Длинные соломинки потоньше спускаются вниз от отверстий, проделанных у концов поперечной соломинки. На нижних концах длинных соломинок укреплены коротенькие соломинки для направления истекания воды.
Чтобы вода проникла в сифон и он заработал, необходимо одновременно, вдвоем, потянуть воздух из нижних соломинок.
Создается разряжение, вода засасывается в соломинки, и вытекающая из нижних соломинок вода сообщает конструкции вращательное движение. Вода в стакане постепенно убывает, но если периодически подливать в него воду, то вертушка будет вращаться сколь угодно долго.
В правой части рис. 13 изображена конструкция из четырех металлических трубочек, проходящих сквозь одну пробку. Такое прочное изделие легко сделать один раз и затем многократно использовать в различных опытах. Скреплять соломинки можно с помощью пластилина или пробок. Можно использовать полистироловые трубки, они легко обрабатываются и прочно склеиваются полистироловым клеем для моделизма.
Извержение вулкана
Оборудование и материалы:
• баночка от детского питания с плотно завинчивающейся крышкой;
• растительное масло;
• куркума;
• прозрачная емкость.
Завинчивающуюся бутылочку или баночку наполните доверху растительным маслом (рис. 14), подкрашенным, например, куркумой (можно использовать красное вино). В крышечке проколите маленькое отверстие и плотно закрутите емкость, при этом важно обратить внимание на то, чтобы масло полностью заполняло весь внутренний объем и несколько просачивалось через отверстие.
Прикрыв пальцем отверстие в крышке, опустите баночку на дно прозрачной емкости с водой. Вода, как более тяжелая жидкость, начнет проникать в баночку, а масло будет истекать из нее и подниматься вверх тонкой струйкой подобно дыму от сигареты.
Точно также в природе дымятся вулканы. Для большей иллюзии баночку на дне емкости с водой можно присыпать аквариумными камешками (рис. 14). Таким образом, у вас получится имитация извергающегося вулкана.
«Самодвижущийся» шприц
Оборудование и материалы:
• одноразовый шприц на 20 мл;
• прочная нить.
Возьмите шприц на 20 мл и наберите в него 5–7 мл воды. Затем заткните входное отверстие иглой шприца с колпачком или зубочисткой. К концу штока поршня привяжите один конец нити, а второй конец нити привяжите за ручку на окне (рис. 15). Плавно потяните шприц вниз до тех пор, пока поршень не займет крайнее вытянутое положение. Теперь оставьте в покое и наблюдайте, как шприц начнет медленно подниматься, пока не займет исходное положение. Явление объясняется просто: внутри шприца был создан вакуум, и атмосферное давление вернуло систему в равновесное положение.
Шприц – дизельный двигатель
Оборудование и материалы:
• одноразовый шприц на 20 мл;
• вата;
• эфир.
Этим опытом мы постараемся воспроизвести процесс воспламенения топлива в дизельных двигателях – детонацию. Выньте полностью из шприца поршень, а затем тщательно и плотно закройте впускное отверстие. Кусочек ваты, смоченный эфиром, поместите внутрь шприца и вставьте поршень обратно. Эту операцию необходимо делать довольно быстро, поскольку эфир испаряется. Уперев в стол шприц в вертикальном положении – так, чтобы шток поршня находился сверху, резко, почти ударом, максимально вдавите поршень. В результате быстрого сжатия температура воздуха внутри шприца возрастет и эфир вспыхнет. Будьте осторожны: при достаточно эффективном возгорании эфира шприц может разорваться! Если опыт не получится с первой попытки, не отчаивайтесь – причиной неудачи может быть недостаточное или избыточное количество эфира, а также слишком медленное сжатие.
Как опорожнить стакан при помощи полной бутылки
Оборудование и материалы:
• стакан;
• пластиковая бутылка с пробкой;
• две тонкие соломинки для коктейлей.
У вас есть полный стакан воды и полная бутылка с водой. Возможно ли опорожнить этот стакан с помощью бутылки, которая должна остаться полной?
Сделайте в пробке два отверстия и установите в них соломинки. Соломинки должны плотно входить в отверстия. Длина одной соломинки, выступающей из пробки, равняется глубине стакана, а другая – вдвое длиннее (рис. 16).
Закройте пластилином или жевательной резинкой наружное отверстие меньшей соломинки, а затем плотно закрутите пробку. Бутылка должна быть максимально заполнена водой – так, чтобы при закручивании из конца длинной соломинки слегка выступила вода.
Чтобы опорожнить стакан, достаточно перевернуть бутылку и опустить короткую соломинку в стакан до самого дна. Чтобы процесс начался, необходимо под водой убрать булавкой пластилиновую заглушку на конце соломинки (или просто отрезать закрытый конец ножницами). Вода, вытекая из бутылки по длинной соломинке, создает в ней разрежение, и под действием атмосферного давления вода из стакана засасывается в бутылку – таким образом стакан опорожняется, а бутылка остается полной.
Соломинки образуют две ветви сифона, и, поскольку они обе заполнены водой, сифон начинает действовать, то есть из-за разницы давлений в короткой ветви вода поднимается, а в длинной – опускается. Давление воды в соломинках зависит от высоты водяного столба (опыт Паскаля), следовательно, в длинной соломинке давление выше, чем в короткой.
Бумажная «бомба»
Оборудование и материалы:
• плотная бумага (пергамент);
• клей ПВА.
Вероятно, вы уже успели создать себе имидж фокусника и иллюзиониста, демонстрируя эффектные трюки по рецептам Тома Тита. Однако вместо всеобщего интереса вы определенно вызовите переполох, если вдруг заявите, что задумали кому-то из знакомых подложить бомбу. В подтверждение серьезности своих намерений покажите тугой пакет, склеенный из плотной бумаги и надутый воздухом. Но не стоит ударять по «бомбе» кулаком. Подложите ее тайком в каком-нибудь достаточно теплом месте, смотрите только, чтобы бумага не загорелась. Через несколько минут раздастся взрыв.
Была ли в этой бомбе взрывчатка? Нет, конечно, в ней не было ничего, кроме воздуха. Просто воздух, нагреваясь, расширялся, давление внутри герметично заклеенного пакета возрастало, что и привело к взрыву.
Летающая монета
Оборудование и материалы:
• рюмка конической формы;
• две монеты (например, 2– и 50-копеечная).
Этот опыт весьма прост, зрелищен и абсолютно безопасен. Для его подготовки требуется минимум средств и усилий.
Возьмите рюмку конической формы. Также вам понадобится две монеты: первая (например, 1– или 2-копеечная) должна помещаться в рюмке, не достигая дна около 1 см.
Если среди современных монет вам не удается подобрать подходящую, попробуйте 3– или 20-копеечную монету СССР. Вторая монета (например, 50-копеечная) должна закрывать рюмку, входя в нее чуть ниже краев.
Когда монеты будут подобраны и уложены в рюмку, предложите присутствующим зрителям без помощи рук изъять нижнюю монету. При этом верхняя монета должна остаться на месте.
Эта задача решается следующим образом: сильно и резко дуньте сверху на ближний к вам край верхней монеты. Верхняя монета повернется вертикально, и в этот же миг нижняя монета выскочит из рюмки (рис. 17).
Том Тит считает, что в момент поворачивания верхней монеты под ней создается разрежение воздуха – вакуум и избыток давления под нижней монетой выталкивает ее наружу.
Попытайтесь провести данный эксперимент и в рюмках другой формы – нередко он удается при самых разнообразных условиях.
Летающая бабочка
Оборудование и материалы:
• 5-литровая пластиковая бутылка с завинчивающейся крышкой из-под воды;
• 2-литровая бутылка из-под кока-колы;
• несколько мячиков для пинг-понга;
• лист пергамента для выпечки;
• фломастеры или карандаши;
• клей ПВА.
Изготовьте, используя бутылку из-под кока-колы, воронку высотой 12 см.
В крышке 5-литровой бутыли проделайте отверстие, главное – чтобы горлышко воронки плотно и герметично ввинчивалось в него. Если у вас возникли какие-то сомнения насчет герметичности соединения, то самое простое решение этой проблемы – перед ввинчиванием воронки намотать на ее горлышко немного мягкой целлофановой или фторопластовой пленки.
Наполните бутыль до половины водой и плотно закрутите крышку с установленной на ней воронкой. Затем возьмите по 1 столовой ложке пищевой соды и лимонной кислоты. Всыпьте их одну за другой в бутыль через воронку, при этом ее горлышко должно быть сухим.
В результате химической реакции в бутыли начнет выделяться углекислый газ, но выстрел не произойдет, так как избыточное давление газа стравливается через отверстие в воронке. Но тут вы вбрасываете в воронку заранее приготовленные мячики для пинг-понга. Один из них закрывает собой выходное отверстие в воронке и препятствует свободному выходу газа. Давление газа нарастает, и в результате мячик подбрасывается вверх, а на его место скатывается другой (рис. 18). Через несколько секунд процесс повторяется.
Опыту можно добавить художественной зрелищности. Для этого нарисуйте на пергаменте крылья бабочки и вырежьте их ножницами. Вы можете проявить себя как художник-натуралист и передать в своем произведении окраску и рисунок какой-нибудь известной бабочки или малоизвестной экзотической бабочки, а можете создать бабочку, которая существует только в вашей фантазии. Посередине крыльев подклейте шарик и несколько приподымите крылья, чтобы они не мешали шарику опускаться вниз и закрывать горлышко воронки. Полеты таких бабочек будут намного эффектнее, чем простое подпрыгивание мячиков.
Если вас заинтересует этот опыт, можно изготовить подходящие по размеру шарики из пенопласта, они будут еще легче и дольше летать в воздухе. Единственное условие – их поверхность должна быть гладкой и ровной.
Куритель – водяной житель
Оборудование и материалы:
• 0,5-литровая пластиковая бутылка с завинчивающейся пробкой;
• 1,5– или 2-литровая пластиковая бутылка;
• мундштук;
• сигареты;
• спички или зажигалка.
Отрежьте дно у 0,5-литровой бутылки, а в пробке проделайте отверстие, в которое будет плотно вставляться мундштук. По правде говоря, мундштук для этой затеи не обязателен, просто в него легче и быстрее вставлять сигарету, в противном случае отверстие в пробке нужно более тщательно подогнать под сигареты.
Затем отрежьте верхнюю часть у большей бутылки, чтобы получилась высокая цилиндрическая емкость. Наполните полученную емкость водой почти до верху, а в пробку меньшей бутылки вставьте незажженную сигарету. Бутылку с сигаретой погрузите в воду так, чтобы над водой она выглядывала приблизительно на 5 см.
Теперь объявите своим зрителям, что сейчас бутылка будет курить. Поднесите к сигарете зажженную спичку или зажигалку и плавно, но не очень медленно потяните бутылочку с сигаретой вверх. Внутри бутылочки образуется разрежение, и пламя от спички будет втягиваться, а сигарета закурится. Вытягивайте бутылочку до тех пор, пока в воде не останется около 1 см ее нижней кромки.
Выньте из пробки или мундштука, если он вставлен, сигарету и опустите бутылочку-курильщицу обратно в воду, при этом из отверстия в пробке будут выходить клубы дыма. Вставьте сигарету обратно и потяните вверх снова, сигарета начнет ярко тлеть, а бутылочка будет наполняться дымом. Повторяя раз за разом описанные манипуляции, вы заметите, что эта система из бутылок и воды довольно быстро «выкуривает» сигарету.
Иван Никифорович Довгочхун
Оборудование и материалы:
• установка из предыдущего опыта «Куритель-водяной житель»;
• старый резиновый мячик (который не жалко);
• фломастеры или цветные маркеры.
«Оживить» предыдущий опыт поможет небольшая творческая доработка установки водного курильщика. Возьмите небольшой резиновый мячик, можно даже дырявый, ведь он будет выполнять чисто декоративную функцию, и маркерами или фломастерами разрисуйте его в виде человеческой головы. Изобразите глаза, нос, уши и рот, пусть губы будут сложены в трубочку. Внутри рта прорежьте небольшое круглое отверстие, чтобы в него проходила сигарета. С противоположной рту стороны мячика прорежьте круглое отверстие диаметром, аналогичным диаметру маленькой бутылочки-курильщицы. Теперь, надев импровизированную голову курильщика на бутылочку – так, чтобы ротовое отверстие совпадало с мундштуком, можно заставить эту голову курить.
Еще забавнее будет, если вы попытаетесь изготовить курящую голову методом папье-маше и придадите ее формы и очертания какого-нибудь известного литературного персонажа или знакомого вам человека. Например, гоголевский Иван Никифорович Довгочхун любил пить чай, сидя в воде, а ваш Иван Никифорович в том же положении будет заниматься курением.
Чтобы процессы, происходящие в «теле» курильщика (системе из бутылок с мундштуком), были не заметны зрителям, оденьте его в костюм. Например, подвяжите под «головой» непрозрачный полиэтиленовый пакет.
Еще один курильщик
Оборудование и материалы:
• установка из предыдущего опыта «Иван Никифорович Довгочхун»;
• винная пробка;
• кусочек тонкой мягкой кожи или полиэтиленовой пленки;
• булавки.
В данном опыте предлагаем несколько усовершенствовать изготовленную ранее установку «Куритель – водный житель Иван Никифорович». Для этого вам необходимо в завинчивающейся крышечке на «курящей» бутылочке увеличить отверстие до размеров винной пробки, чтобы пробка плотно в ней держалась. Затем просверлите в пробке осевое отверстие диаметром 7 мм и наклонное боковое диаметром 2 мм, как показано в левом верхнем углу на рис. 19. В верхнюю часть осевого отверстия вставьте мундштук с сигаретой. Из старой перчатки или полиэтиленовой пленки вырежьте два кружочка несколько большего размера, чем отверстия, проделанные в пробке, и приколите их булавками к пробке так, чтобы они закрывали отверстия: один – осевое снизу, а другой – боковое сверху, как показано на рисунке. Таким образом получатся два клапана.
Во время поднимания бутылочки с установленной в ней модернизированной крышкой с клапанной пробкой давление в ней падает и атмосферное давление закрывает верхний клапан (прижимает его к краям отверстия), но при этом нижний клапан открывается, воздух проходит через сигарету и вместе с дымом по осевому отверстию поступает внутрь бутылочки. При опускании бутылочки давление воздуха в ней возрастает, нижний клапан закрывается, а верхний наоборот открывается и воздух с дымом выходит наружу через боковое отверстие. При таком устройстве вам ненужно будет вынимать сигарету каждый раз при опускании бутылочки, а при подымании вставлять обратно.
Аналогично предыдущему опыту водрузите на доработанную установку импровизированную голову Ивана Никифоровича, только дополнительно прорежьте в ноздрях головы отверстие – так, чтобы прямо под ним располагался верхний выходной клапан или же в отверстие верхнего клапана вставьте кусочек пластиковой трубочки от медицинской одноразовой капельной системы, подведите ее к ноздре и непосредственно на ней устройте выпускной клапан.
Осталось одеть водяного курильщика в непрозрачный плащ и вставить ему в рот зажженную сигарету. Теперь при подымании бутылки он будет затягиваться сигаретой, а при опускании выпускать из носа клубы сигаретного дыма.
Яйцо, танцующее вальс
Оборудование и материалы:
• круглый поднос с гладким ровным дном;
• куриное яйцо.
Возьмите куриное яйцо, ровное, гладкое, без наружных дефектов, и положите его на середину перевернутого вверх дном подноса. Сообщите подносу круговое движение в горизонтальной плоскости. Движение передастся яйцу, и оно также начнет вращаться. Плавно ускоряйте движение. При некоторой скорости вращения яйца оно само собой поднимется и будет вращаться вокруг своей продольной оси (рис. 20).
Для того чтобы такие опыты легче удавались, яйцо необходимо сварить вкрутую особым образом – во время варки его нужно поддерживать в вертикальном положении острым концом вниз, тогда пустота в его тупом конце сохранит симметричное положение относительно длинной оси яйца.
Указанный способ вращения яйца на тарелке требует известной ловкости, сноровки и уверенности в движениях. Если вы сомневаетесь в своих способностях к такой эквилибристике, можете поступить следующим образом. Положите поднос на стол так, чтобы его можно было быстро и легко снова взять в руки. На середину подноса положите яйцо и с помощью большого пальца левой руки и указательного правой, размещенных у противоположных концов яйца, приведите его в быстрое вращательное движение. Яйцо завертится и выпрямится. Теперь вам останется взять в руки поднос и круговыми движениями в горизонтальной плоскости поддерживать быстрое движение яйца.
Разбитое зеркало
Оборудование и материалы
• зеркало;
• кусочек мыла.
Острым краем кусочка мыла проведите по поверхности зеркала несколько прямых линий разной длины, выходящих из какой-нибудь одной точки на краю зеркала. Эти линии отражаются в зеркале так, что непредупрежденному наблюдателю покажется, что данные линии проведены не на поверхности зеркала, а проникают на всю толщину стекла, то есть создается впечатление, как будто зеркало разбито или треснуло. Когда владелец зеркала уже достаточно испуган, возьмите чистую тряпку и, как волшебник, «исцелите» зеркало, стерев следы мыла с его поверхности.
Чем темнее цвет мыла, тем эффектнее оптический обман.
Ложка-рефлектор
Оборудование и материалы:
• столовая ложка из нержавеющей стали;
• свеча или настольная лампа.
Новая столовая ложка из нержавеющей стали представляет хорошую зеркальную поверхность, подобно параболическим отражателям,
Вогнутая сторона ложки может послужить хорошим рефлектором. На рис. 21 показано, как можно воспользоваться таким рефлектором, чтобы осветить горло. На нем видно, как можно держать в одной руке весь осветительный прибор, то есть источник света (в данном случае свечу) и ложку. Отраженный свет вы направляете в открытый рот и ярко освещаете любое место в глубине ротовой полости. Таким же образом можно сфокусировать отраженный свет от настольной лампы или другого источника света.
Вогнутое зеркало, подобно плоскому, отражает свет, но при этом оно еще и собирает (фокусирует) световые лучи, усиливая освещенность в определенном месте. Выпуклая отражающая поверхность, наоборот, рассеивает световой поток, распространяя свет на большую площадь, но с уменьшением освещенности.