картезіанський водолаз

Досвід Жозефа Плато. Є досвід - цікавий! І, якщо ти уважний, Розумом самостійний І з фізикою на "ти" Те досвід цікавий, Веселий, захоплюючий Тобі відкриє таємниці і нові мрії.

Жозеф Плато (1801-1883)

Досвід Жозефа Плато.

Дякуємо за увагу.

Про те, що фізика наука молода,
Сказати точно тут не можна.
І в давнину науку пізнаючи,
Прагнули осягати її завжди.
Мета навчання фізики конкретна,
Вміти на практиці все знання
застосовувати,
І важливо пам'ятати - роль
експерименту
Повинна на першому місці встояти.

Закони фізики засновані на фактах, встановлених експериментальним дослідним шляхом. Вивчення фізики передбачає широке використання експериментів.
Картезіанський водолаз - це класичний науковий експеримент, названий на честь французького вченого Рене Декарта і наочно демонструє принципи плавучості.
Рене Декарт (на латині його прізвище звучить як Картезіус) - математик, фізик, фізіолог і філософ, вивчаючи гідростатичні явища, вперше сконструював і продемонстрував дію приладу, на основі якого пізніше створили іграшку, яку і назвали в його честь - Картезіанський водолаз. Прилад - скляний циліндр, наповнений водою, в якій вертикально плавала порожниста скляна фігурка чоловічка. Фігурка перебувала у верхній частині судини. Коли натискали на мембрану - гумову плівку, що закриває верх циліндра фігурка повільно опускалася вниз на дно. Коли переставали натискати на мембрану, фігурка піднімалася вгору.
Варіантів проведення фізичного експерименту Картезіанський водолаз (інша назва - Декартов поплавок) багато. Найпростіший і наочний - досвід з піпеткою. Наливаємо в пластикову пляшку теплу воду і опускаємо всередину пляшки піпетку, попередньо набравши в неї трохи води. Піпетка повинна плавати, трохи виступаючи над рівнем води. Закриваємо пляшку кришкою і щільно загвинчуємо. Стискаємо пляшку - піпетка опускається на дно, припиняємо натискати - піпетка піднімається нагору. Чому це відбувається? Стискаючи пляшку, ми передаємо це тиск воді. Тиск підвищується. Тиск в рідинах передається в усі сторони однаково (закон Паскаля). Вода зовні вдавлюється в піпетку - піпетка стала ще тяжче й потонула. При припиненні тиску на пляшку, стиснене повітря всередині піпетки видалив зайву воду і піпетка спливла.
Тіла всередині рідини, наприклад, підводні човни і батискафи, плавають якщо їх щільність дорівнює щільності навколишнього рідини. Цю плавучість, тобто властивість, зануреного в рідину тіла залишатися в рівновазі, можна регулювати, змінюючи середню щільність. Для підводних човнів це роблять шляхом продувки баластних цистерн.
Досвід Картезіанський водолаз служить для дослідження умов плавання тіл і демонстрації закону Архімеда.

Досвід Жозефа Плато.

Є досвід - цікавий!
І, якщо ти уважний,
розумом самостійний
І з фізикою на "ти".
Те досвід цікавий,
Веселий, захоплюючий
Тобі відкриє таємниці і нові мрії.

Ми звикли думати, що рідина не має ніякої власної форми. Але це не так. Природна форма будь-якої рідини - куля. Але сила тяжіння заважає рідин приймати цю форму, вона або розтікається тонким шаром, або приймає форму судини, в який налита. Перебуваючи всередині іншої рідини такого ж питомої ваги, рідина по закону Архімеда, втрачає свою вагу: вона ніби нічого не важить, сила тяжіння на неї не діє і тоді рідина приймає природну кулясту форму.
Досвід бельгійського фізика Жозефа Антуана Фердинанда Плато показує, як під дією сил поверхневого натягу рідина перетворюється в кулю. Плато вперше справив досвід, який показує, що масло всередині судини з розведеним спиртом збирається в кулю, який не тоне і не спливає. При швидкому обертанні цієї кулі від нього відділяється кільце, яке в свою чергу розривається на частини. Утворюються кульки, які продовжують звертатися навколо основного кулі. Щільність спирту менше щільності масла, а щільність масла менше щільності води.
Перетворюємо рідина в кулю. Варіант 1. Змішуємо спирт з водою в пропорції 1: 1. Наливаємо в стакан і вводимо рослинне масло. Масло розташовується в середині склянки, утворюючи красивий жовту кулю.
Варіант 2. Маленький стакан, попередньо сполоснувши його водою, наповнюємо маслом і ставимо в велику склянку, в який наливаємо спирт так, щоб маленький стакан був занурений в нього повністю. Потім по стінці великої склянки потроху обережно доливаємо воду. Поверхня масла стає опуклою, а при достатній кількості води піднімається зі склянки, утворюючи кулю. Сили поверхневого натягу завжди прагнуть скоротити площу поверхні рідини.
Варіант 3. Наливаємо воду в стакан. Капаємо соняшникову олію, потроху додаємо спирт. Масло збирається в рівний гладкий кулю. Пропустивши через центр масляного кулі дріт (можна насадити на неї змочений маслом картонний кружок), починаємо обертати кулю. При обертанні від нього відділяється кільце.
Варіант 4. Наливаємо половину склянки води, потім акуратно по стінці склянки, щоб рідини не перемішалися, наливаємо спирт. Долив склянку майже доверху, обережно вливаємо чайну ложку рослинної олії. Масло збирається в кулю і як би "парить" на кордоні розділу води і спирту.