Таинственное свойство редиски
Ты, вероятно, уже привык к тому, что многие опыты мы с тобой проделываем в кухне. Оно и не удивительно. Едва ли найдется в доме место, более подходящее для занятий физикой. Ведь в кухне есть и вода, и огонь, и богатейший выбор посуды. Здесь есть масло, спирт, керосин, яйца, пробки. Есть, наконец, картофель и различные овощи.
Итак, отрежь нижнюю половину редиски, ту, что с корешком. В белой мякоти аккуратно выдолби небольшое углубление. Только краев не задевай, красная кожица должна остаться целой. А теперь крепко прижми эту половинку срезом к тарелке. Для верности немного поводи ее по тарелке, чтобы лучше притерлась.
Готово? Теперь смело бери редиску за корешок и поднимай. Тарелка поднимается вместе с ней!
В чем здесь дело? Может быть, редиска содержит какой-нибудь особый клей? Но нет, этот опыт прекрасно получается и с репой, редькой, свеклой, морковью. Был бы корешок, чтобы ухватиться!
Тут же, не выходя из кухни, можешь проделать похожий опыт с молочной бутылкой.
Слегка смажь края ее горлышка любым жиром и подержи перевернутую бутылку над кипящей водой.
(Держать лучше косо, а руку обернуть кухонным полотенцем, чтобы не обжечься паром.)
Когда бутылка хорошо прогреется, прижми ее горлышком к середине тарелки и подержи так, пока не остынет. После этого можешь смело поднимать бутылку за тарелку или тарелку за бутылку, как тебе больше нравится. Они тоже словно склеятся одна с другой!
Оторвать бутылку будет не так легко. А когда оторвешь, услышишь характерный чмокающий звук. Словно кто-то губами всосал воздух! Такое же чмоканье, только послабее, раздалось и тогда, когда ты отрывал от тарелки редиску или другой корнеплод. Неужели это снова проделки невидимки?
Спрут, школьная резинка и муха
Из трех предметов, названных в заголовке, наименее удобен для опытов спрут. Во-первых, его трудно достать, а во-вторых, со спрутом шутки плохи. Как схватит своими страшными щупальцами, как присосется присосками — не оторвешь!
Зоологи говорят, что присоска спрута имеет форму чашечки с кольцевым мускулом. Спрут напрягает мускул— чашечка сжимается, становится уже. А потом, когда эта чашечка прижмется к добыче, мускул расслабляется.
Смотри, как интересно: для того чтобы удержать добычу, спрут не напрягает мускулы, а расслабляет их! II все равно присоски присасываются. Словно редиска к тарелке!
От опытов с живым спрутом нам с тобой пришлось отказаться. Но одну присоску мы все-таки сделаем. Искусственную присоску, из школьной резинки.
Возьми мягкую резинку и в середине одной боковой стороны выдолби углубление. Это будет чашечка присоски. Ну, а мускулы используем твои. Они ведь нужны только для того, чтобы сжать присоску сначала, а потом все равно расслабляются, так что руку можно будет убрать.
Сожми резинку, чтобы чашечка уменьшилась, и прижми ее к тарелке. Только смочи сначала: резинка ведь не редиска, у нее своего сока нет. Кстати, спрут тоже «работает» мокрыми присосками. Прижал резинку? Теперь отпускай, она присосалась надежно.
Есть и мыльницы с резиновыми присосками. Они прилепляются к кафельной стене ванной. Их тоже надо сначала смочить, а потом придавить к стене и отпустить. Держатся!
Ну, а теперь о мухе. Скажи-ка, ты никогда не задумывался над тем, как это она ходит по стене и даже по потолку? Есть даже такая загадка: «Что над нами вверх ногами?» Может быть, у мухи на концах ножек коготки? Крючочки, которыми она цепляется за неровности стен и потолка? Но она ведь и по оконному стеклу гуляет совершенно свободно, и по зеркалу. Там-то уж и мухе зацепиться не за что. Оказывается, на лапках у мухи тоже присоски. Вот и утверждай после этого, что между мухой и спрутом нет ничего общего.
Три опыта со стаканом
Вернемся в кухню. Возьми стакан и таз с водой. Погрузи стакан в воду, опрокинь его там и вытаскивай дном кверху. Вода потянется за стаканом, она поднимется гораздо выше, чем в тазу! А ведь закон сообщающихся сосудов должен бы здесь действовать, стакан — не волосная трубочка. Видимо, что-то удерживает воду в стакане, не дает ей вылиться вниз.
Продолжай поднимать стакан. Вот его края поравнялись с поверхностью воды в тазу — чмок! Раздался уже знакомый нам чмокающий звук — и стакан сразу опустел. Вся вода вылилась в таз.
Значит, виноват воздух, который прорвался под край стакана? Попробуем немного изменить опыт. Погружая стакан в воду, оставь в нем часть воздуха. Теперь снова поднимай перевернутый стакан. Смотри-ка, и воздух есть, а все равно вода тянется за стаканом! И пока он не выйдет из воды, количество воздуха в стакане не увеличится.
Кстати, можешь сделать очень простую поилку для птиц, которая будет пополняться водой автоматически. Основные части поилки-автомата — бутылка и плошка. Бутылку наполни водой, а в плошку тоже налей немного. Зажав бутылку пальцем, переверни ее и укрепи в подставке так, чтобы горлышко опустилось ниже краев плошки, но не дошло до ее дна.
Убери палец — вода из бутылки начнет вытекать. Но только до тех пор, пока уровень воды в плошке не дойдет до горлышка бутылки.
Здесь стоп! Бутылка словно закупорится.
И только когда часть воды из плошки будет выпита птицами или испарится, в горлышко прорвутся пузыри воздуха. Бульк, бульк! Уровень воды снова поднимется до горлышка, и снова стоп!
Так будет продолжаться до до тех пор, пока бутылка не опустеет.
Выходит, что вода служит надежной пробкой для перевернутого сосуда. Да и только ли вода? В ней ли дело?
Попробуй сделать второй опыт со стаканом. Налей в него воды до половины, а края слегка смажь жиром и положи сверху листок бумаги. Придерживая бумагу ладонью, опрокинь стакан. На всякий случай лучше делать это над тазом или раковиной. Но скорее всего такая предосторожность окажется излишней. Ты отнимешь ладонь, а бумажка по-прежнему будет надежно закрывать стакан, и ни одна капля воды не выльется! Стакан может быть наполнен и на четверть, и на три четверти, и доверху— это дела не меняет. Тонкий листок бумаги, улетающий от дуновения, будет удерживать стакан воды!
Для третьего опыта со стаканом понадобятся листок промокательной бумаги и стеклянная пластинка, целиком закрывающая стакан. Можешь, например, взять небольшое зеркало, только не лей на него лишнюю воду, чтобы не отклеилось обрамление!
Налив в стакан любое количество воды, прикрой его промокашкой и сверху стеклом. Затем переверни все это сооружение и поставь на стол. Промокашка, конечно, намокнет. Вокруг краев стакана расплывется влажное пятно.
А теперь подними стакан. Стекло поднимется с ним. Переверни стакан донышком вниз и попробуй снять стекло — не тут-то было! Оно больше уже не снимается, стакан с водой поднимается вместе с ним. Он прочно «приклеился» к стеклу, как редиска к тарелке, как спрут к своей жертве, как мыльница к стене. Вернее, не приклеился, а присосался. Ведь и здесь, когда ты силой оторвешь стекло от стакана, раздастся все тот же характерный звук: чмок! Опять воздух! Он уже не шалит и не плюется, не спасает летчиков и не вертит хитрую змею. Нет, теперь он загадывает нам загадки. В чем же все-таки дело?
Мы живем на дне океана
Мы живем на дне воздушного океана. Над нами — огромная толща воздуха. Десятки, сотни километров. А воздух, как он ни легок, все же имеет вес. И он давит на все, что находится внизу. На каждый квадратный сантиметр воздух давит с силой примерно в 1 кг. Поэтому даже небольшая редиска с площадью среза, скажем, в 1 кв. см может поднять тарелку. Это воздух прижимает тарелку к редиске! А вот тяжелый утюг на редиске не поднимешь: он весит гораздо больше, чем 1 кг. Редиска отрывается от поверхности утюга. Но тот же утюг можно удержать на более крупном корнеплоде. Скажем, на половине свеклы.
Давление воздуха удерживает и столб воды в перевернутом стакане или бутылке. В нашем втором опыте со стаканом бумажка, прикрывающая стакан снизу, тоже удерживается давлением воздуха. Ведь ты ее немного вдавил, когда прижимал ладонью. А если накрыть стакан, скажем, стеклом, которое не вдавливается, оно будет отставать гораздо легче. Ты спросишь: почему так не получилось в нашем третьем опыте со стаканом? Да потому, что мы положили промокашку. Она высосала из стакана часть воды, вот стекло и присосалось.
Бах! и фанерка пополам
Возьми полоску фанеры шириной 2–3 см и длиной 50–60 см или старую, негодную линейку. Уравновесь ее на краю стола, чтобы при малейшем нажиме на свободный конец фанерка падала. А теперь расстели на столе поверх фанерки газету. Аккуратно расстели, разгладь руками, расправь все складочки.
Раньше фанерку можно было опрокинуть пальцем. Теперь добавилась газета, да много ли она весит? А ну-ка, смелее: ударь по концу фанерки кулаком. Трах!
Ой, что это? Даже кулак заболел, а фанерка лежит, словно она гвоздями приколочена! Ну, сейчас мы ей покажем, как упираться! Бери палку и бей со всего размаха. Бах! Фанерка пополам, а газета лежит себе как ни в чем не бывало.
Почему же газета оказалась такой тяжелой? Да потому, что на нее сверху давит воздух. По 1 кг на каждый квадратный сантиметр. А квадратных сантиметров у газеты ой как много! Развернутый лист «Пионерской правды» имеет 60 см в длину и 42 см в ширину. А ну-ка посчитай, какая это площадь? 60 х 42 = 2520 кв. см. Значит, воздух давит на нее с силой две с половиной тысячи килограммов, две с половиной тонны!
Поднимай газету медленно: воздух будет и под нее, проникать, и снизу давить с такой же точно силой. Но попробуй оторвать ее от стола разом, и ты уже видел, что получается. Воздух не успевает попасть под газету, там образуется пустота, и фанерка ломается пополам!
Сухим из воды
Положи на плоскую тарелку монету и налей немного воды. Монета очутится под водой. Теперь предложи товарищу взять монету голой рукой, не замочив пальцев и не выливая воду из тарелки. Едва ли он сообразит, как это сделать. А фокус в том, что воду надо отсосать. Но не ртом, конечно. Ведь неизвестно, где эта монета валялась, в каких руках она побывала.
Возьми тонкий стакан, ополосни его кипятком и опрокинь на тарелку рядом с монетой. Теперь смотри, что будет. Воздух в стакане начнет остывать. А ты, наверное, уже слышал, что холодный воздух занимает меньше места, чем горячий. Мы об этом еще поговорим в свое время подробнее. Так или иначе, стакан, словно медицинская кровососная банка, начнет всасывать воду, и вскоре вся она соберется под ним. Теперь подожди, пока монета высохнет, и бери ее, не боясь замочить пальцы!
Три фонтана
Помнишь, я обещал, что в этой книге будут еще фонтаны? Вот сразу три.
Первый — это бутылочка со вставленной в пробку трубочкой. Можешь, например, взять стеклянную трубочку, которой пишут буквы. Такие трубочки продаются наборами в писчебумажных магазинах. А можешь взять обыкновенную аптечную пипетку. Только у нее стеклянная трубочка слишком коротка. Поэтому лучше оставить и резиновый мешочек, срезав его донышко ножницами.
В пробке прожги раскаленным гвоздем отверстие и вставь в него трубочку очень туго. Если получится слабовато, залей щель воском или варом. Подбери небольшую бутылочку, которую пробка закрывала бы плотно. Налей в эту бутылочку почти до горлышка воду, слегка подкрашенную чернилами, и заткни пробкой.
Вода в бутылочке находится под атмосферным давлением. Снаружи давление такое же. Как сделать, чтобы фонтан забил? Для этого есть два способа. Первый — уменьшить давление снаружи. Из опыта с монетой ты уже знаешь, как это делается.
Поставь бутылочку в мелкую тарелку. Налей в эту тарелку немного воды и разложи листки промокательной бумаги. Возьми трехлитровую стеклянную банку и подержи ее перевернутой над горящей свечой, над плитой или электроплиткой. Пусть прогреется хорошенько, пусть наполнится горячим воздухом.
Готово? Ставь ее вверх дном на тарелку, края — на промокашку. Теперь бутылочка накрыта. Воздух в банке начнет остывать, вода из тарелки будет всасываться. Скоро она вся уйдет под банку. Эй, берегись, сейчас воздух проскочит под краями! Но мы ведь не зря подложили промокашку. Крепко надави на дно банки, она прижмет мокрые листки, и воздух не проскочит. Фонтан забьет!
Фонтан можно привести в действие и другим способом. Воздух в бутылочке надо сжать! Возьми верхний конец трубочки в рот и вдувай воздух сколько хватит силы. Из нижнего конца трубочки побегут пузырьки.
А теперь отпускай. Смотри, как славно забил наш фонтан! Жаль только, что он недолго действует. Это потому, что запас сжатого воздуха быстро кончается. Чтобы фонтан работал дольше, надо воды в бутылочку наливать немного. Все равно для работы фонтана ее хватит, а воздуха в бутылочку войдет больше. И подкрашивать воду чернилами не надо. Ведь этот фонтан будет бить не под стеклянной банкой, он и без чернил хорошо будет виден. А трубочку здесь приходится брать в рот.
Третий фонтан похож на второй. Внутри бутылочки создается повышенное давление. Только не вдуванием воздуха, а другим способом, который ты уже знаешь. Положи в бутылочку несколько кусочков мела и заполни ее на три четверти уксусом. Быстро закупорь ее пробкой с трубочкой и поставь в раковину или большой таз, чтобы уксус не попал куда не надо. Ведь в бутылочке начнет выделяться углекислый газ, и под его давлением из трубки забьет уксусный фонтан!
Барометр
Так назвали прибор для измерения давления воздуха. Первый барометр был сделан итальянским ученым Торричелли в 1643 году. Это была трубка со ртутью, запаянная с одного конца и опрокинутая в сосуд. Воздух давил на ртуть в сосуде и не давал ей вытечь из трубки. Но трубка была длинная, и поэтому часть ртути все же вытекала. Уровень ртути в трубке устанавливался на высоте около 76 см, а выше было пустое пространство.
Сейчас есть более удобные барометры, так называемые анероиды. В анероиде ртути нет, а есть маленькая баночка из очень тонкой жести. Из баночки выкачивают воздух и запаивают отверстие. Наружный воздух давит на дно баночки и прогибает его. Чем больше давление, тем больше прогиб. А движение дна передается стрелочке. Она ходит по шкале и показывает, каково сейчас атмосферное давление.
Шкала по-прежнему градуирована в сантиметрах ртутного столба, потому что все к этому привыкли.
Анероиды стоят недорого, во многих семьях они есть. Покупают их потому, что барометр довольно верно предсказывает погоду. Если «барометр падает» — давление понижается, быть буре.
На шкале анероида слева так и написано: «Буря». Если барометр «стоит высоко», погода будет ясная.
Правда, вся середина шкалы анероида занята загадочным словом «переменно». Тут всякое может быть: и дождь, и снег, и ясное солнышко. Потому что погода ведь не только от давления зависит, а еще и от ветра, и от влажности воздуха, и от многих других причин.
Если сможешь достать анероид, сделай с его помощью интересный опыт. Выйди с ним на улицу, а если можно, опустись в подвал. Точно заметь показания стрелки. Это легко сделать: в анероиде обычно есть вторая стрелка, контрольная. Ее устанавливают от руки, чтобы потом заметить, повышается ли давление или понижается.
Так вот, совмести контрольную стрелку с рабочей, а потом забирайся вместе с анероидом на самый верхний этаж, на чердак или поднимись на какой-нибудь холм. Ты заметишь, что наверху давление меньше, чем внизу! При подъеме на каждые 10 м оно падает примерно на 1 мм ртутного столба. Так и должно быть: ведь над высоким местом воздуха остается меньше, он не так сильно давит!
Пустота
— Что у вас в этом запаянном сосуде?
— Пустота.
— А она очень пустая?
— Да уж пустее не бывает. Возьмите, не пожалеете!
Разговор этот, конечно, выдуманный. Но ничего невероятного в нем нет. Ведь в современной технике пустота (или вакуум) так же необходима, как медь или резина, как стекло или нефть.
Без пустоты нельзя сделать, например, радиолампу. В воздухе ее накаленная нить сгорела бы мигом! Вот почему на заводах, где делают эти лампы, пустота подается по трубам, как вода или газ. На участке откачки, где из готовых ламп удаляют воздух, трубка с пустотой подводится к каждому рабочему месту.
Но не только радиолампу нельзя сделать без пустоты. Не сделаешь без нее и телевизионную трубку. Значит, без пустоты не было бы не только радио, телевидения, звукового кино, но и многих медицинских аппаратов и электронно-вычислительных машин.
Для радиоламп и телевизионных трубок нужна пустота особенно «чистая», особенно «пустая». Чтобы ее получить, внутри радиолампы при сборке укрепляют таблетку специального вещества — поглотителя. Сначала воздух откачивают насосом и лампу запаивают. А потом лампу сильно разогревают. Таблетка раскаляется и превращается в пар. Пары поглотителя жадно поглощают остатки воздуха и оседают на стекле лампы. От этого и получается тот металлический налет, который ты, наверное, видел в радиолампах.
Физики изучают строение атомов и еще более мелких частиц материи на огромных ускорителях. Им нужна самая чистая пустота. Малейший след газа затрудняет опыт, путает результаты.
Физики с завистью поглядывают на небо. Там, в глубинах космоса, каждый след газа — редкость. Там безграничные, невообразимые пространства в сотни раз чище самой чистой пустоты, какую только удается получить в земных лабораториях. Вот бы куда забраться со своими опытами!
И когда будет построена первая внеземная станция, в числе ее обитателей обязательно окажутся физики, привлеченные великолепной пустотой космических пространств!