Kvant. Из старых опытов
Тит Т. Из старых опытов //Квант. — 1991. — № 8. — С. 35-39.
По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"
«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...
Все эти опыты, и простые и сложные, не требуют никаких приборов:
наша лаборатория, как ты знаешь, состоит из кухонной утвари, из пробок,
спичек и всяких других вещей, которые у нас всегда под рукой...»
Так начинается книга Тома Тита «Научные развлечения» (перевод с французского М.Гершензона, М.— Л., Издательство детской литературы, 1937), отрывки из которой мы сегодня предлагаем вашему вниманию.
Интересные случаи равновесия
Две вилки и пятак
Сложи две вилки так, чтобы зубья одной легли на зубья другой; просунь пятачок в прорезь между средними зубьями вилок. Теперь после нескольких неудачных попыток тебе удастся, конечно, положить это коромысло краешком пятачка на краешек стакана, да так, чтобы пятачок прикасался только к наружной стороне стакана. Вот коромысло наше уравновешено.
Предложи теперь приятелю перелить воду из этого стакана в другой, не сбросив вилок и пятачка! Вряд ли он возьмется сделать это. Между тем задача не так уж трудна.
Пятнадцать спичек па одной
Положи одну спичку на стол, а на нее поперек еще 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы без головок касались стола, как показано у нас на рисунке внизу. Как поднять первую спичку, держа ее за один конец, и вместе с нею все остальные спички?
Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить еще одну, пятнадцатую, спичку.
Все 28!
Если стол совершенно горизонтален и прочно стоит на полу, ты сможешь выстроить все двадцать восемь костей домино так, как здесь на рисунке.
Сперва поставь стоймя три косточки домино — на них возвести такую хрупкую постройку легче, чем на одной кости. Потом, когда все будет построено, ты осторожно уберешь две крайние косточки, которые служили подпорками, и поставишь их на вершину своего непрочного здания. Равновесие здесь вполне возможно; нужно только, чтобы перпендикуляр, опущенный из центра тяжести всей конструкции, прошел через основание нижней косточки домино.
Стеариновый мотор
Чтобы сделать этот мотор, нам не нужно ни пара, ни электричества, ни сжатого воздуха, ни бензина. Нам нужна для этого только... свеча.
Раскали две булавки и воткни их головками в свечу с двух сторон, посредине, перпендикулярно фитилю. Это будет ось нашего двигателя; положи свечу концами булавок на края двух стаканов и получше уравновесь. Если теперь зажечь свечу с обоих концов, капля стеарина упадет в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечет несколько капель стеарина, и он станет легче первого конца; он поднимется кверху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и... наш мотор начнет работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться все больше и больше.
Мыльные пузыри и пленки
Свеча, погасни!
Очень большие и красивые пузыри можно выдувать из стеклянной или жестяной воронки.
Огромные пузыри, до 30 см в диаметре!
Воронку опускать нужно в широкий сосуд, чтобы хорошо смочить в мыльном растворе ее края.
Осторожно, держа воронку вертикально, подними ее и дуй, с передышками, каждый раз зажимая пальцем узкий конец воронки. Иначе сила натяжения мыльной пленки выгонит воздух из шара. А пленка сжимает этот воздух с изрядной силой. В этом очень легко убедиться. Поднеси узкий конец воронки к горячей свече и скажи:
— Свеча, погасни!
Пламя станет меркнуть, меркнуть, потом потухнет.
Пленки вперегонки
Мыльная пленка всегда стремится занять такую форму, чтобы поверхность ее была возможно меньше.
Постарайся добыть ламповое стекло конической формы, такое, у которого один конец уже другого. Смочи мыльным раствором всю внутреннюю сторону стекла и дай воде стечь. Теперь широким концом опусти стекло в воду, держа его вертикально. Осторожно вынь стекло из раствора. Мыльная пленка затянула отверстие. Держи теперь стекло горизонтально и ты увидишь, что пленка твоя сдвинется с места и побежит к узкому концу стекла.
Если ты будешь окунать стекло в раствор раз за разом, пленки побегут одна за другой, будто стараясь догнать друг дружку.
Шар в бочке
Свей на бутылке кольцо из проволоки и скрути концы проволоки, чтобы получилась ручка. Еще одно кольцо сделай такого же диаметра; смочи кольца мыльным раствором, которым мы пользовались для предыдущих опытов. Потом выдуй между этими двумя кольцами пузырь (как у нас на левой части рисунка). Осторожно раздвигая кольца, растяни этот шар в цилиндр; остановись, как только поверхность цилиндра начнет принимать вогнутую форму.
Попроси теперь кого-нибудь смочить в мыльном растворе трубку и ввести ее конец в цилиндр сквозь пленку, которой затянуто верхнее кольцо. Пусть товарищ твой очень-очень осторожно выдует внутри первого пузыря второй.
Наш цилиндр понемножку раздастся в стороны и превратится в бочку.
Когда же второй пузырь приблизится к стенкам «бочки», легким толчком нужно отделить его от трубки, затем осторожно вытащить трубку из «бочки».
Вот и повис наш шар между крышкой и донышком. Если раздвинуть теперь кольца, наш шар превратится в яйцо. А сблизить кольца — «бочка» раздастся в стороны, шар коснется донышка, и оба пузыря в тот же миг лопнут.
Шар-недотрога
Только что я рассказал, как выдуть мыльный пузырь — шар в пузыре-цилиндре. Когда смотришь на этот маленький шар, тебе кажется, что он прикасается к пленке цилиндра. Но в действительности этого нет! Шар не прикасается к цилиндру! Вот опыт, который поможет нам в этом убедиться. Попроси товарища держать проволочные кольца так, чтобы цилиндрический мыльный пузырь занял горизонтальное положение. Если расстояние между кольцами не превышает утроенного их диаметра, наш цилиндр и в таком положении сохранит свою форму.
Введем теперь в цилиндр трубку и выдуем внутри него маленький шар; стряхнем его с трубки легким толчком. Он опустится, не лопнув, на пленку цилиндра.
Пусть твой товарищ теперь слегка наклонит цилиндр, как показано у нас на рисунке. И ты увидишь, что маленький шар катится внутри цилиндра. Он катится совершенно свободно, потому что ни в одной точке не прикасается к цилиндру и между пленками наших двух пузырей все время есть тончайшая прослойка воздуха!
Опыты с электричеством и магнетизмом
Бумажные танцоры
Сейчас мы устроим театр, в котором будут плясать наэлектризованные бумажные танцоры.
Возьми кусок стекла длиной 35-40 см и шириной 25 см. Просуши стекло хорошенько у печки — оно должно быть совершенно сухим. Положи его между страницами двух толстых книг, как показано у нас на рисунке, так, чтобы стекло лежало над столом примерно на высоте 3 см. Из тонкой папиросной бумаги вырежь фигурки такой величины, какие нарисованы у нас в верхней части рисунка. Вырежь кого хочешь: человечков, собачек, лягушек. Эти фигурки должны быть не больше 2 см высоты. Чтобы пляски были еще веселее, можешь вырезать их из бумаги разных цветов. Положи эти фигурки на стол под стекло.
Если теперь ты начнешь натирать стекло — хорошенько, не жалея сил,— шерстяной или шелковой тряпкой (тоже совершенно сухой), твои фигурки, притянутые электричеством, начнут привставать, подпрыгивать к стеклянному потолку «танцевального зала». Они будут плясать все время, пока ты будешь натирать стекло шерстью или шелком.
Не унывай, если опыт не удастся сразу; просуши еще раз стекло и тряпку. Тряпка из натурального шелка для этого опыта лучше, чем шерстяная.
Электрический танец
Если мыльный пузырь посадить на сухую шерстяную материю, он не лопнет.
Вот на суконной скатерти у нас сидит несколько пузырей. Высушим у печки кусок плотной бумаги, натрем его щеткой, чтобы наэлектризовать.
Поднесем эту бумагу к одному из пузырей. Смотрите! Он вытягивается и превращается из шара в яйцо.
Если мы поднесем бумагу еще ближе, наш пузырь снимется со стола и полетит кверху, как воздушный шар.
Теперь, поднося бумагу поочередно то к одному, то к другому пузырю, заставим их танцевать смешной электрический танец.
Опыты Эрстеда
Во всех физических кабинетах, при помощи дорогих и сложных приборов, повторяют знаменитые опыты датского ученого Эрстеда, который открыл зависимость между электричеством и магнетизмом. Эти приборы — гальваноскоп и электрический элемент.
Попытаемся и мы доказать, что проволока, по которой проходит электрический ток, будучи приближена к намагниченной игле, заставляет эту иглу выйти из положения равновесия. Наши приборы мы соорудим из большого стакана, полного воды, и вазочки для варенья, налитой до половины водой, подсоленной щепоткой поваренной соли; из чайной ложки, вилки, куска кокса, разбитого на кусочки величиной с горошину, иголки, маленького магнита и полоски цинка 20 см длины и 2 см ширины.
Начнем с компаса. Натрем иголку магнитом, водя им по игле все время в одном направлении. Пустим иголку плавать в большой стакан, то ли смазав ее жиром, то ли воткнув ее в кусочек бумаги, вырезанный наподобие человеческой фигурки. Мы знаем, что один из концов иголки, скажем, тот, что ближе к ногам фигурки, тотчас же повернется к северу.
Затем займемся устройством гальваноскопа. Это прибор, который должен нам сообщить о появлении тока. Положим на края стакана чайную ложку, прямо над намагниченной иглой, в том же направлении. Компас и чайная ложка — вот и весь наш гальваноскоп. Не правда ли, пока все очень просто?
Остается устроить электрический элемент. Завернем кусочки кокса в тряпку и завяжем ниткой, предварительно воткнув в кокс ручку вилки. Этот коксовый пирожок погрузим в соленую воду и получим положительный полюс элемента. Зубья вилки положим на один из концов нашей ложки. На другой конец ложки положим один конец цинковой пластинки, погрузив другой ее конец в соленую воду так, чтобы он не прикасался к коксовому пирожку. Этот конец будет отрицательным полюсом нашего элемента.
Тотчас же выработается электрический ток, и игла выйдет из своего положения равновесия; она вернется в это положение, как только мы вытащим из соленой воды цинковую пластинку.
