Александр Дмитриев - Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей

Вот у меня под рукой стопка бумаги, сто четыре листа. Я померил – получилось 11 миллиметров. Поделил одиннадцать на сто четыре – получилась одна десятая! Значит, каждый листочек в толщину составляет примерно одну десятую миллиметра.

На фотографии – намотанная на карандаш нитка (40 оборотов) занимает одиннадцать с половиной миллиметра.

Теперь я могу, взяв такую бумагу, измерять с высокой точностью ширину узких щелей. Я просто засовываю в щель полосочки бумаги, пока они не начнут застревать, а потом считаю, сколько листочков вошло. Зная, что каждый листочек дает одну десятую миллиметра, я могу сразу посчитать, какой ширины щель, с точностью до одной десятой миллиметра! И без всяких инструментов. Например, в щель между досками моей деревянной хлебницы на кухне вошло четыре листочка – значит, ее ширина четыре десятых миллиметра!

А с волосом или ниткой будет по-другому. Уложить стопку волос у нас не получится. Тогда мы пойдем на хитрость. Возьмем достаточно длинный волос, например из длинной косы. Возьмем тонкую вязальную спицу или длинную иголку, потому что длинный волос достать сложно. Для нитки сойдет и карандаш. И начнем наматывать волос, стараясь, чтобы витки плотно прилегали друг к другу, считая при этом количество намотанных витков. Когда намотаем весь волос, померяем линейкой ширину получившейся «намотки» на спице. Поделим на количество витков – и узнаем толщину волоса!

Если нитка за сорок оборотов занимает длину в одиннадцать с половиной миллиметра, то мы поделим 11,5 на 40 и получим 0,2875 миллиметра, то есть толщина нитки составляет примерно три десятых миллиметра!

И никаких специальных инструментов, кроме обычной линейки.

Для опыта нам потребуется:десяток монеток по рублю.

Мы уже встречались с разными волнами. Вот еще один старинный опыт, который довольно забавно смотрится и показывает, как волна проходит через предмет.

Возьмите мелочь – монеты, например рубли. Штук десять. Выложите их на стол (без скатерти), прямо на твердую поверхность. Кладите их в ряд, чтобы они все плотно соприкасались, дотрагивались друг до друга.

Теперь возьмите еще одну монету и пустите ее щелчком по столу, так чтобы она ударилась о крайнюю монету в ряду. Только понятно, что она должна удариться «вдоль» ряда, то есть как будто к очереди подбегает человек и натыкается на последнего стоящего.

Что произойдет? Кажется, что должна сдвинуться вперед вся «очередь» из монет. Однако ничего подобного не произойдет!

Вы увидите, что отскочит только самая последняя монета, а все остальные останутся на месте!

Почему так происходит?

Все монеты соприкасаются, между ними нет промежутков. Значит, при ударе монеты по крайней в ряду возникнет упругая волна сжатия – она передастся через весь ряд и вытолкнет крайнюю монету.

Упругая волна в веществе распространяется, кстати, гораздо быстрее и лучше, чем в воздухе. Этим свойством воспользовался герой романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли», когда заблудился в подземной пещере.

Молодой человек оказался один в лабиринте пещеры, отбившись от экспедиции. И хотя его крики были не слышны, удалось связаться с товарищами, приложив ухо к стенке и используя толщу камня как проводник звука!

При ударе об стенку упругая волна быстро проходит насквозь и ее слышно, если плотно прижаться с другой стороны. Вы можете попробовать такой простой эксперимент: встать с одной стороны стены в комнате, а с другой поставить кого-нибудь из семьи или друзей. Если плотно прижать ухо к стенке, то даже легкий стук будет хорошо слышен.

Для опыта нам потребуются:кремень (его легко найти на улице), напильник.

Современные люди знают, что огонь можно зажечь спичкой или зажигалкой. Если спросить, как добывали огонь наши предки, большинство вспомнит про добывание трением. Но никто этого сам не пробовал. Между тем есть более простой и надежный способ, который может выручить в трудную минуту.

По нашим полям валяется большое количество кремня, это камни, от которых при ударе откалываются чешуйки, тонкие пластинки. Так получается потому, что плотность кремня внутри неодинакова и ударная волна как бы отражается от слоев и «выходит» обратно на поверхность. Но для нас это не важно.

Важно то, что при ударе железом или другим кремнем по такому камню из него вылетают самые настоящие горячие искры! И от этих искр можно разжечь костер.

Найдите кремень – он обычно серого, темно-коричневого цвета, иногда с желтыми прожилками, с гладкой и твердой блестящей поверхностью. Помойте его и высушите хорошенько. Возьмите обычный напильник. Дождитесь вечера и в темноте ударьте – чиркните – кремнем о ребристую поверхность напильника. Можно и напильником быстро, с силой, провести по кремню. Вы увидите, как из камня вылетает целый сноп искр!

Как же разжигали костер наши предки? Они брали любой сухой и пористый материал, например хорошо высушенную полынь. Полынь обладает горьковатым запахом и растет в наших полях, это синеватые метелочки. Если высушить такую метелочку, то попавшая на нее искра сразу заставляет вспыхнуть – а уже от нее можно поджечь сухие веточки, и так далее…

Если мы посмотрим на устройство современной зажигалки, то увидим, что крутящееся колесико представляет собой такой же вот «свернутый в кольцо» напильничек с ребристой поверхностью, а ударяется он (чиркает) по специальному маленькому кремню! Вылетающие искры попадают на фитиль, пропитанный бензином.

Значит, если вы идете в поход, надо взять с собой небольшой напильничек и камушек кремня. Хорошо также иметь трут или фитиль – сгодится кусочек ваты, сушеная полынь, обугленная и потушенная тряпочка. Тогда, даже если у вас кончатся спички и бензин, вы всегда, постаравшись, сможете развести костер и не пропадете! Ведь огонь поможет согреться в холод, отпугнуть зверей и приготовить, например, грибы.

И никакого трения!

Для опыта нам потребуется:воздушный шарик.

Если у вас под рукой есть обычный надувной шарик, можно проделать очень занятный опыт. Для этого опыта нужен шарик и… голова. Вернее, волосы на голове. Они должны быть хорошо вымыты и хорошо высушены. Это идеальные условия для превращения шарика в магнит.

Берем шарик и трем его об волосы на голове! Старательно трем, полминуты или минуту. Затем подбрасываем шарик к потолку или приставляем к стенке – и он прилипает!

Через некоторое время шарик перестает притягиваться к стене или потолку и падает. Тогда можно еще раз потереть об волосы – и снова шарик приобретает свойства магнита, причем притягивается не к железным предметам, а к обычной стенке, шкафу, окну.