Александр Дмитриев - Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей
Через примерно полчаса варки я взял деревянную ложку и стал сверху давить на середину карандаша – очень медленно и осторожно, чтобы он не сломался. Карандаш начал сгибаться!
Вся хитрость в том, чтобы делать это очень медленно, спокойно и не сильно нажимать. Сначала будет почти незаметно, что он сгибается, а потом вы увидите, как древесина сгибается!
Тут есть еще одна хитрость: если вытащить карандаш, он выпрямится, потому что древесина будет стремиться к начальной форме. Надо сделать вот что: когда карандаш согнется, не убирая нажима (продолжая давить сверху), быстро перенести кастрюльку под струю холодной воды. Для этого я взял кастрюльку с удобной ручкой.
Карандаш и кисточка варятся в воде на плите. Я чувствую себя немножко глупо: но опыт обязательно удастся!
Как только карандаш остынет, он уже сохранит свою гнутую форму! Посмотрите, что у меня получилось, на фотографии.
Карандаш и кисточка, сваренные и согнутые древним методом.
Когда я пришел на работу и стал писать таким карандашом, все спрашивали у меня, как это возможно? И очень удивлялись. А я всем говорил, что тренирую свою силу мысли и гну карандаши взглядом. Как в фильме «Матрица» мальчик гнул ложки. Если вы сделаете себе такой гнутый карандашик, можно будет здорово повеселиться.
94
Кривое зеркало под рукой
Для опыта нам потребуются: ненужные компьютерные диски.
Легко, конечно, изучать движение света, когда он отражается от ровных поверхностей. А вот с кривыми, сложными поверхностями как быть? Давным-давно, в прошлом веке, был популярен в парках и местах для отдыха аттракцион «кривое зеркало». Люди платили деньги, чтобы зайти в комнату, где по стенкам висели кривые зеркала. Отражения были смешные, хотя я, честно говоря, этого аттракциона никогда не понимал, даже в детстве. Тем не менее как бы побаловаться с изменяющейся, кривой поверхностью, чтобы изучить повнимательнее поведение лучей света в этой поверхности? Я долго думал и вдруг понял, что надо сделать. Все-таки я работаю в одной из самых крутых компьютерных компаний – Ай-Би-Эм (IBM®). И каждый день имею дело с компьютерным оборудованием. Это и натолкнуло меня на мысль.
В наше время найти старый, ненужный CD-ROM диск не составляет проблемы. Возьмите такой диск в руку и посмотрите в него, как в зеркало. Особенно хорошо поймать в отражении светящийся источник – лампу или свечу.
На фото видно отражение лампы в диске CD-ROM.
Если вы теперь будете сжимать пальцы, то диск будет сгибаться – внутрь или наружу. У вас получится кривое зеркало. Пронаблюдайте за отражением – оно то переворачивается вверх ногами, то пропадает и размазывается, то сжимается, то растягивается… в зависимости от того, как изгибается в пальцах диск.
На этом фото в диске я отражаюсь в «прямом» варианте вместе с фотоаппаратом.
При сжатии зеркала получается вогнутое зеркало, причем цилиндрическое. В нем изображения переворачиваются. Видно мое искаженное и перевернутое лицо.
Таким образом, можно заметить, что вогнутое внутрь зеркало переворачивает изображение. Что есть момент при сжатии диска, когда светлое изображение лампы «размывается», а только потом переворачивается. Да и вообще просто развлечься, наблюдая за искаженными изображениями. В конце концов, хочешь нарисовать карикатуру на кого-нибудь – бери и прямо срисовывай, придумывать ничего не надо!
95
Инерция против мух
Для опыта нам потребуются: ненужный CD-ROM, длинная прочная нитка.
Этот опыт я не придумал, я его подсмотрел в Египте на базаре. Там очень жарко и много мух. Но в стране, конечно, много компьютеров и полно CD-ROM дисков. Египтяне вешают эти диски на ниточки над прилавками, где лежит свежее мясо или фрукты. Раскручивают веревочки, и диски крутятся туда-сюда, туда-сюда почти до бесконечности. Они отгоняют мух от мяса и фруктов! Хитрые египтяне, может быть, и не знают законов физики, но вовсю ими пользуются. Проделайте же этот простой опыт. Просверлите дырочку в краю CD-ROM диска. Это можно сделать обычным кончиком ножа, положив диск на деревянную разделочную доску. Упритесь кончиком ножа в диск и покрутите. Образуется маленькая дырочка.
На фото видно, как проделать дырочку.
Теперь двойной толстой и длинной ниткой подвесьте этот диск и раскрутите его. Он будет лениво вращаться в обе стороны. Мы уже видели работу подобного принципа в опыте с пуговицей. Здесь работает тот же принцип инерции. Мух, надеюсь, отгонять не надо.
На фото видно, как надо подвесить диск.
А вот если вы решили устроить вечеринку – развесьте такие диски на разной высоте по комнате. Такой дизайн очень забавный и создает атмосферу дискотеки. В диски можно направить лучи карманных фонариков, вращаясь, они будут отражать лучи во все стороны – вот вам и установка для танцев. А танцующие пары будут их задевать, подталкивать и развлекаться.
96
Вода в масле, или Еще про эмульсии
Для опыта нам потребуются: ненужный CD-ROM, подсолнечное масло.
Мы знаем, что такое эмульсии. Но вот невероятно красивый опыт, который удивил даже меня самого. Получился он случайно, тем не менее мне самому он так понравился, что я решил включить его в книгу.
Жидкости, которые не смешиваются друг с другом, это, например, вода и масло. Возьмите опять-таки ненужный CD-ROM и положите на газету или кухонный стол. Капните на его поверхность большую каплю подсолнечного масла. Теперь капните на поверхность масла маленькую каплю воды.
На фото видна капля воды в большой капле масла. Она свободно плавает, не смешиваясь с маслом и сохраняя форму линзы.
Во-первых, при достаточно ярком освещении эти капли создают завораживающий эффект, просто очень красиво на них смотреть. Во-вторых, можно посмотреть, как вода скользит по поверхности масла, не теряя формы. Для этого возьмите диск в руки, стараясь не пролить масло, и чуть-чуть понаклоняйте в разные стороны. Вода бегает по поверхности масла как капелька ртути!
Но ртуть очень опасна для здоровья, а вода и масло – безвредны и даже полезны. Так что наш опыт совершенно безопасен. И красив!
На фото видно, что в центре капля воды прогибает поверхность масла и при этом держится как жук-плавунец.
Придумав этот простой опыт, я, наверное, полчаса капал масло и воду. Мыл и вытирал диск и снова капал – иногда много капель воды в масло…
Очень уж затягивает. А главное – проще некуда.
97
Магнитные поля на бумаге
Для опыта нам потребуются: железные опилки (придется напилить из гвоздей), обычный маленький бытовой магнит, плотный лист бумаги, банка с подсолнечным маслом.
Этот опыт потребовал от меня взять напильник и напилить из гвоздей, зажав их в тисках, опилок. Я пилил обычные гвозди. Постелил под тиски газету, чтобы собрать опилки, и минут двадцать напильником точил гвозди. Заодно еще раз проверил, что механическая энергия переходит в тепловую. Когда точишь гвоздь, он ужасно быстро нагревается, поэтому желательно пальцами за них не хвататься сразу, когда вынимаешь или поворачиваешь, и работать в перчатках.
После этого все, что нам нужно, – это обычный магнитик, какие вешают на холодильник, и плотный листок бумажки, чтобы он не гнулся и опилки не ссыпались. Я взял картонную коробку из-под видеоленты, она очень удобная для этого опыта.
На фото видны опилки, насыпанные на плотную бумагу. Я просто насыпал кучку и разровнял зубочисткой.
Теперь я взял магнит и поднес с обратной стороны бумаги, так чтобы она разделяла опилки и магнит. Вот что получилось.
На фото видны два центра, от которых исходят линии. Опилки выравниваются по линиям магнитного поля.
Если мы внимательно посмотрим, как идут линии магнитного поля, то заметим, что они соединяют оба полюса магнита. В центре полюсов опилки «встают дыбом». Это хорошо видно на следующей фотографии, сделанной сбоку.
На фото видно, что на магнитных полюсах опилки «встали дыбом», по направлению магнитных линий.
Такой важнейший для человечества прибор, как компас, по сути дела представляет собой кусок железа, который выстраивается вдоль линий магнитного поля. Иголка компаса всегда направлена вдоль этой линии и позволяет нам находить дорогу в тумане, в темноте, в незнакомой местности. Надо сказать, что в моем опыте я использовал сначала магнит, вынутый из поломанного жесткого диска от компьютера (не CD-ROM, а диск, на который пишется информация внутри самого компьютера).
