Ako urobiť karteziánskeho potápača?
Koľko si môžete vziať a napriek tomu udržať potápača v prevádzke?
Kartézski potápači sú zábavné malé zariadenia, neuveriteľne zábavné a záhadné. V zásade používajú vlastnosti plynu a tlaku na to, aby „magicky“ urobili malú váhu. Kartézsky potápač je pomenovaný po Rene Descartesovi, slávnom francúzskom vedcovi, matematikovi a filozofovi.
Metóda 1 z 3: vytvorenie potápača
- 1Vezmite si čistú, prázdnu fľašu sódy s objemom 2 litre (0,5 US gal). Toto bude „oceán“, do ktorého sa ponorí váš potápač. Nezáleží na tom, čo je na vonkajšej strane, pokiaľ je vnútro čisté.
- 2Fľašu naplňte úplne po vrch, aby takmer pretekala. Chcete toľko vody, koľko sa do nej dá dostať.
- 3Použite kvapkadlo pre potápača alebo si vytvorte vlastné pomocou predmetov pre domácnosť. Kapátko je prírodný karteziánsky potápač. Jediné, čo musíte urobiť, je naplniť ju zhruba 14 {\ Displaystyle {\ frac {1} {4}}} cesty vodou. V skratke však máte pre svojho potápača ďalšie možnosti, ktoré nemusia byť naplnené vodou:
- Nájdite viečko na pero, ktoré nemá diery. Do spodnej časti položte kúsok modelovacej hmoty vo veľkosti hrášku, tyčinku vyberte z viečka. Nechajte otvor v spodnej časti uzáveru bez prekážok.
- Ohýbanú slamu nakrájajte na polovicu 2-8 centimetrov pod ohybom. Rolujte medzi rukami trochu hliny, aby ste urobili hada o šírke svojej slamy. Veci na hline na jednom konci slamy zastavia, potom zvyšok omotajte okolo druhej strany slamy, aby zostal v tvare U a ohyb hore.
- Fungujú aj balíčky kečupu alebo sójovej omáčky, rovnako ako neotvorené mini-cukríky, ako napríklad Milk Ways. Ak chcete skontrolovať, či potraviny budú fungovať, najskôr ich vložte do misky s vodou. Mali by sotva plávať.
Použite kvapkadlo pre potápača alebo si vytvorte vlastné pomocou predmetov pre domácnosť. - 4Vložte potápača do fľaše a hornú časť pevne uzatvorte. Nezabudnite, že chcete, aby sa hladina vody nachádzala blízko úplného konca, aby vo fľaši nebolo veľa vzduchu.
- 5Fľašu jemne stlačte, aby potápač spadol. Ak stlačíte boky fľaše, potápač by mal klesnúť na dno. Pokúste sa nájsť tlak potrebný na to, aby zostal na jednom mieste. Môžete sa tiež pokúsiť oklamať svojich priateľov tak, že ich stlačíte čo najjemnejšie, takže to vyzerá, že to robíte mágiou.
- 6Riešenie problémov s potápačom, ak nefunguje. Vložte potápača do normálnej misky s vodou. Mal by sotva plávať so vzduchovou bublinou (horná časť kvapkadla, ohyb v slame atď.) Tesne nad vodou. Uistite sa, že dno je zapečatené pre domácich potápačov, a pridajte do kvapkadla trochu viac alebo menej vody, aby ste dosiahli správnu rovnováhu.
Metóda 2 z 3: Pochopenie potápača
- 1Zamyslite sa nad hustotou, aby ste vysvetlili, prečo „magický“ potápač najskôr pláva. Kartézskeho potápača vynašiel Renee Descartes, aby vysvetlil vlastnosti plynov. Má to však zmysel iba vtedy, keď si spomeniete, ako hustota funguje. Stručne povedané, predmety plávajú vo vode iba vtedy, ak sú menej husté ako voda. Vzduch je oveľa menej hustý, takže váš vzdušný potápač začína na vrchole.
- Hustota je v zásade to, ako ťažké je niečo na štvorcový palec. Krabica naplnená perím je napríklad oveľa ľahšia ako rovnaká škatuľa naplnená kovom. Pretože majú rovnakú veľkosť, ale rôznu hmotnosť, povedali by ste, že kovová skrinka je oveľa „hustejšia“.
Ak stlačíte boky fľaše, potápač by mal klesnúť na dno. - 2Zvýšte hustotu stlačením fľaše. Keď stlačíte fľašu, žiadna voda neunikne. Ale oblasť, v ktorej sa nachádza, sa zmenšuje, takže sa tlačí k vzduchovým bublinám v blízkosti a stláča ich do menších balíkov vzduchu. Je to však ako stlačiť spacák dohromady - zmenší sa, ale stále váži rovnaké množstvo. Vzduch je teda hustejší.
- 3Sledujte, ako hustší vzduch vo vnútri potápača spôsobuje, že klesá. Fľašu dostatočne stlačte a nakoniec sa veľkosť vzduchu vo vnútri potápača zmenší natoľko, že je hustejšia ako voda, ktorá ho obklopuje. To spôsobí, že sa potápač potopí, pretože má príliš veľkú hustotu, aby sa mohol vznášať.
- 4Zamyslite sa nad praktickými aplikáciami potápača. Zjavnou paralelou sú potápači, ktorí im pomáhajú potápať sa pomocou ťažkých kovových pásov. Majú však tiež „kompenzátory vztlaku“, malé vrecia, ktoré môžu z nádrže naplniť kyslíkom s nízkou hustotou, aby im pomohli opäť vyplávať na hladinu. Ponorky majú balastné nádrže, ktoré sú naplnené vodou, ktorá im pomáha potápať sa. Keď potrebujú ísť hore, pumpuje sa vzduch, aby vytlačil vodu von, čím sa ponorka vráti na povrch.
Metóda 3 z 3: posunutie experimentu ďalej
- 1Použite slanú vodu a predpovedajte, či dôjde k zmene. Potrebujete do kvapkadla viac vody? Vyžaduje to väčší tlak, aby potápač spadol? Vopred predpovedajte, čo sa stane. Potom urobte dve fľaše a porovnajte tieto dve.
- Tip: Slaná voda je hustejšia ako sladká voda.
Tip: Keď stlačíte fľašu, stlačíte všetko, nielen vzduch v potápačovi. - 2Neplňte celú fľašu a znova vyskúšajte. Nechajte trochu vzduchu vo vrchnej časti fľaše a potom ju znova dajte. Koľko si môžete vziať a napriek tomu udržať potápača v prevádzke? Akýkoľvek? Polovicu? Žiadny? Predpovedajte najskôr pomocou svojich znalostí o potápačoch.
- Tip: Keď stlačíte fľašu, stlačíte všetko, nielen vzduch v potápačovi.
- 3Skúste fľašu inej veľkosti. Použite malú 1-litrovú osobnú sódu a potom to vyskúšajte s nádobou na galón. Musíte stlačiť ešte viac, aby potápač fungoval?
- Tip: Je jednoduchšie alebo ťažšie stlačiť veľkú kovovú pružinu v porovnaní s malou?
- 4Skúste zmeniť teplotu vody. Čo sa stane, ak použijete studenú vodu? A čo horúce? Uistite sa, že nie je taký horúci, že roztaví plast, ale držať ho na hodinu v chladničke alebo na minútu v mikrovlnnej rúre by malo stačiť.
- Tip: Teplejšia voda má nižšiu hustotu ako chladnejšia voda.
- Na experiment môžete použiť akúkoľvek stlačiteľnú, uzatvárateľnú plastovú nádobu.
- Ak nefunguje, trochu sa zahrajte so svojim potápačom. Uistite sa, že je dobre utesnený.
- 2 litrová fľaša sódy / fľaša na nealkoholické nápoje
- Voda
- Plastová slama
- Spona na papier
- Modelárska hlina
- Niekoľko kvapiek modrého potravinárskeho farbiva
Prečítajte si tiež: Ako osláviť pochodové oslavy?
Otázky a odpovede
- Musím použiť dvojlitrovú fľašu?Nie. Litrová alebo dokonca plastová fľaša na vodu by na tento experiment mala fungovať.
