Юный техник, 2009 № 07
Шрифт:
Проще говоря, сопротивление, которое встречает корпус вибратора, мало при движении массы в одну сторону и очень велико при движении в другую. Это и заставляет сваю погружаться в землю.
А теперь мысленно разместим вибратор в воде на плоту. Если плот круглый, то любой толчок, вызванный вибратором, будет перемещать его вперед-назад на одно и то же расстояние, а в конечном итоге плот останется на месте.
Вибратор, установленный на треугольном плоту, заставляет
Установив вибратор внутри пластиковой бутылки, получаем модель абсолютно герметичной подводной лодки. Подобная лодка могла бы сопротивляться давлению самых больших глубин.
Если плоту придать форму лодки, то ее нос будет встречать меньшее сопротивление, чем корма, и она уверенно поплывет вперед. Чтобы в этом убедиться, сделайте из сосновой дощечки плот в форме равнобедренного треугольника, как показано на рисунке, и установите небольшой электромотор от игрушки или плеера с укрепленным на его валу эксцентриком.
Эксцентрик расположите на пересечении медиан треугольника, а батарею — так, чтобы плот как можно меньше кренился. Включите мотор, плот задрожит и двинется вперед.
Чтобы сделать подводную лодку, плату подходящих размеров вы можете вставить внутрь корпуса, сделанного из двух пластиковых бутылок. От одной из них используйте верхнюю часть, от другой — нижнюю. Плата с вибратором и батареей должна входить внутрь корпуса с трением. С боку платы установите кнопочный выключатель с таким расчетом, чтобы его можно было включить, слегка продавив пальцем стенку бутылки. Половинки корпуса соедините при помощи скотча.
У вас получится вполне герметичная конструкция, которая сможет выдержать подводное плавание. Вибрация, напомним, должна снижать сопротивление тел, движущихся в воде. Интересно, проявится это в ваших опытах?
А. ИЛЬИН
Рисунки автора
ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Чудеса на целлофановой пленке
Есть физическое явление, позволяющее выращивать в пробирке искусственные грибы, вырабатывать энергию из морской воды, спасать жизнь больных людей и еще многое другое. Называется оно осмос.
Осмос происходит там, где два раствора различной концентрации соприкасаются через «полупроницаемые» перегородки, имеющие поры такого размера, что молекулы растворителя проходят легко, а более крупные молекулы — молекулы растворенного вещества — задерживаются.
Для этого прежде всего нужна полупроницаемая перегородка. Найти ее нетрудно. Например, нужным свойством обладает тонкая и плотная, немного прозрачная пергаментная бумага, в которую завертывают творожные сырки, или целлофан — очень тонкая прозрачная пленка для упаковки цветов, хлеба, кондитерских изделий. Главное ее отличие от подобных пленок в том, что при изгибе она хрустит, а на ощупь кажется немного липкой.
Приготовьте насыщенный раствор сахара в воде и доверху наполните им стакан. Накройте стакан листочком пергамента или целлофана так, чтобы не попали пузырьки воздуха, и закрепите резинкой. Затем поставьте стакан в кастрюлю и залейте водой, так чтобы она его полностью покрывала. Через несколько минут листочек, закрывающий стакан, начнет выпучиваться. Это действуют силы осмотического давления. Через несколько часов это давление и вовсе сорвет целлофан.
Что произошло? Отдельные молекулы воды прошли сквозь поры в целлофане и приняли участие в растворении сахара. Обратно уйти они уже не могли, вступив в химическую реакцию. От этого объем и давление жидкости под пленкой начали расти.
Налейте в баночку от детского питания немного канцелярского клея. Бросьте сверху несколько кристалликов марганцовки или медного купороса и примерно на сантиметр залейте водой. Через несколько дней в баночке вырастут прозрачные грибы.
В начале прошлого века их впервые получил французский ученый А. Ледюк. На участках под кристалликами образовалась полупроницаемая пленка, сквозь которую в толщу клея входят молекулы воды, и возникают сферические образования, напоминающие шляпки грибов. Были и другие опыты, в которых осмотические явления приводили к образованию еще более странных объектов. Так, если растереть капельку растительного масла с поташом (СаСО 3), а затем смешать с водой, то получится искусственная амеба. Она шевелится и захватывает «ложноножками» попадающиеся на ее пути песчинки.
В свое время ученые получили немало подобных объектов и нередко размышляли о причинах их сходства с живыми организмами. Но постепенно стало ясно, что оно лишь внешнее. Движение «амебы» вызвано медленным растворением находящегося в ней поташа, что вызывает местное повышение осмотического давления и передвижение границ капли. В этом, как и в других «существах», отсутствует главный признак живого — обмен веществ.
Грибы Ледюка
Искусственная амеба выглядит совсем как живая.
Однако осмос играет огромную роль в формировании облика микроорганизма и отдельных клеток.
Налейте раствор сахара и соли в баночку примерно до половины, как показано на рисунке. Закройте ее листком целлофана, а затем, перевернув, закрепите проволокой на кастрюле с водой. Скоро вы заметите, что уровень жидкости в баночке стал повышаться. Попробуйте воду из кастрюли и убедитесь: она стала солоноватой. Дело в осмотическом процессе, обычно называемом диализом.
Таким образом, в принципе, можно удалить соль из ее раствора с сахаром почти полностью. Но времени на это уйдет много, проще испорченный сироп вылить. Однако есть случаи, когда на разделение растворов нельзя жалеть ни сил, ни времени. Речь о больных людях.
В прежние времена, когда у людей отказывали почки, это приводило к гибели. Но полвека назад была изобретена «искусственная почка». В простейшем случае это два куска целлофановой ленты, отформованных и сваренных таким образом, чтобы между ними возникла целая система каналов. Это — главная часть искусственной почки. Ее помещают в сосуд, наполненный физиологическим раствором — смесью солей, близкой по составу к плазме крови. Каналы искусственной почки соединяют с кровеносной системой больного, и начинается диализ.