Космос у тебя дома - [9]
Простые опыты с невесомостью
Вес и сила тяжести не одно и то же. Сила тяжести приложена к самому телу, а вес — сила, приложенная к опоре, на которой тело лежит, или к подвеске, на которой оно висит. Если тело падает, а падает оно под действием силы тяжести, то оно перестает давить на опору или оттягивать подвеску. А это значит, что вес исчез — наступила невесомость.
Что произойдет с пружинными весами, которыми измеряют вес, если они падают вместе с подвешенным к ним грузом? Они будут показывать отсутствие веса, их стрелка будет стоять на нуле.
Возьмите пружинные весы, приделайте на шкале над стрелкой хомутик из узкой полоски жести, чтобы он мог скользить по шкале, подвесьте на крючок весов какой-нибудь груз весом в два килограмма и передвиньте хомутик вниз до стрелки. Держа весы в руке, быстро опустите их вместе с подвешенным к ним грузом.
Движение вниз должно быть быстрым, ускоренным, оно должно имитировать падение весов и груза. После опускания весов стрелка будет показывать тот же самый вес. Но хомутик окажется сдвинутым на нулевое деление шкалы. Это значит, что во время быстрого опускания весов и груза груз ничего не весил, был в состоянии невесомости, и стрелка, поднявшись до нуля, сдвинула хомутик к нулю, где он и остался.
Если у вас нет пружинных весов, вы можете соорудить их подобие, укрепив на дощечке тугую резину, приделав к ней указывающую стрелку и жестяной хомутик над ней. Деления могут быть произвольные, важно, чтобы они начинались от нуля, когда на резине никакой груз не висит.
Проделайте другой опыт. Возьмите две нераспечатанные металлические банки консервов разных размеров. Поставьте одну банку на другую, чтобы донышко одной вошло в донышко другой. Между банками положите полоску бумаги так, чтобы наружу торчал ее конец. Если вы потянете за этот конец, то не сможете легко вытянуть плотно зажатую между банками бумагу, чтобы ее вытянуть, надо затратить некоторое усилие.
А теперь расстелите на полу тряпки, чтобы не повредить ни пол, ни банки, и проделайте следующее. Одной рукой держите за конец бумаги, которая зажата между банками, а другой рукой обе банки, поставленные одна на другую. Отпустите банки. Падая, они становятся невесомыми, и бумага легко выскальзывает из них.
Невесомость с сигнализацией
Если вы хотите сделать подарок школьному физическому кабинету, смастерите прибор, который будет показывать состояние невесомости во время свободного падения.
Для этой работы понадобятся столярные, слесарные и электромонтерские навыки, а также умение вырезать и клеить из картона.
Приступим к изготовлению прибора.
Его корпус нужно склеить из толстой бумаги, свернув из нее в несколько слоев трубку, в которой свободно могут перемещаться две цилиндрические батарейки, какие употребляются для транзисторных приемников. Трубка должна быть достаточно жесткой. Для ее склеивания используйте шаблон — круглую, разборную (разрезанную вдоль) деревянную палочку на сантиметр толще батареи. Длина трубки должна равняться двойной длине батарейки плюс пять сантиметров.
Из картона и бумаги нужно склеить две крышечки, чтобы их можно было плотно надевать и снимать с трубки. К одной из крышечек (будем считать ее верхней) сверху приклейте маленький фанерный кружок (диаметр его должен равняться внешнему диаметру трубки) и смонтируйте на нем контакты для крепления лампочки от карманного фонаря. К нижнему контакту (это может быть вырезанная из латуни пластинка) присоедините конец пружины, изготовленной из медной или железной проволоки. Пружину делают, навивая проволоку на какой-нибудь стержень. Пружина должна получиться такая, чтобы от веса двух батареек она растягивалась бы на половину своей длины. Сложите батарейки одну на другую (они будут соединены последовательно) и, убедившись с помощью лампочки, что между ними хороший контакт, обклейте их бумагой. Затем с помощью проволоки присоедините к концу пружины верхний контакт батарейки и пропаяйте место соединения.
Внутри нижней крышечки приклейте фанерный кружок, а на нем смонтируйте латунный контакт. В него упрется донышко нижней батарейки, когда наш прибор будет собран. Провод от этого контакта выведите наружу и подсоедините к боковому контакту лампочки на верхней крышечке. Сбоку корпуса прибора, вдоль него с двух сторон прикрепите по две петельки из проволоки.
Соберите прибор. Батарейки нужно подвесить на пружине под верхней крышечкой. Дно нижней батарейки должно находиться на нижнем контакте. Вверните лампочку — она будет гореть. Держа прибор вертикально, лампочкой вверх, быстро опустите его, не выпуская из рук. Если лампочка в момент опускания на мгновение погаснет и снова загорится, значит, все в порядке. Иначе придется сделать другую пружину: изменить ее диаметр или толщину проволоки, из которой она изготовлена.
После проверки прибора смонтируйте его на предварительно обработанной доске длиной два метра и шириной пятнадцать сантиметров. Наверху доски сделайте петлю, чтобы доску можно было вертикально повесить на стену, а внизу прикрепите небольшую полочку, к которой приклейте резиновый мячик. Снизу вверх вдоль доски, обогнув резиновый мячик, натяните две капроновые рыболовные лески.
