Fracțiune și bule

Fracțiune și bule

Andrey Schetnikov
"Quantic" №2, 2016

De ce unele corpuri plutesc în apă, în timp ce altele se îneacă în ea? Toți cei care au studiat fizica la școală știu răspunsul corect: dacă densitatea medie a unui corp este mai mică decât densitatea apei, acest corp va pluti la suprafață și dacă densitatea medie a unui corp este mai mare decât densitatea apei, atunci un astfel de corp se va scufunda și se va duce la fund.

Densitatea corpului poate fi reglată în anumite limite. La submarin există rezervoare speciale. Pentru a se scufunda sub apă, rezervoarele sunt umplute cu apă. Volumul barcii rămâne același, iar greutatea crește, ceea ce înseamnă că și densitatea crește. Când densitatea medie a barcii devine mai mare decât densitatea apei, barca se duce sub apă. Pentru a pluti înapoi la suprafață, rezervoarele sunt suflate cu aer comprimat, motiv pentru care densitatea medie a vasului scade din nou.

Mă întreb dacă este posibil să se facă astfel încât să nu se schimbe densitatea corpului, ci densitatea apei? În cazul în care densitatea apei a devenit considerabil mai mică, unele corpuri plutitoare ar începe să se scufunde în ea și, dacă dimpotrivă, ar crește considerabil, unele corpuri scufundate ar putea pluti la vârf. Probabil că toată lumea știe această experiență: într-un borcan de apă, un ou crud se află pe fund, se toarnă sarea în apă și se amestecă, iar când sarea este dizolvată, oul apare.Totul este foarte simplu: apa sarata are o densitate mai mare decat apa proaspata, asa ca a aparut oul.

Experiența cu bule

Dar puteți face ceva mai interesant, de exemplu, pentru a trece prin bule mici de apă de la aeratorul de acvariu. Densitatea medie a apei cu bule va scădea în comparație cu apa fără bule, iar dacă corpul plutitor de la începutul experimentului nu depășește decât ușor apa, atunci prin trecerea bulelor se poate îneca!

Puteți face această experiență și nu este necesar să utilizați un compresor pentru aceasta. Luați o sticlă de plastic, tăiați partea inferioară a acestuia și treceți un tub flexibil lung prin capac. Vom arunca aerul în tub cu gura noastră și, pentru a se transforma în bule, vom pune un cerc de cauciuc spumant în calea sa, fixându-l în interiorul sticlei. Fiddling cu acest dispozitiv și de a face o "barca", veți realiza că atunci când suflare aer, barca se va scufunda temporar.

Experiență cu împușcături

Bulele reduc densitatea medie a apei – este posibil să o crească într-un mod similar, fără a dizolva nimic, ci pur și simplu prin picurarea ceva în apă de sus? Am luat un tub de sticlă lung cu un diametru de 2 cm, l-am acoperit cu un dop din cauciuc din partea de jos, l-am așezat pe un trepied și l-am umplut cu apă.Ei au făcut o barcă etanșă din corpul unui pix și l-au încărcat cu lut, astfel că a început să se scufunde în apă. Această barcă a fost suspendată în coloana de apă de un șir. Și când am început să turnăm împușcătura prin pâlnie în tub, barca, spre bucuria noastră, a ieșit la suprafață! Videoclipurile de experiențe pot fi găsite pe site-ul nostru.

Când am postat un videoclip cu această experiență YouTube, în observații existau multe obiecții: oamenii nu credeau că acest lucru a fost posibil și credea că barca nu se ridică datorită schimbărilor în densitatea apei, ci datorită fluxurilor ascendente care o conduc. – Cum se întâmplă asta, zise ei, căci dacă peletele de plumb ar fi atârnat pe corzile din apă, asta ar fi dus la urcarea barcii? Există un anumit motiv în această observație: dacă puneți o greutate mare într-un acvariu cu apă, astfel încât să atârne pe frânghie fără a atinge fundul, aceasta face ca plutitorul agățat la fund să plutească la suprafață? – Evident că nu.

Cu toate acestea, există o înlocuire a unei situații cu alta: la urma urmei, peleții nu atârnă pe șiruri, ci cad sub acțiunea gravitației. Cu toate acestea, ele nu cad liber: viteza constantă a mișcării lor este astfel încât forța de gravitație care acționează asupra fiecărei pelete este echilibrată de forța rezistenței frontale a apei.Se pare că apa se apasă pe peleți, iar peleții cu greutatea lor apasă pe apă. Ca rezultat, presiunea apei cu adâncimea crește mai repede decât dacă nu s-ar găsi pelete. Dar tocmai acest lucru diferă de apă într-un lichid cu o densitate mai mare: presiunea sa crește mai repede cu adâncimea și diferența îi împinge și corpurile scufundate în sus.

Puteți face, de asemenea, o astfel de experiență mentală. Să ne imaginăm că am învățat cum să facem din plumb cele mai mici "nanodibi". Dacă amestecăm o astfel de pulbere în apă, cele mai mici particule de plumb vor cădea, dar foarte lent: suspensia rezultată se va scufunda până la fund timp de câteva zile sau chiar câteva luni. Laptele este aranjat într-un mod similar – aici sunt amestecate cele mai mici picături de grăsime în apă, care cresc foarte încet. Dar este clar că, atunci când luăm în considerare condițiile pentru corpurile de înot în lapte, trebuie să comparăm densitatea corpului înmuiat în lapte cu densitatea medie a laptelui și nu cu densitatea apei. Și cu suspensia de plumb ar trebui să facă același lucru – ca și cum sarea de plumb a fost dizolvată în apă, sporindu-i densitatea.

Desigur, din experiența noastră, peleții se prăbușesc destul de repede.Și totuși se bazează pe apă – și acest efect duce la ascensiunea submarinului scufundat în experiența noastră.

Artistul Evgeny Panenko


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: