Оглавление | Видео опыты по химии | Видео опыты по физике | На главную страницу |
Химия и Химики № 2 2016 Журнал Химиков-Энтузиастов |
Сколько скрепок поместится в стакане полном воды (эксперименты с поверхностным натяжением) How many paper clips can fit a full glass of water (experiments with surface tension) В.Н. Витер |
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Данный эксперимент был много раз описан в книгах для юных физиков. Чтобы не повторяться, приведу описание из книги Яков Перельман - Для юных физиков. Опыты и развлечения (сборник) [2013] [ссылка].
Бездонный стакан Вы налили воды в стакан до самых краев. Больше не поместится ни одной капли. Что же будет, если в этот стакан с водой опустить булавку? Вода, скажете вы, должна перелиться через край. И уж, конечно, она перельется, если вздумаем опустить в полный стакан целую сотню булавок. На деле же оказывается совсем не то, что вы ожидаете. Если осторожно, без сотрясений, опускать в наполненный водой стакан одну булавку за другой, то не только после десятой или после сотой, даже после двухсотой и трехсотой булавки вода не перельется за края стакана. Как же это? Булавки разве не занимают никакого объема и не вытесняют воды? Конечно, они ее вытесняют. Так куда же она в таком случае девается? Не бездонный же у нас, в самом деле, стакан! Вы найдете разгадку, если внимательно всмотритесь в свободную поверхность воды вашего стакана. До опыта она была плоская, теперь же заметно вздулась, - и это вздутие воды занимает объем, равный объему всех потонувших булавок, вместе взятых. При некоторой осторожности можно стакан с водою густо наполнить доверху булавками, так что они будут даже торчать выше его краев, - а вода все-таки не будет переливаться, и только сильное вздутие ее поверхности покажет, что булавки тоже занимают место. Картина получается для глаз удивительная: стакан воды и стакан булавок одновременно помещаются в одном стакане! Такого количества булавок у меня не было, поэтому решил заменить их канцелярскими скрепками. "Обычного" стакана на 200 мл тоже под рукой не оказалось: были только лабораторные стаканы с носиком (нужен стакан с ровным верхом: через носик может вытекать вода - он, собственно, для этого и предназначен). Можно было бы взять банку, но она выглядит менее эстетично. Нашел стограммовый стакан - уменьшенную версию граненого стакана на 200 мл. Поставил стакан на ровную поверхность, налил воды до верха. Начал осторожно опускать в стакан скрепки. Добавил всю пачку - 54 скрепки, а из стакана не вылилось ни капли! Скрепок больше не было - стал добавлять вместо них маленькие тонкие гвозди (длиной около 2 см). Удалось поместить в стакан 240 гвоздей (весь запас), а из стакана по-прежнему не вылилось ни капли, хотя поверхность воды стала похожа на выпуклую линзу. Один гвоздь даже выступал над поверхностью воды. Позже - при просмотре видео - меня постигло небольшое разочарование: при добавлении примерно 235-го гвоздя одна капля таки валилась из стакана (во время опыта этого не заметил). Но и это не все. Выпуклая поверхность воды в стакане не была стабильной: стоило кошке зацепить стул со стаканом и "лишняя" вода сразу вылилась из стакана. Хватило небольшого сотрясения. Купил дополнительный запас скрепок, повторил опыт. В этот раз удалось добавить 55 скрепок и 230 гвоздей, после чего при попытке опустить в стакан очередной гвозь из него вытекло несколько капель. Потом смог добавить еще 10 скрепок, но на этом все: при добавлении новых скрепок из стакана вытекла вода. В данном опыте важна осторожность, особенно на заключительной стадии, когда поверхность воды в стакане выпуклая. Даже легкое сотрясение стакана может все испортить. Проводя опыт, я вынужден был спешить, поскольку одновременно снимал видео: объем карточки фотоаппарата органичен (а с ним и время съемки). Если вы проводите этот опыт "для себя": не с целью съемки или демонстрации нетерпеливым зрителям - не спешите. Постарайтесь избегать сотрясений: аккуратность себя окупит. С иголками или булавками избежать сотрясений проще, чем с гвоздями и канцелярскими скрепками, но для этого нужен целый стакан булавок (иголок). |
Сколько скрепок поместится в стакане полном воды (эксперименты с поверхностным натяжением) How many paper clips can fit a full glass of water (experiments with surface tension) |