плавать, вернее – лежать на упругой пленке, и даже невооруженным глазом можно будет видеть, как под тяжестью иголки прогнулась поверхность воды.

Вот несколько способов, которыми можно положить иголку или булавку на воду, не прорвав поверхностной пленки.

Можно подвесить булавку на двух нитках, а потом, когда она ляжет на воду, убрать эти нитки. Трудность тут в том, чтобы, убирая нитки, не задеть ими булавку.

При известной ловкости можно, держа булавку за острие, положить ее на воду и отпустить в тот момент, когда она совпадет со своим отражением. Тут нужна очень уверенная рука.

Гораздо легче положить булавку на вилку, потом погружать вилку в воду, понемногу поворачивая ее отвесно.

Наконец, самый легкий способ – положить на воду листок папиросной бумаги, на него положить булавку. Бумага намокнет через минуту-другую и пойдет ко дну, булавка же останется на поверхности воды.

Если ты намагнитишь предварительно иголку, а потом положишь ее на воду, у тебя получится отличный компас: намагниченный конец иглы будет точно указывать на север.


Опыт № 4
Сила сцепления

Приготовь для опыта:

картон, стакан, металлическое перо, монеты, воду


Вырежи из картона прямоугольную полоску с кружком на одном конце; перегни полоску дважды под прямым углом, как показано на рисунке; расстояние между сгибами должно быть равно примерно 5 см. Места сгибов можно укрепить, подклеив еще одну полоску картона.

Уравновесь этот «прибор» на краю пустого стакана, передвигая картонку то вперед, то назад. Равновесие должно быть таким точным, чтобы металлическое перо, положенное на конец картонной полосы, заставляло подняться кружок.

Теперь осторожно лей воду в стакан, пока круг не ляжет на воду.

Если ты будешь класть монеты на полоску картона, они теперь не так-то скоро перетянут наше коромысло. Картонный круг будет лежать на воде, удерживаемый чудесной силой. Много монет придется положить, чтобы преодолеть эту силу.

Сила эта называется силой сцепления; в физических кабинетах ученые изучают ее при помощи очень сложных приборов.


Опыт № 5
Яйцо в соленой воде

Приготовь для опыта:

3 банки, сырое яйцо, воду, соль


Возьми две одинаковые банки А и Б и третью банку В, вдвое большую. В банку А налей чистой воды. Если мы опустим в нее сырое яйцо, оно тотчас же пойдет ко дну.

В банку Б налей крепкого раствора соли; тут яйцо будет плавать, его никак не потопишь, потому что плотность соленой воды гораздо больше, чем плотность пресной.

Налей теперь в банку В воды из обеих маленьких банок; если мы будем понемногу подливать в нее то пресной, то соленой воды, мы скоро получим такой раствор, в котором яйцо не будет идти ко дну и не будет всплывать на поверхность; оно будет держаться, как подвешенное, посреди раствора: вес жидкости, вытесняемой погруженным в нее яйцом, как раз будет равен весу яйца. Подольем теперь немножко пресной воды – яйцо потонет. Подольем соленой – яйцо всплывет.


Опыт № 6
Пять этажей

Приготовь для опыта:

бокал, бумагу, ножницы, кофе, воду, красное вино, подсолнечное масло, спирт


Попробуем налить в стакан пять разных жидкостей так, чтобы они не смешались и стояли одна над другой в пять этажей. Впрочем, нам удобнее будет взять не стакан, а узкий, расширяющийся кверху бокал.

1. Налей на дно бокала немного очень сладкого холодного кофе.

2. Сверни из бумаги «фунтик» и загни его конец под прямым углом; кончик его отрежь. Отверстие в «фунтике» должно быть величиной с булавочную головку. Налей в этот рожок чистой воды; тонкая струйка должна вытекать из него горизонтально, разбиваться о стенку бокала и понемногу стекать на кофе. Когда слой воды по высоте сравняется с высотой слоя кофе, прекрати лить воду.

3. Из второго рожка налей таким же образом в бокал красного вина.

4. Из третьего рожка налей слой подсолнечного масла.

5. Из четвертого рожка налей слой подкрашенного спирта.

Получилось пять этажей жидкостей в одном бокале. Все разного цвета и разной плотности. Самые тяжелые – внизу, самые легкие – сверху.


Опыт № 7
Удивительный подсвечник

Приготовь для опыта: свечу, гвоздь, стакан, спички, воду


Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.

Утяжели конец свечи гвоздем. Рассчитай величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый краешек парафина должны выступать над водой.

Зажги теперь фитиль – и можешь смело держать пари, что твоя свеча выгорит до конца.

– Позволь, – скажут тебе, – ведь через одну минуту свеча догорит до воды и погаснет!

– В том-то и дело, – ответишь ты, – что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит, и легче. Раз легче, значит, она всплывет.

И правда, свеча твоя будет понемножку всплывать, причем охлажденный водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка; она показана у нас на рисунке слева. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и сгорит до конца.


Опыт № 8
Полный или неполный?

Приготовь для опыта:

бокал, 20 монет, воду


Налей в бокал воду до самого края. Полон он или не полон? Ты говоришь – полон. Проверим.

Возьми два десятка монет и опускай в бокал монетку за монеткой. Если погружать монетки в воду осторожно, без всплеска, немало их поместится в этом «полном» бокале и вода не скоро начнет переливаться через край; при этом поверхность воды в бокале понемногу примет выпуклую форму.


Опыт № 9
Сила дыхания

Приготовь для опыта:

2 толстые книги, полиэтиленовый пакет


Силу, с которой ты выдуваешь воздух из легких, можно измерить специальными приборами. Но достаточно простого полиэтиленового пакета, чтобы убедиться в том, как велика эта сила.

Положи пакет на стол, открытым концом к себе, а на него – две толстые книги. Никакого труда не составит тебе силой своего дыхания сбросить этот груз с пакета.


Опыт № 10
Тяжелая газета

Приготовь для опыта:

дощечку, газету


Положи на стол дощечку в 5–6 мм толщиной, примерно в 20 см шириной и 60 см длиной. Уравновесь ее на краю стола так, чтобы при малейшем нажиме она наклонялась или падала.

Теперь поверх установленной в таком положении дощечки расстели газетный лист большого формата. Если ты с силой ударишь кулаком по выступающему концу дощечки, к великому своему изумлению, ты увидишь, что дощечка удержалась на месте, точно приколоченная гвоздями! Ее удержало давление воздуха на всю поверхность газетного листа.


Опыт № 11
Свеча и воронка

Приготовь для опыта:

свечу, воронку, спички


Возьми воронку концом трубки в рот и потуши через воронку свечу. Скорее всего, не потушишь. Конечно, ты не знаешь секрета. Ты направляешь раструб воронки прямо на пламя свечи и дуешь во всю мочь. Ты запыхался даже, а пламя не только не задувается, наоборот, будто втягивается в воронку. Так и быть, я расскажу, в чем тут секрет. Струи воздуха, выходя из твоего рта, текут по раструбу воронки и растекаются в стороны к краям воронки. Чтобы потушить свечу, достаточно слегка наклонить воронку так, чтобы пламя находилось напротив ободка.


Опыт № 12
Свеча за бутылкой

Приготовь для опыта:

свечу, бутылку, спички


Поставь зажженную свечу позади бутылки, а сам стань так, чтобы твое лицо отстояло от бутылки на 20–30 см. Стоит теперь тебе дунуть, и свеча погаснет, как будто между тобой и пламенем нет никакой преграды.

Это происходит потому, что бутылка воздухом «обтекается»: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает ее справа, другой – слева; а встречаются они примерно там, где находится пламя свечи.


Опыт № 13
Вертящаяся змейка

Приготовь для опыта:

плотную бумагу, проволоку, лампу, ножницы


Из плотной бумаги вырежи спираль, растяни ее немного и посади центром на конец изогнутой проволоки. Если ты будешь теперь держать эту спираль над лампой в восходящем потоке теплого воздуха, твоя змейка начнет быстро вращаться.

По поводу этого опыта можно прочесть целую лекцию о наклонной плоскости, о расширении воздуха под действием тепла и о превращении тепловой энергии в движение.


Опыт № 14
«Русские горки»

Приготовь для опыта:

плотную бумагу, подставки разной высоты, булавки, тарелку, ложку, масло, воду


Урони каплю воды на бумагу – эта капля расплывется широким кругом: вода смочит бумагу.

Но если ты промаслишь бумагу или закоптишь ее над пламенем свечи, капля будет кататься по бумаге сплющенным шариком. Этим свойством жидкости мы воспользуемся, чтобы устроить забавную игру.

Возьми длинную полосу плотной бумаги (можешь склеить ее из нескольких кусков) и смажь ее хорошенько маслом. Расставь на столе несколько подставок различной высоты, мал мала меньше. Приколи булавками к этим подставкам бумажную полосу так, чтобы она изогнулась волнами; чем дальше от самой высокой подставки, тем круче должны изгибаться волны. Под нижний конец бумажной ленты подставь тарелку. С верхнего конца пусти каплю воды. Она покатится по наклонной плоскости, с разгона поднимется на первый холмик, перевалит через него и побежит дальше. Капля будет бежать за каплей через все «горки» прямо в тарелку. Кажется даже, что капли стараются при этом перегнать друг дружку.


Опыт № 15
Волшебные фигуры

Приготовь для опыта: бумагу, карандаши, булавку, тарелку, воду


Нарисуй на маленьком квадратном листке бумаги какую-нибудь геометрическую фигуру: квадрат, треугольник, прямоугольник, многоугольник. Но рисуй карандашом, смоченным водой. Пусти листок плавать на воду, кверху рисунком, и осторожно заполни нарисованную фигуру водой. Это будет не очень трудно, так как влажные линии, проведенные мокрым карандашом, будут служить границами рисунка и помешают воде растечься за эти грани.

Возьми теперь булавку и дотронься ее острием до треугольника в любом месте таким образом, чтобы булавка погрузилась в воду, но не касалась бумаги. Тотчас же листок придет в движение и будет двигаться до тех пор, пока геометрический центр треугольника не расположится точно под острием булавки. Тут листок сам собой остановится. Повтори этот опыт с квадратом и прямоугольником; когда листок остановится, острие булавки будет находиться над точкой пересечения диагоналей.


Опыт № 16
Извержение Везувия

Приготовь для опыта:

стеклянный сосуд, пузырек, пробку, спиртовую тушь, воду, глину, песок


В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставь пузырек спиртовой туши. В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие. Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырек, вытесняя от туда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.

Ты можешь сделать из глины или песка гору, в которой будет спрятан пузырек. Через маленькую дырочку из вершины этой горы будет подниматься цветная струйка. Если ты вдобавок будешь чуть-чуть покачивать большой сосуд, у тебя получится замечательное извержение вулкана: цветная жидкость будет клубиться над вершиной Везувия, будто дым и пепел под ударами ветра.


Опыт № 17
Простая хитрость

Приготовь для опыта:

бокал, воду


Как поднять бокал, почти полный воды, раскрытой рукой? Он должен прилипнуть в ладони.

Поставь бокал на стол и накрой его вогнутой частью ладони, согнув пальцы под прямым углом, как показано на нижней части нашего рисунка.

Если теперь, продолжая прижимать ладонь к краю бокала, ты разом, резким движением, разогнешь пальцы, под ладонью у тебя образуется пустота (вернее, разреженный воздух), и этого будет достаточно, чтобы атмосферное давление победило силу тяжести и бокал с водой, присосавшийся к твоей ладони, поднялся в воздух.

Не рассчитывай на то, чтобы этот опыт удался сразу.

Испробуй бокалы и рюмки разных размеров.



Опыт № 18
Необычный маятник

Приготовь для опыта:

бокал, картон, нитки, воск, воду, жир


Всякий знает, что, если покрыть бокал с водой листком плотной бумаги и быстро перевернуть его кверху дном, вода не выльется: атмосферное давление удержит и листок, и воду. Можно этот опыт сделать иначе, еще интересней.

Проколи в листке картона дырочку, завяжи на крепкой нитке узелок и пропусти нитку в дырочку. Потом залепи дырочку воском, чтобы через нее не проходил воздух. Накрой картонкой стакан, до краев полный водой, и подвесь его на нитке к потолку. Вот и готов маятник; его можно раскачивать довольно сильно, и стакан не оторвется от своей крышки.

Советую предварительно смазать жиром края стакана, чтобы он плотнее пристал к картону. А кроме того, рекомендую для начала взять… небьющийся стакан.


Опыт № 19
Поилка для птиц

Приготовь для опыта:

бутылку, миску


У кур есть плохая привычка грязнить воду в поилке: они забираются в нее с лапками. К тому же на солнце вода быстро испаряется, поилки нужно то и дело наполнять снова. Вот поилка, в которой всегда будет достаточно чистой воды.

Горлышко бутылки тут не доходит до дна мисочки. Вода в поилке стоит на уровне края горлышка. Когда куры отопьют воды, несколько пузырьков воздуха войдет в бутылку, и опять уровень воды в поилке поднимется до горлышка.

Это очень удобная поилка, а устроить ее совсем легко.


Опыт № 20
Сосуд Тантала

Приготовь для опыта:

яичную скорлупу, соломинку, наперсток, пробку, 3 вилки, бокал, воск, клей, воду


Сделай маленькое отверстие в одном конце яичной скорлупы, широко открытой с другого конца, и укрепи в этом отверстии соломинку. Тот конец соломинки, который торчит внутри скорлупы, накрой наперстком. Соломинка должна доходить почти до дна наперстка, но не упираться в него.

Другой конец соломинки пройдет через пробку, в которую воткнуты наискось три вилки: это подставка для нашей скорлупы. Залей воском место соединения соломинки со скорлупой; приклей скорлупу к пробке, в которой предварительно сделай небольшое углубление.

Подставь под треножник бокал – и прибор готов. В физических кабинетах такой сосуд носит название сосуд Тантала.

Лей теперь воду в скорлупу; уровень воды будет подниматься – до тех пор, пока не сравняется с донышком наперстка. В этот момент вода начнет вытекать из скорлупы. Тут начнет действовать сифон, на принципе которого построен сосуд Тантала, и из волшебного сосуда вытечет вся вода, какая есть в нем.

Если равномерная струйка воды будет вливаться в яйцо, эта вода будет вытекать из сосуда одинаковыми порциями, с правильными промежутками.


Опыт № 21
Пневматический подъемник

Приготовь для опыта:

редиску, нож, тарелку


Очень хороший пневматический подъемник можно сделать из простой редиски. Разрежь редиску поперек, возьми половинку с корешком и слегка выдолби мякоть, не задевая края, покрытого кожицей.

Теперь нужно только притереть подъемник к тарелке. Смачивать редиску не нужно, в ней достаточно влаги. При нажиме часть воздуха вышла из углубления в редиске – у нас получился колокол с разреженным воздухом. Мы можем взять теперь редиску за хвостик и поднять. Вместе с подъемником поднимется тарелка.


Опыт № 22
Сжимаемость воздуха

Приготовь для опыта: бутылку, воду


Воздух, как все газы, обладает способностью сжиматься. Вот очень простой фокус, которым это можно доказать.

Покажи товарищам бутылку, до половины наполненную водой. Ты держишь горлышко в правой руке, зажимая отверстие бутылки большим пальцем. Вдруг ты чуть-чуть сдвигаешь палец, приоткрывая немножко отверстие, и длинная, тонкая струйка воды вылетает из бутылки.

Подготовить этот фокус нетрудно: нужно с силой вдуть в бутылку воздух в несколько приемов, каждый раз зажимая отверстие, пока переводишь дух. При этом воздух в бутылке будет сжиматься все сильней и сильней; давление внутри бутылки станет больше, чем снаружи, и это давление выбросит воду сквозь узкую щелку не хуже поршня.


Опыт № 23
Золотая рыбка

Приготовь для опыта:

яичную скорлупу, красную ткань, карандаши, ножницы, пластилин, клей, дробь, банку, резиновую перепонку, воду


Проколи с обоих концов яйца по маленькой дырочке и выдуй из скорлупы содержимое.

Если ты охотник до сырых яиц, можешь проколоть одну дырочку и высосать яйцо. Если нет, сделай две дырочки и одну из них залепи пластилином.

Нарисуй теперь на скорлупе два больших глаза.

Сшей из двух кусочков красной ткани мешочек по образцу, показанному на рисунке; как ты вырежешь рыбку, какие сделаешь ей плавники – это не важно; важно только, чтобы мешочек, очерченный на рисунке пунктиром, был рассчитан по размеру яйца.

В этот мешочек насыпь немного дроби, потом натяни мешочек на скорлупу и приклей водостойким клеем. Груз должен быть рассчитан так, чтобы рыбка плавала на поверхности воды, но при малейшем толчке опускалась в глубину.

Вот и готова рыбка. Она будет по твоему желанию то нырять, то всплывать, потому что ты поместишь ее в полную воды банку, затянутую сверху резиновой перепонкой.

При самом слабом нажиме на перепонку в яйцо через дырочку вольется немного воды, рыбка станет тяжелее и нырнет. Прекратится нажим – сжатый воздух выбросит из скорлупки воду, и рыбка снова поднимется на поверхность.

Она настолько послушна, эта рыбка, что зрителям будут совершенно незаметны движения твоей руки.


Опыт № 24
Фонтан в банке

Приготовь для опыта:

банку, пузырек, пробку, соломинку, свечу, папиросную бумагу, воду


Наполни водой на три четверти небольшой пузырек из-под лекарства. Пропусти сквозь пробку соломинку как можно меньшего диаметра. Этой пробкой очень плотно закупорь пузырек; соломинка должна доходить почти до дна.

Накрой теперь пузырек стеклянной банкой, которую предварительно подержи несколько мгновений опрокинутой над пламенем свечи. Воздух в банке нагреется, расширится, и часть его выйдет наружу. Банка скоро начнет остывать и втягивать в себя воздух обратно. Но ты подложи под пузырек и под большую банку несколько листов смоченной в воде папиросной бумаги или кусок резины и плотно прижми сверху банку, опрокинутую над пузырьком. Тогда воздух снаружи не сможет войти в банку. Давление воздуха в пузырьке будет больше, чем в банке, и поэтому из верхнего конца соломинки ударит фонтан.




скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2