Лаборатория юного физика
Шрифт:
Наконец, с помощью динамометра можно научиться определять вес разных предметов «на руку». Прикинув предмет в руке, проверяйте его вес динамометром. Сначала вы будете делать очень большие ошибки. Но постепенно, по мере тренировки, можно научиться определять вес довольно точно.
Сосуд с отверстиями
Этот прибор показывает, как распределяется давление в столбе жидкости.
Сосуд сделайте
Две банки из трех откройте также и с другого конца, удалив донышки. После этого кусачками разогните за-вальцованные края банки. Только у одной банки, которая будет наверху, оставьте верхний край. Края стенок осторожно выпрямьте молотком и затем аккуратно срежьте ножницами по шву загиба.
Каждая верхняя банка должна надеваться на нижнюю. Для этого ее нижний край нужно расширить, расклепав его молотком на наковальне, куске рельса или другом гладком стальном предмете. Еще лучше расклепывать, надев банку на кусок стальной трубы, зажатый в тиски. Труба может быть и небольшого диаметра. Особенно сильно не бейте: банка расширяется легко.
Вокруг каждой банки красным карандашом прочертите риску, отступив на 3–4 мм от верхнего края.
Насадите вторую банку на нижнюю, доведя ее край до красной риски. Паяльником прихватите стык в двух местах, следя за тем, чтобы край был точно на риске. Таким же образом насадите и прихватите третью банку.
Положите сосуд боком на стол или другую ровную поверхность и, перекатывая его с боку на бок, проверьте, не перекосились ли банки. Тщательно выровняйте сосуд, перепаяв, если нужно, отдельные места спайки. Только после этого можно прихватить стыки еще в нескольких местах и затем тщательно пропаять их по всей окружности.
Вдоль боковой стенки сосуда проведите по линейке линию. Отложив 10 мм от дна, сделайте на этой линии засечку. Здесь будет нижнее отверстие. Остальные два отверстия нужно наметить на этой же линии, отложив по 10 мм вверх от каждого спаянного шва.
Сверлом диаметром около 2 мм просверлите все три отверстия. Старайтесь сверлить точно. Если отверстия пойдут вкось, правильная работа прибора будет нарушена.
Под прибор нужно сделать подставку. Мы согнули и припаяли три ножки из медной проволоки. Если вам эта конструкция не нравится, можете сделать любую другую. Высота подставки должна быть около 100 мм.
Для сбора воды, вытекающей из отверстий, используйте большую фотографическую кювету или другую посудину шириной не менее 500 мм. Если ничего подходящего не найдете, согните из куска жести четырехугольный противень. Как его делать, ясно из рисунка 3.
Рис. 3. Сосуд с отверстиями.
Поставьте сосуд на стол так, чтобы край с отверстиями немного нависал над противнем. Налейте в сосуд воды до верха. Из отверстий забьют три струйки. Вы увидите, что дальше всех бьет струя из нижнего отверстия. Ведь над этим отверстием самый высокий столб воды. Поэтому здесь и давление будет самое большое. А давление внутри жидкости передается во все стороны одинаково. Значит, оно действует и на боковые стенки сосуда.
У среднего отверстия давление на стенку будет меньше, потому что над ним слой воды не так высок. Струя, вытекающая из этого отверстия, будет бить слабее. А из верхнего отверстия струйка будет совсем слабенькая.
Когда вы убедитесь в том, что вся вода собирается в противень и на стол ничего не попадает, можете слегка подкрасить воду чернилами. Это сделает опыт более наглядным.
После проведения опыта не забудьте ополоснуть сосуд и противень, вытереть их досуха и убрать в шкаф. Каждый раз, когда будете пользоваться приборам, прочищайте отверстия спичкой.
Сообщающиеся сосуды
В сообщающихся сосудах поверхность жидкости устанавливается на одном уровне. Сосуды могут быть разной формы, разной ширины — это не имеет значения. Для демонстрации этого закона физики сделайте прибор с четырьмя сообщающимися сосудами.
Разумеется, сосуды должны быть стеклянными, чтобы уровень жидкости в них был хорошо виден.
Один сосуд можно сделать из бутылки, а еще лучше — из плоского флакона, чтобы удобнее было прикреплять к доске. Только дно придется отрезать.
Оберните бутылку два раза бумажным шпагатом, хорошо смоченным в керосине. Зажгите шпагат и медленно поворачивайте бутылку, держа ее горизонтально над водопроводной раковиной или тазом с водой. Когда шпагат начнет гаснуть, быстро окуните бутылку в таз или облейте ее водой из-под крана. Если бутылка под шпагатом хорошо прогрелась, она треснет по всей окружности и дно отвалится.
Острые края обрезанной бутылки могут поранить руки. Их нужно затупить мелким напильником, точильным бруском или куском кирпича.
Остальные сосуды можно сделать из стеклянных трубок, изогнув их различным образом. Трубки резать проще, чем бутылки. Надо трехгранным напильником в нужном месте пропилить вокруг трубки бороздку. По обе стороны бороздки оберните трубку тряпочкой, чтобы не поранить руки. Затем возьмите трубку и сгибайте, нажимая на бороздку большими пальцами. Когда трубка отломится, затупите ее края, как уже говорилось.
Гнуть стеклянные трубки очень удобно над пламенем газовой или спиртовой горелки, свечи и т. п. Введя трубку «в верхнюю, наиболее горячую часть пламени, медленно поворачивайте ее, давая прогреться по всей окружности. При этом все время слегка нажимайте пальцами, стремясь согнуть трубку. Когда она начнет подаваться, не увеличивайте силу нажима, а сгибайте плавно и равномерно до нужного угла. Не растягивайте трубку, чтобы она не стала тоньше в месте сгиба. Дайте изогнутой трубке остыть, держа ее в руках, и только после этого положите или начинайте сгибать в другом месте.
Придайте трубкам различную форму, как показано на рисунке 4.
Рис. 4. Сообщающиеся сосуды.
Если же вы не сможете достать стеклянные трубки, придется подобрать разные бутылки, стекла от керосиновых ламп и одни из них прикрепить к доске прямо» а другие — косо.
Все сосуды должны быть одинаковой высоты, иначе прибор будет выглядеть неаккуратно. Трубок для соединения сосудов друг с другом нужно заготовить четыре штуки: две угловые и две — Т-образные. Их вид и размеры показаны на чертеже (рис. 4). Сверните трубки из жести на школьной ручке и аккуратно пропаяйте по шву.