Здравствуй, физика!

Гальперштейн Леонид Яковлевич

Три опыта со стаканом

Вернемся в кухню. Возьми стакан и таз с водой. Погрузи стакан в воду, опрокинь его там и вытаскивай дном кверху. Вода потянется за стаканом, она поднимется гораздо выше, чем в тазу! А ведь закон сообщающихся сосудов должен бы здесь действовать, стакан — не волосная трубочка. Видимо, что-то удерживает воду в стакане, не дает ей вылиться вниз.

Продолжай поднимать стакан. Вот его края поравнялись с поверхностью воды в тазу — чмок! Раздался уже знакомый нам чмокающий звук — и стакан сразу опустел. Вся вода

вылилась в таз.

Значит, виноват воздух, который прорвался под край стакана? Попробуем немного изменить опыт. Погружая стакан в воду, оставь в нем часть воздуха. Теперь снова поднимай перевернутый стакан. Смотри-ка, и воздух есть, а все равно вода тянется за стаканом! И пока он не выйдет из воды, количество воздуха в стакане не увеличится.

Кстати, можешь сделать очень простую поилку для птиц, которая будет пополняться водой автоматически. Основные части поилки-автомата — бутылка и плошка. Бутылку наполни водой, а в плошку тоже налей немного. Зажав бутылку пальцем, переверни ее и укрепи в подставке так, чтобы горлышко опустилось ниже краев плошки, но не дошло до ее дна.

Убери палец — вода из бутылки начнет вытекать. Но только до тех пор, пока уровень воды в плошке не дойдет до горлышка бутылки.

Здесь стоп! Бутылка словно закупорится.

И только когда часть воды из плошки будет выпита птицами или испарится, в горлышко прорвутся пузыри воздуха. Бульк, бульк! Уровень воды снова поднимется до горлышка, и снова стоп!

Так будет продолжаться до до тех пор, пока бутылка не опустеет.

Выходит, что вода служит надежной пробкой для перевернутого сосуда. Да и только ли вода? В ней ли дело?

Попробуй сделать второй опыт со стаканом. Налей в него воды до половины, а края слегка смажь жиром и положи сверху листок бумаги. Придерживая бумагу ладонью, опрокинь стакан. На всякий случай лучше делать это над тазом или раковиной. Но скорее всего такая предосторожность окажется излишней. Ты отнимешь ладонь, а бумажка по-прежнему будет надежно закрывать стакан, и ни одна капля воды не выльется! Стакан может быть наполнен и на четверть, и на три четверти, и доверху— это дела не меняет. Тонкий листок бумаги, улетающий от дуновения, будет удерживать стакан воды!

Для третьего опыта со стаканом понадобятся листок промокательной бумаги и стеклянная пластинка, целиком закрывающая стакан. Можешь, например, взять небольшое зеркало, только не лей на него лишнюю воду, чтобы не отклеилось обрамление!

Налив в стакан любое количество воды, прикрой его промокашкой и сверху стеклом. Затем переверни все это сооружение и поставь на стол. Промокашка, конечно, намокнет. Вокруг краев стакана расплывется влажное пятно.

А теперь подними стакан. Стекло поднимется с ним. Переверни

стакан донышком вниз и попробуй снять стекло — не тут-то было! Оно больше уже не снимается, стакан с водой поднимается вместе с ним. Он прочно «приклеился» к стеклу, как редиска к тарелке, как спрут к своей жертве, как мыльница к стене. Вернее, не приклеился, а присосался. Ведь и здесь, когда ты силой оторвешь стекло от стакана, раздастся все тот же характерный звук: чмок! Опять воздух! Он уже не шалит и не плюется, не спасает летчиков и не вертит хитрую змею. Нет, теперь он загадывает нам загадки. В чем же все-таки дело?

Мы живем на дне океана

Мы живем на дне воздушного океана. Над нами — огромная толща воздуха. Десятки, сотни километров. А воздух, как он ни легок, все же имеет вес. И он давит на все, что находится внизу. На каждый квадратный сантиметр воздух давит с силой примерно в 1 кг. Поэтому даже небольшая редиска с площадью среза, скажем, в 1 кв. см может поднять тарелку. Это воздух прижимает тарелку к редиске! А вот тяжелый утюг на редиске не поднимешь: он весит гораздо больше, чем 1 кг. Редиска отрывается от поверхности утюга. Но тот же утюг можно удержать на более крупном корнеплоде. Скажем, на половине свеклы.

Давление воздуха удерживает и столб воды в перевернутом стакане или бутылке. В нашем втором опыте со стаканом бумажка, прикрывающая стакан снизу, тоже удерживается давлением воздуха. Ведь ты ее немного вдавил, когда прижимал ладонью. А если накрыть стакан, скажем, стеклом, которое не вдавливается, оно будет отставать гораздо легче. Ты спросишь: почему так не получилось в нашем третьем опыте со стаканом? Да потому, что мы положили промокашку. Она высосала из стакана часть воды, вот стекло и присосалось.

Бах! и фанерка пополам

Возьми полоску фанеры шириной 2–3 см и длиной 50–60 см или старую, негодную линейку. Уравновесь ее на краю стола, чтобы при малейшем нажиме на свободный конец фанерка падала. А теперь расстели на столе поверх фанерки газету. Аккуратно расстели, разгладь руками, расправь все складочки.

Раньше фанерку можно было опрокинуть пальцем. Теперь добавилась газета, да много ли она весит? А ну-ка, смелее: ударь по концу фанерки кулаком. Трах!

Ой, что это? Даже кулак заболел, а фанерка лежит, словно она гвоздями приколочена! Ну, сейчас мы ей покажем, как упираться! Бери палку и бей со всего размаха. Бах! Фанерка пополам, а газета лежит себе как ни в чем не бывало.

Почему же газета оказалась такой тяжелой? Да потому, что на нее сверху давит воздух. По 1 кг на каждый квадратный сантиметр. А квадратных сантиметров у газеты ой как много! Развернутый лист «Пионерской правды» имеет 60 см в длину и 42 см в ширину. А ну-ка посчитай, какая это площадь? 60 х 42 = 2520 кв. см. Значит, воздух давит на нее с силой две с половиной тысячи килограммов, две с половиной тонны!