Author: Мотылева Э.И.
Tags: издания для определенного назначения педагогика школы (теория образования, учебы и воспитания) физика химия
ISBN: 5-353-00547-3
Year: 2004
Text
ББК 74.202.5(4Ита)
Б79
IL GRANDE LIBRO DEGRI ESPERIMENTI
Testi a сига di: Antonella Meiani
Illustrazioni: Pier Giorgio Citterio
© 1999 Istituto Geografico De Agostini S. p. A., Novara
© Издание на русском языке. ООО «Издательство «РОСМЭН-ПРЕСС», 2002
Все права на эту книгу принадлежат издательству «РОСМЭН».
Ничто из нее не может быть перепечатано,
заложено в компьютерную память
или скопировано в любой форме —
электронной, Л(еханической, фотокопии, магнитофонной записи
или какой-либо другой —
без письменного разрешения владельца.
Б79 Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред.
Лнтонеллы Мейяни; Пер г ит. Э.И. Мотылевой. — М.: ООО «Изда
тельство «РОСМЭН-ПРЕСС», 2004. — 260 с.
Эта книга поможет школьникам весело и с \довольст вием изучить науку
с помощью более чем 200 опытов.
ISBN 5-353-00547-3 (рус )
ISBN 88-115 4940-80 (ит.)
ББК 74 202.5(4Ита)
Воздух
Сколько весит воздух? Обладает ли воздух силой?
Какова сила ветра? Какая форма оптимальна для
летательных аппаратов? Из чего состоит воздух? Как
распространяются звуки?
Ты найдешь ответы на все эти и на множество других вопрсов
на страницах этой главы, посвященной следующим темам:
Воздух есть везде • Давление воздуха • Холодный и горячий воздух
Полет • Воздух и горение • Звуки
Воздух есть везде
Воздух окружает нас со всех сторон и занимает все свободное
пространство. Воздух есть в воде, в разных предметах,
в растениях; есть он и в теле человека, и в теле животных.
Он очень легок и невидим. Однако существуют способы увидеть
и взвесить воздух. Давайте проверим это вместе с вами. Потому
что, когда мы говорим, что бутылка пустая, — это
не совсем так!..
4
ВОЗДУХ ЕСТЬ ВЕЗДЕ
Где находится воздух
Быть В ВОДЕ И НЕ ЗАМОЧИТЬСЯ
Требуется
• прозрачная стеклянная банка
• мячик для пинг-понга
• лист кальки
• прозрачная емкость, наполненная водой
до уровня выше банки
4 Снова опусти
банку в воду.
5 Когда банка
коснется дна,
наклони ее.
Ход опыта
1 Положи лист кальки на
дно банки, чтобы он не двигался.
2 Положи шарик на
поверхность воды.
3 Опрокинь банку;
накрыв шарик,
и опусти ее на дно
емкости.
Результат
Из банки выходят пузыри, поднимаются на
поверхность
и лопаются. Вода проникает в банку; шарик
поднимается вверх, калька намокает.
Это потому...
...что воздух, наполнявший банку; выходит из
нее, поднимается вверх,
а вода занимает его место.
Результат
Вода не проникла в банку; и шарик лежит
на дне емкости почти на сухом месте.
Это потому...
...что воздух, находящийся в банке, не
позволяет воде проникнуть внутрь и
намочить кальку. Ты в этом убедишься, когда
вытащишь банку из воды: калька останется
сухой. На самом деле банка только казалась
пустой!
Вакуумные упаковки
На банке кофе ты найдешь слова: «вакуумная
упаковка». Они означают особый способ
упаковки кофе, при котором из банки удаляется
весь воздух. Это делается для лучшего I
сохранения аромата кофе. Когда такую банку
открывают, то слышится звук, похожий на
хлопок, — это воздух проникает внутрь.
Воздух в воде
В воде тоже имеется воздух. Чтобы убедиться
в этом, поставь стакан с водой рядом
с источником тепла. Как только вода нагреется,
ты увидишь маленькие пузырьки воздуха на
стенках стакана.
Человек не может дышать воздухом,
находящимся в воде. Приходится пользоваться
трубкой, в которую воздух попадает
с поверхности воды, или же баллонами
со сжатым воздухом.
Воздух находится повсюду: оценимает любое свободное
пространство, даже самое маленькое.
5
ВОЗДУХ ЕСТЬ ВЕЗДЕ
Сколько весит воздух?
Весы для воздуха
Требуется
• две пластмассовые палочки длиной
в 15 и 30 см
• два одинаковых воздушных шарика
• две одинаковые банки (см. рисунок)
• скотч
Результат
Палочка с двумя шариками находится
в горизонтальном
положении.
Это потому...
...что шарики имеют
одинаковый вес.
4 Теперь надуй как можно
сильнее один из шариков
и снова прикрепи его к
палочке, стараясь поместить ее
на прежнее место по центр,.
Результат
Палочка наклонится в сторону надутого
шарика.
2 Прикрепи шарики к концам палочки
с помощью скотча.
Это
потому...
...что воздух,
заполнивший
шарик, делает его
тяжелее, чем пустой
шарик.
3 Обопри центр длинной палочки на
середину короткой, прикрепленной
к двум банкам, и скрепи палочки ниткой.
Получатся весы.
6
ВОЗДУХ ЕСТЬ ВЕЗДЕ
Воздух в комнате
Требуется
• складной мегр (или рулетка)
• ручка и бумага
• напольные весы
3 Ученые подсчитали, что 1 м3 воздуха
весит 1,2 кг. Помножь полученный объем
на 1,2 кг и ты узнаешь, сколько килограммов
весит воздух в твоей комнате.
Ход опыта
4 Теперь встань на весы и сравни свой
вес с весом воздуха в комнате. Кто весит
1 Измерь длину ширину,
высоту комнаты.
2 Перемножь
полученные размеры
и получишь объем комнаты
(объем = ширина X длина X
X высота).
больше: ты или воздух?
Результат
Ты узнаешь, что воздух,
находящийся в комнате, весит
больше, чем ты.
Это потому...
...что вес воздуха в комнате
средних размеров
соответствует весу взрослого
человека (около 70 кг).
Пузырьки воздуха
для привлечения жертвы
Если ты под водой выпустишь из руки
шарик пинг-понга, то он моментально
выскочит на поверхность. Дело в том,
что все предметы, вес которых
меньше веса воды, плавают на ее
поверхности. Именно поэтому
пузырьки воздуха всегда
поднимаются на поверхность воды.
Этим пользуется одна хищная рыба,
похожая на нашу щуку (ее зовут
мегатерра). Она плавает кругами
вокруг станки мелких рыбешек
и пускает пузыри. Рыбки бросаются
за этими пузырьками: тут-то их
и подстерегает хитрая рыбе
Даже такие на первый взгляд невесомые вещества, как воздух,
имеют вес.
7
Давление воздуха
Атмосфера — это слой воздуха, окружающий
нашу планету. Его толщина составляет
около 1000 км. Атмосфера оказывает
давление на все тела и предметы на Земле.
Но никто этого не замечает. 11 тем не менее
на взрослого человека давят 15 т воздуха!
Давайте вместе познакомимся с этим
явлением. Несмотря на то что мы не ощущаем
этот вес, мы можем измерить и использовать
его, заставить работать машины или победить
силу притяжения.
Невидимая сила
Давит ли воздух
Требуется
• линейка
• большой лист бумаги
• стол, на котором 65 дем проводить опыт
Ход опыта
С верху положи лист
бумаги и расправь так,
чтобы он плотно
прилегал к столу.
1 Положи линейку на
стол таким образом,
чтобы треть ее выступала
за край стола.
Результат
Лист не дает линейке подняться
3 Ударь по вьк тупающей части линейки
(смотри не сломай ее!).
Это потому...
...что воздух давит на поверхность листа. Так
как поверхность большая, количество воздуха
над ней достаточно велико, чтобы не
позволить листу подняться, несмотря на силх
твоего хдара.
8
Воздух поднимает воду
Требуется
• тазик
• стакан
• вода
Результат
Вода в опрокинутом стакане поднимается
выше уровня воды в тазике.
Ход опыта
1 Опусти стакан
в воду и
опрокинь его
донышком вверх.
Теперь
поднимай
стакан, но так,
чтобы его края не
достигали
поверхности воды
в тазике.
Это потому...
...что давление воздуха на поверхность воды
в тазике вталкивает воду в стакан. Если мы
оторвем стакан от поверхности воды,
в стакан начнет поступать воздух. Давление
выровняется, и стакан опустеет.
Воздух давит на все пов^ рхности, с которыми он
соприкасается.
9
ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА
Давит ли воздух только сверху вниз?
Сильнее воды
Требуется • тонкий стакан с гладким бортиком • глянцевая открытка или кусочек глянцевого картона такого же размера • вода • раковина, над которой мы будем проводить опыт Ход опыта _ IB Наполни стакан водойГх. г д' Ж Су Плотно накрой стакан ~~ глянцевой ’ стороной . у:А \ открытки \ (можешь предварительно « *1 ее смочить). | 1 Сила присосок Когда ты прижимаешь присоску к гладкой поверхности, воздух вытесняется. Давление воздуха снаружи крепко держит резиновую присоску на поверхности. Если ты приподнимешь край присоски, то внутрь проникнет воздух, и присоска отвалится, потому что давление внутри и снаружи выровняется. Проверь сам, на каких поверхностях присоски держатся лучше, а на каких хуже. 0 Придерживая рукой открытку; Cz опрокинь стакан. Д 1ёперь отними ^руку- " ИЙ || г IV v JL’Л Результат Открытка крепко держится на стакане, и вода из стакана не выливается. Это потому... ...что давление воздуха, оказываемое снизу на открытку, больше, чем вес воды внутри стакана. Поэтому открытка плотно прижата к стаканх и не позволяет воде вылиться. f у, 1, Г Ты узнаешь, что присоски крепятся только к очень гладкой поверхности. Если поверхность шероховатая, то воздух проникает под присоску и она отпадает.
Воздух оказывает давление во всех направлениях,
даже снизу вверх.
ю
/УВЛЕНИЕ ВОЗДУХА
Давит ли на нас слой воздуха, находящийся над Землей?
Отпечатки
Равновесие сил
Требуется
• пластилин
• стеклянная бутылка с водой, закрытая
пробкой
Ход опыта
1 Разомни пластилин и сделай из него
тонкую лепешечку — подставку под
бутылку.
С^) Ровно поставь бутылку на пластилин.
3 Теперь поставь бу гылку горлышком
вниз.
Атмосферное давление
определяется весом всего
воздуха над нами. Оно давит на
все, что находится на земной
поверхности. Возникает
вопрос: почему оно нас не
раздавит? Потому что
внутри нашего тела, как
и у всех живых существ
и во всех предметах,
находится воздух,
который давит
изнутри,
уравновешивая таким
образом атмосферное
давление. Благодаря этому равновесию сил мы
и не замечаем воздействия атмосферного
Результат
Отпечаток, оставленный на пластилине
донышком, будет менее глубоким, чем
отпечаток, оставленный горлышком.
Это потому...
...что в первом случае опорная поверхность,
на которую распределялся вес бутылки, была
большой. Во втором случае тот же вес
распределялся на значительно меньшей
поверхности. Поэтому и отпечаток глубже.
Давление, оказываемое телом, зависит от
размера его опорной поверхности. Теперь ты
понимаешь, почему лыжи не позволяют тебе
провалиться в снег!..
давления на нас.
Изменение давления
Атмосферное давление в горах меньше, чем над
уровнем моря. Чем выше в горы, тем более
тонким и разреженным становится слой воздуха
над нами. Поэтому атмосферное давление
уменьшается. Изменяется давление и под водой:
чем глубже опускаешься, тем сильнее ощущается
вес воды, находящейся над тобой. Атмосферное
давление меняется также в зависимости от
температуры (горячий воздух весит меньше, чем
холодный) и от влажности (воздух,
насыщенный водяными парами, весит
больше, чем сухой). Для
определения атмосферного
давления были созданы
специальные приборы —
барометр и альтиметр.
Барометр используется
для измерения
атмосферного давления
и для прогнозирования
погоды.
Атмосфера оказывает равномерное давление на все тела
и предметы. Это давление уравновешивается давлением
воздуха, находящегося внутри тел.
ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА
Можно ли сжать воздух?
Сжать воздух
Требуется
• шприц без иглы
Ход опыта
Сила сжатого воздуха
В шинах сжатый воздух в состоянии выдерживать
вес мотоцикла, автомобиля, большегрузных
машин. Благодаря своей упругости сжатый воздух
смягчает толчки, вызванные неровностями дороги.
~| Возьми шприц и набери в него воздуха.
2 Закрой пальцем отверстие и сильно
надави на поршень. Потом, не открывая
отверстия, отпусти поршень.
Результат
Сначала поршень будет опускаться с трудом,
потом совсем остановится. Палец, которым
ты закрываешь отверстие, почувствует
сильное давление. Когда ты отпустишь
поршень, он вернется в первоначальное
положение.
Это потому...
Вертолет и парашют используют упругость
сжатого воздуха. Лопасти вертолета при
вращении толкают воздух вниз и
сжимают его. В результате
образуется сила, направленная
вверх. Это позволяет вертолету
взлететь. Форма парашюта
такова, что он собирает и
сжимает под своим куполом
большое количество воздуха,
давление которого направлено вверх.
Этого давления хватает, чтобы
затормозить падение и осуществить
медленный спуск. СВП — это судно на
воздушной подушке. Оно может передвигаться
как по воде, так и по земле. Обычная пипетка
и реактивный двигатель тоже работают благодаря
воздуху, сжатому в небольшом пространстве.
Когда ты отпускаешь незавязанный воздушный
шарик и он взмывает вверх, то ты тоже имеешь
дело со сжатым воздухом.
...что воздух можно сжимать; поршень
заставляет воздух сжаться. Сжатие усиливает
давление воздуха, то есть давление на палец
и на поршень. Поршень возвращается
в первоначальное положение потому, что
сжатый воздух стремится расшириться.
При этом давление уменьшается.
Если ты повторишь опыт, заполнив
шприц водой, то увидишь, что
поршень не двинется с места.
12
ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА
Реактивный воздушный шарик
Требуется
• шпагат
• скотч
• воздушный шарик
• трубочка для коктейля
Ход опыта
1 Пропусти шпагат или прочную нить
через трубочку. Концы шпагата привяжи.
хорошо натянув, через всю комнату
(например, к ручке двери или к батарее).
Освободи отверстие шарика.
Результат
Шарик быстро начнет перемещаться вдоль
шпагата.
. - ।
Надуй шарик.
ЗС помощью скотча прикрепи его под
трубочкой (см. рис.) и сдвинь в конец
шпагата.
Это потому...
...что когда отверстие в шарике открылось, из
него вырвалась струя сжатого воздуха. Она
создала реактивную силл толкнувшую шарик
в обратном направлении.
Сила реакции
Когда ты идешь, ты отталкиваешься от земли ногами.
Когда гребешь — отталкиваешься от воды веслами. Ты
толкаешь назад — тебя толкает вперед. Но как же летит
ракета в космосе? Ей ведь не от чего отталкиваться в
пустом пространстве! Встань на коньки, простые или
роликовые, и с силой отбрось от себя мяч. Он полетит
вперед — ты поедешь назад! И чем тяжелее мяч, чем
быстрее он полетит, тем больше будет толкающая тебя
сила реакции. Вот и ракета выбрасывает назад струю
горящих газов и за счет силы реакции летит вперед.
Так же летит и реактивный самолет.
Воздух можно сжимать; <жда сжатого воздуха может
поддерживать и передвигать значительные грузы.
13
Холодный
и горячий воздух
Огромные массы холодного и горячего
воздуха перемещаются в атмосфере.
Метеорологи изучают их, чтобы
прогнозировать температуру воздуха, дожди
и ураганы. Эти атмосферные явления, так же
как и ветер, который постоянно дует по всей
поверхности Земли, зависят от нагревания - »
воздуха Солнцем. _ _- _
Что происходит с воздухом при его нагревании?
Попробуем нагреть и охладить воздух
Требуется
• воздушный шарик
• пустая бутылка
• тазик с горячей водой (будь осторожен
с горячей водой!)
Ход опыта
1 Пустой
воздушный шарик
надень на горлышко
бутылки.
Результат
Шарик надувается.
Это потому...
...что воздух,
как и все вещества,
состоит из мельчайших движущихся частиц —
молекул. Молекулы при нагревании
удаляются одна от другой. Воздух в бутылке
расширяется, ему требуется дополнительное
пространство. Поэтому он проникает
в шарик и надувает его.
ЗА теперь поставь
бутылку под струю
холодной воды.
Результат
Шарик опадает.
Это потому...
...что воздух, охлаждаясь, сжимается (то есть
его молекулы сближаются) и занимает
первоначальное место в бутылке.
14
Волшебный стакан
Требуется
• стакан
• книга
• дощечка с полированной поверхностью
• вода холодная и горячая
Результат
Когда стакан смочен холодной водой, он
тихонько смещается вниз, а затем
останавливается. Когда стакан смочен
горячей водой, он быстро скользит по доске
Ход опыта
1 Положи на стол книгу, на нее с небольшим
наклоном положи дощечку; намочи
стакан, опрокинь и поставь его, как показано
на рисунке.
до самого конца.
Это потому...
... что воздух в горячем
стакане расширяется и чуть-
чуть приподнимает стакан.
Поэтому стакан быстро
скользит вниз, не встречая
на своем щти трения.
Осторожно с баллончиками-
распылителями!
2 Теперь намочи стакан горячей водой
н поставь его так же, как в первый раз.
На баллончиках-распылителях можно прочесть:
«Не допускать воздействия солнечных лучей
и нагрева выше 50°». Проделав описанные
опыты, ты поймешь значение этого
предупреждения. Сжатый газ в баллончике при
нагревании расширяется, и баллончик может
взорваться!
Воздух при нагревании расширяется и стремится занять
больше места, чем холодный воздух.
15
ХОЛОДНЫЙ И ГОРЯЧИЙ ВОЗДУХ
Весит ли горячий воздух столько же, сколько холодный?
Спираль
Требуется
• квадрат из бумаги (размером не меньше
13 X 13 см)
• карандаш
• ножницы
• шпагат длиной 20 см
• источник тепла: очень горячая батарея или
электроплитка (при условии, если
разрешат родители)
Результат
Спираль начнет вращаться вокруг своей оси.
Это потому...
. .что под воздействием источника тепла
воздух нагрелся и поднимается вверх. Дойдя
до спирали, он давит на ее витки и придает
им вращательное движение.
Ход опыта
1На бумажном
квадрате нарисуй
спираль, как показано
на рисунке, и вырежи
ее.
2 В центре спирали сделай отверстие,
пропусти через него шпагат и завяжи его
узелком.
/
3 Подвесь спираль
над источником
тепла
Горячий воздух для полетов
г _
Горячим воздух внутри воздушного шара менее
плотен, чем холодный воздух атмосферы.»
Следовательно, пока воздух в воздушном шаре
горяч, шар остается на высоте.
Первыми придумали использовать горячий
воздух для создания летательного аппарата
братья Монгольфье. В XVIII в. они создали
первые воздушные шары из промасленной
бумаги. Они сжигали солому, а горячий воздух
направляли в отверстие шара.
В 1783 г. два человека впервые совершили
полет на таком воздушном шаре.
16
ХОЛОДНЫЙ И ГОРЯЧИЙ ВОЗДУХ
Полет под парусом
Полет на планерах — аэропланах без мотора —
иногда называют полетом под парусом. Такие
полеты возможны благодаря наличию в атмосфере
восходящих потоков нагретого воздуха. Скорость
восхождения этих потоков превышает скорость
плавного снижения планеров.
До необходимой высоты планер буксируется
настоящим самолетом. Затем планер летит
самостоятельно, используя восходящие
воздушные потоки. Внутри потока он
поднимается по спирали. Затем свободно
планирует, пока не попадет в новый восходящий
поток. Опытный планерист должен хорошо
знать, как формируются и меняются восходящие
потоки, с тем чтобы, оставив один поток, попасть
в другой и продолжать, таким образом, полет.
Такой вид потоков еще называют термиками,
так как их вызывает нагревание воздуха.
Горячий воздух более легкий, чем холодный. Поэтому
он «всплывает» вверх.
17
ХОЛОДНЫЙ И ГОРЯЧИЙ ВОЗДУХ
Как распространяется тепло в воздухе?
Циркуляция воздуха
Требуется
• папиросная б\ мага
• ножницы
• шпагат
• скотч
Опыт проводится в теплой комнате зимой.
Ход опыта
1На кусочек
шпагата длиной
в 1 м навесь с
помощью скотча
тонкие полоски
папиросной бумаги.
2 Концы шпагата
закрепи внизу
окна, как показано
на рисунке.
3 Открой окно так, чтобы шпагат
натянулся, и посмотри, как движутся
бумажные полоски.
Результат
Полоски
отклоняются
в сторону комнаты.
Это потому...
...что их отклоняет
холодный воздух,
поступающий в
комнату с улицы.
4 Повтори опыт, только прикрепи
шпагат с полосками бумаги в верхней
части окна.
Результат
Полоски
отклоняются из
комнаты в сторону
улицы.
Это потому...
..что поступающий с
улицы холодный
воздух вытал кивает
наружу теплый
воздух, находящийся
в верхней части
комнаты.
Обогрев комнаты
Тепло переходит от горячих предметов к
холодным. В комнате горячая батарея греет
соприкасающийся с ней воздух. Нагревшийся
воздух поднимается вверх, а его место занимает
более тяжелый холодный воздух. Он, в свою
очередь, нагревается и тоже поднимается вверх.
Горячий воздух, поднимаясь вверх, занимает там
место уже остывшего воздуха, который
опускается вниз. И цикл возобновляется.
Это движение воздуха вверх, а потом вниз
называется конвекцией, что означает
«перемещение». Постоянное рассеивание тепла
от батарей происходит круглые сутки.
18
ХОЛОДНЫЙ И ГОРЯЧИЙ ВОЗДУХ
Как сберечь тепло
Требуется
• три одинаковые стеклянные банки
• три крышки
• шерстяной шарф
• несколько газет
• коробка высотой с банку
• горячая вода
• термометр для воды
2 Наполни банки очень горячей водой,
измерь температуру воды и закрой их
крышками.
3 Вынеси все три банки в холодное
место (на балкон или в холодную комнату)
на 30 минут.
4 После этого снова измерь температуру
в каждой банке.
Ход опыта
1 Первую банку оберни шерстяным
шарфом, вторую поставь в коробку
и со всех сторон плотно обложи мятой
газетной бумагой, третью банку оставь
открытой.
Результат
Больше всего вода остыла в третьей банке; в
первой и второй банках она остыла меньше.
Это потому...
...что первые две банки были укрыты и не
соприкасались с воздухом. Это замедляло
охлаждение воды.
Сберегать тепло
Существуют плохие и хорошие
проводники тепла. Хорошим
проводником являются металлы:
они легко принимают и передают
тепло (вот почему металлические
ручки у кастрюлек
на плите всегда горячие). Воздух
в свободном состоянии переносит
и рассеивает тепло. Заключенный
же в какой-то объем, он становится
плохим проводником тепла. Вот почему зимой
в окна вставляют вторые рамы: между стеклами
образуется воздушная прослойка, которая
становится преградой между теплом и холодом.
Шерстяные, пуховые и меховые изделия
выполняют ту же самую роль: они удерживают
много воздуха и тем самым сохраняют тепло. Даже
снег выступает в роли изолирующего материала:
он предохраняет от холода растения и животных
в норах.
В воздухе тепло передается с помощью восходящих и нисходящих
потоков воздуха, называемых конвекционными потоками.
19
ХОЛОДНЫЙ И ГОРЯЧИЙ ВОЗДУХ
Одинаковая ли сила давления у холодного и горячего воздуха?
Кто СОЖМЕТ БУТЫЛКУ?
Требуется
• полуторалитровая пластиковая
бутылка с пробкой
• горячая вода
Ход опыта
1 Наполни бутылку
горячей водой.
2 Несколько секунд сплетя
вылей вод\ и плотно закрути
пробку.
Результат
Через несколько минут бутылка
сожмется.
Это потому...
...что воздух внутри бутылки под
воздейс гвием тепла стал легче
и расширился. Потом он остыл,
и его давление в бу гылке стало
ниже, чем давление снаружи.
Давление наружного воздуха
смяло бутылку.
Взгляд сверху
Вокруг Земли возникают огромные
конвекционные потоки, зависящие
от солнечного тепла. Воздух
непрерывно перемещается из зон
высокого давления, где он более
тяжел и более холоден (например,
на полюсах), в зоны низкого
давления, где воздух более
теплый (экватор). Перемещение
этих огромных масс воздуха
создает ветры и изменения
погоды. Поэтому метеорологи
внимательно изучают эти
явления.
В зонах низкого давления можно
ожидать дождей, так как воздух
туда притекает, приносит влагу
и образует облака. Г зонах \
высокого давления можно ожидать \
сухую, ясную, солнечную погоду,
потому что расходящиеся оттуда ветры
выносят за пределы этой зоны дождевые
облака.
Фотография Западной Европы,
сделанная со спутника. Отчетливо виден
циклонический вихрь над Британскими
островами.
Теплый воздух расширяется, имеет меньшую плотность
и поэтому оказывает меньшее давление, чем холодный воздух.
20
ХОЛОДНЫЙ И ГОРЯЧИЙ ВОЗДУХ
Какая сила у ветра?
Сила ветра
Требуется
• кусочек легкого
картона
• карандаш
• ножницы
• кнопка
• палочка
Ход опыта
1 Придай кусочку
картона форму,
показанную на рисунке.
Это потому...
...что воздух давит на
отогнутые лопасти и создает
вращательное движение.
Ветряные мельницы и ветровые
электростанции работают по тому
же принципу: они подставляют ветру
Отогни вперед заштрихованные части.
Вертушка начинает быстро
вращаться.
Результат
лопасти, которые начинают вращаться.
В ветровых электростанциях энергия ветра
преобразуется в электрическую.
3 Свободно
прикрепи центр
вертушки к палочке
кнопкой.
4 Поверни палочку
таким образом,
чтобы на вертушку
попадал ветер .
Циклоны
Зоны низкого давления называются также
циклоническими. Погода здесь неустойчивая,
и очень часто возникают явления, которые
в разных странах называются циклонами,
ураганами или тайфунами. Тропические
циклоны — самые мощные метеорологические
явления. Перемещаясь, они сметают все на
своем пути. Скорость ветра при этом достигает
500 км/ч. Между тем в центре циклона {«глаз»
циклона) воздух спокоен, небо ясное, давление
очень низкое.
Ветер обладает большой сплошь Эту силу .можно использовать
как источник энергии. Однако ветер может приносить
и большие разрушения.
Полет
Каждый раз, когда мы видим самолет —
взмывающую в небо серебряную птицу, —
мы восхищаемся мощью, с которой он легко
преодолевает земное притяжение и бороздит
небесный океан с бесценным грузом на борту.
Как должно быть устроено крыло самолета,
чтобы выдержать большой груз? Какой должна
быть оптимальная форма крыла, рассекающего
воздух? Какие характеристики ветра помогают
самолету в его полете? Какую скорость может
развивать самолет?
По какому принципу создано крыло?
Внезапный порыв ветра
Требуется
• полоска бумаги шириной 10 и длиной
20 см
• лист бумаги
• две книги
Ход опыта
1 Поднеси полоску бумаги к губам и подуй
вдоль ее верхней поверхности.
Результат
Полоска
поднимается
вверх.
... что воздух, перемещающийся по верхней
поверхности полоски, оказывает меньшее
давление, чем неподвижный воздух,
находящийся под полоской. Вот он
и подсасывает полоску вверх.
2 Положи лист бумаги на книги,
лежащие на расстоянии 10 см друг
от друга, и подуй под лист.
Результат
Лист между книгами прогнется вниз.
Это потому...
...что движущийся воздух оказывает меньшее
давление, чем неподвижный воздух,
находящийся над листом.
22
Требуется
Волшебное дуновение^
два воздушных
шарика
нитки
трубочка для коктейля
Результат
Шарики приближаются
друг к другу.
Ход опыта
Это потому...
... что неподвижный воздух по краям шариков
оказывает более сильное давление, чем
1 Надуй оба шарика, завяжи ниткой и
попроси кого-нибудь подержать их перед
тобой. Расстояние между шариками — 30 см.
2 Подуй через трубочку между двумя
шариками.
движущийся воздух между ними Разность
давлений толкает шарики друг к другу.
Подъемная сила
Воздух на крыле
Сечение крыла
Воздух быстрее скользит по верхней, выгнутой части крыла,
у которого передний край выше заднего (это помогает
воздуху соскальзывать с крыла). Следовательно, давление
воздуха под крылом выше, поэтому оно толкает крыло вверх.
Сила, поддерживающая крыло, вызвана разностью давлений. Она
называется подъемной силой. Воздушный поток на крыле может
отводиться вниз с помощью закрылков или элеронов. Они позволяют
взлетать, делать виражи и летать на малой высоте даже при небольшой
В полете крыло самолета иод рживает подъемная сила.
Она вызвана повышенным давлением воздуха под крылом.
23
ПОЛЕТ
Какая форма лучше подходит для летательного аппарата?
Бумажный самолетик
Требуется
• два листа бумаги формата А4 (стандартная)
Ход опыта
1 Точно по инструкции и по рисункам
сделай из одного листа бумажный
самолетик.
расправь.
показано на верхнем
рисунке.
Запусти сначала развернутый лист
бумаги и проследи за его полетом.
3 Запусти самолетик
и проследи за его
полетом.
Результат
Развернутый лист бумаги летит по воздух}
беспорядочно и быстро падает па пол.
Бумажный самолетик, напротив, летит
долго и по правильной траектории.
Это потому...
...что форма бумажного
самолетика подходит для полета.
При скольжении вперед она
создает подъемную силл
Самолетик будет
подниматься, пока не
иссякнет сила, с которой ты
его запустил в воздух.
А простой лист бумаги
имеет слишком большую
опорную поверхность,
что не способствует
/ правильному полету.
24
ПОЛЕТ
Аэродинамическая труба
Можешь ли ты представить себе самолет в виде
куба? Или скоростной самолет, у которого
передняя часть имеет плоскую форму?
Машины, которые должны передвигаться
с большими скоростями, такие, например, как
самолеты или гоночные автомобили, имеют
форму, до минимума сводящую сопротивление
воздуха при их движении.
Аэродинамическая труба — это лаборатория,
в которой проверяются аэродинамические
характеристики машин. Макет машины (например,
автомобиля или самолета) устанавливается в
трубе, и на него направляется воздушная струя,
которая имитирует встречные потоки воздуха в
настоящем полете или на автостраде. На макете
устанавливаются датчики, показывающие
движение воздуха, наносятся химические
вещества, которые при нагревании меняют свой
цвет. По этим данным изучается соотношение
скорости машины и мощности, необходимой для
достижения этой скорости. Чем аэродинамичней
форма машины, тем ниже требуемая мощность.
Эти исследования внесли существенные
изменения в строительство военных и
гражданских самолетов. Чтобы лучше
приспособиться к высоким скоростям, прямое
крыло заменено стреловидным, дельтовидным или
с изменяемой геометрией. Все большее внимание
уделяется аэродинамической форме фюзеляжа.
Сверхзвуковые скорости
Обычные пассажирские самолеты летают со средней скоростью
800— 850 км/ч.
Самолеты, которые могут летать со скоростью выше, чем
скорость звука, называются сверхзвуковыми. Скорость
звука на высоте 1150м составляет 1050 км/ч.
Самый быстрый гражданский самолет в мире —
это «Конкорд». Его скорость составляет
2330 км/ч. Это 2,2 скорости звука. -
Военный реактивный самолет
«Локхид SR 71» летает со
скоростью, равной *•
скорости звука.
iFWTiin )ч |пн|п J Ц1Х
mriiiiiiirлшг — ь . _. ш 1-
Самолеты с хорошей аэродинамикой легко рассекают воздух,
который плавно соскальзывает со всех поверхностей самолета.
25
Воздух и горение
Только к концу XVIII в. ученые поняли, что воздух состоит из
различных газов. Наблюдая за поведением пламени при
ограниченном доступе воздуха, они открыли, что газы, входящие
в состав воздуха, ведут себя по-разному при горении.
Когда мы разжигаем огонь, мы дуем на него, чтобы оживить пламя,
но, если мы подуем на пламя свечки, она погаснет.
Далее ты узнаешь, какие условия необходимы для горения,
познакомишься с характеристиками газов, входящих в состав
воздуха, узнаешь о их происхождении.
ВОЗДУХ И ГОРЕНИЕ
Из чего состоит воздух?
Сжигаем воздух
Требуется
• глубокая тарелка
• свеча
• стеклянная банка
высотой больше
свечи
• вода
• чернила
• спички
• пластилин
Ход опыта
Это потому...
.что свеча при горении израсходовала часть
воздуха — кислород. Вода под давлением извне
вошла в банку и заняла место сгоревшего
кислорода. Но заполнить всю банку вода не
может, так как оставшаяся часть воздуха,
состоящая в основном из азота, по-прежнему'
занимает свое место.
1 Закрепи свечу на дне
тарелки с помощью пластилина.
2 Налей в тарелку немного воды и
добавь несколько капель чернил,
чтобы было наглядней.
3 Пусть кто-
нибудь из
взрослых зажжет
свечу. Закрой свечу
банкой.
Состав воздуха
Воздух состоит из кислорода {21 %), азота
(78%), водяных паров, углекислого газа
и других газов (1%).
Азот — инертный газ. Он не принимает участия
в процессах горения.
Азот
Кислород
Другие газы
Результат
Несколько
мгновений спустя
пламя свечи
погаснет, а вода из
тарелки войдет
в банку, заняв
примерно одну' пятую
часть ее высоты.
Процессы горения
Когда что-нибудь горит, происходит химическая
реакция, которая так и называется — горение.
Горение возможно только при наличии трех
элементов: тепла, горючего и окислителя
(вещество, поддерживающее горение).
В отсутствии одного из элементов пламя гаснет.
Когда мы с помощью спички зажигаем свечу, мы
производим тепло, необходимое кислороду
(окислителю), чтобы зажечь воск, которым
пропитан фитиль (горючее). Дуя на свечу, мы
удаляем тепло от горючего, и горение
прекращается. Совсем другое дело — огонь
в камине: когда мы дуем на него, то этого
воздуха не хватает, чтобы погасить огонь.
Напротив, мы поддерживаем огонь, так как
добавляем еще кислорода.
Воздух состоит из смеси газТУ*. В процентном отношении в нем
больше всего азота и кислорода.
27
ВОЗДУХ И ГОРЕНИЕ
Как получить кислород и углекислый газ?
Растение за работой
Требуется
• несколько веточек
• лоток
• стеклянная банка
• открытка
• вода
Ход опыта
1 Налей воды
в лоток.
2 Положи ветки
в стеклянную
банку, наполни
банку водой.
водяных растении
3 Закрой ________- -
горловину' банки ~ \
открыткой
и опрокинь банку,
придерживая
открытку рукой. Опусти банку в лоток.
4 Осторожно вытащи откры гку и поставь
лоток на солнце.
Результат
На листиках появляются пузырьки (они
заполнены кислородом). Пузырьки
поднимаются вверх.
Это потому...
...что листья водяных
растений, так же как
и растений, растущих на
земле, при солнечном
свете высвобождают
кислород. Мы провели
этот опыт в воде, чтобы
увидеть кислород,
который прозрачен
и невидим.
Фотосинтез
Л
Растения способны сами добывать себе пищу.
Они поглощают солнечный свет и углекислый газ,
соединяют их с водой в присутствии хлорофилле
(вещества, которое окрашивает листья в зеленый
цвет) и получают кислород и глюкозу — сахар,
который и составляет их пищу. Этот процесс
называется фотосинтезом, он происходит только
днем. Ночью растения поглощают кислород. Без
растений жизнь человека и всех живых существ
была бы невозможна.
Чем мы дышим?
Когда мы делаем вдох, в наш организм
поступает воздух, содержащий кислород.
Из легких кислород проникает в кровь и там
принимает участие в химических реакциях по
сжиганию пищи. Углекислый газ является
отходом этих химических процессов, и при
выдохе мы удаляем его из организма. Этим
газом пользуются растения для фотосинтеза.
Кислород и углекислый газ постоянно
поглощаются и выделяются живыми существами.
28
ВОЗДУХ И ГОРЕНИЕ
Углекислотный огнетушитель
Требуется
небольшая, как на рисунке, трубочка
из картона
тарелка
стакан
свеча
спички
ложка
уксус
сода
пластилин
Ход опыта
1 Закрепи
пластилином свечу
на тарелке. Попроси
взрослых зажечь
3 Когда в уксусе появятся
пузырьки газа, поднеси один
конец картонной трубки к свече
(осторожно с огнем!), а другой
приставь к стакану; как будто
хочешь налить пузырьки в трубку.
Результат
Пламя свечи гаснет.
Это потому...
...что пузырьки, образовавшиеся
в стакане при взаимодействии
соды и уксуса, не что иное, как
углекислый газ. Он тяжелее
воздуха и поэтому спускается вниз
по трубке, удаляет от пламени
кислород и прерывает процесс
горения. Многие огнетушители,
используемые для тутпения
некоторых типов пожаров
(например, возникших из-за
неисправности электроприборов),
также содержат утлекислый газ.
Они называются углекислотными
огнстушитсл ям и.
2 Положи в стакан чайную ложку соды
и добавь уксус (*/ стакана).
Углекислый газ в пище и напитках
Дырки в сыре обязаны своим происхождением
углекислому газу, образующемуся при брожении
молока. Изделия из дрожжевого теста тоже имеют
дырочки. Ведь тесто поднимается благодаря
возникновению пузырьков углекислого газа. Его
используют при изготовлении прохладительных
напитков (газировки), а в твердом состоянии — как
лед для хранения продуктов. Ты никогда не
пробовал положить кусочек сухого льда в воду?
На твоих глазах возникнет множество волшебных
пузырьков, брызжущих в разные стороны...
Растения вырабатывают кислород, а при дыхании людей
и животных выделяется углекислый газ.
29
Звуки
В повседневной жизни мы окружены звуками
и шумами. Они помогают нам понять все, что
происходит вокруг нас. Когда мы не видим
источник звука, расшифровать его происхождение
помогает мозг. Звуки производятся вибрирующими
предметами. Положи руки на горло, скажи что-
нибудь, и ты почувствуешь, как вибрируют твои
голосовые связки. 11о каким образом мы
воспринимаем звуки? Как они доходят до нашего
уха? Что требуется для распространения звука?
Как распространяются звуки?
Звук можно увидеть
Требуется
• лист целлофана
• резинка
• пластмассовая миска
• кастрюля
• деревянная ложка
• кр\ тнозернистая сол
Ход опыта
1 Накрой миску
куском целлофана
(или полиэтилена),
закрепи резинкой
и натяни, как барабан.
2 Насыпь соль на
натянутый лист.
3 Поднеси к миске
кастрюлю (они не
должны соприкасаться)
и несколько раз ударь
по кастрюле
деревянной ложкой.
Результат
Кр\ пицы соли начнут подпрыгивать.
Это потому...
...что удар ложкой по кастрюле производит
колебания, заставляющие колебаться
окружающий воздух, порождая звуковые
волны. Эти волны ударяются в миску; она
начинает колебаться и заставляет
подпрыгивать соль.
Почему мы слышим звуки?
Наше ухо — сложный прибор. Оно улавливает
звуковые волны и направляет их на барабанную
перепонку — очень чувствительную мембрану,
которая под действием звука начинает
колебаться. Эти колебания
передаются на внутреннее
ухо. Оттуда звук в виде
нервных импульсов
направляется в мозг,
который их
расшифровывает.
30
Как увидеть колебания
Требуется
• палка (ручка от швабры)
• шесть шариков для пинг-понга
• шесть кусочков шпагата,
длиной 50 см каждый
• два стула
• скотч
Результат
Bie шарики придут в движение; последний,
Ход опыта
1 Положи палку на спинки стульев, как
показано на рисунке.
2 Скотчем прилепи каждый шарик к
шпагату, а друтой конец шпагата прикрепи
к палке. Шарики должны быть строго на
одной высоте и касаться друг друга.
3 Отведи крайний шарик подальше
в сторону (шпагат должен быть натянут)
и потом отпусти его так, чтобы он попал
в соседний шарик
шарик в ряду отскочит от других.
Это потому...
...что первый шарик передает движение
второму, второй — третьемс. и так далее.
Поведение молекул воздуха, передающих
звуковые колебания, очень похоже на
поведение шариков: колеблющееся тело
воздействует на окружающий воздух,
и колебания благодаря упругости воздуха
передаются от одного слоя воздуха к другому.
до нашего уха благодаря
колебаниям воздуха.
31
ЗВУКИ
Только ли по воздуху распространяются звуки?
- -----------
На манер краснокожих индейцев Звуки и вода
Требуется
• механические ручные часы
• стол
Ход опыта
1 Поднеси часы к уху и послушай, как
они тикают. Постепенно удаляй часы от
чтса, пока не перестанешь слышать их ход.
Положи часы на стол и на расстоянии,
которое замерил ранее, прислони ухо
К СТОЛ}'.
Результат
Ты отчетливо слышишь тиканье часо<
Это потому...
...что твердые тела передают звук лучше, чем
воздух. Звук хорошо распространяется через
кирпичные стены и оконные стекла.
Звуки под водой усиливаются. Тебе
приходилось плавать в море на спине?
Лежа в воде на спине, можно услышать шум
своего дыхания. А если бросишь в воду пару
камушков, то звук будет достаточно сильный.
В воде скорость распространения звука почти
в пять раз быстрее, чем в воздухе!
С разной а
По воздуху звук
скоростью 340 м/с, в воде звук за одну секунду
проходит путь в 1500 м, в стали — 5000 м,
в железе — 4800 м. Свет намного быстрее. За
секунду он проходит 300 000 км. Поэтому во
время грозы ты сначала видишь молнию, а чуть
позже доносятся раскаты грома.
распространяется со
Звуки распространяются в твердых телах и в жидкостях
быстрее, чем в воздухе.
32
ЗВУКИ
Немного о струнных инструментах
Музыкальные резинки
Требуется
• алюминиевая ванночка
• резинки различной толщины
• два карандаша
Ход опыта
1 Натяни вдоль ванночки резинки на
расстоянии 1 см одна от другой
и подергай их, как струны у гитары.
2 После этого подложи под резинки по
краям ьанночки два карандаша.
Результат
В первом случае слышится глухой,
непонятный звук. Во втором случае звуки
будут значительно чище.
Это потому...
...что в первом случае колебаниям резинок
мешают бортики ванночки. Карандаши
выполняют ту же роль, что и порожки у
гитары, то есть поднимают резинки повыше.
В этом случае резинки лучше колеблются и
заставляют колебаться воздух в ванночке. Звук
становится более насыщенным и четким.
Здесь присутствует эффект резонанса,
который используется в мандолинах, скрипках
и фортепьяно: все они имеют резонаторы.
Опасный резонанс
Два камертона считаются одинаковыми, если
издают одну и ту же ноту, то есть совершают
одинаковое количество колебаний за
одинаковое время. Если мы заставим звучать
один камертон, то через какое-то время
зазвучит и второй. Под влиянием колебаний
воздуха от первого камертона, то есть
вибрации, которая соответствует его
собственной частоте, второй камертон войдет
в резонанс с первым.
Каждый предмет, способный колебаться, имеет
свою естественную частоту; он начинает
вибрировать от контакта со звуковой волной,
у которой та же частота колебаний, что и у
него. Это поможет тебе понять, почему иногда
рушатся мосты. Это случается, когда колебания,
вызванные движением людей, транспдрта
или ветра, совпадают с частотой
вибрации самого моста. Тогда
мост тоже начинает
вибрировать, что
опасно для его
конструкций...
Струнные инструменты имеют резонатор, в котором вибрирует
воздух. Благодаря этому звучание инструмента усиливается.
33
Это ЛЮБОПЫТНО
Метеостанции
Человек и авиация: хронология
Заранее знать погоду очень важно для сельского
хозяйства, для кораблей в открытом море, для
самолетов. В наше время прогнозы погоды
печатаются в газетах, сообщаются по радио
и телевидению. За ними внимательно следят
множество людей начиная от диспетчеров
аэропортов до турагентов, организующих
экскурсии. Современные технологии позволяют
составлять довольно точные прогнозы на срок до
5 дней и больше. На метеостанции (около
1900 наземных и до 800 расположенных
на разных высотах в воздухе) поступают данные
со специальных самолетов и метеозондов.
Спутники делают фотоснимки воздушных масс,
определяют их температуру. Данные
обрабатываются компьютером, который выдает
различные варианты развития ситуации.
Магдебургские полушария
В XVII в. физик из Магдебурга (Германия)
Отто фон Герике специальным насосом сумел
выкачать воздух из емкости, состоящей из двух
полусфер. Внутри этих полусфер, соединенных
вместе в подобие шара, образовался вакуум.
Края полусфер прилегали друг к другу настолько
плотно, что 16 лошадей (по восьми с каждой
стороны) не могли их разъединить.
1783 г. — Во Франции впервые поднялся воздушный
шар, наполненный горячим воздухом. Его назвали
монгольфьер, по имени изобретателей, братьев
Монгольфье.
1852 г. — Француз Жиффар построил дирижабль
и полетел на нем. Винт дирижабля приводился
в движение паровым двигателем. Мягкая оболочка
наполнялась легким газом (водородом или гелием).
1900 г. — Немец Цеппелин впервые построил
дирижабль с жесткой оболочкой.
1903 г. — Братья Райт построили первый самолет
с бензиновым двигателем, успешно пролетели на нем
59 секунд.
1927 г. — Американец Линдберг выполнил первый
беспосадочный перелет через Атлантический океан за
33 часа и 29 минут на моноплане с одним мотором.
1931 г. — Два американских пилота, Пост и Гетти,
облетели (с остановками) вокруг Земли на
одномоторном самолете.
1939 г. — Инженер Сикорский проектирует первый
вертолет, маневренность и надежность которого
не уступает современным.
1952 г. — Военные американские вертолеты
совершают перелет через Атлантический океан
за 42 часа.
1957 г. — Военный самолет «Боинг-Б52» совершает
беспосадочный перелет вокруг Земли за 45 часов
и 19 минут.
1976 г. — Сверхзвуковой самолет «Конкорд»,
построенный французами и англичанами, соединяет
Париж и Лондон с Вашингтоном. Время в пути —
Барометр Торричелли
Итальянец Эвангелиста Торричелли в XVII в.
первым определил величину давления воздуха. Он
заполнил узкий, длинный, градуированный сосуд
ртутью. Закрыл пальцем горловину и погрузил
сосуд в чашу, тоже заполненную ртутью. После
этого он открыл отверстие. Ртуть опустилась до
отметки 76 см и остановилась. В этот момент
атмосферное давление, оказывающее давление на
ртуть в чаше, выровнялось с давлением столба
ртути внутри сосуда. При этом вес столба ртути
высотой 76 см и сечением 1 см2 составлял
1,033 кг. Так Торричелли установил, что
давление атмосферы чуть больше килограмма на
1 см2 (1кг/см2). Измерительный прибор для
определения давления воздуха, изобретенный
Торричелли, называется барометром.
Как движется вода? Почему капли круглые? Почему
некоторые тела тонут, а другие плавают? Почему идет
дождь? Что происходит с веществом, растворенным в воде?
На все эти и на множество других вопросов ты найдешь
ответы на страницах следующей главы, посвященной гемам:
Сила воцы • «Кожа» воды
Тонет или не топ^|Р^ Превращения воды
Водные растворы
Сила воды
Вода, как все жидкости, не имеет собственной формы. Если
дать ей волю, она займет все возможное пространство.
Вода течет вниз под воздействием силы тяжести, а при падении
с высоты ее сила может превращаться в электроэнергию.
Медленно и незаметно вода поднимается по стволу растения,
поддерживая его жизнь.
На следующих страницах ты сможешь с помощью опытов
убедиться в необыкновенных свойствах воды: способности
проникновения, силе давления воды и ее способности двигаться
при нагревании.
36
СИЛА ВОДЫ
Как
движется вода
Вода поднимается вверх
Требуется
• ветка сельдерея длиной около 20 см
с листиками
• стеклянная банка
• вода
• чернила красные или синие
Ход опыта
1 Налей в банку воду и подкрась ее
несколькими каплями чернил.
Цветок, распустившийся на воде
Требуется
• лист бумаги
• цветные карандаши
• ножницы
• глубокая тарелка с водой
Ход опыта
1 Вырежи из бумаги звезду как на
рисунке, и раскрась ее.
2 Опусти
в подкрашенную
воду ветку сельдерея
и поставь банку
в теплое место.
Результат
Несколько часов
спустя и ветка, и
листики приобретут
цвет чернил.
Это потому...
Загни лепестки по пунктирным
линиям внутрь.
Положи бумажный
цветок в тарелку
с водой.
Результат
Цветок постепенно
раскроется.
...что на срезе ветки сельдерея ты можешь
увидеть маленькие дырочки, через которые
подкрашенная водгх поднялась к листьям.
Вода в тонких трубочках поднимается вверх,
словно что-то ее притягивает. Это явление
называется капиллярностью. Оно позволяет
корням растений всасывать воду из почвы и
наравлять ее к листьям. Таким же способом
ты можешь окрасить белые цветы.
Это потому...
...что вода в силу
капиллярности
проникает в самые
маленькие пустые
про( транства между
волокнами бумаги и
заполняет их. Бумага
набухает, сгибы на ней
распрямляются, и
цветок распускается.
Как правило, вода стремится вниз, но по капиллярам
она может подниматься вверх.
37
СИЛА ВОДЫ
Можно ли увеличить силу воды?
Вес воды
Требуется
• две пластмассовые
бутылки
• гвоздь
• скотч
• вода
Ход опыта
Заклей отверстия
скотчем.
3 Затем наполни
бггылки водой
и сними скотч.
Результат
1С помощью гвоздя
сделай вертикальный ряд
отверстий на одной бутылке
и горизонтальный — на
другой. Отверстия должны
быть одного размера
(см. рис.).
Струйки воды,
выбрасываемые из
бутылки с
горизонтальными
отверстиями, будут одной
длины. В бутылке
с вертикальными
отверстиями дальше всего
выбрасывается вода из
нижнего,
а ближе всего —
из верхнего отверстия.
Это потому...
Исследование морских глубин
Для проведения научных исследований на
больших глубинах пользуются батискафом.
Это погружаемый аппарат с двигателем,
емкостями, помещением для экипажа из
одного или двух человек. На борту имеются
приборы для наблюдения, они расположены
в кормовой части. Чтобы батискаф мог
выдержать огромное давление воды на
большой глубине, его корпус делают
из очень прочной стали. При
погружении емкости
наполняют водой. Для
всплытия сбрасывают
балласт.
Рекорд глубоководного
погружения поставил
батискаф «Триест-2»,
который достиг глубины
11 022 м в Тихом океане
...что вода имеет вес, она давит на стенки
и дно бутылки. Поэтому она выдавливается из
отверстий с определенной силой. Эта сила
будет тем больше, чем больше вес воды над
выходным отверстием, то есть там где больше
глубина воды.
38
СИЛА ВОДЫ
Самый простой фонтан
Требуется
• резиновая или пластмассовая трубка
• скотч
• стеклянная трубочка пипетки
• воронка
• вода
Ход опыта
1С помощью скотча к одном}7 концу
трубки прикрепи воронку,
а к дру тому — пипетку.
3 Опусти конец
трубки с пипеткой
и убери палец.
Результат
Из пипетки вырывается
струйка воды. Чем выше
ты поднимешь воронку,
тем выше забьет
фонтанчик.
Это потому...
...что в плече трубки с воронкой
столб воды выше, чем в плече
с пипеткой. Этот более высокий
столб оказывает давление, и вода с силой
вырывается из пипетки. Если поднять
вороню/ выше, столб воды увеличится,
и фонтанчик забьет еще сильнее.
С1 Закрои пальцем отверстие пипетки
и через воронку наполни трубку водой
(работай над раковиной).
Естественная сила
воды
Вот уже много веков люди
используют энергию воды:
она вращает колеса мельниц.
С гор вода течет вниз, и ее
давление используется для
производства электроэнергии
на гидростанциях.
Под давлением большого столба воды ее сила увеличивается.
39
СИЛА ВОДЫ
Почему тепло приводит воду в движение?
Вода и тепло
Требуется
• прозрачная емкость
• маленькая стеклянная баночка
с пробкой
• цветные чернила
• вода
Ход опыта
1, Наполни емкость
холодной водой.
Капни несколько
капель чернил
в маленькую баночку,
наполненную горячей
водой (осторожно, не обожгись!) и закрой
баночку.
J
3 Опусти баночку на дно большой
емкости и сними крышку. „ -
Результат
Окрашенная вода выходит из баночки и
поднимается вверх. Через небольшое время
окрашенная вода смешивается с холодной
и опускается вниз.
Это потому...
...что вода состоит нз маленьких частиц,
называемых молекулами. Тепло увеличивает
скорость их движения. Они отталкиваются
друг от дру га. Вода становится менее плотной
и поэтому более легкой. Вот почему
окрашенная горячая вода плавает над
холодной. Как только вода остынет, она
смешается с остальной водой.
Как нагревается вода в кастрюле
Обычно кастрюли делают металлическими, так как
металл хороший проводник тепла. Он быстро
накапливает и передает тепло. Кастрюля
нагревается от контакта с огнем и нагревает воду на
дне кастрюли. Горячая вода поднимается вверх,
холодная занимает ее место, затем она нагревается
и тоже поднимается вверх. Эти восходящие и
нисходящие движения воды распространяют тепло
на всю остальную воду в кастрюле. Такое
перемешивание называется конвекцией. В воздухе
тепло передается таким же образом.
40
СИЛА ВОДЫ
Почему аквалангисты надевают
специальные гидрокостюмы?
Вода, так же как и воздух, не является хорошим
проводником тепла. Гидрокостюм создает вокруг
аквалангиста слой воды, который препятствует
охлаждению тела. Кроме того, сам костюм
сделан из особого изолирующего материала,
являющегося плохим проводником тепла.
Морские течения
Все океаны пересекаются постоянными теплыми
и холодными течениями. Настоящие реки текут
в океанах, влияя на морскую биологическую
среду и на климат всей Земли.
Течения порождаются ветрами, перепадами
температур и солености морской воды. Холодные
потоки воды (более плотные и тяжелые) берут
начало в полярных морях и протекают по дну
океанов; теплые течения (менее плотные и более
легкие) зарождаются в тропических и
экваториальных морях и движутся по поверхности.
Течения перемешивают воду, доставляют
кислород в морские глубины, равномерно
распределяют минеральные соли, способствуют
развитию жизни.
Они определяют климат, влияя на температуру
омываемых берегов. Так, теплое течение
Гольфстрим зарождается в Карибском море,
достигает берегов Европы и смягчает их климат.
Холодное течение Лабрадор, наоборот,
охлаждает Атлантическое побережье
Соединенных Штатов, что приводит к очень
суровым зимам.
Нагреваясь, вода расширяется, становится легче
и поднимается вверх в окружающей холодной воде.
41
«Кожа» воды
Вода — жидкое вещество: ее можно разливать,
в нее можно погружать предметы. Молекулы
воды при движении не отдаляются друг от друга,
потому что взаимно притягиваются.
Молекулы на поверхности воды, не имея над собой
других молекул, связаны друг с другом значительно
крепче. 11 это так называемое поверхностное
натяжение позволяет некоторым существам,
например водомеркам, бегать по воде. А ты
благодаря этому явлению можешь пускать мыльные
пузыри.
Почему капли воды круглые?
Плавающая иголка
Требуется
• пинцет
• иголка
• стакан
• вода
Ход опыта
1 Наполни
стакан до краев.
Это потому...
... что молекулы на поверхности воды
образуют пленку, способную выдержать вес
легкого тела. Это явление называется
поверхностным натяжением.
Когда ты наполнишь стакан до краев,
присмотрись поближе к поверхности воды: если
вода готова перелиться через кромку стакана, то
ее поверхность выпукла. Поверхностное
натяжение стремится заключить воду как бы
в мешочек.
2 Пинцетом возьми иглу и осторожно
положи на поверхность воды в стакане.
Результат
Игла лежит на
поверхности воды.
(Может случиться, что
игла утонет. Тогд.
повтори опыт. Клади
иглу медленно,
в горизонтальном
положении.)
Если воды совсем мало, то
поверхностное натяжение
придает ей форму’
Барьер из ткани
Требуется
• носовой платок
• резинка
• стакан
• вода
Ход опыта
1 Намочи
и выжми
носовой платок.
Наполни водой----
стакан.
Прогулки по воде
Это потому...
...что, когда ты смочил платок водой, она
заполнила все пространство между
волокнами ткани и благодаря
поверхностному натяжению создала
непроходимый барьер для воды из стакана.
Слипшиеся мокрые волосы или мокрый
песок на пляже, из которого можно
построить замок, — еще одно проявление
поверхностного натяжения.
3 Накрой стакан платком, закрепи
платок резинкой и хорошо натяни его.
4 Быстрым движением опрокинь стакан
(работай над раковиной).
Результат
Вода не выливается из стакана, как будто бы
платок сделан из непроницаемой ткани.
Жук-водомерка и ему подобные насекомые,
живущие у прудов, имеют длинные ножки,
покрытые волосками. Эти насекомые пользуются
поверхностным натяжением, чтобы бегать
по воде в поисках пищи.
Поверхностная пленка
прогибается под их тяжестью,
но она достаточно прочна,
чтобы выдержать их вес
и не лопнуть.
Поверхностное натяжешЛ воды создает пленку, которая
превращает малые количества воды в круглые капли.
43
КОЖА» ВОДЫ
Как действует на воду мыло?
---------------------------
Дырки в воде
Требуется
• тальк
• вода
• жидкое мыло
• тазик или раковина
Ход опыта
1 Наполни
"тазик водой.
2 Посыпь поверхность
воды тальком.
3 Попробуй проткнуть
поверхность воды
4 Обмакни палец в жидкое мыло (только
делай это подальше от тазика, чтобы
мыло не попало в воду), опусти намыленный
пааец в воду недалеко от края тазика.
5 Проткни пальцем поверхность воды,
покрытую тальком.
Результат
При первом погружении намыленного
пальца тальк быстро удаляется от этого места
При последующих погружениях пальца
в тальке остаются дырки.
Это потому...
Результат
Как только ты вытаскиваешь палец, вода
снова смыкается, восстанавливая пленку.
Это потому...
...что действие поверхностного натяжения
довольно сильное и прерывается только в тот
момент, когда ты погружаешь в воду’ палец.
...что мыло уменьшает силу поверхностного
натяжения в месте погружения пальца.
На остальном пространстве i юверхностное
11атяжение оказывается сильнее, оно
притягивает и удерживает тальк.
Дырки, оставленные мыльным пальцем, не
затягиваются потому; что мыло препя гствует
притяжению молекул и i пенка не
восстанавливается. Если ты захочешь повторить
опыт, надо сменить воду.
44
КОЖА « ВОДЫ
ЛОДК X С МЫЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Требуется
• тазик или раковина
• кусочек картонки
• ножницы
• жидкое мыло
• вода
Ход опыта
1 Наполни газик
(раковину) водой.
2 Вырежи из картонки
треугольную
лодочку. Когда вода
в тазике успокоится,
положи лодочку в угол
тазика, острым углом по
направлению к центру.
3 Намочи палец
жидким мылом
(делай это подальше от
тазика) и опусти в воду
за лодочкой.
Результат
Лодочка мгновенно начинает двигаться
к противоположному краю тазика.
Это потому.
...что в начале опыта
лодочка стоит
неподвижно, так как
поверхностное
натяжение держит ее
со всех сторон с
одинаковой силой.
Мыло уменьшает
натяжение за
лодочкой, и она
движется в сторот, где
сила натяжения
сильнее. Для
повторения опыта воду
в тазике надо заменить.
Как стирает мыло
Вода без мыла не в состоянии самостоятельно
удалить грязь с одежды, с посуды, с тела, ,
особенно если грязь жирная.
Молекулы стиральных порошков имеют два
свойства: первое — притягивать к себе
и присоединять частицы грязи; второе —
растворяться в воде, уменьшая силу сцепления
ее молекул. Таким образом, моющее средство
раздробляет частицы грязи, растворяет их
в воде и удаляет от предмета стирки.
Мыло уменьшает силу, удерживающую вместе молекулы воды.
45
КОЖА» ВОДЫ
Как получаются мыльные пузыри?
Концентрические купола
Требуется
• paci вор для мыльных пузырей (желательно
перед употреблением поставить на
несколько часов
в холодильник)
• соломинка (трубочка для коктейля)
• гладкая рабочая поверхность (стекло,
сталь, пластик)
Ход опыта
1 Смочи рабочую
поверхность.
2 Обмакни соломинку
в мыльный раствор,
выдуй пузырь и осторожно
положи на стекло —
получится купол.
3 Хорошо смочи соломинку в мыльном
растворе, осторожно проткни первый
купол и подуй в соломинку — внутри
образуется купол меньшего размера.
4 Повтори процедуру в третий раз
(действуй очень осторожно. Каждый
новый купол не должен соприкасаться
с предыдущим).
Результат
Каждый последующий пузырь занимает место
в центре предыдущего и приводит к его
увеличению.
Это потому...
...что внутри мыльного пузыря находится
воздух. Появление нового пузыря увеличивает
объем предыдущего благодаря упругое ги,
которую придает ему мыло. Во время опытов
могут случаться и неудачи. Можно создать
много композиции с мыльными пузырями,
комбинируя их на рабочей поверхности.
Приводим ниже несколько рецептов мыльного
раствора, чтобы ты смог оценить свойства
различных составов для мыльных пузырей.
Рецепты раствора для мыльных пузырей
Чтобы получить прочные мыльные пузыри, можешь испытать несколько разных рецептов и выяснить,
какой из них оказался самым лучшим.
А 600 г воды + 200 г жидкого моющего средства для
у/ посуды + 100 г глицерина.
д 600 г горячей дистиллированной воды + 300 г глицерина +
\) + 50 г моющего средства в порошке + 20 капель
нашатырного спирта.
(Раствор должен настояться несколько дней, потом его надо
отфильтровать и перед употреблением поставить
на 12 часов в холодильник.)
300 г воды + 300 г жидкого мыла
для мытья посуды + 2 ч. ложки
сахара.
4 ст. ложки мыльной стружки
растворить в 400 г горячей воды
(лучше это делать на огне). Дать
постоять неделю. После этого
добавить 2 ч. ложки сахара.
46
«КОЖА» ВОДЫ
Прыгающие мыльные пузыри
: и постарайся
на ракетку.
Ход опыта
~| Оберни ракетку шарфом.
Это
потому...
Результат
Мыльный пузырь, не меняя формы и не
лопаясь, мягко опускается на ракетку и даже
подпрыгивает.
Требуется
• шерстяная вещь (например, шарф)
• жидкость для мыльных пузырей
(охлажденная в холодильнике)
• соломинка для коктейля
• ракетка для пинг-понга (можно заменить
дощечкой, жесткой обложкой книги)
3Осторожно попробуй
заставить шарик
подпрыгивать.
Бывают ли мыльные
пузыри в форме куба?
Пленка, созданная мылом вокруг
пузыря, стремится принять
оптимальную форму. Это
значит, что при одном и том /
же объеме воздуха внутри
пленка стремится
сохранить самую
маленькую наружную
поверхность — форму
шара. Не существует мыльных
пузырей другой формы. Но можно
создать из мыльных пузырей самые
невероятные сооружения
с помощью проволочных форм
различной конфигурации:
и кубы, и пирамиды с
мыльными стенками (см. рис.).
...что поверхность
пузыря из мыла и
воды достаточно упруга.
Пузырь опирается на
ворсинки шарфа и как бы парит в
воздухе. Если ты будешь проводить этот опыт
в холодный зимний день, можно вынести
этот шарик на «шерстяной тарелочке» на
улицу. Он замерзнет и будет выглядеть как
елочная игрушка.
и позволяет
Мы до уменьшает поверхносй^е натяжение воды
пленке расширяться, обволакивая воздух,
47
Тонет или не тонет?
Даже тем, кто не умеет хорошо плавать, знакомо
чувство легкости, когда при погружении в воду
качаешься на волнах. Это не просто ощущение, это на
самом деле так. Вода поддерживает твердые тела,
уменьшая их вес.
Следующие опыты позволят тебе понять, почему
некоторые тела не тонут и даже тяжелые корабли
остаются на плаву.
ТОНЕТ ИЛИ НЕ ТОНЕТ?
Почему в воде тела кажутся более легкими?
Весы открывают тайну
Требуется
• безмен
• яблоко
• тонкий шпагат
• глубокий тазик
• вода
• б\ мага и карандаш
Ход опыта
1 Обвяжи яблоко
и взвесь его
на безмене.
Результат
Когда яблоко погружено в воду; безмен
показывает меньший вес.
Это потому...
...что яблоко, погружаясь в воду; вытесняет
некоторое ее количество. Вытесненная вода
стремится занять свое место и давит на
яблоко, стараясь вытолкнуть его вверх. Это
гидроепмпти'ческ.ая сила. Она равна весу
вытесненной воды.
Если погружаемый предмет весит 500 г и
вытесняет 200 г воды, гидростатическая сила,
выталкивающая его вверх, уменьшает вес
предмета на 200 г (то есть его вес становится
300 г).
ЗНе снимая
яблока
с безмена, опусти
его в воду и снова
замерь вес.
Закон Архимеда
Ты, верно, заметил, что когда садишься в ванну, то
уровень воды в ней повышается? Похоже, что на
это обратил внимание и греческий ученый
Архимед, живший в Сиракузах в III в. до н. э.
Он первый высказал
предположение о
гидростатической силе. Чтобы
подтвердить свою гипотезу, он
провел много опытов не только
с водой, но и с другими
жидкостями. Он открыл то, что
теперь называют законом
Архимеда: на тело,
погруженное в
жидкость, действует
выталкивающая
сила, направленная
вертикально вверх и
равная весу жидкости
вытесненной телом.
Тело, погруженное в жидкость, выталкивается снизу вверх
с силой, равной весу вытесненной им жидкости.
49
ГОНЕТ ИЛИ НЕ ТОНЕТ?
Почему одни тела тонут, а другие нет?
Все зависит от формы тела
Требуется
• пластилин
• крышка с закраинами от кастрюли
• тазик ---------
• вода
Ход опыта
Наполни тазик
1 водой.
2 Сделай из
пластилина
ЛОДОЧКу
и пусти на воду.
3 Вытащи лодочку, сомни в комок
и опусти его в воду.
Результат
Лодочка не тонет, а комок пластилина
опустился на дно.
4 Опусти крышку кастрюли на воду
сначала в горизонтальном положении,
а потом вертикально.
Результат
В горизонтальном положении
...что чем больше воды вытесняется
предметом во время погружения, тем
с большей силой предмет выталкивается
вверх. Пластилиновая лодочка и крышка от
кастрюли вытесняют воду не только своим
телом, но и своими пустотами и,
следовательно, вытесняют больший вес воды,
чем весят сами. На них действует
выталкивающая сила, превышающая их вес.
Она и держит их на плаву.
Пластилиновый комок и крышка, опущенная
вертикально, вытесняют меньше воды. И так
как погружаемый объем в этом случае меньше,
то выталкивающей силы недостаточно, чтобы
они остались на поверхности.
Этот пример поможет тебе понять, что
плавучесть предмета часто зависит от его
формы.
50
ГОНЕТ ИЛИ НЕ ТОНЕТ?
Предел плавучести
Требуется
• пластилин
• мелкие предметы (скрепки, шарики,
камешки, кубики)
• тазик
• вода
Ход опыта
1 Слепи из пластилина ванночку, как
показано на рисунке.
2 Налей воды в тазик и опусти в нее
ванночку. На борту ее отметь, до какого
уровня она norpv лилась.
3 Постепенно заполняй ванночку
мелкими предметами и следи за тем,
как метка опускается под воду.
Результат
Чем больше нагружается ванночка, тем
глубже она погру жается в воду.
Это потому...
...что ванночка имеет определенный объем,
заполненный воздухом. Но по мере наполнения
грузом она при тех же размерах становится
тяжелее, то есть приобретает повышенную
плотность (плотность — это отношение тела
к его объему). До тех пор, пока ванночка
вытесняет больше воды, чем весит сама, она не
тонет, только погружается все глубже и глубже
Но когда ванночка станет тяжелее воды,
которую способна вытеснить, она пойдет ко дну.
Этот опыт показывает, что плавучесть
предмета зависит также от его плотности.
Корабли и подводные лодки
Даже если корабли построены из плотного
материала (например, металла), они не тонут,
так как внутри корабля имеются воздушные
полости. Поэтому средняя плотность корабля
меньше плотности воды.
Если подводной лодке нужно погрузиться, ее
воздушные полости заполняются водой, а если
нужно всплыть, то воду из полости вытесняют
сжатым воздухом, хранящимся в специальных
баллонах.
Что плотнее: дерево или железо?
Деревянный шарик, положенный на
воду, не тонет. А вот железный шарик
того же размера сразу же тонет, хотя
он вытесняет столько же воды, как и
деревянный. Это объясняется тем, что
железо плотнее, чем дерево или
вода. Тело, плотность которого
больше, чем плотность воды, тонет
потому, что гидростатическая сила не
может его удержать.
Плавучесть тела зависит от его формы и плотности.
ТОНЕТ ИЛИ НЕ ТОНЕТ?
Тонут ли газы и жидкости или остаются на поверхности?
Ныряющий изюм
Испытания на плотность
Требуется
• изюмины или
виноградины
• уксус
• сода пищевая
• вода
• стеклянная банка
• ложка
Ход опыта ”~
1 Налей в банку
воды, добавь по
2 чайные ложки уксуса
и соды и медленно
перемешай.
Требуется
• стеклянная банка
• жидкий мед
• растительное масло
• вода
Ход опыта
1 Налей в банку
сначала мед, потом
растительное масло.
0 А теперь налей воду.
Результат
Опусти в воду изюмины.
Результат
Сначала изюмины
опустятся на дно.
Потом газовые
пузырьки пристанут к
их поверхности, и они
начнут подниматься
вверх. На поверхности
газовые пузырьки
лопнут, и изюм утонет.
Так он будет
подниматься и
опускаться несколько
раз.
Жидкости не смешиваются, а располагаются
слоями: сначала растительное масло
расположилось над медом, затем вода прошла
сквозь масло и стала вторым слоем, над
медом.
Это потому...
...что три жидкости имеют разную плотность.
Растительное масло наименее плотное: оно
не тонет ни в воде, ни в меде, и его слой
располагается вверху. Мед остается на дне,
так как его плотность самая высокая.
Это потому...
...что уксус и сода, соединяясь, выделяют
углекислый газ в виде пузырьков. Углекислый
газ, как и все газы, легче воды. Поэтому
пузырьки газа, приставшие к изюму, увлекают
его за собой вверх, затем рассеиваются
в воздухе, а изюм, став снова тяжелым,
опускается вниз. И так несколько раз.
52
ТОНЕТ ИЛИ НЕ ТОНЕТ?
Эффект рассола
Требуется
• соль тонкого помола
• большой стакан
• яйцо
• чайная ложка
• столовая ложка
• вода
Ход опыта
1 Наполни стакан водой до половины.
С помощью столовой
ложки осторожно опусти
в стакан яйцо.
Результат
Яйцо опустилось на дно
стакана.
Вытащи яйцо из
стакана, насыпь в воду
10 чайных ложек соли, размешай до полного
растворения. Получится рассол.
Море нефти
3 Опять опусти яйцо
в стакан.
Результат
Яйцо всплывет наверх.
4 Очень медленно
доливай стакан
пресной водой.
5 Перестань
доливать, когда яйцо
начнет тонуть.
Результат
Яйцо находится
в середине стакана,
как бы подвешенное.
Это потому...
...что яйцо плотнее, чем
вода, поэтому оно тонет. Но соленая вода
плотнее пресной, поэтому яйцо всплывает
наверх. В последнем случае пресная вода
расположилась слоем над соленой (так как ее
плотность меньше). Поэтому яйцо
остановилось посередине: плотность яйца
больше, чем у пресной воды,
и меньше, чем у соленой.
Аварии на нефтеналивных
танкерах приносят окружающей
среде невосполнимый ущерб.
Плотность нефти такова, что она
не тонет в море. Когда нефтяное
пятно достигает берега, оно
загрязняет пляжи, скалы, и это
загрязнение почти невозможно
устранить.
Существуют специальные
составы, которыми посыпают
нефтяные пятне, чтобы они
утонули. Но в этом случае они
загрязняют дно и губят живущие
там организмы.
Есть игрушки, в которых используются
жидкости с различной плотностью. Жидкости,
изображенные на рисунке, не могут смешаться и
дают красивый эффект волны.
В этой игрушке лодки имеют плотность
меньшую, чем у голубой жидкости, и большую, чем
у прозрачной Поэтому они остаются
погруженными в голубую жидкость наполовину.
Все вещества, менее |1 потные, чем вода,
плавают на ее поверхности.
53
Превращения воды
Вода — это жидкость. Холод превращает ее
в твердое состояние: лед, снег, иней,
а тепло — в газ, пар, который рассеивается
в воздухе. На следующих страницах мы вместе
воспроизведем этот волшебный цикл, и тогда
ты поймешь, как образуются облака, дождь или
туман; узнаешь, что в воздухе тоже находится
вода, узнаешь, почему коньки скользят по льду
и почему зимой стекла окон покрываются
снежным узором.
Почему тепло сушит мокрые предметы?
Вода исчезает
Требуется
• два одинаковых
стакана
• блюдце
• фломастер
• вода
Ход опыта
1 Наполни два стакана
водой до одного уровня и
отметь уровень
фломастером.
Один из стаканов накрой
блюдцем.
Это потому...
...что часть воды в открытом стакане под
воздействием тепла испарилась, превратилась
в мельчайшие, невидимые частицы водяного
пара. Они смешались с окружающим воздухом
и рассеялись. Вот почему вывешенное на
солнце мокрое белье высыхает. Помимо тепла,
испарению способствует ветер. Он срывает
водяной пар с мокрого предмета и насыщает
им окружающий воздух.
3 Поставь оба стакана
в теплое место (к батарее
или на солнце).
На следующий день уровень
воды в открытом стакане
Точка кипения
Вода начинает кипеть при температуре
100 °C. В жидкости появляются пузыри
пара, которые поднимаются и уходят
в воздух с поверхности воды. Температура
кипения меняется с изменением давления.
Например, в горах атмосферное давление
ниже. Поэтому вода там закипает при
температуре ниже 100 °C.
Огромная сила пара
Пар занимает намного больше места, чем вода
(в 1700 раз больше!). Сжатый пар в состоянии
высвобождать огромную энергию и благодаря
этому может заставить работать многие
машины.
Первые паровые машины были изобретены
во второй половине XVIII в. и использовались
в локомотивах, на шахтах и на фабриках. Век
спустя их стали заменять двигатели внутреннего
сгорания, работающие на бензине.
Гейзеры
Гейзеры — это выбросы горячего
пара и воды. Они выходят на
поверхность Земли по разломам
земной коры и могут достигать
10 м высоты. Их энергия
называется геотермальной
и используется для
отопления и производства
электроэнергии. Гейзеры
находятся в Исландии,
Новой Зеландии, на
Камчатке и в
Соединенных
Первые паровозы
были построены
в Великобри-
тании
в начале XIX в.
Тепло способе «-.ег испарению воды,
которая рассеивается в воздухе.
55
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВОДЫ
Почему идет дождь?
Возвращение в жидкое состояние
Требуется
Результат
• маленькая кастрюлька
На крышке образовались капли воды.
• металлическая крышка
• электрическая или газовая плита
• вода
Ход опыта
1 Налей воды
в кастрюльку,
попроси
Дождь
взрослых
поставить ее
на плиту.
С Л Когда вода
закипит,
накрой
кастрюльку
крышкой.
Под лучами солнца вода из озер, рек,
морей, растений и даже из человеческого
тела испаряется. Огромное количество
частичек водяного пара поднимается в
атмосферу и, охлаждаясь, превращается
(конденсируется) в маленькие капли воды.
Капли собираются вместе и образуют
облака. Если облако на своем пути
встречает горячий воздух, оно испаряется
и рассеивается. А если встречает '
холодный воздух, капли соединяются в
еще более крупные, становятся тяжелыми.
Воздух не в состоянии их удержать, и
тогда они падают на землю в виде дождя.
Это потому...
...что из кипящей воды выделяется водяной
пар. На холодной крышке он остывает и
снова превращается в жидкость. Это явление
называется конденсацией.
56
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВО (Ы
Вода из ничего
Требуется
• стакан
• морозильник
Ход опыта
1 Абсолютно сухой стакан поставь
в морозильную камеру.
Влажность воздуха
В душные летние дни, когда кожа становится
липкой от пота, говорят, что наблюдается
повышенная влажность воздуха. Под этим
подразумевают, что в воздухе находится много
водяного пара. Когда водяных паров в воздухе
мало, воздух сухой и пот быстро испаряется.
Когда влажность воздуха повышена, пот
испаряется с трудом.
2 Через полчаса
вытащи стакан.
Результат
Стакан запотеет. Через
несколько минут на его
стенках образуются
мелкие капельки воды.
Потрогай стакан руками —
пальцы станут мокрыми.
Это потому...
...что в морозильной камере стенки стакана
охладились. Достаточно вынуть стакан из
морозилки, как его стенки начнут охлаждать
окружающий воздух. Водяной пар,
содержащийся в воздухе, преобразуется в
мельчайшие капельки воды и оседает на стенках
стакана. Зимой стекла автомобиля запотевают,
потом)' что в выдыхаемом нами воздухе
содержится много водяного пара. Коснувшись
холодного стекла, пар конденсируется и оседает
на стекле.
Туман состоит из мельчайших капель,
образованных конденсацией водяного пара
в приземных слоях атмосферы.
Холодный воздух
плохо удерж ивает
водяные пары.
Если ночью
холодно, а воздух
влажный, то пар
конденсируется.
Он превращается
в маленькие капли
росы, которые
оседают на траву
и на землю.
Водяной пар, соприкасаясь с холодным воздухом, конденсируется
и превращается снова в вода. Так зарождаются дожди.
57
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВОДЫ
Почему зимой трубы отопления могут лопнуть?
Твердая вода
Молекулярная структура
Требуется
• стеклянная или пластмассовая банка
с крышкой
• вода
• морозильная камера
Ход опыта
1 Налей до краев банку
водой.
2 Крышку положи
сверху, но не
закручивай.
3 Поставь банку в морозильную камеру
и подожди, когда вода замерзнет.
Почти все вещества при нагревании
расширяются, а при охлаждении сжимаются.
Вода, наоборот, сжимается только до +4 °C,
затем, если температура продолжает
понижаться, вода начинает расширяться. Это
вызвано тем, что ее молекулы удаляются друг от
друга, образуя шестигранные решетки.
Результат
Вода замерзла и приподняла
крышку.
Это потому...
...что когда вода превращается в лед, ее объем
увеличивается и, следовательно, в банке ей
не хватает места. Если мы забудем закрытую
бутылку воды в морозильнике, то замерзшая
вода разорвет бутылку на части. Трубы
водопровода и отопления должны иметь
защитную изоляцию, чтобы во время морозов
они не лопнули.
58
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВОДЫ
Когда тает лед
Требуется
• стакан
• горячая вода
• кубики льда
Ход опыта
1 Наполни до краев
стакан горячей водой.
2 Положи несколько
кубиков льда в воду. Как
ты думаешь, выльется ли
вода из стакана, когда
кубики растают?
Результат
Уровень воды останется
прежним.
Это потому...
...что вода в жидком
состоянии плотнее
и занимает меньше места,
чем в твердом. Поэтому,
когда лед растает, вода не
перельется через край.
Лед останется на поверхности
Мы уже знаем, что при замерзании вода
расширяется и, значит, становится менее
плотной. Поэтому лед и не тонет.
В природе это свойство воды
имеет большое значение. Когда
замерзает поверхность рек
и полярных морей, лед не
тонет^ а становится
естественной шубой,
защищающей все, что живет
в глубинах. Так все живое
там выживает зимой.
Огромные айсберги
плавают на поверхности
моря благодаря тому, что
лед менее плотен, чем вода.
Только 1/9 часть этих
громадных ледяных глыб
находится на
поверхности, основная же
их масса скрывается под
водой.
Когда температура опускается
ниже нуля, роса превращается
в иней.
Если на пути обликов встречается
очень холодный воздух, капли воды,
образующие облака'пр ’вращаются
в кристаллики льда. Соединяясь
между собой, они образуют хлопья
снега
Вода при температуре 0°С превращается в твердое тело.
Лед занимает больше места, чем вода в жидком состоянии
59
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВОДЫ
Только ли тепло может растопить лед?
Ледовая пленница
Требуется
• спичка
• соль тонкого помола
• ванночка для приготовления льда
• вода
• морозильная камера
5 Посыпь соль на
кубик, в котором
заморожена спичка.
Ход опыта
1 Наполни
отделения
ванночки водой.
2 В одно из
отделений
положи на воду
спичку, она не
утонет.
Результат
30 секунд спустя ты сможешь без
труда вытащить спичку.
3 Поставь ванночку в морозильную
камеру и дождись, когда вода замерзнет.
4 Спичка окажется вмороженной в лед.
Как вы гащить ее, не дожидаясь, когда лед
растает?
Это потому...
...что поверхностный слой льда растаял. Дело
в том, что чистая вода замерзает при
температуре 0°С, а соленая при -20 °C.
Поэтому зимой улицы посыпают солью.
Как охладить напиток
Лед, попадая в теплую жидкость, тает, отнимая
у нее тепло. Тепловая энергия переходит от
теплого тела к холодному до тех пор, пока их
температура не станет одинаковой. Таким
образом, мы получаем охлажденный напиток за
счет растаявшего льда. Дело здесь в движении
молекул. В жидких веществах они движутся
быстрее, чем молекулы твердых веществ, которые
ограничиваются вибрацией. Молекулы напитка
двигаются быстро. При этом они наталкиваются
на малоподвижные молекулы льда и передают им
часть своей энергии. Получив эту энергию,
молекулы льда отрываются от жесткой структуры
и превращаются в жидкость, то есть в движущиеся
молекулы. Так продолжается до тех пор, пока весь
лед не растает. Напиток охладится, отдав льду
часть своей тепловой энергии.
О11
ov о»
«о
Ол
У
о/'
О> О»
6 о
-ю ~
<<о
о
О»
" О, С ''
"о ё
лО
<Ю
О Ол
о"
<ю
'(°
б с\
J о
О»1
О'*
ю
60
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВОДЫ
Сила нити
Требуется
• прочная нить длиной 20—25 см
• кубик льда
• высокая банка с крышкой
• два стальных столовых ножа
• холодильник
Ход опыта
1 Крепко привяжи ножи к двум концам
нити.
Результат
Пить медленно пройдет сквозь кубик льда, но
тот останется целым.
Это потому...
... что под сильным давлением нити лед
плавится, но над нитью тут же замерзает
снова. Дело в том, что высокое давление
понижает температуру, при которой вода
замерзает, но над нитью точка замерзания
воды остается 0 °C.
2 Положи кубик льда на крышку банки.
Наложи сверху нить, как показано на
рисунке. Нить должна быть натянута,
а ножи на одном уровне.
3 Осторожно поставь
все сооружение
в холодильник.
Катание на коньках
Под тяжестью конькобежца лед
под полозьями коньков временно
тает. Образуется слой воды, по
которому легко скользить. Но
при снятии давления вода сразу
же замерзает снова.
Лед тает, если на него оказывается давление или если
посыпать его солью.
61
Водные растворы
Наше тело более чем на 60% состоит из воды. Основная часть
воды на Земле — это водный раствор, содержащий соли.
Даже вода рек и озер, которую мы считаем пресной, содержит
довольно значительное количество растворенных солей.
Живописные карстовые пещеры с их сталактитами
и сталагмитами образованы тысячами лет упорного труда капель
воды, содержащих карбонат кальция.
62
ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ
Что происходит с веществом, растворенным в воде?
Растворяется... не растворяется
Уровень насыщения
Требуется
• семь прозрачных стопочек
• вода
• чайная ложка
• в небольших количествах соль, сахар, рис,
мед, молотый кофе, растворимый кофе,
речной песок
Ход опыта
1 Наполни водой
все стопки.
2 Всыпь в
каждую стопку
«свое» вещество.
Требуется
• два стакана
• ложка
• сахарный песок
• вода холодная
и горячая
Ход опыта
1 Налей полстакана
холодной воды.
2 Посчитай, сколько
ложек сахара надо
положить в стакан,
пока сахар не перестанет растворяться и не
начнет оседать на дне.
Результат
Некоторые вещества (сахар, соль, мед,
растворимый кофе) растворятся в воде.
Другие вещества (песок, рис, молотый кофе)
не растворяются. Пока в< >ду размешивают,
они находятся во взвешенном состоянии, а
потом оседают на дно или всплывают наверх.
Это потому...
....что одни вещества полностью
растворяются в воде. При этом молекулам
воды удается проникнуть между молекулами
вещества и разделить их друг от друга. В этом
случае мы получаем раствор. Если же
молекулы вещества не поддаются
разделению, то оно не
растворяется в воде
и остается видимым.
Это потому...
...что, когда сахар перестает растворяться,
раствор становится насыщенным. Благодаря
теплу молекулы воды могут принять большее
количество молекул сахара. Раствор,
полученный таким образом, называется
перенасыщенным Когда он остынет,
избыточный сахар осядет на дне.
Вещества, растворимые в воде, «исчезают» в ней.
63
ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ
Испаряются ли растворенные вещества вместе с водой?
Кристаллы соли
Требуется
• соль тонкого помола
• два стакана
• хлопчатобумажная нить
• блюдце
• ложка
• вода
"Ход опыта
1 Налей горячую воду
в оба стакана.
2 Насыпай в оба стакана
соль до тех пор, пока она
не перестанет растворяться.
3 Соедини оба стакана нитью так, чтобы
большая ее часть висела между ними.
Под нить подставь блюдце.
Добыча соли
Пищевая соль, которую мы употребляем на
кухне, часто извлекается из морской воды. На
морском побережье строят большие, но не очень
глубокие бассейны. Под лучами солнца вода
испаряется, а соль кристаллизуется и остается на
дне бассейнов. А если бы мы захотели получить
из морской воды пресную, следовало бы
испаряемую воду конденсировать, то есть
превратить из пара снова в жидкость. Процесс
разделения раствора на растворенное вещество
и растворитель называется дистилляцией.
Через несколько дней на нити и на блюдце
образуются кристаллы соли.
Это потому...
... что раствор соленой воды поднимается по
нити вверх (помнишь капиллярность?). Вода
испаряется (и с блюдца тоже). Остается
только соль, которая образует кристаллы.
Это значит, что ее молекулы приобретают
правильную геометрическую структуру.
64
ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ
Моря соленые и не очень
Не все моря имеют одинаковую соленость.
Наиболее солоны те моря, из которых
происходит сильное испарение, а пресной
воды (от впадающих рек или дождей)
поступает мало. Пример - Красное море.
Менее солоны холодные моря с
незначительным испарением и постоянным
притоком пресной воды от впадающих рек.
Пример - Балтийское море.
Как разде лить раствор
Требуется
растворимый кофе
маленькая кастрюлька
ложка
чашка
электрическая
или газовая плита
вода
Очень соленое море
В воде Мертвого моря на каждый килограмм
воды приходится 280 г соли. Это даже не
море, а озеро. Его вода так солона потому, что
озеро расположено в сухом и жарком районе
и из него не вытекает ни одна река. Сильное
испарение создает большую концентрацию
соли в оставшейся воде. Так как соленая вода
значительно плотнее пресной, в Мертвом море
можно спокойно лежать на поверхности воды,
не рискуя утонуть.
Ход опыта
1 Попроси взрослых
вскипятить воду,
налить ее в чашк)
и положи гь туда ложку
растворимого кофе.
2 Возьми холодную
и сухую ложку и
подержи ее над чашког
из которой идет пар.
Результат
Через несколько секунд на
ложке появятся капли.
Подожди, пока они остынут, и попробуй их на
вкус. Ты убедишься, что это чистая вода, а не
кофе.
На берегах Мертвого моря можно наблюдать
живописные картины. Вот одна из них: си.и,нос
испарение привело к созданию множества
кристаллов соли.
...что испаряется только вода, а не кофе. Пар,
касаясь холодной ложки, превращается
в капли воды. Попробуй повторить опыт
с соленой или сладкой водой; на ложке опять
будет чистая вода.
При испарении водные п^створы разделяются
и испаряете Столько вода.
65
Это ЛЮБОПЫТНО
Гидродинамические бассейны
Вода в человеческом теле
Существуют так называемые
гидродинамические бассейны или каналы.
Они служат для испытания моделей
спроектированных, но еще не построенных
кораблей. В них оценивают, например,
насколько хорошо подводная часть корабля
рассекает воду при плавании. Эти бассейны
могут достигать 900 м в длину и 24 м
в ширину. Их глубина бывает до 6 м.
Модели кораблей, иногда до 9 м в длину,
буксируются в этих бассейнах с помощью
различных приборов и систем.
Сопротивление при движении вперед
Измеряется с помощью динамометра
(пружинный прибор вроде безмена). По
результатам измерений модель изменяют или
утверждают для строительства судна.
Как плавают рыбы?
Почему рыбы могут плавать на разной
глубине? У большинства из них есть
воздушный пузырь. Он расположен позади
желудка. В нем находятся кислород, азот и
углекислый газ. Уменьшая или увеличивая
объем воздуха в пузыре, рыбы меняют свою
удельную плотность, то есть соотношение
между их весом и объемом. Поэтому они
могут двигаться в воде даже вертикально.
Человеческое тело на 60—70% состоит из
воды. В какой части тела больше всего
воды? Самое «мокрое» место — это
стекловидное тело глаза: оно содержит
99,68% воды. Меньше всего воды в эмали
зубов: всего 2%.
Сплав леса
В таких странах, как Россия, Швеция
и Финляндия, реки используются как
настоящие транспортные средства: по ним
сплавляют огромное количество древесных
стволов. В нижнем течении реку
перегораживают и лес вылавливают.
Самые большие на нашей
планете реки, моря и озера
Самая длинная река в мире — Нил (6 670 км).
Самый глубокий океан — Тихий.
Марианская впадина имеет глубину
до 11 022 м.
Самое большое озеро — Каспийское море
(71 000 км2).
А самый высокий водопад? Он находится
в Венесуэле и называется Сальто-Анжель
(Прыжок Ангела). Его высота — 72 м!
«Утки Сальтера»
Энергию волн можно использовать для
производства электрической энергии, хоть
и в небольших количествах.
Механизмы, применяемые для этой цели,
называются «утки Сальтера», потому что
напоминают клюв утки, а изобрел их
английский инженер Сальтер.
«Утки» выстраиваются в ряд на поверхности
моря. Когда в них ударяет
гребень морской волны,
они приводят в движение
генератор
электроэнергии.
Свет
Почему появляются тени? Почему мы видим при
свете? Как действуют линзы? Как получаются цвета?
Как видят наши глаза?
На все эти и многие другие вопросы ты найдешь ответы
на страницах этой главы, посвященной темам:
Лучи света • Отражение • Преломление
• Цвета • Сох^М^ЙГизображение
Лучи света
В нашей Вселенной свет движется быстрее всего. В безвоздушном
пространстве он распространяется с необычайной скоростью:
300 000 км/с! Но каким образом луч света осуществляет свои
молниеносные перемещения от источника света (от Солнца или
обыкновенной лампочки) к освещаемому объекту?
Может ли луч света осветить все стороны предмета? Что такое тень?
И почему она может менять форму?
Давайте познакомимся с тайнами света, чтобы понять, как он
распространяется, какие препятствия могут остановить его и какие
препятствия он способен преодолевать.
ЛУЧИ СВЕТА
Как
распространяется световой луч
Прямолинейный маршрут
Требуется
• две квадратные
картонки
• фонарик
• две полоски картона
• несколько книг
Осветим весь земной шар
Требуется
• глобус
• проектор или мощный фонарь
• темная комната
Ход опыта
Ход опыта
1В центре каждой
картонки сделай
отверстие. Подготовь две
подставки для картонок,
как показано на рисунке.
2 Установи картонки на
подставки так, чтобы отверстия были на
одной высоте. На стопку книг положи
фонарик. Его луч должен падать на отверстие
первой картонки. Встань с противоположной
стороны. Глаз должен быть на уровне
отверстия второй картонки.
Результат
Через оба отверстия ты видишь свет.
3 Смести одну из картонок так, чтобы
отверстия не лежали па одной линии
с глазом и фонариком.
Результат
Свет не виден.
Это потому...
...что свет распространяется по прямой
линии. Поэтому он не проходит через
отверстие, которое смещено с его nvTii.
эавь луч света
обус.
2 Поворачивай глобус разными
сторонами в луче света.
Результат
Все время освещена только та часть глобуса,
на которую попадает свет. Как бы ты ни
повернул глобус, его обратная сторона всегда
остается в тени.
Это потому...
...что лучи распространяются по прямой
линии: они не могут огибать предмет и
освещать обратную сторону. Поэтому Солнце
по очереди освещает только ту сторон)'
Земли, которая сейчас обращена к его лучам.
В это время другая сторона Земли находится
в тени.
Свет распространяется по прящиклинии. Если перед лучом света
возникает препятствие, то луч освещает только его переднюю часть.
ЛУЧИ СВЕТА
Как образуются тени?
Можно ЛИ ОСТАНОВИТЬ СВЕТ?
Требуется
• фонарик
• маленький
прожектор
• картонка
черного цвета
• ножницы
• скотч
•-палочка
• темная комната
Результат
Чем ближе фи турка к фонарю, тем больше ее
тень на стене. Чем дальше фигурка от фонаря,
тем меньше будет ее тень на стене.
Это потому...
Ход опыта
1 Вырежи из картонки любую фигурку,
какую захочешь, и прикрепи ее скотчем
к палочке.
2 Поставь фигурку
между стеной
...что когда какой-нибудь предмет преграждает
путь световому лучу, за ним образуется тень.
Лучи от источника расходятся веером.
Поэтому если предмет расположен близко
к источнику света, он создает большую тень.
Если предмет находится далеко от источника,
он загораживает меньше света и тень от него
будет маленькой.
4 Освети картонку
прожектором.
Когда Солнце, Луна и Земля выстраиваются
по одной линии, происходит полное
или частичное затмение. Если Луна
загораживает Солнце, то затмение
солнечное. Если же тень Земли
полностью или частично
закрывает Луну, происходит \
лунное затмение.
Результат
У образовавшейся
тени края менее
четкие, чем
потому...
...что когда источник света больше предмета,
т< > образуемая тень будет темнее в центре и
более светлой по краям, куда все же доходит
часть л),чей. Более светлая часть тени
называется полутенью.
70
ЛУЧИ СВЕТА
Садовые солнечные часы
Требуется
• картонный круг диаметром около 20 см
• палочка длиной 10—15 см
• ножницы
• карандаш
• часы
• маленький у часток
в саду, весь день
освещенный
солнцем
Ход опыта
Это потому...
3 Каждый час отмечай тень, падающую
на кружок, и не забывай указывать час,
соответствующий этой тени.
Результат
Тень, падающая от палочки при наступлении
нового часа, будет находиться каждый раз в
другом месте. Отмеченные тобой линии
расположатся веером, и по ним можно будет
определя ть время.
1 Проткни картон в центре, вставь
в отверстие палочку на одну треть
и воткни в землю.
2 Как только на
твоих часах
минутная стрелка
станет на 12,
карандашом отметь
падающую от
палочки тень
и напиши время.
...что положение тени меняется
с изменением положения Солнца. Видимое
движение Солнца зависит от вращения
Земли. Равномерность вращения вокруг
палочки свидетельствует о том, что
Земля вращается с постоянной
скоростью.
То, что ты устроил, называется
солнечными часами. Такой прибор
в древности использовали для
определения времени. В старинных
городах на площадях и на стенах домов
остались следы от таких часов.
В тени дерева
В течение дня положение Солнца на небе
меняется (из-за вращения Земли).
Поэтому направление солнечных
лучей также меняется. Вот почему
тень смещается. Кроме того,
когда Солнце стоит высоко,
тень бывает короткой,
а когда Солнце клонится
к горизонту, тень
становится
длинной.
Когда предмет загораживает путь световому лучу, за этим предметом
образуется тень, то есть зона, куда солнечные лучи не попадают.
ЛУЧИ СВЕТА
Все ли предметы отбрасывают тень?
Проходит или не проходит свет?
Требуется
• фонарь
• книга
• стакан с водой
• кусок тонкого стекла
• кусок кальки
• носовой платок
• папиросная бумага
•-темная комната
• чашка
Это потому...
... что чашка и книга препятствуют
распространению света. Стекло и стакан
с водой пропускают свет. Полупрозрачные
предметы, такие, как папиросная бумага,
калька, легкая ткань, задерживают только
часть света, а остальные лучи слабо освещают
стену.
Ход опыта
1По очереди освещай
на фоне стены разные
предметы.
Результат
Когда ты освещаешь
чашку или книгу; на стене
образуется тень. Через
стакан или стекло стена
освещается. За калькой,
папиросной бумагой
и носовым платком
образуется слабо
светящееся
бесформенное пятно.
Свечение (ореол) вокруг Луны
Атмосфера, окружающая нашу Землю,
может быть не вполне прозрачной. Когда
в высоких слоях атмосферы образуются
маленькие кристаллики льда, они
рассеивают лунный свет, и нам кажется,
что Луна окружена ореолом.
72
ЛУЧИ CBFTA
Эффект прозрачности
Требуется
• лист бумаги
• несколько капель
масла
• соломинка
(трубочка для
питья)
• фонарик
• темная комната
Ход опыта
1На лист бумаги
нанеси одну-две
капли масла.
Взгляд через разные материалы
Наш взгляд в состоянии видеть освещенные
предметы. Если между нашим глазом и
освещенным предметом находится прозрачный
материал (окошко, витрина магазина или
небольшой слой воды), мы отлично видим этот
предмет.
Однако прозрачность зависит не только от
природы материала, но также от его толщины.
Например, если вода в стакане прозрачна,
этого нельзя сказать о достаточно глубокой
морской воде, даже если она хорошо освещена
солнцем.
Тонкие стекла прозрачны, а стекло толщиной
в несколько метров перестает быть прозрачным.
2 Поставь лист между включенным
фонариком и стеноп.
3 Освети сначала чистый лист, а потом
направь луч света на масляное пятно.
Результат
Когда луч света падает на масляное пятно,
просвет на стенке становится значительно
ярче.
Полупрозрачные материалы пропускают только
часть света. Через них мы видим предметы
довольно смутно. Например, через занавеску
или через матовое стекло мы различаем только
неясные силуэты.
...что лист бумаги поглощает большую часть
светового потока. Масло, проникнув в волокна
бумаги, создает маленькие прозрачные
просветы, пропускающие свет. С водой этого
не произойдет, так как вода с трудом
проникает между волокон обычной бумаги.
Только плотные предметы,* не пропускающие свет,
образуют тень.
73 ;
Отражение
Почему в темноте мы ничего не видим?
Почему Солнцу удается освещать все, что
нас окружает? Наш глаз, чтобы видеть,
использует свойство световых лучей
возвращаться обратно при столкновении
с непрозрачным предметом. Мы видим все,
на что падает свет, потому что наш глаз
воспринимает лучи, отраженные от
предметов. И если лучи отражены без помех,
возникают изображения, идентичные
реальным. Давайте это проверим.
Почему свет дает нам возможность видеть
Сверкающий белый цвет
Требуется
• лист белой бумаги
• лист черной
бумаги
• фонарик
• зеркало
• темная комната
Ход опыта
1В темной комнате включи фонарик
и встань перед зеркалом.
2 Держи фонарик так, чтобы луч света
касался носа.
3 Поставь перед фонариком с другой
стороны сначала черный, потом белый
лист.
Результат
Фонарик без листа освещает только твой нос.
С черным листом лицо остается
в тени, с белым, наоборот, все оно освещено
полностью.
Это потому...
...что в первом случае лучи
упираются в единственную
преграду' — нос. Во втором
и третьем случае эффект
зависит от цвета листа бумаги.
Черный лист практически не
отражает падающий на него
свет. Белый же лист отражает
почти весь падающий свет.
Поэтому лицо будет
полностью освещено.
74
От ТЬМЫ К СВЕТУ
Требуется
• комната, где находятся разные
предметы (например, кладовка)
Ход опыта
1 Войди в темную комнату,
закрой дверь и осмотрись.
2 Приоткрой дверь чуть-чуть,
снова осмотрись. Потом открой
дверь еще больше.
3 Наконец открой дверь настежь
и снова посмотри вокруг.
Результат
Когда дверь закрыта и в комнате темно,
твои глаза не видят окружающие
предметы. Как только в комнату проникнет
тонкий луч света, ты начинаешь различать
сначала более светлые предметы. По мере
того как дверь открывается шире и шире, ты
начинаешь четко видеть все предметы.
...что все окружающие нас предметы становятся
видимыми, если они отражают свет, который
возвращается к нашим глазам. Светлые
предметы отражают много света,
в то время как темные поглощают большую
часть света и отражают мало. Чтобы увидеть
темный предмет, требуется много света.
Мы видим предметы только тогда, когда свет падает на них и,
отражаясь, достигает наших глаз.
75
ОТРАЖЕНИЕ
Как мы видим себя в зеркале?
Правильное отражение
Требуется
Зеркало против зеркала
• прочная черная картонка
• обычное прямоугольное зеркало
• ножницы
• фонарик
• темная комната
Требуется
• два плоских
зеркала
Ход опыта
Ход опыта
1 Посмотри
в одно из двух
"1 Согни картонку под прямым углом (см.
1 рис.) и ножницами на вертикальной части
зеркал и помаши
себе рукой.
сделай три прорези.
2 В темной
комнате установи
на столе картонку и
сзади положи
включенный
ЗС противоположной
стороны картонки
поставь зеркало, как
показано на рисунке.
Результат
Изображение в зеркале будет обернутым
справа налево: твое изображение
в зеркале машет левой рукой.
фонарик.
Результат
Световые ^гучи, уплв на зеркало, отражаются
под углом.
Это потому...
... что зеркало отражает луч прямолинейно,
то есть с тем же углом (угол отражения), под
которым он упал на зеркало (угол падения).
Если луч света па дает на отражающую
поверхность перпендикулярно, он
возвращается тем же путем. Если
поверхность гладкая, то лучи отражаются
упорядоченно: все лучи возвращаются в
обратном направлении. Если поверхность
шероховатая, отражение будет рассеянным.
Поставь
зеркала под
углом и встань
в центре перед
ними.
3 Снова
пошевели
рукой.
Результат
На этот раз движение твоей правой руки
соответствует движению правой руки
изображения.
Это потому...
...что когда свет, отраженный от твоего тела,
падает на зеркало, прямо стоящее перед
тобой, он возвращается к тебе, создавая
обернутое изображение. Когда перед тобой
два зеркала, то одно из них переворачивает
обратное изображение, созданное другим,
и. следовательно, изображение
выпрямляется.
76
ОТРАЖЕНИЕ
Сделай сам перископ
Требуется
• лист прочного картона размером 32 X 50 см
• ножницы
• скотч
• два маленьких зеркальца размером 6 X 10 см
• линейка
• карандаш
• лист тетрадной бумаги в клеточку
Ход опыта
1С помощью линейки раздели лист
картона на четыре полоски, по 8 см
каждая, и вырежи два квадратных отверстия,
как показано на рисунке.
4 Вставь два зеркальца
в соответствующие
прорези, установи
перископ за каким-нибудь
укрытием (стена,
подоконник). Верхняя
часть перископа должна
располагаться выше
укрытия, над головой.
5 Посмотри в нижнее
отверстие.
Результат
В нижнем зеркальце перископа ты увидишь
изображение того, что находится за
укрытием.
2 Из листка в
клеточку вырежи
прямоугольный
равнобедренный
треугольник (катет
треугольника 6 см).
3 Приложи
греугольник к картону
и прочерти пунктирные
линии по диагонали
в четырех местах, как
показано на рисунке. Затем
по этим линиям сделай
прорези. Согни картон по
нанесенным ранее линиям
и закрепи полученную
«шахту» скотчем.
Это потому..
КП
...что свет, исходящий от
предметов и людей,
находящихся за укрытием,
падает на верхнее зеркало.
Оно расположено под
углом, ПОЭТОМУ
отраженный от него луч
падает на нижнее зеркало,
и изображение появляется
перед твоими глазами.
Зеркала отражают свет и воспрризводят изображение того,
что перед ними находится.
ОТРАЖЕНИЕ
Может ли луч света искривляться?
Отклонение света
Требуется
• прозрачная емкость
с ровными стенками
• вода
• немного молока
ЗВ темной комнате зажги фонарь
и направь луч света на емкость таким
образом, чтобы он падал на поверхность
воды снизу (можешь для удобства поставить
емкость на книгу).
• фонарик
• кусочек картона
черного цвета
• "ножницы
• скотч
• книга
• темная комната
Ход опыта
1 Наполни емкость водой и добавь туда
несколько капель молока (в этом случае
световой луч будет ярче).
2 Стекло фонарика заклей кусочком
черного картона, в центре которого
сделай маленькое отверстие.
Результат
Свет, попав на поверхность воды, отражается
и выходит с противоположной стороны
емкости, образуя при этом угол.
Это потому...
...что луч. попадая в емкость, идет по прямой
линии. Поверхность воды действует как
зеркало: она отражает прямолинейный луч,
меняя его направление.
Лазер
Луч лазера - это очень тонкий и очень интенсивный световой
луч. Он несет огромное количество энергии. Луч лазера
получают с помощью особых методов. Затем луч преломляют
с помощью множества зеркал, чтобы увеличить его
интенсивность, и пропускают через отверстие. Благодаря
своей мощности, высокой точности и легкости регулирования
лазер находит многочисленные применения, начиная от резки
материалов (от листовой стали до ткани и стекла), сварки
металлических элементов, измерений, хирургических
операций до создания спецэффектов при выступлениях на
открытых аренах, производства и считывания компакт-дисков,
считывания штриховых кодов на товарах и многого другого.
ОТРАЖЕНИЕ
Светящаяся струя
..
Требуется
• прозрачная пластиковая мягкая бутылка
• прозрачная пластиковая гибкая трубка
• тазик
• пластилин
• скотч
• кусок плотной темной
ткани
• темная комната
• вода
• ножницы
Ход опыта
Наполни бутылку водой.
2 Сделай в пробке отверстие и вставь
туда трубку, залепи место входа трубки.
3 Скотчем приклей фонарик к днищу
бутылки и включи его. Оберни все
плотной темной тканью, оставив снаружи
только трубку.
4 В темной комнате надави на бутылку,
чтобы получить постоянно текущую
струйку воды (делай это над тазиком).
Результат
Из трубки вытекает
светящаяся струйка
воды.
Это потому...
...что световой луч повторяет путь
воды в изогнутой трубке. Внутри трубки
лучи не делают поворотов. Они постоянно
отражаются от стенок и движутся
зигзагообразно. Это явление называется
Полным внутренним отражением.
Оптические волокна
Оптические волокна состоят из тончайших прозрачных
нитей, в которые свет попадает с одного конца, а выходит
с другого. Благодаря эффекту полного внутреннего
отражения свет остается внутри, как бы вы ни сгибали
нити. Оптические волокна используется для исследования
человеческого тела. Благодаря гибкости
и маленьким размерам волокна проникают в любую
часть тела (желудок, артерии), освещая ее и передавая
изображение врачу, который смотрит в наружный окуляр.
Оптические волокна применяются в телефонной
и телевизионной связи, для передачи данных от одного
компьютера к другому.
Свет может проходить внутри изогнутой трубки по ломаной
линии, каждый отрезок которой остается прямым.
Преломление
Тебе не приходилось замечать, как странно выглядят люди,
стоящие по колено в воде? Их ноги сквозь воду кажутся
короткими и толстыми. Может быть, ты, глядя в круглый аквариум
с красной рыбкой, вместо одной видел две? Или в жаркий день тебе
могло показаться, что асфальт мокрый, хотя на самом деле он
абсолютно сухой! Все эти шутки — работа света, а в частности, его
способности преломляться. На следующих страницах, в ходе
опытов, мы узнаем, что свет, попадая из воздуха в воду и наоборот,
меняет скорость и направление, создавая тем самым странные
зрительные эффекты. Ты узнаешь, как, преломляя свет, можно
приблизить и увеличить изображение очень далеких предметов,
например Луны.
ПРЕЛОМЛЕНИЕ
Почему вода искажает изображения предметов?
Сломанный луч
Требуется
• стакан
• вода
• немного молока
• соломинка для коктейля
• фонарик
• темная комната
Ход опыта
1 Наполни стакан водой и добавь
немного молока.
3 Налей в стакан чистую воду
и погрузи туда соломинку.
Результат
Соломинка покажется
сломанной на границе
раздела между водой
и воздухом.
Это потому...
2 В темной комнате зажги
фонарик и направь луч света
сверху’ вниз. Луч должен
падать на поверхность воды
под наклоном. Проследи
путь луча в воде.
Результат
Световые лучи,
попадая в воду,
меняют наклон.
...что при переходе лу ча из воздуха и вообще из
одного прозрачного вещества в друтое
скорость света меняется. Меняется и
направление лу'ча. Это явление называется
преломлением и приводит к тому, что иногда нам
кажется, будто предмет занимает положение
иное, чем на самом деле. Погруженная часть
соломинки нам кажется смещенной по
отношению к наружной, хотя на самом деле
это не так.
Миражи
Световой луч может отклоняться в том случае,
если он переходит из холодного воздуха в
горячий и наоборот, потому, что у них различная
плотность (горячий воздух менее плотен, чем
холодный). Поэтому свет проходит через них
с разной скоростью. В жаркие дни воздух у земли
прогревается быстро. Проходящие через него
Обманчивая глубина
Вода в море, озере и реке нам
кажется не такой глубокой, как на
самом деле. Это эффект
преломления приближает дно.
Попробуйте взять камешек со дна;
он окажется чуть-чуть в стороне от
того места, где вы его видите.
Рыбаки, промышляющие рыбу
острогой, никогда не бросают ее
туда, где, как им кажется,
находится рыба, а целятся ниже.
световые лучи отклоняются. Именно поэтому
шоссе, по которому ты проезжаешь, может
показаться мокрым. То, что мы видим, на самом
деле отражение неба. В пустыне это явление
может вызвать мираж.
В результате преломления лучрй, исходящих из воды, все
предметы кажутся нам изломанными или несколько смещенными
по сравнению с реальным их положением.
ПРЕЛОМЛЕНИЕ
Как работают линзы?
Увеличивать с помощью воды
Пересекающиеся лучи
Требуется
Требуется
• круглая стеклянная банка
• забор, нарисованный на
листке бумаги
• соломинка
• вода
Ход опыта
1’ Вертикально опусти
соломинку в банку,
поднеси банку к глазам
и посмотри.
Результат
Погруженная в воду часть
соломинки кажется толще;
2 Вытащи соломинку из банки и поставь
за банкой листок бумаги с картинкой.
Посмотри на забор через банку.
обувная коробка
стакан
вода
фонарик
карандаш
линейка
ножницы
темная комната
Ход опыта
1На торцевой стенке коробки сделай
три прорези на расстоянии 1 см друг
от друга (см. рис.).
2 Наполни водой стакан и поставь его по
центру коробки, напротив прорезей.
ЗВ темноте включи фонарик и направь
его на прорези.
Результат
Планки забора за банкой выглядят
расширенными.
Это потому...
Результат
До стакана лучи через прорези идут
параллельно. При пересечении стенки
стакана они собираются в пучок в одной
точке (чтобы получить этот эффект,
подвигай стакан). В точке пересечения лучей
яркость света возрастает.
...что при переходе от воды к воздуху
световой луч преломляется. Если граница
раздела (стенка банки) имеет выпуклую
форму, как в данном случае, преломление
зрительно увеличивает предметы.
Это потому...
...что кривая поверхность стенок стакана
и вода вызывают преломление лучей: они
сближаются, пока не пересекутся.
82
ПРЕЛОМЛЕНИЕ
Свести и развести лучи света
Требуется
• обувная коробка от предыдущего опыта
• ножницы
• линза выпуклая
• линза вогнутая
• белый лист бумаги
• фонарь
• темная комната
Ход опыта
1На дно коробки положи белый лист
бумаги.
2 В донышке коробки ножницами
сделай прорезь, чтобы устанавливать по
очереди линзы.
3 Установи сначала выпуклую линзу
и установи фонарь напротив боковых
прорезей.
4 Сделай то же самое, но с вогнутой
линзой
Результат
Лучи, проходящие через выпуклую линзу,
собираются в пучок в одной точке. Лучи,
которые проходят через вогнутую линзу,
расходятся в разные стороны.
Это потому...
...что при разной форме линз возникают
разные эффекты преломления. Выпуклые
линзы сводят световые лучи. Если их
использовать для рассматривания предметов,
то эти линзы увеличат или уменьшат
изображение — в зависимости от расстояния
предмета от линзы.
Вогнутые линзы, наоборот, разводят
световой пучок. Если их установить между
глазом и предметом, то предмет будет
казаться меньше.
Фокус
Прозрачные выпуклые поверхности собирают
в одной точке, называемой фокусом, не только
световые, но также и тепловые лучи.
Собирание солнечных лучей пустой бутылкой,
брошенной в сухой траве или среди бумажного
мусора, может вызвать даже пожар.
Очки для слабовидящих
Дальше ты узнаешь, что внутри нашего глаза тоже
есть линза. Это хрусталик, который позволяет нам
видеть и далекие, и близко расположенные
предметы. Если хрусталик работает плохо,
приходится прибегать к помощи внешних линз,
то есть к очкам или контактным линзам. Они
позволяют близоруким лучше видеть предметы.
расположенные далеко,
а дальнозорким видеть лучше вблизи.
Людям, страдающим
астигматизмом, очки
позволяют видеть
предметы более
четко.
Линзы имеют кривую поверхность и преломляют световой
луч. С помощью линз мы видим предметы увеличенными
или уменьшенными.
ПРЕЛОМЛЕНИЕ
Каким образом телескопы приближают изображение?
Луна у тебя дома
Требуется
• зеркало с вогнутой поверхностью
• плоское зеркало
• увеличительное стекло
• окно
Опыт проводится вечером, когда из окна
видна Луна.
Ход опыта
1 Зеркало с вогнутой поверхностью
в сторону Луны.
2 Встань у окна и поверни плоское
зеркало так, чтобы ты мог видеть Луну,
отраженную в вогнутом зеркале.
3 Теперь возьми увеличительное стекло
и посмотри на изображение Луны
в плоском зеркале.
Результат
Луна в плоском зеркале кажется ближе,
а увеличительное стекло позволяет еще
больше увеличить изображение.
Это потому...
...что вотнутое зеркало отражает и
приближает изображение Луны. Плоское
зеркало точно воспроизводит это
изображение, а увеличительное стекло еще
больше его увеличивает. По такому принципу
работают зеркально-линзовые телескопы.
Кто изобрел телескоп?
Первые приборы, которые приближали и
увеличивали далекие предметы, были изобретены
в Голландии в 1608 г. Наверное, их придумал
человек, который делал очки. Когда Галилео
Галилей год спустя узнал об этом изобретении, он
решил сам сделать подобный прибор, чтобы
проводить наблюдения за ночным небом. Первая
подзорная труба Галилея состояла из двух трубок,
входивших одна в другую. На концах трубок он
установил линзы, одна из которых, выпуклая, была
больше и служила объективом. Другая линза,
поменьше, была вогнутой и служила окуляром.
Через нее велось наблюдение. Этот телескоп давал
увеличение в 30 раз. Галилей изучал Луну,
планеты, звезды. Он сделал много важных
открытий, касающихся всей Солнечной системы.
В 1668 г. Исаак Ньютон изобрел зеркальный
телескоп. Он заменил линзы зеркалами,
и изображение стало более четким.
В 1758 г. были изобретены ахроматические
линзы, которые не создавали цветных контуров.
В настоящее время все самые большие
телескопы для астрономических наблюдений —
зеркальные.
ПРЕЛОМЛЕНИЕ
Самый простой телескоп
Требуется
• два увеличительных стекла
• две картонные трубки с небольшой
разницей диаметров
• скотч
Опыт проводится вечером, когда хорошо
видна Луна
Ход опыта
1 Вставь одну трубку в другую и на одном
конце с помощью скотча закрепи
увеличительное стекло.
2 Посмотри на Луну со стороны
увеличительного стекла, а другое стекло
держи у противоположного конца.
Настраивай свой телескоп, выдвигая или
вдвигая трубу, а также приближая и удаляя
второе увеличительное стекло, пока не
получишь четкое изображение.
Результат
Ты можешь получить увеличенное, хотя
и перевернутое изображение Луны.
Это потому...
...что переднее стекло собирает лучи,
исходящие от Луны, и создает ее изображение
внутри трубы. Линза, которая находится ближе
к глазам, увеличивает это изображение и
приближает Луну. Так работают линзовые
телескопы, но настоящие приборы
показывают не перевернутое,
а прямое изображение.
Телескопы и
микроскопы имеют
комби нирован н ые
системы линз
и зеркал. Они дают
изображение
увеличенное
и приближенное
к нам. Слева -
современный
микроскоп для
проведения анализов
крови.
Справа - микроскоп
XIX в.
и принадлежности
для изучения
минералов.
Телескопы приближают далекие объекты благодаря
комбинированному действию линз и зеркал.
85
Цвета
Перейти от тьмы к свету для наших глаз означает
перейти от серого или черного цвета к другим
цветам. При недостатке света цвета не различаются.
Но почему свет помогает нам увидеть цвета? Какое
волшебство превращает две смешанные друг
с другом краски совсем в другой цвет? Почему
хрустальные подвески люстры украшают стены
множеством радужных узоров? Почему у неба не
всегда одинаковый цвет? Прочитав следующие
страницы, ты сделаешь для себя много больших
и маленьких открытий, узнаешь множество
интересных вещей о цветах и красках.
Какого цвета свет?
Цветной волчок
Требуется
• кусочек белой картонки
• остро заточенный карандаш
• транспортир
• фломастеры
• циркуль
• ножницы
Ход опыта
1(' помощью
циркуля начерти
на картонке кру г
диаметром 10 см.
2 Раздели кружок на семь одинаковых
секторов (с помощью транспортира).
Каждый сектор должен быть примерно 51
3 Раскрась секторы в следующем
порядке: красный, оранжевый, желтый.
зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
4 В центр кружка вставь карандаш острием
вниз.
53агг сти
получившийся
волчок.
Результат
Призма Ньютона
Во второй половине XVII в. Исаак Ньютон
открыл, что свет, проходя через стеклянную
призму треугольного сечения, на выходе
разлагается на пучки лучей разных цветов.
Пучки идут в постоянном порядке, и каждый
занимает свой постоянный угол. Расходящийся
пучок цветов Ньютон назвал спектром.
Во время вращения цвета сливаются
и диск кажется почти белым.
Это потому...
...что смесь семи цветов, получаемая при
вращении диска, дает беловатый оттенок.
Цвета радуги
Требуется
• фонарик
• прямоугольный лоточек с низкими краями
4 Поставь картон перед зеркалом, чтобы
поймать отраженные
ЛУЧИ.
плоское зеркальце
кусочек белого картона
вода
Ход опыта
Наполни лоточек
водой.
Поставь зеркало
с наклоном,как
показано на рисунке.
3 Направь свет
фонарика на
погруженную в воду
часть зеркала.
Результат
На картонке появится
отражение всех цветов
радуги.
Это потому...
...что пучок света, отраженный зеркалом на
выходе из воды, преломляется. Цвета,
составляющие белый свет, имеют разные
утлы преломления, поэтому они падают
в разные точки и становятся видимыми.
Почему появляется радуга?
Крохотные капли воды, находящиеся в воздухе,
действуют как множество призм при падении на
них солнечного света: они его отражают,
преломляют и разлагают на семь цветов спектра.
Свет кажется белым, но он состоит из семи цветов радуги,
то есть спектра.
87
1
ЦВЕТА
Как получается разные цвета?
Смешиваем краски
Требуется
• два фонарика
• два кусочка прозрачного полиэтилена
(красного и зеленого цвета)
• две резинки
• кусочек белого картона
• краски: зеленая, красная, желтая, синяя
• кисточка
• тарелка
Ход опыта
1 Закрой поверхность одного фонарика
зеленой, а другого — красной пленкой
и закрепи их резинками.
2 Включи оба
фонарика
и направь их на белый
картон так, чтобы
свет одного фонарика
лег на другой.
Результат
На месте, где свет
двух фонариков
нггложился, будет
желтый цвет.
3 Смешай кисточкой на одном краю
тарелки равное количество красной
и зеленой краски.
4 Помой кисточку и смешай желтую
краску с синей.
Результат
Смесь красного и зеленого
дает цвет, схожий с
коричневым. Желтый
и синий дают зеленый
Это потому...
...что основными цветами
спектра называются цвета,
которые при смешивании
попарно могут дать все
остальные, вторичные цвета.
К основным относятся
красный, зеленый, синий.
К основным цветам красок
относятся пурпурный,
голубой и желтый.
Оз смешения трех основных
цветов спектра получается белый цвет. От
смешения основных цветов красок получается
очень темный цвет, близкий к черному;
В конце XIX в. некоторые художники использовали
своеобразную технику живописи. Вместо того чтобы
смешивать краеки на палитре, они покрывали холст
множеством разноцветных точек ли смотреть
на такое полотно издали, то эти точки
смотрятся как один цвет. Попробуй и ты
нарисовать полянку желтыми и голубыми
точечками. Издалека твоя полянка
покажется зеленой.
Почему мы видим цвета?
Окружающие нас предметы мы видим только в том случае, если на них
падает свет. Но свет, падающий на предмет, частично поглощается, и мы
видим только отраженную часть света. Цвет предмета зависит от цвета
отражаемых им лучей: помидор кажется нам красным потому, что
он отражает только красные лучи и поглощает все остальные.
Белые предметы отражают все лучи полностью, а вот черные
все их поглощают.
ЦВЕТА
Что НАХОДИТСЯ В ЧЕРНИЛАХ?
Требуется
• несколько флакончиков чернил разного
цвета и разного цвета фломастеры
• плоская и широкая ванночка
• вода
• полоски белой промокательной бумаги
длиной 20 см и шириной 2—3 см
Ход опыта
1На каждой полоске на расстоянии 2 см
от края капни несколько капель чернил
или нарисуй пятно фломастером.
2 Налей в
ванночку немного
воды и коснись ее
краем каждой
полоски. Подожди,
пока вода не дойдет
до пятна.
Результат
Вода поднимается
вверх, и некоторые
пятна, в том числе
и черные,
разлагаются на
разные цвета.
Это потому...
...что вода разделяет краски, которые
в зависимости от цвета движутся с разной
скоростью. Они обособляются и начинают
отражать каждая свой собственный цвет. Этот
опыт научит тебя различать чернила и
фломастеры, состоящие из одной или из
нескольких красок.
Цвета в телевизоре
и цвета на бумаге
Изображения, которые ты видишь на экране
телевизора, состоят из маленьких трехцветных
строчек основных цветов (красный, зеленый,
синий). Наш глаз их смешивает и видит цветное
изображение. Для цветного изображения на
страницах газет и журналов, помимо черной,
используются основные краски (желтая,
пурпурная, голубая). Поэтому каждая страница
проходит через печатную машину четыре раза:
по одному для каждого цвета.
Смешивая пары основны^дветов, можно получить так
называемые вторичные цвета.
ЦВЕТА
Можно ли окрасить белый свет?
Красный фильтр
Требуется
• белый лист бумаги
• фломастеры
• прозрачный красный целлофан (или
полиэтиленовая пленка)
Результат
Лист бумаги покажется тебе полностью
красным, за исключением наиболее темных
пятен.
Ход опыта
1На листке бу маги
нарпсх й
несколько пятен
Это потому...
...что красная пленка выступает в роли
фильтра: она пропускает к нашим глазам
только красный цвет и поглощает все
остальные. По этой же причине фильтр
определенного цвета, поставленный перед
фонариком или прожектором, задерживает
все цвета спектра, кроме своего
собственного. Поэтому луч фонарика или
прожектора б\дет иметь цвет фильтра.
Витражи
в храмах
Цветные стекла, как
фильтры, пропускают
только свой собственный
цвет и не позволяют нам
видеть другие цвета.
Когда свет солнца
проникает через витражи
храма, можно видеть на
стенах и на полу
красивые цветные блики.
Белый цвет можно окрасить, задерживая фильтром
все остальные цвета спектра, кроме одного.
' 90
ЦВЕТА
Почему небо меняет свой цвет?
Искусственный закат
Требуется
• большая прозрачная банка
• вода
3 Теперь направь луч фонарика на
стенку банки и посмотри на свет,
проходящий через вод\.
• молоко
• фонарик
Ход опыта
1 Наполни банку
водой, добавь
несколько капель
молока.
2 Включи
фонарик
и направь < вет
сверху вниз.
Результат
Вода имеет
голубоватый цвет.
Результат
Вода приобрела
розоватый цвет, а та ее
часть, через которую
проходит свет
фонарика, — оранжево-
желтый.
Это потому...
...что вода,
забеленная молоком, по-
разному преломляет л, чи различных цветов
спектра, так же как атмосфера по-разномл
преломляет солнечные лучи
в зависимости от положения солнца на небе.
Цвета солнца и неба
Когда солнце стоит высоко,
оно кажется желтым,
а небо, если оно без туч,
кажется голубым. Это
потому, что атмосфера
рассеивает фиолетовый
синий и голубой цвета
спектра. На закате, когда
солнце находится у
горизонта, оно кажется
красным, а небо окрашивается
в розовый, красный или
оранжевый цвет. При наклоне
световых лучей атмосфера
рассеивает также и эти цвета
солнечного спектра.
Небо меняет цвет потому ч: о атмосфера по-разному
рассеивает свет в зависимости от положения солнца.
ЦВЕТА
Почему темный цвет притягивает тепло?
Свет и тепло
Требуется
• лист фольги
• черный универсальный фломастер
(рисующий на всех поверхностях)
• ножницы
• линейка
• карандаш
4 Вставь одну
полоску в другую
( можно использовать
скотч)и подвесь
крестовину на нитке
к картону, как показано
на рисунке.
• скотч
• HJITKH
• большая прозрачная стеклянная банка
• прочный кусок картона размером шире
горловины банки
Ход опыта
1 Отрежь две полоски фольги размером
10 X 2,5 см.
5 Опусти полоски
в банку. Картонка
будет служить
крышкой. Поставь
банк) на солнце.
Результат
Когда воздух в банке
нагреется, лопасти
начнут потихоньку
вращаться.
Это потому...
...что черная поверхность поглощает больше
энергии, чем серебристая, отражающая свет.
Поэтому она нагревается сильнее. Воздух
возле черных поверхностей тоже
нагревается, стремится вверх и начинает
вращать крестовинку.
2 Сделай на них надрезы, как показано
на рисунке.
3 Окрась в черный цвет одну сторону
каждой полоски и согни их по
пунктирной линии окрашенной стороной
внутрь (см. рис.).
ЦВЕТА
Поймать тепло
Требуется
• две одинаковые емкости
• вода
• кусок черной п ани
• термометр
Ход опыта
1 Наполни обе
емкости водой.
2 Одну из них
накрой черной
тканью.
3 Поставь емкости на солнце и каждые
полчаса замеряй температуру воды в них.
Температура воды в накрытой емкости будет
повышаться быстрее.
Это потому...
...что темная ткань полностью поглощает свет.
а от поверхности воды и стекла свет частично
отражается. Поглощенный тканью свет
превращается в тепло и нагревает воздух и вод};
находящуюся в накрытой емкости, сильнее,
чем в открытой. Поэтому летом в жаркий день
Белый город
Белые здания лучше отражают лучи солнца,
чем темные. Поэтому так белы южные города.
I Черные предметы полностью поглощают солнечные лучи,
часть энергии которых превращается в тепло.
93
Сохранить изображение
Люди с давних пор пытались запечатлеть окружающий их мир.
Сначала они рисовали на скалах (наскальные рисунки), затем
стали вырезать или высекать скульптурные изображения, потом
делать фрески или рисовать на холсте. Для нас запечатление
и сохранение изображений (фотография, кинематограф,
телевидение, видеокассеты...) стало обычным делом. Но это было
бы невозможно, если бы человек не понял, как устроен наш глаз,
и не попытался бы воспроизвести механизм его действия. Вот так,
от самых примитивных ящиков, в которых появлялось и бесследно
исчезало изображение, человек пришел к современным
технологиям, которые позволяют сохранять изображение,
как, где и когда мы этого хотим.
Заглянем в прошлое, чтобы понять простые секреты этой
увлекательной истории.
94
СОХРАНИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ
Как устроен наш глаз?
Сделаем модель глаза
Требуется
Результат
• стеклянная прозрачная ваза в форме шара
• лампочка с держателем
На белом картоне появится перевернутое
изображение лампочки.
• кусок картона, черного
с обеих сторон
• кусок белого картона
• ножницы
• вода
• темная комната
Ход опыта
1 Наполни вазу
водой.
2 Прислони к воде черную картонку
с маленьким отверстием.
ЗС другой стороны вазы установи белый
картон.
4 Погаси в комнате свет, закрепи
лампочке на краю стола на уровне
отверстия в картонке и включи ее.
Наш глаз работает
следующим образом...
Зрачок выполняет роль отверстия в черной
картонке: он пропускает свет, отраженный от
предмета. Внутри глаза лучи попадают на
хрусталик ( в нашем опыте — круглая ваза
с водой). Хрусталик, как выпуклая линза,
собирает в пучок проходящие через него
лучи. Эти лучи дают на дне глаза (у нас -
белая картонка) уменьшенное и перевернутое
изображение. Но почему изображение
получается перевернутым? Дело в том, что
лучи, проходящие через зрачок, идут по
прямой линии. В хрусталике они сходятся
Это потому...
...что свет от лампочки проходит через
отверстие в черном картоне и преломляется
в вазе с водой, которая действует как линза.
Затем лучи света попадают па белую картонку
и рисхют на ней перевернутое изображение
лампочки.
в одной точке, перекрещиваются, и верх
становится низом, а правое — левым. Наш
мозг, однако, воспринимает изображение
правильно, выпрямляя его в своем
зрительном центре.
Изображения освещенных предметов попадают
внутрь глаза через зрачок.
СОХРАНИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ
Как работает фотоаппарат?
Изображение в ящике
Требуется
квадратная коробка без крышки
картонная трубка
увеличительное стекло
лист кальки
ножницы
скотч ,
• черная краска
•„кисточка
Ход опыта
1 Покрась
коробку
в черный цвет.
2 Ножницами вырежи в донышке коробки
круглое отверстие, в котором труба
должна легко двигаться вперед и назад.
3 Открытую сторону коробки заклей
калькой.
4 На открытой
части трубки
закрепи с помощью
скотча
увеличительное
стекло.
5 Направь аппарат линзой на хорошо
освещенный предмет, а калькой -
к глазам.
Результат
На кальке появится
изображение предмета
в уменьшенном и
перевернутом виде.
Вдвигая и выдвигая
трсбку ты можешь
сделать изображение
более отчетливым.
Это потому...
... что выпуклая линза собирает лучи внутри
коробки. Лучи пересекаются и образуют на
кальке переверну гое изображение.
Мной? лет тому назад, когда стало известие»,
что глаза не испускают световые лучи, но
только принимают их, были изобретены
коробки наподобие той, которую сделал ты.
В них свет, отраженный от предмета, через
маленькое отверстие (даже без линзы) попадал
внутрь и создавал на задней стенке
изображение, к великому изумлению людей.
СОХРАНИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ
Фотоаппараты
В фотоаппарат свет входит через
объектив, состоящий из ряда линз.
Пройдя через затвор за время
щелчка при нажатии кнопки, свет
дает изображение на пленке, у
задней стенки аппарата. Пленка
покрыта особым составом, на
котором сохраняется
изображение. Оно проявится
/огда, когда пленка будет опущена
в проявляющую жидкость. Так
получается негатив. С него будут
печататься фотографии на бумаге.
Попроси кого-нибудь из взрослых
показать тебе устройство
Изображения освещенных предметов проецируются через
объектив и сохраняются на пленке.
97
Это ЛЮБОПЫТНО
День и ночь
Земля вращается вокруг воображаемой
оси. Один оборот длится 24 часа (сутки)
и определяет смену дня (когда светло)
и ночи (когда темно) в каждой точке
земной поверхности. В течение года
продолжительность дня и ночи постоянно
меняется, потому что во время годичного
обращения Земли вокруг Солнца
положение земной оси по отношению
к Солнцу меняется. Весной и осенью, когда
ось Земли перпендикулярна солнечным
лучам, продолжительность дня и ночи
повсюду примерно одинакова. В начале
лета, когда Северный полюс наклонен
к Солнцу, в Северном полушарии
(к северу от экватора) день длиннее ночи.
В это время в Южном полушарии (к югу
от экватора) ночь длиннее дня. В начале
зимы, когда к Солнцу становится ближе
Южный полюс, в Южном полушарии день
становится длиннее ночи, а в Северном
полушарии, наоборот, ночь становится
длиннее дня. Ближе к полюсам эти явления
усиливаются.
Космическое пространство -
черная бездна
Когда в темную комнату через щель приоткрытой
двери падает луч света, то в нем ты видишь
мельчайшие частички, носящиеся в воздухе. Это
атмосферная пыль. Благодаря ей свет
рассеивается в воздухе и опадает на предметы.
Когда мы смотрим в ночное небо, то видим
звезды, окруженные тьмой. Это потому, что
в космосе нет атмосферы, отражающей
и рассеивающей солнечный свет. Эта тьма
нарушается только солнечным светом,
отражаемым поверхностью планет. Даже Луна,
естественный спутник Земли, отражает
солнечные лучи.
Хитроумная рыбка
Малийцы называют эту рыбку черботтана.
Ее длина всего 20 см. Но она обладает
удивительной способностью. Не всплывая на
поверхность, она стреляет струйками воды
в сторону насекомых, роящихся над рекой.
Насекомые падают и становятся легкой добычей
этой рыбки. Удивительное в этом то, что,
прицеливаясь, рыбка учитывает угол
преломления света на границе воды и воздуха
и попадает точно в насекомое!
Кривые зеркала
Искривление зеркала приводит
к искажению изображения, потому что
изменяет угол отражения светового луча.
Попробуй посмотреться в блестящую
ложку (сделай это с обеих сторон,
с выпуклой и вогнутой). Твое изображение
не только изменится, но и перевернется!
Из-за этих свойств используют кривые
зеркала. Выпуклые уменьшают
изображение, но собирают больше лучей:
зеркало заднего обзора автомобиля дает
водителю широкий обзор сзади машины.
Вогнутые зеркала увеличивают
изображение, они удобны для бритья
и макияжа.
Почему предметы падают вниз? Что такое трение?
Как поднять тяжелый груз с небольшим усилием? Когда
тело находится в равновесии? Что произойдет, если
движущееся тело толкнет тело, стоящее неподвижно?
На все эти и на множество других вопросов ты найдешь
ответы на страницах следующей главы, посвященной темам:
Сверху вниз • Движение и покой • Борьба с земным тяготением
Равновесие • Передача движения
Сверху вниз
Предметы падают на пол, дождь льется с неба
на землю, реки текут вниз... Какая загадочная сила
притягивает все к Земле? Это сила земного притяжения, или
гравитации. Она удерживает атмосферу и заставляет Луну
обращаться вокруг нашей планеты. Сила притяжения
оказывает влияние на все тела и, как установил великий
английский ученый Исаак Ньютон, управляет движением
всей Вселенной.
В этой главе ты узнаешь, почему человек на Луне весит
меньше, чем на Земле, и почему космонавты парят
в невесомости; ты узнаешь о том, что падающие метеориты
оставляют громадные кратеры, и о том, как можно задержать
падение предметов.
100
СВЕРХУ ВНИЗ
Почему предметы падают вниз?
Попробуем бросать предметы
Требуется
• два одинаковых листа
бумаги
• несколько игральных
карт
• сту и
Ход опыта
1 Сомни один из двух
аистов бумаги.
Встань на стул
и с одной высоты
брось одновременно
смятый и ровный листок.
Результат
Смятый листок падает на
пол быстрее: он падает по
прямой, а ровный
опускается рыская и
медленно планируя.
Это потому..•
...что, если бы не было воздуха, все предметы
падали бы на землю вертикально
и с одинаковой скоростью под действием аыы
притяжения. Однако воздух препятствует их
движению. Чем больше поверхность
падающего предмета, тем большее
сопротивление оказывает воздух и тем
медленнее и беспорядочнее падает предмет.
Парашют
Сила тяжести притягивает парашютиста к земле,
но воздух, находящийся под куполом, тормозит
и замедляет падение. Чем больше купол, тем
больше сопротивление, оказываемое воздухом.
Однако в куполе имеются прорези, через которые
воздух находит выход. Если бы этих прорезей не
было, воздух, выходящий из-под краев купола
парашюта, делал бы его менее устойчивым.
ЗС той же выс оты
брось игральные
карты; старайся бросать
их в разном положении
(см. рис.).
Результат
Карты, брошенные
плашмя, летят медленнее
карт, брошенных ребром.
Падение в пустоте
До того как стали известны труды Галилео
Галилея (1564—1642), считалось, что более
тяжелый предмет падает быстрее более легкого.
Однако Галилей, сбрасывая множество разных
предметов с Пизанской башни, доказал, что
предметы разного веса касаются земли
одновременно. То, что некоторые предметы
падают на землю медленнее, зависит от их
формы и от сопротивления воздуха.
Тела падают под воздействием силы тяжести; скорость падения
зависит от сопротивления, которое они оказывают воздуху.
101
СВЕРХУ ВНИЗ
Что такое вес предмета?
Весы
Требуется
• кусок ДСП размером около 30X40 см
• шпагат
• лист белой бу маги
• клей
• стаканчик от йогурта
• гвоздь
• резинка
• фломастер
• ножницы
• мелкие предметы
Ход опыта
1 Попроси кого-
нибудь из
взрослых забить
гвоздь в верхней
части доски
и крепить ее
вертикально.
Повесь на
гвоздь резинку.
3 Ножницами
проткни
в кромке стаканчика три отверстия, пропусти
через них обрезки шпагата длиной по 10 см
и завяжи на концах узелки, как показано на
рисунке.
5 Клади по одному
предметы в
стаканчик и каждый раз
отмечай новое
положение конца
резинки.
Результат
По мере того как ты
наполняешь стаканчик
предметами, ре шика
опускается вниз.
Это потому...
...что с помощью сделанных тобой весов ты
измеряешь вес предметов, то есть ту силу,
с которой предмет притягивается к земле. Эта
сила меняется пропорционально силе тяжести,
действующей на предмет: чем больше
интенсивность притяжения, тем больше вес
предмета и тем больше растянется резинка.
Как устроен динамометр
Силу, которая воздействует на предмет, можно
измерить динамометром. Этот прибор похож на
безмен. Пружина, к которой подвешивается
предмет, растягивается пропорциональна i.
действующей на предмет силе. Величина этой
силы отсчитывается по градуированной шкале.
4 Приклей к доске
белый лист
бумаги; на уровне
соединения резинки
со шпагатом сделай
метку фломастером.
\
СВЕРХУ ВНИЗ
Вес и масса
В разговорной речи понятия вес и масса часто
путают. Слово «вес» обозначает силу тяжести,
которая действует на предмет и зависит от
притяжения в том месте, где этот предмет
находится. Например, сила тяжести на Луне
в шесть раз меньше, чем на Земле. Поэтому
человек, весящий на Земле 60 кг, на Луне будет
весить только 10 кг! На Юпитере, наоборот,
сила притяжения в 2,5 раза больше земной. Так
что на Юпитере этот человек теоретически был
бы почти втрое тяжелее.
Слово же «масса» обозначает количество
материи, из которой состоит предмет, и эта
величина не меняется. Масса человека и на
Луне, и на Юпитере останется неизменной.
Единицы измерения
Так как одинаковые массы могут иметь разный
вес, то для массы и силы тяжести (веса)
используются различные
единицы измерения. Сила
(вес) измеряется
в Ньютонах (Н), как все
остальные силы.
Обычные весы измеряют
силу тяжести (вес),
но показывают
ее в единицах массы,
то есть в килограммах (кг)
с граммами (г)
и миллиграммами (мг).
На Земле сила тжа ти
тоже нс везде одинакова: на
полюсах, где Земля чуть
приплюснута и до центра
Зелы и ближе, сила
тяжести чуть больше
Вдоль экватора сила
тяжести чуть
меньше*
Сила тяжести на Земле и других
небесных пилах уменьшается по
мере удаления от их центра
И космическом
пространстве (ила
притяжения между
спутником и
небесным телом,
вокруг которого он
обращается,
I может
уравновешиваться
' центробежной
силой. Эпи>
приводит к тому,
что тела парят в
невесомости как
показано на этом
рисунке.
Вес предмета - это сила тяжести, которая воздействует на
предмет. Чем сильнее сила тяжести, тем больше вес.
103
СВЕРХУ ВНИЗ
Что происходит с телом, падающим на поверхность?
Прыг-скок
Требуется
• резиновый шарик
• поверхность, покрытая слоем песка
• другие поверхности (мрамор, дерево,
ковер...)
Ход опыта
1 Проверь аффект падения резинового
шарика на разные поверхности. Бросай
шарик все время с одной высоты, например
от уровня глаз, и посчитай, сколько раз и на
какую высоту отскочит шарик от разных
поверхностей
Это потому...
...что энергия, накопленная шариком во время
падения, в момент столкновения используется
для отскакивания от поверхности. Падая на
твердvio поверхность, шарик сжимается. Сила
упругости толкает его вверх, и, подпрыгивая,
он принимает первоначальную форму. Если
поверхность не твердад, то энергия падения
шарика поглощается частицами поверхности,
которые используют эту энергию для
смещения. Чем с большей высоты падает
шарик, тем больше скорость его падения
и больше энергия, которая смещает песок.
2 Брось шарик на песок несколько раз
с разной высоты.
Результат
Шарик хорошо отскакивает от деревянной
и мраморной поверхности, похуже — от
ковра, от песка же совсем не отскакивает,
а утопает в нем, образуя лунку. Лунка будет
тем глубже, чем больше высота, с которой
брошен шарик.
Свайный молот для
забивания сваи в землю
Его ударной частью
служит чугунная баба.
Энергией своего падения
она вколачивает сваю
в землю. Как правило, вес
бабы должен быть не
меньше веса сваи.
104
СВЕРХУ ВНИЗ
Водяное колесо
Требуется
• кат лика
• круглый карандаш
• глянцевый картон
• ножницы
• водостойкий клей
• водопроводная раковина
Ход опыта
1 Вырежи из картона четыре
прямоугольные полоски шириной
с катушку, а длиной в два раза больше.
Отметь середину на длинной стороне.
ЗВ отверстие
катушки вставь
карандаш. Полученное
водяное колесо подставь
лопастями под струю
воды.
Результат
2 Согни полоски
по сделанным
меткам и одной
половинкой паклей
каждую полоску на
катушку (см. рис.).
Результат падения метеорита
Кратер Баррингер, обнаруженный в 1891 г.
в Уинслоу в Аризоне (США), — один из самых
больших кратеров метеоритного происхождения
на нашей планете. Он возник, вероятно, 50 тысяч
лет тому назад от удара метеорита, прилетевшего
из космического пространства со скоростью около
20 км/с. Диаметр кратера — 1 200 м, глубина —
175 м, и вал по его окружности имеет высоту
50 м. Удар от падения метеорита диаметром
60—80 м привел к созданию кратера и к полному
разрушению самого метеорита.
Вода приведет в движение колесо.
Это потому...
...что анергия падения воды, созданная силой
притяжения, при у даре преобразуется в
движение лопастей, приклеенных к катушке.
Колесо с лопастями не останавливает
падение воды потом1/, что оно не закреплено
жестко, а вращается вокруг неподвижной оси
(карандаша).
Эффект столкновения зависит от скорости тела, от его массы, от материала,
из которого состоит тело, и от поверхности, на которую оно падает.
105
Движение и покой
Все вокруг нас находится в непрерывном
щижении. Естественное движение падающих
тел — это движение сверху вниз. Но человек бросил
вызов земному притяжению и научился
использовать силы, которые помогают двигаться
самому и передвигать предметы во всех
направлениях. Для этого ему понадобилось открыть
законы движения. Наши опыты помогут тебе
узнать, что помогает, что мешает, а что способствует
движению. Ты поймешь, почему опасно резкое
торможение, и узнаешь, что такое скорость.
Почему, когда поезд тормозит, ты подаешься вперед?
Ленивая монета
Требуется
• стакан
• игральная карта
• монетка
Ход опыта
1 Положи на стакан
игральную карту
а на нее — монетку
Это потому...
..что монетка тяжелее карты и имеет
большую инерцию, что означает стремление
тела сохраня сь покой или продолжать
движение. Сила твоего пальца смещает карту;
а не монетку, остающуюся в покое. Оставшись
без опоры, монетка падает в стакан.
2 Резко щелкни
пальцем по карте
(см. рис.), чтобы
сбросить ее, не
поднимая.
Результат
Карта слетает, но
монетка не следует за
ней, а падает в стакан.
Инерция и транспортные средств
В быстро трогающемся транспорте пассажиры
отклоняются назад, словно хотят остаться
неподвижными. При резком торможении,
наоборот, тела пассажиров подаются вперед,
как бы продолжая движение. Эта
неподатливость тел к движению или
остановке - инерция. Она подвергает
риску жизнь пассажиров при езде в
транспорте. Не случайно применяются
различные средства безопасности:
ручки, за которые можно держаться,
ремни безопасности, специальные <
сиденья для маленьких детей. I
106
Сырое или крутое?
Требуется
тарелка
два яйца
кастрюлька
вода
Ход опыта
1 юпробуи
крутну ть на тарелке
оба яйца
Останови яйца
легким касанием
пальца и ту г же отними
палец.
I маму
одно яйцо
вкруг, ю (варится
около 8 минут). Когда
оно остынет, можешь
поспорить с другом,
что ты его отличишь
от сырого.
Результат
Крутое яйцо остановится, а сырое
во юбновит вращение.
Это потому...
...что в сыром яйце белок и желток
продолжают движение даже тогда, когда
скорлупа остановилась. Как только ты отнял
палец, яйцо возобновило вращение.
Неподвижные тела стремятся оставаться неподвижными,
движущиеся тела стремятся продолжить движение.
107
ДВИЖЕНИЕ И ПОКОЙ
¥1Го такое трение?
Ролики ПОМОГАЮТ ДВИГАТЬСЯ
Требуется
• динамометр (безмен)
• тонкий, но прочный шпагат
• тяжелая книга
• четыре круглых карандаша
• стол
Ход опыта
1 Положи книгу на стол
и прикрепи динамометр,
как показано на рисунке.
211отяни за динамометр. Как только
книга начнет двигаться, пос мотри, какое
усилие для этого Цхгребовалось.
3 Подложи под КНИГУ
круглые карандаши,
повтори операцию
и снова замерь усилие.
Шарикоподшипники
Трение между частями машины может быть
уменьшено за счет использования
шарикоподшипников. Помещенные в них
шарики катаются один за другим, почти
полностью устраняя трение
при вращении.
Такие подшипники
используются
в автомобилях
и роликовых
коньках.
Результат
Во втором случае динамометр показывает
меньшее усилие.
Это потому...
...что, когда одна поверхность скользит по
другой, во шикает трение, препятствующее
движению. В первом случае книга опирается
на стол и создает максимальное грение
(трение скольжения). Во втором случае
карандаши уменьшают сопротивление
движению, потом что они ис ползут.
а катятся (трение качения)
108
ДВИЖЕНИЕ И ПОКОЙ
Перемещение с небольшими усилиями
Требуется
• круглая консервная банка (см. рис.)
• стол
Ход эксперимента
~| Поставь банку на край стола.
2 Перемести банку к центру стола,
подталкивая ее потихоньку пальцем.
Это потому...
...что основание банки плоское, при его
движении возникает трение скольжения.
Когда банка лежит, возникает трение
качения, которое значительно меньше.
Вот почему бидоны и другие тяжелые
предметы округлой формы легче катить
в лежачем положении, на боку.
3 Теперь положи банку на край стола
на бок.
4Такими же движениями подталкивай
ее к центру стола.
Результат
Банку, стоящую прямо, приходится толкать
с большим усилием, чем лежащую на боку.
После каждого толчка банка, лежащая на
боку, проходит более длинный путь.
Трение в быту
Если бы не было трения между подошвой
наших ботинок и полом, мы не смогли бы
ходить и бегать. Без трения покрышек об
асфальт не было бы сцепления автомобиля
с дорогой. Даже велосипед с совершенно
гладкими покрышками не смог бы сдвинуться
с места. Без трения карандаш не оставил бы
следов на бумаге (было бы все равно что
писать на стекле). Благодаря трению
подушечки наших пальцев позволяют
удерживать любые предметы. Как видишь.
трение иногда полезно, но иногда его надо
уменьшить или устранить вовсе.
Например, зубчатые колеса станков
работают лучше, если их смазать,
то есть нанести тонкий слой
смазки, который уменьшает
трение.
Аэродинамическая
форма самолетов,
автомобилей, лодок
сводит к минимуму
трение о воздух или
воду. Это позволяет
увеличивать скорость.
Лыжная мазь
облегчает скольжение
лыж по снегу.
Когда две поверхности трутся одна о другую, возникает
тормозящая сила, называемая трением.
109
ДВИЖЕНИЕ И ПОКОЙ
Почему тело меняет скорость или направление?
Вес и движение
Понадобится
• игрушечный грузовичок
• стол
• примерно 1 м шпагата
• мелкие предметы (шарики, монетки,
болтики, яблоко...)
• пластмассовый стакан
• фломастер
v ножницы
Ход опыта
Скорость грузовичка увеличивается при
увеличении груза в стакане. Грузовичок
замедляет ход, когда увеличивается груз
в кузове.
Это потому...
...что скорость движущего тела увеличивается,
если увеличивается сила, вызывающая
движение. Сила тяжести тянет вниз стакан
Тот, в свою очередь, тянет грузовичок. 1руз
в грузовичке уменьшает скорость, потом, что
увеличивает трение, сила которого
уравновешивает вес стакана.
Сделай два отверстия
1 в противоположных краях
пластмассового стакана, протяни
через них шпагат, как показано
на рисунке.
2Свободный конец шпагата привяжи
к бамперу грузовичка и поставь его на стол
таким образом, чтобы стакан свисал с края
стола.
Рекорды скорости
Отметь первоначальное положение
грузовичка.
4 Подготовленные
мелкие предметы
разложи часть в
стаканчик, часть —
в грузовичок и проверь,
при каком положении
грузовичок быстрее
едет по столу
Скорость - это путь, проходимый в единицу
времени. Измеряется в метрах в секунду (м/с)
или километрах в час (км/ч). Приводим
рекорды скорости в природе.
Самое быстрое животное на Земле - гепард,
его скорость достигает 120 км/ ч (хоть и на
коротких дистанциях); за 2 секунды он
развивает скорость до 70 км/ч. Самая быстрая
птица — каменный стриж —
летает со скоростью
180 км/ч. В воде скорости
немного поменьше из-за
большего сопротивления
воды: рыба-сабля
достигает скорости
80 км/ч. А человек?
Рекорд на
стометровке
составляет
43,37 км/ч
для мужчин
и 39,56 км/ч
для женщин.
110
ДВИЖЕНИЕ И ПОКОЙ
Изменение направления движения
и прямолинейного
пробега машинки
Посмотри, как
далеко она м едет под
действием твоего
толчка.
2 На середине пути, сбоку, положи
магнит. Машинка должна проехать
в нескольких сантиметрах от него.
Пусти машинку.
Результат
Когда машинка будет
проходить мимо
магнита, она изменит
направление (д.вке
может коснуться
магнита: в этом случае
отодвинь магнит чуть
дальше).
Это потому...
...что магнит
притягивает машинку и заставляет ее
изменить направление. Без вмешательства
силы извне машинка продолжала бы свое
прямолинейное движение до тех пор, пока
трение не поглотило бы энергию
первоначального толчка.
Остановить движение
Тебе наверняка приходилось кататься по
наклонной дороге, не работая педалями. В конце
спуска велосипед неизбежно замедлял ход, и,
чтобы не остановиться, ты принимался снова
крутить педали. Для того чтобы привести в
движение тело, требуется сила. То же происходит
с торможением и остановкой. Движение
велосипеда замедляется вследствие трения между
велосипедом и дорогой, сопротивления воздуха,
и, если не вмешается другая сила (земное
притяжение, на спуске, либо усилие самого
велосипедиста), велосипед остановится. Бывает
не просто остановить движущееся средство.
Предмет большой массы обладает большей
инерцией, поэтому его остановить труднее.
Движущееся тело увеличивает скорость, тормозит или меняет
свое направление под воздействием внешней силы.
in
ДВИЖЕНИЕ И ПОКОЙ
Может ли тело накапливать энергию движения?
Непредвиденное возвращение
Требуется
Результат
• цилиндрическая жестяная банка
с крышкой (см. рис.)
• шпагат
• большой гвоздь
• молоток
• две спички
• стальная гайка
• прочная резинка
Ход опыта
1В центрах
крышки
и основания банки
Поначалу банка катится в сторону' толчка,
потом замедляет ход и возвращается обратно.
Это потому...
...что гайка не участвует во вращательном
движении банки, так как она достаточно
тяжела. Резинка закручивается и накапливает
энергию. Когда энергия первоначального
толчка израсходуется, банка возвращается
назад. Резинка, раскру чиваясь, использзет
накопленную энергию и стремится занять
прежнее положение.
пробей гвоздем отверстия.
Заводные
механизмы
2 Привяжи гайку'
к резинке
кусочком шпагата.
3 Протяни резинку в отверстие в
основании банки. Снаружи образуется
петля, в которую необходимо вставить
спичку, закрепив таким образом резинку.
Повтори операцию с крышкой. Закрой
крышку. Внутри банки одна ветвь резинки
должна быть натянута, на другой должен
свободно висеть груз.
Чтобы работали наручные,
настольные и другие
механические часы,
а также многие
механические игрушки,
их надо заводить. Ключ
или заводная головка
соединены с внутренней
пружинкой, которой они
передают усилие. Таким
образом пружине
и прибору (часам или
игрушке) передается
энергия, которая затем
расходуется постепенно
(если речь идет о часах)
или быстро (если речь идет
о заводной машинке или
другой игрушке). Движение
4 Положи баку на бок и толкни, чтобы
она укатилась подальше от тебя.
длится, пока пружина не вернется в свое
первоначальное положение. В некоторых
случаях пружину не сжимают, а растягивают.
При этом тоже используется стремление
пружины вернуться в прежнее положение.
Например, в игрушечных пистолетах пружину
растягивают и запирают до момента нажатия
на курок. В момент выстрела пружина
освобождается и резко сжимается, имитируя
звук выстрела.
ДВИЖЕНИЕ И ПОКОЙ
Пружинка скачет по ступенькам
Требуется
Результат
игрушка-пружинка
ступеньки
Ход опыта
1 Положи пружинку
на верхнюю
ступеньку, ближе к краю.
2 Ударь по верхней
части пружинки так,
чтобы она упала вниз.
Пружинка спустится по нескольким ступеням
без вмешательства других сил.
Это потому...
...что, спускаясь с верхней ступеньки,
пружина растягивается, потом
сжимается, так как стремится
принять первоначальное положение
(каждый виток тянет за собой
другой). Таким образом, она
накапливает определенную энергию.
Это позволяет ей спуститься на
ступеньку' ниже, и т. д.
Резинка также накапливает
энергию Например,
растягивая резинку рогатки,
ты передаешь ей
энергию своей
руки. Как
только ты
отпустишь
резинку, эта
энергия будет
использована для
броска.
Что такое упругость
Упругость - это свойство некоторых тел
деформироваться под воздействием силы и
возвращаться в первоначальное положение,
когда действие этой силы прекращается.
Некоторые тела, например резина, очень упруги,
и это видно сразу. Даже строительные материалы,
такие, как бетон или сталь, имеют определенную
степень упругости для того, чтобы выдерживать, не
разрушаясь, полезную нагрузку (людей,
транспортные средства...) или природные
воздействия (ветер, воду, снег, землетрясения).
Даже без пружины и
без резинки предмет
может накапливать
потенциальную
энергию. Если ты
поднимешь с земли
камень, ты
предоставляешь ему
возможность
падения в силу
закона притяжения,
то есть даешь ему
потенциальную
энергию, которую он
использует, когда ты
его отпустишь.
Предметы могут накапливать
энергию для своего движения.
113
Борьба с земным тяготением
Когда мы бросаем мяч вверх, а потом подхватываем его на лету, мы
не подозреваем, что используем один из способов победить силу
земного тяготения. Может быть, впервые человек задумался об этом
в древние времена, когда был охотником. Он хорошо рассчитывал
траекторию полета стрелы, чтобы поразить свою цель. Сейчас
проблемы изменились: приходится рассчитывать запуск космических
аппаратов таким образом, чтобы они не падали на Землю.
С помощью простых опытов мы узнаем, какие силы помогают
преодолеть силу тяжести. Мы познакомим тебя с вращательным
движением, узнаем, какие силы приводят в движение Солнечную
"систему. Познакомимся с первыми попытками человека преодолеть
силу тяжести с помощью простых машин: рычага, наклонных
плоскостей и блоков.
114
БОРЬБА С ЗЕМНЫМ ТЯГОТЕНИЕМ
Почему брошенный вверх предмет падает на землю?
Ракета, работающая на сжатом воздухе
Требуется
• мягкая пластмассовая бутылка
• две пластмассовые соломинки, одна чуть
толще другой
• пластилин
• кусочек
картона
• скотч
• ножницы
Ход опыта
1В крышке бутылки
сделай отверстие по
диаметру более толстой
соломинки. Вставь соломинку
и закрепи ее пластилином, чтобы из
отверстия не выходил воздух.
2 Из второй соломинки сделай ракету.
Хвостовое оперение — из двух картонных
треугольников, приклеенных скотчем.
Заостренную носовую часть сделай из
пластилина (см. рис.).
3 Насади ракету на
узкую соломинку
и с силой надави на
бутылку.
Результат
Ракета взлетает, летит, а потом падает.
Это потому...
...что воздух, находящийся в бутылке, при
сжатии с силой вырывается из трубки и
толкает ракету. После первого толчка ракета
летит по инерции, и сила притяжения
заставляет ее упасть.
Бросаемые нами предметы летят по кривой
линии, называемой траекторией. Траектория
сначала стремится вверх. Потом, когда сила
инерции становится меньше силы тяжести,
траектория опускается вниз.
Импульс силы
Когда мы бросаем мяч, то сила наших
мускулов заставляет его лететь. Отрываясь от
нашей руки, мяч продолжает свое движение,
так как он получил определенный импульс
силы. Чем сильнее бросок, тем дольше
продлится движение.
Импульс силы зависит от скорости предмета
и от его массы (мячик пинг-понга при
одинаковой скорости имеет меньший импульс,
чем теннисный мячик). Импульс силы
постепенно уменьшается под действием
трения, вызванного сопротивлением воздуха
или контактом с тормозящей поверхностью,
или под действием силы тяжести.
Спортивные дисциплины
Есть спортивные дисциплины, связанные
с бросанием предметов: толкание ядра, метание
диска, стрельба из лука... Во всех них очень
важна сила, с которой брошен предмет, и
траектория его полета. Ведь основная задача —
это чтобы предмет как можно дольше
сопротивлялся силе тяготения
и упал как можно дальше.
Движение вверх, сообщенное телу, сохраняется до тех пор,
пока его не погасит сила притяжения.
115
БОРЬБА С ЗЕМНЫМ ТЯГОТЕНИЕМ
Движутся ли тела только прямолинейно?
Вращающийся шарик
Требуется
3 Вращай стакан
до тех пор, пока
шарик не достигнет
его верхнего края.
Результат
Шарик выскочит из
стакана и полетит по
прямой линии.
Результат
Шарик начинает вращаться и поднимается по
стенкам стакана.
Это потому...
Это потому...
...что вращательное движение возможно
только при воздействии силы, которая
постоянно заворачивает предмет. Если такая
сила отсутствует, предмет движется по
прямой линии. В нашем опыте стенки
стакана, давя на шарик, создают силу,
направленную к центру. Она называется
центростремительной силой. Эта сила
определяет круговое движение шарика. Когда
шарик выскочит из стакана, накопленный
...что когда предмет быстро вращается, он
стремится уйти в сторону. Действующая при
этом сила называется центробежной. Она
способна преодолеть силу тяжести. Именно
поэтому шарик, вращаясь, поднимается по
стенкам стакана.
Центробежная сила отклоняет висячие
сиденья карусели и отжимает воду
в стиральной машине.
импульс силы позволит ему лететь прямо.
Метатель молота
Посмотри на метателя молота.
Здесь центростремительную
силу передает ручка, которая
удерживает молот в круговом
движении. Когда спортсмен
отпускает ручку, молот летит по
прямолинейной траектории.
Ж
116
БОРЬБА С ЗЕМНЫМ ТЯГОТЕНИЕМ
Борьба между различными силами
Требуется
• пластмассовый стакан
• тонкий шпагат
• трубочка (корпус) от шариковой ручки
• ножницы
• колечко скотча
• шарики
Ход опыта
1По краям стакана сделай два
отверстия, продерни и свяжи концы
шпагата, как показано на рисунке. К узлу
привяжи другой шпагат длиной около 40 см.
2 Пропусти верхний шпагат через
пустую трубку от шариковой ручки, а на
самый конец привяжи колечко скотча.
3 Заполни стакан шариками и поставь на
стол.
4 Возьми в руки трубку и начни быстро
вращать колечко, прикрепленное к концу
шпагата.
Результат
Немного спустя стакан оторвется от
поверхности стола.
Это потому...
...что вращательное движение сообщает
колечку скотча центробежную силу, которая
тянет вверх шпагат, преодолевая сил}'
тяжести, воздействующую на стакан.
Вращение планет
Какая сила движет всей Солнечной системой?
Каждое небесное тело создает ту или иную силу
тяготения в зависимости от своей массы. Солнце
своим огромным тяготением удерживает планеты
на постоянных орбитах, уравновешивая их
стремление удалиться, то есть оказывает
центростремительное
воздействие. Оно
обеспечивает
обращение планет,
то есть их годичное
движение.
Некоторые планеты,
в свою очередь,
удерживают свои
спутники, как
естественные, так
и искусственные,
запущенные
человеком.
Равновесие
Солнечной системы
вызвано законом
всемирного
тяготения, согласно
которому два любых
тела взаимно
притягиваются
с силой, зависящей
от их массы
и расстояния между
ними.
Центростремительная сила может превратить прямолинейное
движение тела во вращательное движение.
117
БОРЬБА С ЗЕМНЫМ ТЯГОТЕНИЕМ
Как поднять большой вес малым усилием?
Детская игра
Требуется
• призма
• линейка длиной 60 см
• тяжелая книга
Ход опыта
1 Поставь призма на стол и установи на
ней но центру линейку.
Это потому...
...что линейка действует как рычаг, то есть
простая машина, позволяющая поднимать
большой вес <. малым усилием.
К простейшим рычагам относятся лопата,
щипцы для раскалывания орехов, весло.
Рычаги тем более эффективны, чем ближе груз
к точке опоры (в нашем случае это призма) и
чем дальше находится точка приложения силы,
поднимающей груз. Ты можешь это легко
проверить: попробуй открыть крышку банки
растворимого кофе сначала монеткой, а потом
отверткой. Отверткой будет значительно легче.
2 Положи на один конец линейки книгу,
а на дрхгой нажми рукой.
Рычаги
В рычаге важны точка опоры (f), усилие (р) —
сила, прикладываемая к рычагу для выполнения
работы, и сопротивление (г) — сила, которую
надо преодолеть. В зависимости от
расположения точки опоры рычаги бывают трех
видов. Вот несколько примеров.
Результат
Конец линейки, на котором лежит книга, или
не поднимется, или поднимется с большим
трудом, несмотря на усилие твоей руки.
3 Сдвинь линейку и положи книгу на
короткий ее конец.
Клещи - рычаг первого
рода. Точка опоры -
посредине Для
достижения наибольшего
эффекта очень важно
Оержатъ клещи правильно,
то есть подальше от точки
опоры и поближе к концам.
Щипцы для раскалывания
орехов - рычаг второго рода:
точка опоры - на одном
конце, точка приложения
силы - на другом.
Результат
Книга без труда поднимется вверх.
Пинцет филателиста - рычаг
третьего рода. Точка опоры - на
конце, точка приложения силы -
посредине При пользовании этим
пинцетом мы прилагаем усилие
больше необходимого. Тем не
менее такой пинцет полезен
При выполнении точных
работ, где сила наших
пальцев снижается.
118
БОРЬБА С ЗЕМНЫМ ТЯГОТЕНИЕМ
Наиболее легкий путь
Требуется
• динамометр (безмен)
• мешочек с шариками или гайками
• линейка длиной 30 см
• линейка длиной 60 см
• стопка книг высотой около 20 см
• шпагат
Ход опыта
~| Подвесь к безмен) мешочек с грузом.
2 Поднеси мешочек
к стопке книг и
подними безмен на
высоту верхней книги.
3 Положи линейку (30 см) одним концом
на стопку книг.
4 Тяни мешочек с грузом по
линейке снизу вверх
и посмотри по безмену,
какое усилие ты
приложил.
5 Пов тори опыт, но с линейкой длиной
в 60 см.
Результат
С.ила, необходимая для поднятия груза по
вертикали, больше, чем для поднятия того же
груза по наклонно! I линейке Хилис,
необходимое ,цдя поднятия груза по линейке,
тем меньше, чем длиннее линейка.
Это потому...
... что с помощью линейки ты создал
наклонную плоскость, которая позволяет
поднимать груз по более длинному пути, но
с наименьшим усилием. Винтовая лестница,
серпантин в горах действуют таким же
образом: они увеличивают расстояние, но
облегчают подъем и спуск. Наклонная
плоскость является простой подъемной
машиной.
Блок - еще одна прос тая
машина для поднятия
тяжестей. Он состоит из
колеса, вращающегося на
оси. Через колесо переброшен
трос (цепь). К одному концу
троса крепится
поднимаемый груз, к другому
прикладывается сила. Если
груз поднимает человек, то
при подъеме груза он тянет
трос вниз своим весом.
С помощью простой машины можно уменьшить усилие,
необходимое для выполнения какой-либо работы.
119
Равновесие
Проникнув в тайны движения, можно понять секреты покоя.
Когда предмет находится в состоянии покоя? Как человек
может стоять на ногах и почему, теряя равновесие, он падает?
Почему крыши не падают с домов? Уметь удержать в равновесии
различные конструкции, предметы, удержаться в равновесии
самому — это значит бросить вызов силе тяготения, найти для
этого наилучшие решения.
Читая эти страницы, ты поймешь, почему, чтобы устоять
на одной ноге, человек выполняет
странные движения; как распределить
труз в автомобиле, чтобы машина была
устойчивой даже при быстрой езде
и не опрокинулась во время дорожно-
транспортного происшествия; или
почему при строительстве часто
используются арочные
конструкции.
1
120
РАВНОВЕСИЕ
Все ли тела могут находиться в состоянии равновесия'
С кК ОПРЕДЕЛИТЬ ЦЕНТР МАССЫ
Требуется
• кус ок шпагата с привязанной на одном
конце гайкой (если держать шпагат
с гайкой за конец, он служит отвесом,
показывая вертикальную линию).
• вертикальная поверхность, в которую
можно вбить гвоздь
• гвоздь
• карандаш
• циркуль
• треугольник
• еще кусок шпагата
• кусок картона
• ножницы
• молоток
Ход опыта
1На картоне с помощью
цирку ля и треугольника
начерти круг, прямоугольник
и произвольную фигуру
и вырежи их По краям всех
трех фигур сделай по два
отверстия.
Картонки будут висеть горизонтально, не
наклоняясь.
4 Ту же сам} ю
операцию проделай
и с другими картонными
фигу памп.
5 Сделай отверстие
в точке пересечения
двух линий, продень
в отверстие шпагат
и завяжи с обратной
стороны узелок.
6 Подними фигурку
за другой конец
шпагата и подержи на весу.
2 Попроси кого-
нибудь из
взрослых забить
гвоздь в вертикальную
поверхность. Повесь
одну из вырезанных
фигур на гвоздь и на
него же повесь шпагат
с гайкой (отвес).
Карандашом
прочерти линию, по
которой проходит
шпагат.
с/ 1еперь повесь
Сл фи! vpy за др\тое
отверстие и снова
проведи
вертикальную линию.
Это потому...
...что вырезанные тобой фигуры подвешены
в точке центра массы, то есть в точке их
равновесия. Центр массы предмета - это
точка, где как бы сосредоточена вся его
масса. Если под или над центром массы
находится точка опоры, предмет находится
в состоянии равновесия. В предметах
правильной формы центр тяжести совпадает
с геометрическим центром фигуры (плоской
или объемной). В предмете неправильной
формы центр массы смещается к его более
массивной части.
Все тела имеют точку равновесия,
которая называется центром массы
121
РАВНОВЕСИЕ
Почему, теряя равновесие, мы падаем?
Волшебная коробка
Требуется
Это потому...
• картонная коробка с крышкой
• пять монеток
• скотч
• край стола
Ход опыта
1 Поставь коробку на
край стола и
потихоньку' двигай
ее к краю.
Результат
Когда центральная
точка коробки
сместится за край
стола, коробка
упадет.
...что когда коробка пустая, ее центр массы
находится в центральной части, и, если он
сдвигается за пределы площади опоры,
коробка падает, так как сила тяжести
действует в этой точке. Когда ты приклеил
монеты в угол коробки, центр массы
сместился к этому месту. Поэтому коробка
остается в равновесии до тех пор, пока центр
массы находится над опорной площадью.
Почему мы падаем?
У человека центр массы расположен где-то под
пупком. Пока он находится над опорной
площадью, то есть между двумя ногами, тело
остается в состоянии равновесия. Если центр
смещается, то человек падает. Когда ты сидишь,
твой центр массы смещен далеко назад
относительно твоих ног, но стул не дает тебе
упасть. Попробуй подняться со стула, не
опираясь ногами под стулом и держа руки по
швам, — не получится! А вот если ты вытянешь
2 Открой коробку и все
пять монеток прикрепи
скотчем ко дну’ в ее углу7.
Закрой коробку.
руки вперед или упрешься ногами под стулом,
ты сможешь подняться. Это потому, что ты
перераспределил свою массу и ее центр
оказался над ногами. Маленькие дети, которые
долго не могут научиться ходить, имеют слишком
маленькую площадь опоры и часто теряют
равновесие. Четвероногие животные, наоборот,
имеют большую площадь опоры и, едва
родившись, сразу же встают на все четыре ноги
3 Поставь снова коробку на стол и
подвигай к краю, но так, чтобы угол, где
приклеены монеты, оставался на столе.
Результат
Коробка не упадет, когда ее
геометрический центр
сместится за край стола. До тех
пор, пока угол коробки
с монетами будет опираться на
стол, коробка останется
в равновесии.
122
РАВНОВЕСИЕ
Высокий И НИЗКИЙ ЦЕНТР МАССЫ
Требуется
• картонная коробка с квадратным
основанием, с бортиками
у крышки
• груз примерно 30 г
• скотч
Ход опыта
I Открои
1 коробку и на
внутренней стороне
крышки закрепи груз.
Закрой крышку.
Результат
Когда груз находится вверху, достаточно
маленького толчка, чтобы коробка
опрокинулась. Когда груз находится внизу.
требуется большее усилие; при малом
коробка сначала наклонится, а потом займет
прежнее положение.
2 Поставь коробку
недалеко от края
стола и потихоньку
наклоняй ее до тех
пор, пока она не
упадет.
3 Переверни
коробку таким
образом, чтобы груз
оказался внизу, и
вновь попытайся ее
опрокинуть.
Это потому...
... что в первом случае центр коробки
находится вверху; достаточно небольшого
усилия, чтобы он сместился за площадь
опоры и коробка упала. Во втором случае
центр массы находится над площадью опоры
и требуется большее усилие для его
смещения, при котором коробка потеряет
равновесие. Тела остаются в равновесии, если
мнимая вертикальная линия, проходящая
через центр массы, падает на площадь опоры.
Центр массы автомобилей
У автомобиля, как и у всех других транспортных
средств, центр массы всегда находится между
колесами. Поэтому вероятность опрокидывания
машины при дорожном происшествии
становится минимальной. Не случайно
двигатель машины, имеющий большую
массу, всегда расположен внизу,
особенно в высоких автомобилях —
типа двухэтажных автобусов. Им
требуется особенно большая
устойчивость. Первые автомобили, хоть
и развивали маленькую скорость по
сравнению с современными моделями,
были малоустойчивы из-за большой высоты.
Если центр массы тела смещается, сила тяжести может
вызывать падение этого тела.
123
ГАВНО ЬЕ
Когда тело находится в состоянии равновесия?
Сидячий ХОРОВОД
Требуется
• группа ребят примерно одного роста
(человек десять)
Ход опыта
1Все дети становятся в круг друг другу
в затылок. Один из ребят отдает команду.
2 Как только прозвучит команда, все
дети одновременно сгибают колени и
каждый садится на колени стоящего сзади
(очень важно сделать это одновременно).
Результат
Создается стабильная конструкция,
в которой никто не падает.
Хрупкие, но прочные
Требуется
• два яйца
• две книги
• нож с зубчатым лезвием
• рабочая поверхность
Ход опыта
1 Попроси кого-нибудь из взрослых
сварить два яйца вкрутую (варить
8 минут) и остудить их. Затем ножом
разрезать яйца ровно посередине па две
одинаковые половинки. Освободить
скорлупу. Очень важно, чтобы разрез был
ровный и прямой: половинки скорлупок
должны хорошо прилегать к поверхности
стола.
d
Это потому...
...что вес каждого ребенка поддерживается
коленями другого (как будто бы он сидит па
стуле). Все силы находятся в равновесии.
Поэтому никто не падает.
2 Поставь
скорлупки, как
показано
на рисунке.
Скорлупки хорошо выдерживают груз
и не ломаются.
Это потому...
...что вес книг давит на скорлупки по осям
симметрии образуемых ими куполов.
Поэтому нагрузки в скорлупе распределяются
равномерно. Если бы скорлупки лежали па
боку, они были бы раздавлены грузом.
124
РАВНОВЕСИЕ
Надежная опора
Требуется
• два куска тонкого
картона
• широкий стакан
• деревянные
шарики
• две коробки из-под
об\ви
Ход опыта
1 Поставь обувные
коробки на расстоянии 10 см друг от друга
Под весом стакана картонка прогибается.
Это потому....
...что картонка не в состоянии
противодействовать силе тяжести, с которой
действует на нее стакан.
3 Согни вторую картонку в дугу и подставь ее
под первую таким образом, чтобы они
соприкасались серединами.
4 Снова поставь на верхнюю картонку'
стакан и положи в него несколько
шариков.
Результат
Новая структура выдерживает вес стакана
плюс вес шариков.
Это потому...
.что арочная структура очень прочна: если
на нее сверху давит сила ( в нашем случае —
вес стакана), то арка не прогибается,
а сжимается. Благодаря этому свойству
арочные конструкции используются при
строительстве мостов, зданий, плотин.
Статика
Статика — это раздел физики, изучающий равновесие тел, то есть те
состояния, при которых тела находятся в состоянии покоя. Для тех, кто
проектирует здания, мосты и т. п., очень важно знать законы статики.
Они позволяют учитывать силы, которые будут воздействовать на
построенную структуру — вес кровли здания, вес поезда,
проходящего через мост, или силу ветра... Для того чтобы
сооружение было прочным и надежным, все эти силы должны
уравновешиваться сопротивлением структуры сооружения.
Сам па устойчивой формой является пирамида Она имеет большую
площадь основания, и ее вес сконцентрирован в нижней '“астн.
Когда все силы, действующие на тело, взаимно уничтожаются,
тело находится в состоянии равновесия.
125
Передача движения
Некоторые силы могут заставлять двигаться тела. |НИИИНИ|
Но может ли движущееся тело передавать ЩНИИИН
движение другому телу? Какая для этого требуется I
сила? Почему педали велосипеда не приводят
в движение непосредственно колеса? Если сила весла
отталкивает воду назад, то какая сила двигает лодку
вперед? С помощью опытов, описанных на следующих
страницах, ты узнаешь, что движение от одного
предмета к другому может передаваться при помощи
импульса, зубчатой передачи и т. д. Ты поймешь, что
такое реактивное движение.
Что происходит, когда движущееся тело толкает другое
тело, находящееся в состоянии покоя?
Цепная реакция
Требуется
• линейка
• две монеты
Ход опыта
1 Положи линейку
на гладкую
поверхность.
2 Одну нз монет
приложи к торцу
линейки, как
показано на рисунке.
Она должна касаться
линейки.
3 Щелкни с силой по другой
монете, так, чтобы она попала
в другой торец линейки.
Результат
Когда пущенная тобой монета
ударит с силой по линейке,
первая монета отскочит вперед,
как будто бы удар пришелся
непосредственно по ней
Это потому...
...что сила движущейся монеты
передается линейке, а от
линейки — другой монете
Игра в бильярд
Когда кий ударяет по шару, тот движется по
прямолинейной траектории до тех пор, пока не
толкнет другой шар. При ударе (столкновении)
энергия первого шара частично передается
другому шару, который тоже начинает двигаться.
Первый шар в результате удара меняет
направление, замедляет свое движение, потом
из-за трения останавливается. До столкновения
первый шар обладал определенным импульсом.
После столкновения этот импульс распределяется
между двумя шарами, но при этом скорость
движения шаров уменьшается.
126
Передача движения
Требуется
• во< емь шаров одинаковой величины
• две толстые книги одной высоты
• лист бумаги
Ход опыта
1 Размести лист бумаги между двумя
книгами, как показано на рисунке,
и в образовавшийся желоб уложи вплотную
семь шаров
3 Потом попробуй бить одновременно двумя
шарам, потом тремя.
Когда шар попадает в ряд шаров, то
последний в ряду шар отскакивает от других.
Два шара заставляют отскочить два
последних шара, и так далее...
Это потому...
...что энергия движения шара, пущенного
в направлении других шаров, передается от
одного шара к другому, пока не достигнет
последнего шара. Последний шар, не имея
впереди себя препятствия, использует
полученную энергию и движется вперед.
Когда ударную силу составляют два или три
шара, импульс возрастает и вызывает
смещение двух или трех шаров.
Когда движущееся тело сталкивается с неподвижным телом, оно
может полностью или частично передать ему собственную скорость.
127
ПЕРЕДАЧА ДВИЖЕНИЯ
Как можно использовать передачу движения?
Зубчатые колеса
Требуется
• кусок картона
• лист кальки
• карандаш
• ножницы
• клен
• две булавки
• кусочек полистирола
Ход опыта
1 Переведи на лист бумаги по отдельности
оба зубчатых колеса, изображенных на
рисунке. Не забудь отметить центр и сделать
метки на одном из зубьев каждого колеса.
2 Наклей лист на картон, аккуратно вырежи,
сделай отверстия в центре и па метках
зубьев.
ЗС помощью булавок приколи оба колеса,
как показано на рисунке, две метки
должны находиться рядом.
4 Вставь карандаш в отверстие зуба
большого колеса и начинай медленно
вращать колесо. При этом, глядя на метки,
подсчитай, сколько оборотов сделает
маленькое колесо, пока большое колесо
обернется один раз.
5 Затем поставь карандаш в отверстие зуба
маленького колеса, вращай и посмотри,
сколько оборотов сделает большое колесо за
время полного оборота маленького колеса.
Обрати также внимание на направление
движения колес.
Результат
Каждому полному обороту большого колеса
соответствуют полтора оборота маленького
колеса. Каждому' полному' обороту маленького
колеса соответствуют две трети оборота
большого колеса. Колеса движутся
в противоположном направлении.
Это потому...
...что два зубчатых колеса составляют систем^
передачи движения с изменением силы и
скорости Когда большое колесо приводит в
движение маленькое колесо, оно заставляет его
двигаться с большей скоростью. Когда
маленькое колесо приводит в движение
большое, то оно заставляет вращаться большое
колесо с меньшей скоростью, но с большей
силой. Этот тип передачи движения очень
полезен, потому что позволяет получать либо
большую скорость, либо большое усилие.
Способность зубчатых колес передавать
движение испол1>зуется для изменения либо
усилия, либо скорости.
Способность шестеренок передавать движение используется
для увеличения скорости за счет уменьшения силы или для
увеличения силы за счет уменьшения скорости.
ПЕРЕДАЧА ДВИЖЕНИЯ
Почему гребок веслом продвигает лодку вперед?
Водяной ДВИГАТЕЛЬ
Требуется
• пластмассовый стаканчик
• трубочки от сока в пакетах, согнутые под
углом (см. рис.)
• гвоздь
• шпагат
• раковина
• пластилин
I
Турбина Герона
Ход опыта
В 100 г. н. э. греческий инженер
из Александрии Герон изобрел
очень простую турбину,
в которой использовался
принцип реактивного
движения.
В котле кипела вода. Полученный
пар направлялся через две
трубы в шар, закрепленный над
котлом. Оттуда пар вырывался
через две трубки, согнутые
1 Гвоздем сделай два отверстия у основания
стакана по диаметру соломинок.
под прямым углом. Реакция
паровых струй вызывала вращение шара.
Турбина Герона никогда не применялась на
2 Вставь сгибаемую часть трубочек в каждое
отверстие и плотно залепи стыки
пластилином. Все трубочки должны смотреть
практике, так как давала слишком мало
энергии. Но это был прообраз паровой
турбины.
по часовой стрелке.
ЗПо верхнем} краю
стакана сделай
еще два отверстия,
протяни через них
два коротких отрезка
шпагата, свяжи их в
узел, привяжи к нему
кусок длинного
шпагата и подвесь
под краном над
раковиной.
4 Направь струю
воды из крана
в стакан.
Реактивный осьминог
У осьминога на брюхе есть щель, через
которую вода поступает во внутреннюю
полость. При движении вперед осьминог
с силой выбрасывает эту воду из боковой
воронки. Чем сильнее струя, тем больше
скорость. Воронка может поворачиваться.
При этом изменяется направление движения
осьминога. Так движутся и родичи осьминога —
кальмары и каракатицы. По этому же
принципу работают реактивные двигатели
самолетов и ракет.
Это потому...
Стакан вращается
в направлении,
противоположном
от выхода воды.
...что вода, выходящая из трубочек, толкает
их в обратном направлении. Такое движение
называется реактивным.
Когда тело выбрасывает струю жидкости или газа, оно получает
импульс реактивной силы, направленный противоположно струе.
129
Это ЛЮБОПЫТНО
Положение космонавта при взлете
Старт космической ракеты - это может быть
самый резкий взлет, который когда-либо
выдерживал человеческий организм. Во
избежание оттока крови от головного мозга
и потери сознания космонавты стартуют лежа
на спине.
Винт
Винт представляет собой спиральную
наклонную плоскость. Чтобы винт вошел
в дерево, его приходится повернуть несколько
раз. Тем не менее на это затрачивается меньше
усилий, чем на забивание гвоздя.
Акробатическая пирамида
Невероятные акробатические построения
всегда имеют свою точку равновесия. Каждый
последующий акробат, составляющий
пирамиду, должен занять такое положение,
чтобы распределение веса не нарушалось,
иначе центр массы может сместиться
и пирамида рассыплется.
Гравитационный толчок
Для исследования планет запускаются
космические зонды. Траектория зонда является
предметом сложнейших расчетов. Чтобы не
утяжелять зонд большими емкостями
с топливом, ученые стараются ограничить
применение двигателей для ускорения или
изменения направления. Для этого зонд
заставляют пройти вблизи какой-нибудь
планеты, которая силой своего притяжения
изменит его траекторию. Такой маневр
называют гравитационным толчком.
В космос
Брошенный под углом к горизонту предмет
описывает кривую, которая будет тем длиннее,
чем больше скорость, сообщенная предмету
при броске. Чтобы космические аппараты не
падали на Землю, ученые определили
минимальную скорость, необходимую для того,
чтобы аппарат вышел на орбиту вокруг Земли.
Эту скорость назвали первой космической
скоростью.
Для чего используют зубчатые
колеса
Зубчатые колеса могут сцепляться напрямую,
как, например, у механических часов, или
соединяться цепью, как у велосипеда. Если ты
попробуешь крутить педали велосипеда, держа
его на весу, и следить за зубчатками, то
увидишь, что полный оборот ведущего колеса
(большое колесо, связанное с педалями)
соответствует нескольким оборотам ведомой
шестерни (малого зубчатого колеса,
соединенного с задним колесом машины). Это
позволяет при одном обороте педали пройти
путь в несколько метров. Но для этого требуется
большее усилие.
Почти все зубчатые колеса используются для
увеличения или уменьшения прилагаемой силы.
Но некоторые служат для преобразования
вращательного движения в прямолинейное.
Например, вращение руля автомобиля через
зубчатки передается на оси колес, двигающиеся
прямолинейно. Другие зубчатки меняют
направление вращения. Так, в старых водяных
мельницах вертикальное движение колеса
с лопастями передается на жернов, который
вращается горизонтально.
Все ли притягивает магнит? Почем} поворачивается
стрелка компаса? Можно ли намагнитить предмет?
Как устроен электромагнит?
На все эти и на множество других вопросов ты найдешь
ответы на страницах следующей главы, посвященной темам:
Магниты • Магнитные полюсы • Магнитная сила
Магнетизм и электричество
Магниты
Необыкновенная способность магнитов притягивать
к себе железные предметы или прилипать к железным
поверхностям всегда вызывала удивление.
Попробуем поближе познакомиться со свойствами
и поведением магнитов.
На следующих страницах мы испытаем большие и маленькие
магниты, попытаемся помешать их силе или даже прервать
их воздействие, устроим забавные игры с магнитами.
МАГНИТЫ
Что сопротивляется магниту?
Все ли притягивают магниты?
Требуется
• предметы из дерева, металлов, пластмасс,
стали, бума! и п ткани
• поверхности из разных материалов: дверца
холодильника, дверца шкафа, стена,
оконное стекло...
• магнит. подвешенный на нить
Ход опыта
1 Раздели все предметы па две группы:
металлические и не металлические.
2 Поднеси магнит по очереди к предметам
первой группы.
3 Поднеси магнит к предметам второй
группы.
4 Поднеси магнит к поверхности
холодильника, шкафа, к стене, к оконномз
стеклу.
J
Результат
Некоторые металлические предметы
притягиваются к магничу,
а некоторые не испытывают его
притяжения: к некоторым
поверхностям магнит
притягивается сам, а к другим нет.
Это потому...
...что магниты - это куски железа
или стали, обладающие
способностью притягивать
предметы из железа, стали,
никеля, кобальта, хрома или
предметы, содержащие их в
небольшом количестве. Дерево,
стекло, пластмасса, бумага, ткань
не реагируют на магнит.
К железной поверхности больших
размеров магнит притягивается
сам. бхдучп более легким
Открытие магнетизма
Более двух тысяч лет тому
назад древние греки
узнали о существовании
магнетита — минерала,
который в состоянии
притягивать железо.
Магнетит обязан своим
именем древнему
турецкому городу
Магнесия (теперь это
турецкий город Маниза),
где этот минерал нашли.
Кусочки магнетита называют естественными
магнитами. Магниты можно изготавливать
искусственным путем, намагничивая куски стали.
Сила притяжения магнитов, воздействующая на
предметы, называется магнитной силой.
Магниты воздействуют на предметы из железа,
стали и некоторых других металлов.
МАГНИТЫ
Действует ли магнит через другие материалы?
Подводный МАГНЕТИЗМ
Требуется
• магнит
• стеклянный кувшин
• скрепка
• вода
Результат
Скрепка следует за движением магнита
и поднимается вверх до тех пор, пока не
приблизится к поверхности воды. Таким
образом ее можно легко достать, не замочив рук.
Ход опыта
. к) вшин с водой брось скрепку- Поспорь
другом, что ты вытащишь ее, не замочив
рук.
Это потому... |
... что магнитная сила действует и сквозь
стекло, и сквозь воду. Если бы стенки кувшина
были железными или стальными, скрепка все
равно передвигалась бы, но слабее, потому что
часть магнитной силы поглотила бы стенка
кувшина.
J
Магниты под водой
Прислони магнит к кувшину на уровне
скрепки. После того как она приблизится
к стенке кувшина, медленно двигай магнит
по стенке вверх.
Благодаря своей способности притягивать
предметы под водой магниты используются при
строительстве и ремонте подводных
сооружений. С их помощью очень удобно
закреплять и прокладывать кабель или держать
под рукой инструмент.
МАГНИТЫ
Вынужденный маршрут
Требуется
• небольшой кусок
картона
• ножницы
• скотч
• фломастеры
• большой прочный
лист картона
• две палочки
• два магнита
• две стальные гайки
• четыре книги
одинаковой
толщины
• стол
Ход опыта
4 Установи оба автомобиля на
старте.
5 Прикрепи скотчем к каждой
паночке кусочек магнита.
6 Установи магниты под
картоном на уровне старта,
где стоят автомобили, и
начинай игру: двигай магнит по
контурам дороги. Автомобиль
начнет двигаться. Можно
играть вдвоем с другом.
Результат
Автомобили двигаются по
1 Нарисуй на картоне
два автомобиля (см.
рисунок), вырежи и
раскрась их, вырежи
также днища для них.
трассе, повторяя движения магнита, который
ты двигаешь под картоном.
Это потому...
...что магнитная сила магнита, проходя через
картон, притягивает стальные гайки.
Магнитная сила может проходить через предметы
или вещества.
МАГНИТЫ
Может ли магнит притягивать на расстоянии?
Магнитная регата
Требуется
• две палочки длиной по 40 см
• два магнита
• два отрезка нити длиной по 30 см
• четыре иголки
• цветная 6у мага
• ножницы
• шесть корковых пробок
„ • зубочистки
• скотч
• большой та »ик
• вода
Ход опыта
1И 1 йалочек и
магнитов сделай две
удочки, как показано па
рисунке.
2 Построй две лодки из пробок, скрепив их
зубочистками, как показано на рисунке.
3 Воткни по две иглы в средние* пробки —
это будут мачты. Из цветной бумаги
вырежи паруса и прикрепи их к мачте
4 Наполни таз водой и пусти лодки плавать
Одну удочку возьми себе, другою отдай
дру ГУ.
Результат
Движение удочек над тазом вызывает
движение лодок, даже если удочка их не
касается. Додка будет послушно двигаться.
...что магнитная сила притягивает иглы-
мачты даже на расстоянии и приводит
в движение лодки
МАГНИТЫ
Сравнение сил разных магнитов
Требуется
три магнита разнг ix размеров
несколько металлических и стальных
предметов (например, монет)
стол
линейка
3 Потихоньку подталкивай линейку
с монетками в сторону магнитов.
Ход опыта
Одни монетки притягиваются к магниту сразу
же, друтие — только тогда, когда приблизятся
к магнитам на близкое расст ояние.
1 Разложи на столе
магниты в ряд, на
расстоянии 10 см друг
от друга (см. рис.
справа).
2 Положи на стол
линейку и вплотную
к ней разложи
монетки, но на
достаточном
расстоянии от
магнитов.
Это потому...
Перемешивание с помощью
магнита
Благодаря свойству магнитов воздействовать на
расстоянии и через растворы, их используют
в химических и медицинских лабораториях, где
нужно перемешивать стерильные вещества
в небольших количествах. Чтобы не
соприкасаться с недостаточно стерильным
инструментом, в пробирку с перемешиваемым
веществом опускают маленькую стальную
пластинку, покрытую стерильным материалом.
Внизу под пробиркой располагается магнит,
который, вращаясь, приводит в движение
пластинку в пробирке. Таким образом вещество
перемешивается.
...что магниты притягивают даже на
определенном расстоянии. Чем больше
магнит, тем больше сила притяжения и тем
больше расстояние, на котором магнит
оказывает свое воздействие.
Магнит оказывает свое действие даже на более или менее д
значительном расстоянии, в зависимости от своей мощности, yi1.
137
МАГНИТЫ
Можно ли изолировать магнит?
Воспрепятствовать действию магнитной силы
Требуется
• несколько газетных листов
• фольга
• ткань
• резиновая губка
• большой магнит
• стальной предмет
Хид опыта
1 Оберни магнит в бумагу и проверь,
притянет ли он стальной предмет.
Повтори опыт с другими материалами.
ЗЕгце раз повтори опыт, но на этот раз слои
различных материалов, укрывающие
магнит, должны быть намного толще.
Результат
Магнит притягивает предмет через тонкий
слой материала, но перестает притягивать,
когда слой материала достигает
определенной толщины.
Это потому...
... что магнитная сила имеет определенную
интенсивность и в состоянии преодолевать
тонкие слон некоторых материалов. Но она
не может преодолеть толстый слой
материала. Следовательно, во избежание
нежелательных воздействий магнит можно
изолировать с помощью материалов, не
подверженных воздействию магнитной! силы.
Магнитная сила может быть нейтрализована, если магнит будет
изолирован плотным слоем ненамагничивающегося материала.
МАГНИТЫ
Отчего зависит сила магнита?
Соревнование на силу
Требуется
• магниты разной формы (подкова, круг,
брусок) и разного размера
• металлические предметы (гвозди,
никелевые монеты, скрепки...)
• картонные коробки
Ход опыта
Разложи предметы, разделив их по типам.
2Подцрси по очереди магниты к разным
коробочкам и подсчитай, сколько
однотипных предметов сможет поднять
каждый магнит.
Результат
Одни магниты поднимают больше
предметов, чем дру гие.
Это потому...
... что форма и размер магнита влияет на его
силу. Подковообразные магниты сильнее
прямоугольных, те, в свою очередь, сильнее,
чем крупые. Среди магнитов, имеющих одну
форму, сильнее будет магнит большего
размера.
Крохотные магнитики на ленте
Лента твоего магнитофона называется магнитной
потому, что она покрыта крохотными магнитиками.
Чтобы записать звук на ленту, электрические сигналы
подаются в записывающую головку, представляющую
собой электромагнит. Записывающая головка
ориентирует магнитики в пленке таким образом, что,
проходя через воспроизводящую головку, они снова
создают электрические сигналы, а те потом
превращаются в звуковые.
Сила магнита зависит от его формы и размера.
Магнитные полюсы
Кто из нас хоть раз не старался победить невидимую
силу, мешающую иногда приблизить друг к другу два
магнита? 11е получается! На следующих страницах ты
узнаешь причину этого явления. Узнаешь также, что под
твоими ногами находится огромный магнит... Земля, как
настоящий магнит, имеет два магнитных полюса. Это они
ориентируют стрелки компасов и дарят нам незабываемые
зрелища полярных сияний.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСЫ
Все ли части магнита имеют одинаковую силу?
Силовые линии
Требуется
• железные опилки (попилите напильником
железный предмет)
• магнит в форме прямоугольного бруска
• магнит в форме подковы
• два кусочка картона
Ход опыта
~| Положи прямоугольный магнит на картон.
Посыпь картон металлической стружкой
и постучи по нему пальцами.
ЗТо же самое сделай на др> гой картонке
с другим магнитом.
Результат
Больптая часть опилок соберется по концам
обоих магнитов; меньшая часть опилок
рассредоточится вдоль всего магнита.
Это потому...
...что магнитная сила концентрируется на
полня ах, то есть по концам магнита. Чем
дальше от полюсов, тем магнитная оиЛа
слабее.
Магнитные поля
Металлические опилки располагаются вокруг
магнита по линиям, которые показывают нам
зону активности магнита. Эта зона называется
магнитным полем. Если предметы находятся
внутри магнитного поля, то они притягиваются.
Магнитные поля располагаются вокруг магнита
в упорядоченном виде. В опыте с железными
опилками ты увидел линии только
в горизонтальной плоскости. Эти же силы
действуют и в вертикальной плоскости.
Магнитная сила наиболее интенсивна у концов магнита,
то есть у полюсов.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСЫ
Почему иногда два магнита отталкиваются?
Плавающие магниты
Требуется
два магнита в форме брусков
клейкая лента прозрачная, красного
и синего цвета
компас
две плоские картонные коробочки
одинакового размера
ножницы
два карандаша
шпагат
Ход опыта
1 Подвесь магнит, как
показано на
рисунке, и подожди,
пока он не
остановится. Сравни
направление стрелки
компаса и магнита.
Кхсочек красной!
ленты наклей на
полюс бруска.
ориентированный как
с грелка компаса,
а синей ленты — на
ПрОТИВОПОЛС 1ЖНЫЙ.
Сделай то же
самое со вторым
магнитом.
3 Положи магниты
в коробочки,
закрой их и отметь
снаружи цветной
клейкой лентой
соответствую 1ц ие
полюсы.
4 Положи, как на
рисунке, два
карандаша на одн} из
коробок, а на них
положи сверху другую
коробку, совместив
цвета меток двух
коробок.
5 Скрепи две коробки
прозрачной
лентой. После этого
вытащи карандаши
и нажми на верхнюю
коробку
Результат
2 Приблизь друг к другу сначала одинаково
окрашенные полюсы магнита, потом —
разноокрашенные.
Верхняя коробка стремится оттолкнуться от
нижней.
Результат
Полюсы одного цвета отталкиваются,
полюсы разного цвета притягиваются.
Это потому...
...что полюсы каждого из магнитов имеют
противоположные знаки (положительный
и отрицательный). Полюсы
противоположных знаков притягиваются:
одинаковых — отталкиваются. Так как
полюсы магнитов одного знака в коробках
совмещены, коробки отталкиваются одна от
другой.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСЫ
Действие на расстоянии
Требуется
• два магнита в форме брусков
• игрушечный фургон
• скотч
Результат
Когда ты сближаешь
Ход опыта
~| Один магнит закрепи на фургоне.
одноименные полюсы,
фургон едет вперед; когда
разноименные — назад.
2 Другим магнитом пользуйся, чтобы
двигать фургон.
Это потому....
...что движение фургона определяется
магнитной силой и происходит или в сторон}
магнита, который у тебя в руках (два
разноименных полюса притягиваются), или
в противоположном направлении (два
одноименных полюса отталкиваются).
Можно использовать этот метод для
организации «ралли» с друзьями.
Поезда без колес
Некоторые скоростные поезда не
имеют колес: внутри поезда и на
рельсах устанавливаются
электромагниты.
Одноименные полюсы
обращены друг к другу.
Поезд практически парит
над рельсами и
благодаря отсутствию
трения может достигать
высоких скоростей.
Разноименные полюсы магнитов притягиваются,
одноименные отталкиваются.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСЫ
Что заставляет двигаться стрелку компаса?
В поисках Севера
Требуется
• тазик
• вода
• магнит в виде бруска
• плоская тарелка (она должна плавать
в тазике, не ударяясь о его края)
• цветная клейкая лента
Перед опытом убери подальше от тазика
железные предметы.
Ход опыта
1 Наполи и тазик водой и опусти на ее
поверхность тарелку с прикрепленным
в центре магнитом.
2 Покрути тарелку и подожди, пока она
остановится.
3 Наклей на края тазика ско тч
соответствх ющих цветов.
Снова покрути тарелку.
Результат
Когда тарелка остановится, полюсы магнита
снова совпадут со сделанными тобой
метками.
Это потому...
...что магнитная сила Земли заставляет все
свободно движущиеся магниты
ориентировать свои полюсы один на
Северный, другой на Южный полюс.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСЫ
Земной магнетизм
Земля ведет себя как большой
магнит: у нее есть свое
магнитное поле, которое
ориентирует стрелку компаса
по направлению своих
полюсов. Считается, что это
явление вызвано железом
и никелем во внутреннем ядре
Земли, которое вращается
вместе с земным шаром.
Линии магнитного поля идут
от одного полюса к другому.
Стрелка компаса
ориентируется по этим линиям.
Северный магнитный полюс,
на который указывает стрелка
компаса, не совпадает
с географическим полюсом
и находится на острове
Батарст в Канаде, в 1900 км
от географического полюса.
Южный магнитный полюс
находится в море, в 2600 км
от географического полюса.
ПЪложение магнитных полюсов
непостоянно: с течением
тысячелетий они блуждают.
Компас
Первыми использовали компас для определения сторон света
китайцы. Дощечку с куском магнетита они пускали плавать
и замечали ее направление. Первые компасы появились
в Европе около 1200 г. Предполагают, что их завезли арабы.
Существуют различные типы компасов. Наиболее
распространен магнитный компас со свободно вращающейся
стрелкой, установленной в центре круглого циферблата.
На циферблате нанесены основные и промежуточные
направления сторон света. Стрелка компаса под влиянием
магнитного поля Земли стремится занять положение север-
юг. Окрашенный конец стрелки всегда указывает на север.
Земля ведет себя как большой магнит и ориентирует по
линиям своего поля любой свободно движущийся магнит.
Магнитная сила
А теперь постараемся узнать еще больше о таинственной
силе магнитов. На этих страницах мы узнаем, как
намагниченный предмет сам может притягивать предметы,
каким образом иголка или гвоздь приобретают постоянную
магнитную силу и почему они могут эту силу утратить. Ты
узнаешь, что случится с магнитом, сломанным пополам,
и сможешь попытаться победить силу тяжести с помощью
магнитной силы.
\\
146
ч
МАГНИТНАЯ СИЛА
Можно ли намагнитить предмет?
Создадим магнит
Требуется
• магнит в форме бруска
• две толстых иглы
Ход опыта
1 Одним концом бруска потри около 40 раз
иглы (три все время в одном направлении).
Это потому...
...что натирание игл магнитом вызвало их
намагничивание. Они ведут себя как два
магнита, взаимно притягиваясь или
отталкиваясь — в зависимости от сближаемых
полюсов.
Изготовление магнитов
Человек научился не только пользоваться
естественными магнитами, но и делать
искусственные. Их изготавливают из стали или
особых сплавов.
Материал проходит термическую обработку,
охлаждается в сильном магнитном поле. Остыв
и затвердев, он приобретает все свойства
магнита.
2 Поднеси иглы одну к другой, сначала со
стороны ушка, потом с острия.
Часы и магнит
Держать магнит рядом
с механическими часами, в которых
есть стальная пружина, очень
рискованно. Детали часов
могут намагнититься и не
станут выполнять
необходимые движения.
Результат
Иглы либо притягиваются, либо
отталкиваются — в зависимости от
приближаемых концов.
Любой железный или стальной предмет может быть
намагничен трением предмета об один из полюсов магнита.
147
МАГНИТНАЯ СИЛА
Может ли магнит утратить свою силу?
Притягивает — не притягивает
Требуется
• несколько игл
• магнит
• твердая поверхность
Ход опыта
1 Сорок раз потри иглу по всей длине
(только в одном направлении) <> конец
магнита.
Это потому...
...что игла утратила свою магнитную силу из-
за падений на твердую поверхность. При
трении игла намагничивается, удары же
действуют на нее противоположным
образом. При намагничивании частицы
приобретают упорядоченный вид. А удары
приводят их в беспорядочное состояние, при
котором магнитные свойства утрачиваются.
2 Поднеси
намагниченную
игл) к другим иглам.
Почему предмет размагничивается
•
Ферромагнитные предметы внутри делятся на
магнитные участки, называемые доменами. Как
правило, домены расположены беспорядочно по
отношению друг к другу и их магнитная сила
взаимно уничтожается. Трение о магнит
выстраивает их в определенном порядке, предмет
сам приобретает свойства магнита. Но если
магнит получает неоднократные резкие удары,
домены снова приходят в беспорядочное
состояние и магнитная сила утрачивается.
Результат
Как и в предыдущем опыте, намагниченная
игла притягивает остальные.
Игла не притягивает другие иглы.
Если магнит подвергается неоднократным ударам,
он может размагнититься.
МАГНИТНАЯ СИЛА
Может ли у магнита быть только один полюс?
Можно ЛИ РАЗДЕЛИТЬ МАГНИТНУЮ СИЛУ?
Требуется
• большая игла
• магнит в форме бруска
• клещи
• несколько булавок
Ход опыта
1 Намагнить иглу, как ты »т<> делал
в предыдущих опытах.
2 Поднеси магнит поочередно к двум концам
иглы. С одной стороны игла притянется,
с другой - оттолкнется.
ЗС помощью взрослых разломай иглу на две
час ги.
4 Choi >а поднеси магнит к обоим концам
каждой из половинок.
Результат
Обе половинки сломанной иглы ведут себя
как самостоятельные магниты с северным
и южным полюсами.
51еперь каждую половинку сломай еще раз
и к каждому из кусочков поднеси булавки
и магнит.
Результат
Все кусочки притягиваются или
отталкиваются от двух полюсов магнита и
способны притягивать булавки. Значит, они
по-прежнему являются маленькими
магнитами, с двумя полюсами каждый.
...что магниты состоят из бесчисленного
множества элементарных магнитиков,
каждый из которых имеет свой северный
и южный полюс. Даже если мы разделим
магнит на мельчайшие кусочки, каждый
из них сохранит два полюса.
Это наблюдение показывает, что
магнетизм — свойство самых маленьких
частиц магнита, то есть составляющих
его атомов.
В магнитах северный и южный полюсы располагаются
всегда на двух противоположных концах.
МАГНИТНАЯ СИЛА
Можно ли передавать магнитную силу?
Передача по цепочке
Требуется
• магнит
• два гвоздя
Ход опыта
1 Подцепи с помощью магнита гвоздь
и поднеси его к другому гвоздю.
Результат
Первый гвоздь по-
прежнему притягива
второй, и они не
рас пади
Удали магнит.
Результат
Первый гвоздь притянул к себе второй.
Результат
1 возд! I разделяются,
и второй гвоздь
падает.
2 Отцепи первый гвоздь от магнита,
но держи его поблизости.
...что, находясь в контакте с магнитом,
первый гвоздь намагничивается и служит
магнитом для второго гвоздя. Во втором
случае магнитная сила магнита действует
также через воздух и передается гвоздям.
При удалении магнита воздействие
магнитной силы трачивается.
МАГНИТНАЯ СИЛА
Обмен магнетизмом
Требуется
• гвоздь
• магнит в форме бруска
• стальной шарик от шарикоподшипника
Ход опыта
1 Прислони шарик к магниту; почувствуй,
с какой силой он притягивается.
... что магнитная сила магнита передается
гвоздю и делает его более сильным, чем сам
магнит.
Магнитная индукция
На рисунке внизу по расположению железных
опилок видно, как происходит намагничивание
ключа, находящегося рядом с магнитом, методом
индукции (то есть не касаясь магнита). Вокруг
железного ключа возникает другое магнитное
поле. Железо, так же как кобальт, никель, сталь,
относится к ферромагнитным материалам, то
есть имеет высокую магнитную восприимчивость.
Составляющие его домены соответствуют, как мы
уже видели, элементарным магнитам и, если »
подвергаются воздействию магнитного поля,
располагаются в одном направлении,
превращая предмет в магнит.
Другие материалы, такие, как воздух, вода,
наоборот, имеют низкую магнитную
восприимчивость. При воздействии магнитного
поля они не претерпевают никаких изменений,
и от них не зависит ни усиление, ни ослабление
магнитного поля. Эти материалы называются
парамагнитными или диамагнитными.
Временная передача магнитных свойств может происходить • п
индукционным или контактным способом.
МАГНИТНАЯ СИЛА
Может ли магнитная сила противостоять силе тяжести?
Воздушный змей
Требуется
подвешенный на нити магнит
скрепка
цветная бумага
скотч
нитки
карандаш
стол
ножницы
Ход опыта
1 Нарисуй на цветной бумаге небольшого
воздушного змея, вырежи, прикрепи
к нему скотчем скрепку.
од неси с вер
змею магнит.
Результат
Змей поднимается и поворачивается
в сторот магнита.
Это потому...
...что магнитная сила больше силы тяжести,
удерживающей змея на столе.
МАГНИТНАЯ СИЛА
Идем на рыбалку
Требуется
• несколько листов цветного пластика
• скрепки
• палочка
• нить
• магнит в форме подковы
• таз
• вода
• ножницы
Ход опыта
1 Вырежи из
цветного
пластика несколько
рыбок.
2 На голову каждой
рыбки надень
скрепку.
3 Ниткой привяжи
магнит к палочке —
это будет твоя удочка.
Наполни таз водой
и запусти туда рыбок.
Сортировка металлолома
Чтобы отсортировать на складе металлолома
железный и стальной лом от лома цветных
металлов, применяют огромные электромагниты.
При этом используется их огромная подъемная
сила и способность притягивать ферромагнитные
материалы. Затем железо и сталь
перерабатываются для повторного применения.
Результат
Рыбки подплывают к магниту. Такое
впечатление, что они вот-вот клюнут!
Это потому...
...что сила магнита больше, чем сила тяжести,
которая тянет рыбок на дно.
Магнитная сила может победить силу тяжести.
Магнетизм и электричество
Прежде считалось, что магнетизм и электричество - два
различных явления. Но в начале XIX в. датчанин Эрстед
и француз Ампер обнаружили между ними теснейшую связь.
Таким образом, они заложили основы современной технологии:
электромагнетизм запускает турбины, приводит в действие
двигатели, дрели, игрушки, аудио- и видеоаппаратуру, телефоны,
медицинское оборудование и многое другое. Магнитная сила,
созданная с помощью электроэнергии, имеет громадное
преимущество: ее можно прервать, отключив электроэнергию
простым поворотом выключателя.
На следующих страницах ты узнаешь, как можно создавать
магнитную силу с помощью электричества, и даже сам сможешь
сделать маленький электромотор.
МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Только ли магниты производят магнитную силу?
Магнитное действие тока
Требуется
• батарейка на 4,5 В
• медный провод
• кусок картона
• шило
• металлические опилки
Ход опыта
1 Проткни шилом
два отверстия в
картоне Hit
расстоянии 10 см
одно от другого.
2Кссок медного
провода длиной
30 см пропхети снизу
через оба отверстия
4Отсоедини медный Г
провод от одной
из клемм.
511одвпгай картонку,
чтобы сместить опилки. \1
Результат
Опилки расположились на
картоне беспорядочно.
Это потому...
...что магнитное поле, созданное
электрическим током, при прерывании тока
разре шается.
в картоне,
а концы соедини
с контактами
батарейки.
Насыпь на картон
железные опилки.
Результат
Опилки
расположились вокруг
медных проводов
koi щентри чес кими
кругами.
Это потому...
...что электрический
ток, ил щий от
батарейки и
проходящий по
медному проводу,
создает магнитное
поле, которое
наглядно видно по
расположению
железных опилок.
Основные силы природы
Электричество и магнетизм - две разные
стороны одного явления: электромагнетизма.
Электромагнитная сила удерживает вместе
атомы в молекулах. Представь себе, насколько
важна эта сила, если весь окружающий нас мир
состоит из молекул!
Электромагнитная сила - это одна из четырех
основных сил природы. Остальные три: сила
гравитации, сила взаимодействий слабых
ядерных и сила сильных ядерных взаимодействий.
Если эти силы расставить по интенсивности, на
первом месте будет сила сильных ядерных
взаимодействий, которая удерживает вместе
атомные ядра. Она самая мощная, несмотря на то
что ее действие не идет дальше ядра, то есть
центральной части атома. На втором месте будет
электромагнитная сила — она действует на атомы,
объединенные в молекулы. На третьем месте стоит
сила слабых ядерных взаимодействий. Она слабо
действует только в пределах атомного ядра,
удерживая вместе образующие его элементарные
частицы. Сила гравитации находится на
четвертом месте, несмотря на то что радиус ее
действия распространяется на всю Вселенную.
Электрический ток тоже может создавать магнитное поле
155
МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Как устроен электромагнит?
Магнит по команде
Требуется
• батарейка на 4,5 В
• кусочек дерева
• две стальные кнопки
• скрепка
• медный изолированный провод
• большой железный! гвоздь
• скотч
• киробочка булавок
• ножницы
Ход опыта
1 Сделай выключа гель. Для этого
воткни кнопки в дерево на
расстоянии 2 см друг от друга, расправь
скрепку и один ее конец вдвинь под одт
из кнопок.
2 Отрежь кусок провода длиной 15 см.
Один его конец закрепи на контакте
батарейки, другой — под кнопкой
выключателя.
3 Отрежь еще кусок провода длиной
60- 70 см и намотай его на гвоздь
(сделан около 10 витков).
4 Один конец провода закрепи на
свободном контакте батарейки,
а другой прикрепи к выключателю под
свободной кнопкой.
5 С помощью скрепки поверни
выключатель, то есть соедини обе
кнопки скрепкой.
Поднеси гвоздь к булавкам в коробке.
Результат
Булавки не притягиваются к гвоздю.
7 Разъедини кнопки и намотай на гвоздь
еще сто витков провода. Витки должны
плотно прилегать друг к другу. Можешь
скрепить их скотчем С нова подсоедини
провод к батарейке и к выключателю.
8 Включи выключатель и снова поднеси
кончик гвоздя к булавкам.
Результат
Гвоздь притягивает булавки.
Это потому...
...что чем больше витков провода вокруг
гвоздя, тем сильнее создаваемое магнитное
поле. Во втором случае гвоздь ведет себя как
достаточно сильный магнит.
МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Это потому....
....что электрический ток, идущий от
батарейки, прерывается, магнитное поле
исчезает и гвоздь размагничивается. Если бы
гвоздь был стальным, то его магнитные
свойства сохранились бы даже при
отсутствии тока.
Изобретение телеграфа
Телеграф был изобретен в 1873 г. Самуэлем
Морзе. Это одно из самых революционных
-изобретений, основанных на —
электромагнетизме. Принцип работы аппарата:
при передаче контакты ключа включают
электромагнит на другом конце линии. При
быстром нажатии на ключ на ленте приемного
аппарата отпечатывается точка, при более
длительном нажатии на ключ отпечатывается
тире. Морзе разработал азбуку, состоящую из
точек и тире. Она позволила передавать и принимать
любой текст. Появилась возможность связи на любых
расстояниях. Ранее существовавшие способы передачи сообщений
(световые и дымовые сигналы, флажковый семафор) действовали только
в пределах прямой видимости.
Электромагнитом называется прибор, который при прохождении
через него электрического тока приобретает свойства магнита,
Z, // /к 'к ‘W Г
МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Может ли электромагнитная сила вращать мотор?
Простейший мотор
Требуется
• два магнита в форме брусков
< отмеченными полюсами
2Аккуратно пропусти деревянную палочку
через отверстие в катушке, стараясь не
повредить витки провода. На каждую
• катхшка от ниток
• несколько метров медного провода
в эмалевой изоляции
• три куска изолированного провода
• тонкая деревянная палочка
• две стальные чертежные кнопки
• дощечка
• скрепка
• две резинки
• четыре широкие корковые пробки
• металлические шайбы
• батарейка на 9 В
• скотч
Ход опыта
сторону палочки насади по
шайбе и привяжи к ним
зачищенные концы
медного
провода.
ЗК двум пробкам прикрепи скотчем
магниты и расположи их
противоположными полюсами друг напротив
1 Намотай медный провод на катушку, как
показано на рисунке. Витки должны быть
ровными и плотно прилегать дру г к другу.
Два конца провода должны остаться
свободными. Закрепи обмотку
двумя резинками
(см. рис.). Xх* J
друга. Две другие пробки установи по бокам,
положи на них палочку с катушкой и шайбами
и закрепи лентой.
4 С помощью кнопок и скрепки сделай на
дощечке выключатель, как в предыдущем
опыте: просунь половинку скрепки под одну
из кнопок так, чтобы она свободно вращалась
и доставала до др', гой кнопки.
МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
5 Посмотри на рисунок и с помощью трех
проводов с зачищенными концами сделай
следующие соединения: один контакт
батарейки соедини с одной шайбой, другой
контакт соедини с кнопкой, вторую кнопку со
второ! 1 шайбой.
6 Замкни контакт,
коснувшись краем
скрепки другой
кнопки (по цепи
пойдет ток).
Катушка будет
вращаться рывками.
Результат
Связь между электричеством и магнетизмом позволяет не
только создавать магнитное поле с помощью
электрического тока, но и получать электрическую энергию
с помощью магнитного поля.
Например, динамо велосипеда использует механическую
энергию вращающегося колеса, чтобы вырабатывать
электроэнергию для работы лампочки. Движение колеса
передается на вращающуюся головку динамо, которая,
в свою очередь, заставляет вращаться магнит, установленный
в центре катушки с обмоткой. В проводе обмотки из-за
магнитного поля, создаваемого магнитом, вырабатывается
электрический ток. Он направляется к лампочке. Яркость
горения лампочки зависит от скорости велосипеда.
Электричество и магнетизм
Это потому...
...что два магнита создают магнитное поле,
которое идет от северного полюса одного
магнита к южному полюсу другого. Когда мы
пропускаем ток по обмотке, создается второе
магнитное поле. Эти два поля
взаимодействуют, поворачивая катушку
попеременно то вверх, то вниз.
Электрические моторы работают благодаря взаимодействию ^^
магнетизма и электричества.
МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Имеет ли электромагнит те же два полюса, что и постоянный магнит?
Перемена направления тока
Требуется
• большой стальной гвоздь
• магнит в форме бруск<1 с помеченными
полюсами
• батарейка на 4,5 В
• изолированный провод
• игла
• пробка
• 1ГКОТЧ
• тазик
• вода
• красная краска
Ход опыта
1 Намагнить иглу
(40 ра 1 проведи
в одном направлении
ио иголке одним
концом магнита).
Обозначь красной
крас кой < еверный
полюс пглы(проверь
это на магните).
2 Прикрепи иглу к пробке скотчем, налей
в таз воды и положи пробку на воду
3Сделай электромагнит (как в предыдущих
опытах): намотай изолированный провод
на гвоздь, а свободные концы зачисть
и подсоедини к контактам батарейки.
4 Поднес и гвоздь сначала к одному концу
иглы, потом ко второму.
Результат
Один из концов иглы притянется к гвоздю
Если это будет окрашенный конец, то на
кончике гвоздя — южный полюс, и наоборот.
МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТР1 [ЧЕСТВО
5 Отсоедини провода от
контактов батарейки и S
подсоедини снова, поменяв их \ Д
местами. ~ т— . /(
6 Снова поднеси кончик
гвоздя к тому концу иглы,
который перед этим
притягивался. у
Результат
. . . . . . .
11гла отталкивается.
Это потому...
...что в электромагните магнитное поле
может менять свое направление в
зависимости от направления тока. Когда ты
поменял местами провода, ты изменил
направление движения электрического тока
и, как следствие, поменял полярность гвоздя.
Электромагнитные игрушки
У большей части движущихся игрушек внутри
находится электромагнитный моторчик. Он
превращает электроэнергию батарейки в энергию
механическую. В моторе два электромагнита: ____.
один неподвижный, другой насажен на
вращающуюся ось. При прохождении
электрического тока создаются магнитные поля,
и северный полюс вращающегося электромагнита
приходит в движение, стараясь приблизиться к
южному полюсу неподвижного магнита. Совершив Z
половину оборота, он должен остановиться, но тут включается (I
коммутатор (устройство, меняющее направление тока), \
и, следовательно, меняется полярность магнитных полей, /
созданных током. Теперь вращающийся электромагнит /77
завершает полный оборот в поисках противоположного
полюса. Вращение магнита преобразуется в энергию ^2
движения и заставляет двигаться игрушку.
Электромагнит имеет два полюса, но они меняются при смене л
направления движения электрического тока.
161
Это ЛЮБОПЫТНО
Магнитосфера
Магнитосферой называется слой атмосферы, который
простирается на высоте свыше 500 км. В нем электрически
заряженные частицы, прилетевшие к нам от Солнца,
улавливаются благодаря действию земного магнитного
поля. Вверху за этим слоем находится другой слой,
магнитопауза, в котором действие земного магнитного
поля ощущается не так сильно.
Полюсы меняются местами
Магнитная инверсия — геофизическое явление,
причины которого до сих пор изучаются. Дело в том,
что земные магнитные полюса периодически меняются
местами: южный полюс становится северным,
а северный — южным. Это случается один раз
в 500 миллионов лет (магнитные эпохи) или каждые
4—5 тысяч лет (магнитные явления). Следы этих явлений
остаются в скальных породах, содержащих железистые
минералы, особенно в породах вулканического
происхождения. Когда лава после извержения застывает
и затвердевает, она намагничивается в направлении
магнитного поля, существующего на тот момент.
Ориентирование птиц
в полете
Среди многочисленных гипотез,
выдвигаемых учеными для объяснения
того, как ориентируются птицы в своих
дальних перелетах, существует и такая:
птицы умеют пользоваться магнитным
полем Земли.
Полярное сияние
Как измерить магнетизм
Полярное сияние — это оптическое явление,
происходящее в высоких слоях атмосферы. Оно
бывает только в полярных зонах (в Арктике
и Антарктике). В небе появляются мерцающие
полосы всех цветов радуги, вызванные
магнитными бурями, резкими перепадами
напряженности магнитного поля, которые, в свою
очередь, зависят от солнечных пятен,
оказывающих воздействие на Землю.
Прибор для измерения интенсивности магнитного
поля называется магнитометром. Наиболее
распространен классический магнитометр Гаусса,
который определяет интенсивность магнитного
поля, параллельного поверхности Земли. Он
состоит из двух магнитных игл, одна из которых
свободно колеблется под воздействием
магнитного поля, а другая, неподвижная,
вызывает отклонения и колебания первой иглы.
Что такое молния? Как образуется электричество?
Зачем нужен выключатель? Почему зажигается
лампочка?
На все эти и множество других вопросов ты найдешь ответы
на страницах следующей главы, посвященной темам:
Статическое электричество • Электрический ток
Цепи и выключатели • Свойства электрического тока
Статическое электричество
Слово «электричество» происходит от слова «электрон», которым
древние греки называли янтарь. Греки заметили, что если потереть
янтарь об овечью шкуру, то он начинает притягивать легкие предметы:
перья, стружку и т.п. Только в VII в. было установлено, что стекло тоже
можно наэлектризовать, только несколько иным способом.
С тех пор ученые пытались открыть тайны этой загадочной силы, пока
не обнаружили их внутри атома.
164
СТАТ 114 ЕСКОЕ ЭЛ ЕКТР11Ч ЕСТВО
Почему предметы электризуются?
Особые свойства
Требуется
• во щушный шарик
• несколько листков
легкой бумаги
• стена
• кран
• шерстяная ткань
Ход опыта
1 Надуй воздушный
шарик и хорошо
потри его
шерстяной тканью.
4 Еще раз потри шарик
о ткань и поднеси его
к струе воды, льющейся
из крана.
Результат
Струя воды изгибается
в сторону шарика.
2 Поднеси шарик, не
касаясь, к кусочкам
бу маги.
Результат
Бумага поднимается
и прилипает к шарику
Снова потри шарик и поднеси его к стене.
Результат
Шарик пристает к степе.
Это потому...
...что при трении шарика о шерстяную ткань
он электризуется и приобретает способность
притягивать к себе тела, как магнит. Попробуй
приблизить шарик к твоим волосам — они. как
по волшебству, поднимутся кверху.
Движение электронов
Все тела состоят из мельчайших частиц,
называемых атомами. В свою очередь, атомы
состоят из еще более мелких частиц. Их называют
протонами и электронами. Протоны имеют
положительный заряд, обозначаемый знаком
плюс (+), электроны - отрицательный заряд,
обозначаемый знаком минус (-). Заряды
с противоположными знаками
притягиваются, заряды
с одноименными знаками
отталкиваются. Атомы содержат
одинаковое количество
протонов и электронов, поэтому
положительные заряды
уравновешиваются
отрицательными. Протоны вместе
с нейтронами (еще одни, не
заряженные частицы) находятся
в неподвижном состоянии и представляют собой
ядро атома. Электроны, напротив, постоянно
вращаются вокруг ядра. Когда мы трем шарик
о шерстяную ткань, отдельные электроны
атомов шерсти отрываются и переходят к
атомам, образующим шарик. Атомы шарика,
получив избыток электронов, электризуются.
Тело электризуется, если количество электронов в атомах
увеличивается или уменьшается.
165
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Почему наэлектризованные тела либо притягиваются, либо отталкиваются?
Упрямые воздушные шарики
Подвижные соломинки
Требуется
• два воздушных шарика
• нить
• кусок шерстяной ткани
• лист бумаги
Ход опыта
1 "Надуй два воздушных
шарика и привяжи их
к двум концам одной
нити.
2 Потри оба шарика
шерстяной тканью.
четыре соломинки для коктейля
стеклянная палочка
кусок шерстяной ткани
стол
Ход опыта
3 Возьмись за
середину нити, так,
чтобы оба шарика
повисли на одном
уровне.
Результат
Шарики
1 Положи на стол две
соломинки
параллельно на
расстоянии 5 см одну
от другом.
2 Две другие
соломинки потри
шерстяной тканью,
потом одну их них
положи поперек первых двух. Вторую
соломинку по очереди подноси (не касаясь) то
с правой, то с левой стороны верхней
соломинки.
Результат
отталкиваются друг от
ДР) га.
4 Между шариками
вставь лист бумаги
Шарики сближаются.
Это потому...
...что предметы из одного и
того же материала приобретают
одинаковый заряд. А так как
одноименные заряды отталкиваются,
то шарики, имеющие обг! отрицательный
заряд, удаляются друг от друга. Лист бумаги
не наэлектризован, он имеет одинаковое
количество отрицательных и положительных
зарядов; его положительные заряды
притягивают отрицательные заряды шариков.
Верхняя соломинка будет кататься взад и
вперед по нижним соломинкам, как по рельсам.
3 Повтори опыт, потерев
тканью стеклянною палочку.
Результат
Соломинка катится вслед
за стеклянной палочкой!
даже в том случае,
если ты отводишь ее
подальше.
Это потому...
...что
пластмассовые соломинки
заряжаются отрицательно, а стекло при
трении приобретает положительный заряд.
Поэтому пластмассовые соломинки
с одноименным зарядом отталкиваются,
а стеклянная и пластмассовая пмочки, имея
разноименные заряды, притягиваются.
166
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Волшебная палочка
Требуется
• соломинка для коктейля
• квадратный лист топкой бумаги
• зубочистка
• кусок шерстяной ткани
• ластик
• ножницы
Ход опыта
1 Сложи вчетверо лист бумаги и
вырежи по выкройке (см. рис.)
четырехконечную звезду'.
2 Вставь зубочистку в ластик,
а сверху на свободный конец
(убочистки опусти звезду.
Звезда начнет вр ццаться, следуя
за движениями палочки.
3 Потри СОЛОМИНКУ
о шерстяную ткань
и сделай несколько
круговых движений над
звездой.
...что соломинка при трепни
пол}чпла отрицательный заряд
и приобрела способность
притягивать положительные заряды бумаги
Поэтому' звезда и двигается за палочкой.
Электрические заряды бывают положительные и отрицательные.
Одноименные заряды отталкиваются, разноименные - притягиваются.
167
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Как определить знак заряда тела?
Определитель заряда
Требуется
• предметы из дерева, металла, бумаги,
пластмассы ...
3 Каждый предмет потри любой оставшемся
тканью и подноси его попеременно то
к палочке, то к ручке.
• пластмассовая ручка
• стеклянная палочка
ткань
•- шелковая ткань
• шерстяная ткань
• кусочек меха
Ход опыта
1На достаточном
расстоянии друг от
друга повесь на нитке
• нитки
• хлопчатобумажная
пластмассовую ручку
и стеклянную
палочку, как
показано на рисунке.
2 Потри ту и другую
шерстяной тканью.
Результат
Каждый из потертых
шелком предметов
вызовет притягивание
одного и отталкивание
другого определителя
зарядов.
Это потому...
...что пластмасса
полу чает отрицательны! i
заряд,
а стекло заряжается
положительно.
В зависимости от этого
ты сможешь точно
определить, что
предметы
притягивающие р,гчку
и отталкивающие
стеклянную палочку
заряжены положительно.
Противоположный
эф<|к-кт дадут предметы,
заряженные
отрицательно.
Индукция и контакт
Поднесем заряженный предмет к предмету без электрического заряда
(то есть к нейтральному). В нейтральном предмете заряды, которые
сначала находились в упорядоченном состоянии (см. верхний рисунок
слева), начинают отделяться, так как наэлектризованный предмет
притягивает к себе заряды противоположного знака (рисунок внизу).
При удалении предметов друг от друга заряды нейтрального предмета
снова приходят в упорядоченное состояние. Нейтральный предмет
подвергся временной электризации под влиянием индукции.
Коснемся теперь нейтральным предметом наэлектризованного предмета.
Предположим, что он заряжен положительно. Тогда он притягивает к себе
и нейтрализует отрицательные заряды другого предмета. Теперь
положительные заряды преобладают в обоих предметах. Контактная
электризация имеет тоже временный характер.
168
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Сделаем электроскоп
Требуется
• стеклянная банка
• крышка из корковой пробки, герметически
закрывающая банку
• кусок железной проволоки
• полоска фольги
• две палочки (одна пластмассовая,
другая - стеклянная)
• кусок шерстяной ткани
Во время опыта не касайся
руками железной проволоки,
иначе электрические заряды
исчезнут.
Ход опыта
1 Через центр пробки
пропусти железную
проволоку. Загни нижний конец, как
4 Наэлектризуй
стеклянную палочку
шерстяной тканью
и снова прикоснись
к проводу.
Результат
Крылышки смыкаются.
показано на рисунке.
2 На загнутый
конец повесь
сложенную вдвое
полоску фольги и
плотно закрой
банку.
3 Потри
пластмассовую
палочку шерстяной
тканью и коснись
конца провода,
выступающего из
банки.
Результат
Два крылышка
фольги
раскроются.
Это потому...
...что при контакте пластмассовой палочки
с проволокой отрицательные заряды
пластмассы передаются через проволоку
к крылышкам фольги. Получив одноименный
заряд, крылышки отталкиваются.
Когда мы касаемся проволоки положительно
заряженной стеклянной палочкой, то
положительные заряды нейтрализуют
отрицательные заряды, и крылышки
опускаются. То же самое произошло бы, если
бы мы коснулись проволоки предварительно
наэлектризованными палочками — сначала
стеклянной, а потом пластмассовой.
Прибор, который ты сделал, называется
электроскопом, ты можешь использовать его
для определения знака зарядов. Повтори
опыт, заряжая электроскоп каждый раз
отрицательно (при контакте с пластмассой)
и положительно (при контакте со стеклянной
палочкой). Когда ты будешь подносить
наэлектризованные трением о шерстяную
ткань различные предметы, то сможешь сразу
определить их заряд. Если крылышки
опускаются, это значит, что ты поднес
предмет с противоположным зарядом.
Куда уходят электрические заряды?
Ты, наверное, уже обратил внимание на то, что
электризация предмета быстро прекращается.
Это происходит потому, что лишние электроны,
присоединенные к атому, рассеиваются в
воздухе или уходят в другие тела. Таким
образом, равновесие между зарядами
восстанавливается.
Заряды, сходные с зарядами стекла, положительны,
сходные с зарядами пластмассы - отрицательны.
169
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Что такое молния?
Искусственная молния
Требуется
• широкий противень с низкими бортиками
• большой кусок пластилина
• кусок полиэтиленовой пленки
• монетка
• темная комната
Ход опыта
».........
1 Хорошо разомни пластилин и прилепи его
в центре противня в качестве ручки.
2 Поставь противень на полиэтиленовую
пленку и, взявшись за пластилин,
энергично потри дном о плепк’
1НПМИ противень за пластилин
трогай его руками!).
4 В темной комнате коснись утла противня
монеткой.
Результат
Между монеткой и противнем проскочит
искра.
Это потому...
...что при трении о полиэтилен противень
получил отрицательный! заряд. Когда ты
приблизил монетку, лишние заряды резко
переместились через воздух к монете
и твоему телу (может быть, ты
почувствовал легкое
покалывание). Переход через
воздух имел форму искры.
Этот опыт
воспроизводит в
миниатюре разряд
молнии во время
грозы.
170
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Электричество в атмосфере
Изобретение громоотвода
Во время грозы облака трутся о воздух в своей нижней
части и заряжаются отрицательно. Они притягивают
к себе противоположный заряд, который скапливается
на почве, на деревьях, на домах, на предметах или на
соседних облаках. Когда заряд облака становится
слишком большим, происходит электрический разряд —
молния, то есть резкое и очень сильное перемещение
электрических зарядов от облака на землю или между
двумя облаками. Молния видна, как яркая вспышка света.
Мы также слышим гром, потому что при вспышке молнии
выделяется огромное количество тепла. От этого воздух
резко расширяется, вызывая знакомый нам звук грома.
Громоотвод был изобретен американцем
Бенджаменом Франклином в 1752 г. Он
интуитивно понял, что молния — это огромный
разряд энергии и заостренный металлический
прут должен притянуть этот разряд к себе. Чтобы
проверить правильность своей догадки, Франклин
построил воздушного змея с заостренным
железным острием. На другой конец веревки змея
он подвесил ключ. Во время сильной грозы
Франклин поднял змея в воздух и получил
подтверждение своей идеи. Электрический заряд,
притягиваемый острием змея, проходил через
мокрую веревку к ключу. Тронув ключ, Франклин
получил сильный удар. Позднее он придумал
первый прообраз громоотвода — очень высокий,
заостренный металлический шток. Он установил
его в саду. Во время грозы на острие часто
наблюдалось сильное искрение. Шток притягивал
к себе скопившиеся в облаках заряды и, отводя их
в землю, защищал дома и другие хозяйственные
постройки.
Современные громоотводы имеют заземленный
провод. По нему электрические заряды уходят
в землю.
Молния - это электрический разряд сильно
наэлектризованного облака, направленный к земле
171
Электрический ток
П— очему мы называем током силу, которую
приводим в действие, поворачивая
выключатель? Электрические заряды способны
двигаться, то есть течь по маршруту, называемому
цепью. Но почему электричество перемещается от
одного предмета к другому? Какой должна быть
цепь? Из какого материала она должна быть
сделана? По любому ли материалу проходит
электричество? Проведя следующие совершенно
безопасные опыты, мы узнаем, как можно
приручить электричество.
Как получить электрический ток?
Маршрут, называемый цепью
Требуется
• батарейка на 4,5 В
• два куска изолированного
(то есть покрытого
пластиком) провода
• маленькая лампочка
• ножницы
с изолированными
ручками
Ход опыта
1С помощью
ножниц оголи
концы проводов,
не повреждая
внутренние
медные жилки.
2 Обмотай
выводы
батарейки
проводами, как
показано на
рисунке.
3Двумя другими концами проводов коснись
лампочки. Один конец должен касаться
металлической резьбы
другой — «пятки» лампочки.
Результат
Лампочка загорается.
Это потому.
...что поток зарядов от батарейки прошел по
проводам к лампочке п<> маршргп,
называемому цепью, и электрический ток
превра гился в световх ю энергию.
Когда электричество начинает
двигаться?
Электрический ток возникает тогда, когда
избыточные электроны заряженного тела имеют
возможность перемещаться к менее заряженному
телу. Эта разница в зарядах между двумя телами
называется разностью потенциалов. Батарейка
способна поддерживать определенную разность
потенциалов на концах цепи.
172
«Постоянный» МАРШРУТ
Требуется
• батарейка 4,5 В
• три куска изолированного провода
• маленькая лампочка
• ножницы с изолированными ручками
• патрон для лампочки
Результат
При замыкании лампочка загорается,
при размыкании гаснет
Это потому...
Ход опыта
1 Сними с концов проводов изоляцию.
Постарайся не повредить внутренние
медные жилки.
Ввинти лампочку в патрон.
3 Соедини батарейку
и патрон проводами,
как показано на рисунке.
4 Попеременно замыкай
и размыкай два
свободных конца
провода.
...что цепь, то есть маршрут, по которому'
течет ток из батарейки, действует только
в том случае, если он не прерывается, то есть
цепь замкнута. Если цепь открыта
(разомкнута), ток по ней нс проходит.
Ток возникает, когда заряды перемещаются в цепи между
двумя телами, имеющими определенную разность
потенциалов.
173
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Все ли материалы проводят электрический ток?
Испытание проводников
Требуется
• батарейка на 4,5 В
• лампочка на 5 В в патроне
• три к\ска изолированного электрического
провода с оголенными концами
• два металлических уголка
• два винта
• деревянная дощечка
• несколько предметов для испытания:
гвоздь, полоска резины, зубочистка,
полоска фольги, стеклянная палочка,
полоска кожи, соломинка для коктейля
Ход опыта
1 Привинти к дощечке металлические
зголкн на расстоянии 2 см Друг от друга.
2 Поставь рядом с уголками патрон и
соедини батарейку патрон и иголки тремя
электрическими проводами, как показано на
рисунке.
Результат
При перемыкании уголков гвоздем и фольгой
лампочка зажигается. При перемыкании
другими предметами лампочка не зажигается.
Это потому...
...что лампочка зажигается только в том случае,
если уголков касаются предметы из материалов,
которые проводят электрический ток, то есть
замыкают цепь. Как правило, хорошими
проводниками являются металлы, в то время как
пластмассы, дерево, резина, стекло, кожа
являются изолирующими материалами
(изоляторами), то есть они задерживают
электрические заряды и не протекают их.
Изоляторы используются для защиты от
электричества. Например, злектр! 1ческие
провода покрываются пластмассовой
оболочкой. Поэтому'с ними можно спокойно
работать, не рискуя получить удар током.
Проводники и изоляторы
ЗПо очереди перемыкай два J голка
разными предметами.
В проводниках электрического тока есть
свободные электроны, которые не имеют f
прочной связи с атомами. Эти электроны
способны переносить электричество из одной
точки в другую.
Электроны изолирующих материалов,
наоборот прочно связаны со своими атомами
и не могут двигаться.
Способность тела пропускать электрический
ток характеризуется сопротивлением. Чем
меньше сопротивление тела, тем выше его
электропроводность.
174
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Соединил правильно — выиграл
Требуется
Результат
• кусок плотного картона
• лист бумаги
• десять скрепок с бронзовыми шляпками
и двумя ножками (см. рис.)
Если друг знает правильный ответ, лампочка
зажжется, если он ошибся — останется
темной.
• электропровод
• ножницы < изолированными ручками
• батарейка на 4.5 В
• лампочка для карманного фонаря
с патроном
• клей
• карандаш
• ножницы
Это потому...
...что скрепки сделаны из бронзы — металла,
который хорошо проводит электричество
Если коснуться двух шляпок, соединенных
сзади, цепь замкнется, по ней пондетток
и лампочка зажжется. В случае ошибки
замыкания цепи не происходит, так как между
страной и столицей нет соединения, —
Ход опыта
1 Вырежи десять прямоугольных полосок из
бумаги. На пяти напиши названия стран, а
на остальных пяти — названия их столиц. Затем
на одном краю картонки наклей названия
стран, а на другом — названия столиц. Страны и
их столицы не должны стоять на одной строке.
2 Рядом с каждой страной и столицей вставь
десять скрепок, как показано на рисунке.
ЗОтрежь пять кусочков провода, оголи их
концы с помощью ножниц и на обратной
стороне картонки соедини название каждой
страны с названием ее столицы. 11ровода
закрепи за отогнутые ножки с крепок (см.
рис. в круге).
4 Один конец провода подсоедини
к одному из выводов бЙтаренк-и.
затем возьми два других куска
провода и подсоедини один
к дру тому выводу батарейки,
а другой — к свободной клемме
патрона. Два других конца
проводов останутся свободными
5 Попроси друга коснуться
названия какой-нибудь страны
и ее столицы свободными концами
проводов.
Некоторые материалы, называемые проводниками, пропускают электрический
ток. Другие материалы, изоляторы, препятствуют прохождению тока.
175
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Проводит ли вода электрический ток?
Это ЗАВИСИТ от воды...
Требуется
• стеклянная или пластмассовая емкость
• два зажима («крокодильчика»)
• электропровод
• батарейка
• лампочка
• дистиллированная вода
• соль
з ножницы
с изолированными
ручками
Ход опыта
1 Наполни емкость
дистиллированной
водой.
2 Отрежь три куска
электроп ровода,
зачисти концы (удали
изоляцию) и соедини
батарейку и зажимы, как показано на рисунке.
3 Закрепи два зажима на стенках емкости
так, чтобы они касались воды.
4 Свободные концы подсоедини к лампочке
(один должен касаться резьбы патрона,
другой — его «пятки»).
Результат
В первом случае лампочка не зажглась.
Опасности электричества
Ты, конечно, знаешь, что выключатели
и работающие электрические аппараты
и приборы нельзя трогать мокрыми руками или
стоя босиком на мокром полу. Ведь вода
в водопроводе не дистиллированная. Она
хорошо проводит электрический ток, и ты
можешь получить серьезное поражение.
5 Добавь несколько горстей соли в воду
и снова коснись проводами лампочки.
Результат
Во втором случае лампочка зажглась.
Это потому...
...что дистиллированная вода не пропускает
электрические заряды и является
изолятором. Если ты добавишь соль, вода
становится проводником. Когда соль
растворяется, то электрически заряженные
частички воды отделяются друг от друга
и притягиваются зажимами, соединенными
с батарейкой. Создается своеобразный мост
замыкающий цепь, по которому и течет ток.
Дистиллированная вода является изолятором. Вода, содержащая
минеральные соли, является хорошим проводником электричесгва.
176
Э 1ЕКГГИЧЕСКИЙ ТОК
Почему важно, как установлены батарейки?
Внимание: не забывай про знаки «+» и «-»!
Требуется
• две батарейки по 1,5 В
• маленькая лампочка
• два куска электрического провода
с зачищенными концами
• линейка
• скотч
Ход опыта
1 Прикрепи скотчем к линейке две
батарейки таким образом, чтобы конец
батарейки со знаком «+» касался конца другой
батарейки, со знаком «-».
Это потому...
...что во внешней цепи электроны постоянно
идут от отрицательного полюса батарейки к
ее положительному полюсу. То же самое,
происходит, если две батарейки соединены
между собой: электроны от отрицательного
полюса одной батарейки идут к
положительному полюсу другой.
Если электроны выходят с обоих
отрицательных полюсов и идут навстречу
друг другу, электрический ток не возникает.
Это объясняет, почему иногда не работает
электрический фонарик или игрушка:
очевидно, батарейки в них установлены
в неправильном положении.
2 Теперь к двум концам
сдвоенной батарейки
присоедини два конца
проводов. Оставшимися
свободными к<?«цами
коснись лампочки.
Результат
Лампочка зажглась.
3 Поменяй взаимное
положение батареек:
подсоедини плюс
к плюсу.
4 Снова присоедини
провода к сдвоенной
батарейке и снова
потрогай ими лампочку.
Результат
Лампочка не зажигается
Изобретение
Алессандро Вольта
Первая батарейка была сделана
Алессандро Вольта в конце XVIII в.
Она состояла из набора цинковых
и медных дисков, разделенных
кусками ткани, пропитанными
подкисленной водой. Диски
укладывались один на другой
в виде столба. Соединив медным
проводом первый диск из цинка
с последним медным диском,
Вольта получил постоянный ток
в результате химической реакции
между медью, цинком и кислым
раствором. Как только кислота
в растворе истощалась,
электрический ток исчезал.
Таким образом, Вольта открыл,
что электрический ток возникает
между двумя разными
проводниками, если эти
проводники находятся
в соответствующем контакте
между собой.
Электрический ток, получаемый от батареек, возникает
только между полюсами с противоположным знаком.
177
Цепи и выключатели
Включить и выключить телевизор, включить
и выключить компьютер или фен для сушки волос,
включить или выключить свет в доме... Сколько
выключателей в день мы трогаем?
Что происходит за кнопками, которые мы нажимаем?
Выключатель — простое устройство, но без него мы не
можем обойтись. Он представляет собой маленький
мостик, соединяющий прерванный маршрут
электрического тока. Выключатель заставляет работать
любой электрический прибор. Прочитав эти страницы,
ты сам научишься делать некоторые выключатели.
Могут ли несколько лампочек питаться от одной цепи?
Разные типы цепей
Требуется
• две батарейки по 4,5 В
• четыре маленькие ампочки с патронами
• электрический провод
• ножницы с изолированными ручками (не
забывай, что. прежде чем подсоединять
провода, их необходимо освободить от
изоляции, то есть зачистить концы проводов)
Ход опыта
1 Подсоедини лампочку к одной из батареек
и определи ее яркость.
2 Подсоедини к той же батарейке вторую
лампочку, как показано на рисунке.
Яркость двух лампочек будет слабее.
Это потому...
...что лампочки делят между собой энергию,
которая подходит сначала к одной лампочке,
а потом ко второй. Соединение, которое ты
сделал, называется последовательной цепью:
если ты уберешь одну из лампочек, то цепь
прервется и вторая лампочка погаснет.
3 Подсоедини одну лампочку' к выводам
другой батарейки, затем подсоедини
вторую лампочку к первой, как показано
на рисунке.
178
Короткое замыкание
Результат
Яркость лампочек одинакова.
Это потому. ••
...что каждая лампочка имеет свою отдельную
цепь, поэтому она питается непосредственно
от батарейки. Такое соединение называется
параллельным. Если одна из лампочек
перегорит или будет убрана, другая будет
продолжать светить, потому что ее цепь не
Электричество, если за ним не следить, может
натворить множество бед. Одна из наиболее
часто встречающихся бед - короткое
замыкание. Если ты нарушишь изоляцию
проводов, соединяющих батарею и лампочки,
и соприкоснешься оголенными местами этих
проводов, то увидишь, как в этом месте вспыхнут
искрами провода, а лампочка погаснет.
При таком соприкосновении ток не может пройти
весь маршрут до лампочки и возвращается к
батарейке по короткому пути. Не встречая на
своем пути сопротивления, ток становится
интенсивнее и выделяет много тепла.
В домашних условиях короткое
замыкание может вызвать
пожар или серьезное
повреждение
электропроводки. Для защиты
от замыкания используются
автоматы или плавкие
предохранители. В случаях
резкого усиления тока они
разрывают цепь, плавятся,
предотвращая таким образом
короткое замыкание.
Несколько лампочек, соединенных последовательно или
параллельно, могут питаться от одной цепи.
179
ЦЕПИ И ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Для чего нужен выключатель?
Устройство для включения
Требуется
деревянная дощечка
две металлические чертежные кнопки
металлическая скрепка
три куска электрического провода
с зачищенными концами
лампочка с патроном
батарейка на 4,5 В
3 Разогни скрепку, как показано на
рисунке, и подведи ее под одну из
кнопок.
Ход опыта
1 Воткни кнопки
в дощечку
на расстоянии 3—4 см одна
от другой.
2 Под кнопками закрепи концы двух
проводов. Конец одного провода
подсоедини непосредственно к выводу
батарейки, другой подсоедини к клемме
патрона лампочки, а третий - ко второй
клемме лампочки и клемме батарейки
(см. рис.).
Результат
4 Второй конец скрепки при
повороте должен доставать до
второй кнопки. Коснись скрепкой
второй кнопки, потом отведи ее.
Когда скрепка касается обеих
кнопок, лампочка зажигается. Когда
ты отводишь скрепку в сторону,
лампочка гаснет, так как контакт
прерывается.
Это потому...
...что скрепка сделана из металла, то
есть проводника. Когда ты касаешься
одновременно двух кнопок, ты
замыкаешь цепь, и ток идет свободно.
Когда ты отводишь скрепку в сторону,
цепь размыкается, и течение тока
прерывается.
180
ЦЕПИ И ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Передача световым кодом
Требуется
• дне деревянные дощечки
• две маленькие лампочки с патронами
• восемь кусков электрического провода
с зачищенными концами
• четыре кнопки
• две металлические скрепки
• две батарейку 4.5 В
• бумага
• речка
Ход опыта
1 Собери две цепи, такие же, как
в предыдущем опыте. Лампочки
присоедини достаточно длинными
проводами, чтобы их можно было разместить
в двух разных комнатах.
2 Раздобудь с приятелем азб\ kv Морзе.
Каждой букве должны соответствовать
световые вспышки определенной
продолжительности (короткие или длинные).
3 Отправь своему другу небольшое
сообщение из другой комнаты. Пока его
выключатель выключен, ты работай со своим
выключателем: для короткой вспышки
коснись скрепкой кнопки на короткое
мгновенье, для более длинной вспышки
подержи скрепку в контакте с кнопкой чуть
подольше.
Результат
Твой дрс г примет сообщение в виде световых
сигналов и сможет ответить тебе таким же
образом.
Выключатель позволяет по надобности замкнуть
или разомкнуть электрическую цепь.
181
ЦЕПИ И ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Что такое переключатель тока?
Двухходовой переключатель
Требуется
• электрический провод
• шесть кнопок
• две скрепки
• батарейка на 4,5 В
• две маленькие дощечки
• лампочка с патроном
3 Электрическими проводами соедини три
выключателя между собой
и с батарейкой, как показано на рисунке.
4 Попробуй включать и выключать
лампочку разными выключателями.
Результат
Ход опыта
Лампочка может быть как включена, так
1 Установи кнопки на дощечках, как
показано на рисунке.
2 Расправь все скрепки и подсоедини по
одной на каждой дощечке. Закрепи
скрепку на центральной кнопке, но так,
чтобы она могла при необходимости касаться
двух дрчгнх кнопок.
и выключена с обоих выключателей!.
Это потому...
...что, когда оба выключателя образуют
с проводом непрерывную цепь, ток проходит
по цепи, и лампочка зажигается.
Последующее смещение хотя бы одной
скрепки разрывает цепь, и лампочка гаснет.
182
ЦЕПИ И ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Выключатели в твоем доме
Когда в комнате две двери, возникает
необходимость включать и выключать
свет в двух разных точках^ то есть
у каждой двери.
Поэтому электропроводка в доме
должна иметь переключатели по типу
тех, которые ты только что построил.
Подобная система может быть
использована на лестницах, чтобы
иметь возможность гасить и включать
свет как внизу, так и вверху.
Выключатели
и микросхемы
Внутри компьютера находятся
сложные электрические цепи,
называемые интегральными схемами
(см- фото). Их делают на
кремниевых пластинках размером
всего в несколько миллиметров.
Крохотные выключатели этих схем,
так называемые транзисторы,
открывают или закрывают проход
тока между присоединенными к ним
цепями в зависимости от тех
импульсов, которые мы посылаем.
Всякий раз, когда мы на клавиатуре
набираем какие-нибудь команды,
компьютер преобразует их в
электрические импульсы. Транзистор
принимает импульс и в зависимости
от его интенсивности включает или
не включает цепь. С помощью
электрических импульсов компьютер
обрабатывает данные, которые мы
вводим, и выдает нам ответ.
Транзисторы не только самые
маленькие, но и самые быстрые:
из когда-либо изобретенных
выключателей они могут открываться
и закрываться тысячи раз в минуту!
Переключатель электрического тока замыкает и размыкает
электрическую цепь в двух разных точках.
183
Свойства электрического тока
Представь себе на минутку жизнь без электричества. Сколько работ
можно выполнить только с его помощью! Электричество дает нам
освещение, тепло, вырабатывает холод, приводит в движение моторы
станков, трамваев, поездов. Множество вещей, окружающих нас, в том
числе и игрушки, работает благодаря использованию различных свойств
электрического тока...
Конечно, ты знаешь, что включенная лампочка нагревается, но ты еще
не знаешь, что небольшой электрический разряд может превратить одно
вещество в другое, или то, что обыкновенный кусок стали может
превратиться в магнит. Опыты, описанные на следующих страницах,
'Гебе это подтвердят!
184
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Почему зажигается лампочка?
Раскаленный проводок
Меняющаяся яркость
Требуется
• деревянная дощечка
• дна тонких гвоздя
• стальная проволочка (можешь вытянуть ее
из мочалки, которой моют сковороды)
• два куска электрическою провода
с зачищенными концами
• батарейка на 4,5 В
Ход опыта
1В дощечку вбей два гвоздя и закрепи на
них стальную проволоку'.
2 Конец одного из проводов присоедини
к вывода батарейки, а другой конец к
гвоздю. Конец другого провода подсоедини
ко второму концу батарейки, а вторым
концом коснись второго гвоздя.
Результат
Требуется
• батарейка на 4.5 В
• л im почка с патроном
• электрический провод
• новый карандаш, «аточепный с двух сторон
• скотч
Ход опыта
1 Присоедини проводами лампочку
к батарейке и запомни ее яркость.
Вставь в цепь карандаш, присоединив
провода к стержню карандаша с обеих
Яркость лампочки значительно снизилась
Это потому...
...что грифель проводит ток, но оказывает
ему большое сопротивление. Грифель
поглощает часть энергии, поэтому яркость
лампочки снижается
Стальная проволока раскалится
и станет красной.
Это потому...
...что электрический ток легко
течет по медным и
алюминиевым проводам, но
с трудом проходит по стальной
проволоке. Она накаливается
п даже начинает светиться.
Как сделана лампочка
В стеклянном шаре лампочки ты можешь заметить тонкую
спиралевидную нить, поддерживаемую металлическими
проводами. Электрический ток поступает в лампочку, проходит
по проводам и уходит. Но нить, свитая в спираль, не отпускает
его так просто: длина нити и материал, из которого она
сделана, затрудняют прохождение тока. В результате нить
раскаляется добела и излучает свет.
Нить внутри лампочки оказывает сопротивление
электрическому току, накаливается и начинает светиться
185
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Всегда ли электричество вырабатывает тепло?
Тепло электрической энергии
Требуется
• ртутный термометр
2 Концы медного провода подсоедини
к выводам батарейки.
• батарейка на 4,5 В
• тонкий медный провод
• изолента
Ход опыта
_1 Обмотай медным
J. проводом
нижнюю часть
термометра там, где
находится ртуть.
Витки не должны
касаться друг друга.
Оставь длинные
концы провода.
Если нужно,
закрепи провод
изолентой.
Результат
Несколько минут
спустя столбик
ртути начнет
подниматься.
Это потому...
...что проходящий
по проводу' ток
выделяет тепло.
Использование тепловой энергии
электричества
Многие электробытовые приборы, которыми мы
пользуемся дома, имеют внутри электрическое
сопротивление, которое нагревается при
проходе электрического тока и превращает
электрическую энергию в тепловую. Это,
например, электрический утюг,
электроплитка, тостер, электродуховка, фен,
электрогрелка и др.
свойства электрического тока
Преобразование энергии
Требуется
• три батарейки по 4,5 В
• электрический провод
• дощечка с двумя кнопками
• полоска алюминиевой фольги
Ход опыта
1 Соедини три батарейки и дощечку'
с кнопками, как показано на рисунке
(не забудь о чередовании положительных
и отрицательных полюсов батареек).
2 Прикоснись полоской фольги к двум
кнопкам.
Результат
Чем уже полоска фольги, тем сильнее она
нагревается.
Это потому...
...что алюминиевая полоска оказывает
сопротивление при прохождении через нее
электрического тока и часть электроэнергии
превращает в тепло. Чем уже полоска, тем
с большим трудом проходит через нее ток
и тем больше выделяется тепла.
В лампочках накаливания часть
электроэнергии, протекающей по нити,
превращается в тепло. Лучше не пробуй
брать в руки зажженную лампочку: можно
обжечься.
Часть электрической энергии, проходящей через проводник,
всегда превращается в тепловую энергию.
187
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
От чего зависит интенсивность света?
Меняющаяся яркость
Требуется
• одна батарейка на 4,5 В
• лампочка с патроном
• электрический провод
• карандаш с графитным грифелем
• скотч
Плавкие предохранители
Ход опыта
1 Присоедини
провода
к батарейке
и к лампочке, как
в предыдущих опытах.
2Достань грифель
из карандаша.
Как правило, все
электроприборы снабжены
предохраняющими
устройствами. Чаще всего это
плавкие предохранители.
В них находится тоненькая
проволочка. Через нее при
коротком замыкании
проходит слишком большой
ток. Проволочка плавится и
прерывает электрическую
цепь. Плавкие
предохранители, как и автоматические
выключатели, предотвращают чрезмерный
нагрев электропроводки, который может
привести к пожару.
Вольт и ампер
3 Присоедини провод от лампочки к одному
концу грифеля, а свободным концом
провода проведи вдоль грифеля.
При этом яркость лампочки меняется.
Это потому...
...что, как ты у же успел заметить, грифель
оказывает сопротивление электрическому
тою. Чем длиннее грифель, который
является частью цепи, тем больше энергии
он поглощает и тем слабее яркость лампочки
Электрическое напряжение, то есть импульс,
с которым электрические заряды проходят по
проводнику, измеряется в вольтах. На батарейках,
которыми ты пользовался, и на тех, которые стоят
в твоих игрушках, плейере и т. д., всегда
указывается количество вольт (1,5; 4,5; 9 В).
Батарейки не опасны для жизни, так как у них
низкое напряжение. В электропроводке дома
или квартиры напряжение 220 вольт. Оно
опасно для жизни человека. В проводах линий
высокого напряжения, которые передают
электроэнергию на большие расстояния,
напряжение может превысить 380 тысяч вольт!
Помимо напряжения,
для электричества
важна его
интенсивность. Сила
тока измеряется
в амперах. Она
указывает, сколько
электрических
зарядов проходит
через проводник
в определенный
отрезок времени.
188
СВОЙСТВ \ 3 IEKTPII' I> <’КОГ< > Т< К \
Как плавкий предохранитель
Требуется
• три батарейки по 4,5 В
• лампочка на 2,5 В с патроном
• электрический провод
• деревянная дощечка
• две кнопки
• полоска фольги
• карандаш, заточенный с обоих концов
Ход опыта
1 Соедини электрическими проводами три
батарейки, не забывая при этом
чередовать положительные и отрицательные
полюсы.
Перемкни кнопки полоской фольги.
Результат
Лампочка вспыхивает очень ярко, потом
гаснет.
Это потому...
...что полоска соединяет лампочку
с батарейками напрямую, минуя карандаш.
Поэтому сначала лампочка светит ярко Но
три батарейки дают лампочке 13,5 В вместо
2,5 В, на которые она рассчитана. Поэтому'
нить лампочки перегорает и разрывает цепь.
2 Воткни в дощечку кнопки и присоедини их
к двум крайним батарейкам и к лампочке.
ЗЕще два провода при< оедини к двум
заточенным концам карандаша.
Результат
Яркость лампочки средняя.
Это потому...
...что грифель карандаша поглощает часть
электроэнергии, оказывая сопротивление
проходящему' электрическому току.
Яркость лампы зависит от силы проходящего через нее тока.
189
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Имеет ли электрический ток магнитные свойства?
Помехи
Требуется
• коробка из пластмассы
• электрические! провод с зачищенными
концами
• компас
• батарейка на 4,5 В
• скотч
Ход опыта
1По бортам коробки сделай 5—6 витков
провода, закрепив их скотчем. Оставь
свободные концы.
4 Другим свободным концом провода
коснись другого вывода батарейки.
Результат
Стрелка компаса отклоняется.
Разомкни цепь удалив провод от вывода.
Результат
Стрелка останавливается.
Это потому...
...что стрелка компаса является маленьким
магнитом, который ориентир» ется по
силовым линиям магнитного поля 3< мли.
Когда ты замыкаешь цепь, электрический ток
в обмотке создает магнитное поле, которое
и заставляет стрелку компаса двигаться.
1акой же результат поле чится, если ты
поднесешь к компасу магнит.
2 Присоедини один
конец провода
к выводе батарейки.
3 Положи компас
в коробку и
подожди, пока
стрелка остановится
190
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Совсем как магнит
Требуется
• небольшой кусок полистирола
• отрезок электрического провода с
зачищенными концами
• батарейка на 4,5 В
• железные опилки (легко получить, если
потереть напильником кусок железа)
• нож
Ход опыта
1С помощью взрослых сделан в куске
полистирола две сквозные прорези.
2Намотай электрический провод спиралью,
пропуская его через прорези (см. рис.).
3Равномерно рассыпь по полистиролу
железные опилки.
Это потому...
...что электрический ток создал магнитное
поле. Железные опилки располагаются по
его силовым линиям. Рели бы вместо
полистирола был кусок железа, мы бы
получили электромагнит, который ведет себя
как настоящий магнит, с тем лишь отличием
и удобством, что его можно включать
и выключать по нашему желанию.
Электромагниты имеют широчайшее
применение и лежат в основе работы
больших и маленьких моторов,
электробытовых приборов (дверной
электрозвонок, игрушки, пылесосы и т. д.),
а также в промышленности (на
гидроэлектростанциях, в автомобилях,
в скоростных поездах и т. д.).
4Присоедини два
свободных конца
провода к батарейке
Электрический ток всегда создает магнитное поле; магнитные
и электрические явления связаны между собой.
191
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Что происходит с водой, когда через нее проходит электрический ток?
Химические реакции
Требуется
• изолированный электрический провод
с зачищенными концами
• две батарейки по 4,5 В
• два больших винта (шурупа)
• стакан
• вода
• соль
• _ небольшой кусок
картона
Ход опыта
1 Соедини батарейки
последо! .ательно.
На свободных
концах проводов закрепи винты.
Налей в стакан воды и добавь соли.
4 Накрои картонкой стакан, сделай два
отверстия и вставь туда винты на
достаточном расстоянии дрм от друга.
Около одного из випгов образу к>тся
пузырьки.
Результат
Вода вокруг винта с пузырьками становится
желтоватой, а вокруг другого винта вода
темнеет.
6 Вытащи винты из
воды.
Результат
На дне с такана виден
осадок зеленоватого
цвета.
Это потому...
... что наблюдаем< >е тобой явление - химические
преобразования — вг ,звано прохождением тока
через воду Электрический ток разлагает воду
(1 узырькп наполнены водородом — составной
частью воды), соль, железо винтов и превращает
их в другие вещества. Это можно увидеть,
потому ч то они окрашивают воду или выпадают
в оуадок па дне стакана.
192
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Термин «электролиз» обозначает «разложение
с помощью электричества». При этом явлении
элементы, составляющие химическое соединение,
могут разделяться благодаря прохождению
электрического тока.
В промышленности электролиз широко используется
для покрытия металлических предметов тонким
слоем другого, более ценного металла: золота,
серебра, хрома. Это делается в целях
предохранения предмета от коррозии или для его
украшения. Например, для того чтобы посеребрить
чайную ложку, ее подвешивают к одному из
электродов и опускают в раствор, содержащий
серебро. В этот же раствор погружают другой
электрод. При прохождении электрического тока
частицы серебра выделяются и оседают на ложке
Электролиз используется при производстве
алюминия, для очистки металлов от посторонних
примесей. В автомобильных аккумуляторах
электролиз позволяет превращать электрическую
энергию в химическую, то есть производить зарядку.
Когда электричество проходит через воду, оно может
разлагать ее и изменять содержащиеся в ней вещества.
193
Это ЛЮБОПЫТНО
Как сделана батарейка
Обычная сухая батарейка очень отличается от
батареи, придуманной Вольта, но действует по
тому же принципу. Кислый раствор, который
приводил в действие батарею Вольта, здесь
заменен очень густым раствором двуокиси
марганца. Оболочка батарейки сделана из цинка
и представляет собой один из полюсов —
отрицательный. В центр батарейки вставлен
стержень из угля. Это положительный полюс. Он
соединен с выводом в верхней части батарейки.
Когда батарейка включается в цепь, находящиеся
внутри нее вещества вступают в химическую
реакцию. Она вызывает отделение положительных
зарядов от отрицательных. Тем самым создаются
условия для возникновения электрического тока.
Когда вещества, находящиеся внутри батарейки,
истощаются, батарейка разряжается и становится
непригодной. Аккумуляторы, то есть батареи,
которые можно перезаряжать и использовать
снова и снова, отличаются материалом полюсов
и раствором.
Что там в вилке?
Вилка заключена в изоляционный корпус, но ее
металлические ножки зомыкают цепь, ток
проходит по проводам и питает
подсоединенный прибор.
Почему необходимо зачищать
концы проводов
При подготовке опытов всегда предлагалось
зачистить концы электропроводов. Это
необходимо для присоединения к батарейке
или к лампочке. Ведь электрические провода
покрыты изолирующим материалом, внутри
которого находятся металлические жилки,
проводящие электрический ток. Если не
зачистить концы провода, жилки не будут иметь
контакта с выводами батарейки или с патроном
лампочки, и ток не сможет пройти, так как
изоляция будет ему преградой.
Вот несколько советов:
• если ты скрутишь оголенные медные жилки,
они станут компактнее и тверже — и тебе будет
удобнее осуществлять подсоединение;
• если тебе надо временно подсоединить
провод к батарейке, можно из зачищенного
конца провода сделать небольшое ушко. Такое
ушко легко надеть на вывод батарейки.
Электрические разряды на дне
морском
В океане живет электрический скат, рыба,
обладающая грозным оружием —
электрическим разрядом.
По бокам у ската расположены специальные
мышечные волокна, способные накапливать
и при необходимости разряжать значительный
электрический заряд. Его удар настолько силен,
что может не только оглушить, но и убить жертву.
Есть и другие рыбы, пользующиеся этим грозным
оружием, например электрический угорь. Разряд
такого угря может убить даже человека.
Меняются ли вещества под действием тепла? Когда два
вещества образуют соединение? Почему гвозди
ржавеют? Для чего нужен химический анализ? Каким
образом пища расщепляется в желудке? Ответы на эти
и многие другие вопросы ты найдешь на страницах этой
главы, посвященной следующим темам:
Твердые тела, жидкости и газы • Смеси, растворы и соединения
Химические реакции • Анализ веществ
Химия в повседневной жизни
Твердые тела, жидкости и газы
Все тела, которые нас окружают, состоят из атомов — мельчайших частиц
материи, которые, соединяясь с такими же частицами или частицами
другого типа, образуют молекулы. 11о что отличает жидкие вещества от
твердых и газообразных? Агрегатные состояния материи, в качестве
жидкости, твердого вещества или газа, зависят от движения молекул.
В твердых веществах сила сцепления, удерживающая молекулы вместе,
очень велика: молекулы могут только вибрировать, не меняя положения.
В жидкостях молекулы могут скользить одна над другой, постоянно меняя
положение, но остаются все-таки близко друг к другу. В газах же молекулы
-связаны друг с другом очень слабо, они движутся во всех направлениях,
и между двумя молекулами имеется большое расстояние (именно поэтому
газы могут сжиматься).
Опыты, описанные на следующих страницах,
расскажут тебе о влиянии тепла на
молекулы и о возможности перехода
вещества из одного агрегатного
состояния в другое.
ТВЕРДЫЕ ТЕЛА. ЖИ ДКОСТИ. ГАЗЫ
Влияет ли теплота на состояние вещества?
Расширение жидкостей
Нагревание твердых тел
Требуется
• три стеклянные банки одинакового
размера, с пробками
• ножницы
• три тонкие стеклянные трубочки длиной
20—30 см
• пластилин и скотч
• вода, растительное масло, спирт
• прямоугольная ванночка
• плита
Требуется
• монета
• кусок проволоки
• прищепка
• зажженная свеча
Ход опыта
Ход опыта
1 Проделай отверстие в центре каждой
пробки, вставь стеклянную трубочку
и закрепи ее пластилином.
2 Заполни одну банку водой, другую —
маслом и третью — спиртом, закрой их
пробками и залепи скотчем. Трубочки
должны выступать над пробками на
одинаковую высоту и не должны касаться дна.
3 Налей воды в ванночку и опусти туда три
банки. Попроси кого-нибудь из взрослых
поставить ванночку на огонь.
Результат
Через некоторое время уровень жидкости
в трех трубочках поднимется на разную
высоту — в зависимости от вещества.
Это потому...
...что горячая вода, в которую опустили
банки, приводит к расширению
содержащихся в них жидкостей (в разной
степени, в зависимости от их плотности).
Поскольку в банках не осталось места,
жидкости вытесняются в трубочки.
1 Сделай кольцо из проволоки по диаметру
монеты так, чтобы
оно проходило точно
по ее центру.
2 Вынь монету; возьми
ее с помощью
прищепки и подержи
несколько минут над
пламенем свечи.
3 Попробуй снова
вставить монету
в кольцо.
Результат
Монета больше не
входит в кольцо.
Это потому...
...что тепло пламени временно расширило
монету; Охла цившись, она снова войдет
в кольцо.
Железнодорожн ые
рельсы тоже
расширяются и
удлиняются из-за
летней жары.
Поэтому между
двумя отрезками
рельсов оставляют
промежуток,
который при
удлинении релыа
сокращается.
Под воздействием тепла твердые тела, жидкости и газы
расширяются.
197
Г" J
ВЕРДЫ1 ТЕЛА. ЖИДКОСТИ И ГАЗЫ
Как реагирует материя на охлаждение?
Воздух сжимается
Требуется:
• стеклянная бутылка
• воздушный шарик
• кран с горячей и холодной водой
Ход опыта
1С помощью кого-нибудь из взрослых налей
в бу гылку очень горячей воды.
3 Полей стенки бутылки очень холодной
водой.
Результат
Воздушный шарик втянется внутрь бутылки
Это потому...
...что теплый воздух
внутри бутылки при
охлаждении
сжимается, его объем
у меньшается.
Наружный воздух
вдавливает воздушный
шарик.
Сжатие воздуха
происходит из-за
уменьшения скорости
движения его молекул
при понижении
температуры.
2 Через несколько минут вылей воду и сразу
же натяни на горло бутылки воздушный
шарик.
Особое поведение
Ты, вероятно, уже видел, кок вода,
превращаясь в лед, не сжимает, а занимает
больше места, чем в жидком состоянии.
Бутылка с водой, оставленная в холодильнике,
лопается.
Поведение льда связано с шестигранной
структурой, которую молекулы воды образуют
при температуре ниже 4 °C. Именно поэтому
зимой вода, замерзшая в трещинах, может
разрушать скалы и создавать разрывы
в асфальте.
F
ТШ РДЫ1 11 .1 А. ЖИДКОСТИ И ГАЗЫ
Внезапная деформация
Требуется
• несколько кубиков льда
• молоток для отбивания мяса
• салфетка
• пластиковая бутылка с пробкой
Ход опыта
1 Заверни несколько
кусочков льда в салфетку
и попроси кого-нибудь из
взрослых раскрошить
3 Встряхни бутылку,
чтобы как следует
охладить ее стенки,
затем поставь
вертикально.
Результат
Бутылка
деформируется.
Это потому...
их с помощью
молотка для
отбивания мяса.
С > Брось
раскрошенный
лед в бутылку' и
закрои ее пробкой.
...что внутри бутылки
лед вызывает резкое
охлаждение воздуха
и. следовательно,
сокращение его
объема. Окружающий
воздух давит на стенки
бутылки и сминает ее.
При охлаждении все т ia — за исключением воды —
сжимаются.
1У9
ТВЕРДЫЕ ТЕЛА. ЖИДКОСТИ И ТАЗЫ
Вещества могут изменять свое агрегатное состояние
Молекулы в движении
Требуется
вода
кхбик льда
полплитки шоколада
батарея отопления
плита
ковшик
два блюдца
Ход опыта
1 Налей в одно блюдце немного
воды, а в другое положи кубик
льда.
Поставь оба блюдца на батарею.
3 Положи шоколад в ковшик
и с помощью кого-нибудь из
взрослых разогрей его на плите.
Результат
Через несколько часов вода
испарится. Лед за короткое время
превратится в воду. Шоколад на
плите плавится, превращаясь
в густую жидкость.
Это потому...
... что тепло батареи заставляет молекулы воды
увеличить скорость. Они толкают друг друга так
сильно, что некоторые вырываются нар\ жу и
рассеиваются между молекулами воздуха в виде
водяного пара. Кроме того, у величение скорое ги
молекул превращает лед в воду, а шоколад на
плите переходит из твердого в жидкое состояние.
200
г ш
Jb
1 ВЁРДЫЕ ТЕЛА, ЖИДКОСТИ И ГАЗЫ
Переход из жидкого в газообразное
(или парообразное) состояние, связанное
с повышением температуры, при кипении
происходит во всей массе жидкости, а при
испарении, представляющем собой медленный
процесс, пар образуется только
в поверхностном слое жидкости.
Тебе, наверное, приходилось замечать, что
водяной пар, попадая на холодную поверхность,
образует мельчайшие капли (этот процесс
называется конденсацией). Исследования
показали, что все газы могут превращаться
в жидкость при достаточно сильном охлаждении
(воздух становится жидким при температуре
— 195 °C) или при значительном сжатии
(в аэрозольных баллонах часто содержатся
сжиженные газы под давлением).
Влияние давления
Помимо температуры, на переходные состояния
влияет давление: высокое давление сближает
молекулы и связывает их между собой.
Образующийся внутри кастрюли-скороварки пар
давит на воду, вследствие чего она закипает при
более высокой температуре (молекулам нужно
больше тепла, чтобы преодолеть сопротивление
давления), и пища готовится быстрее.
Плавление льда происходит при весеннем
потеплении, а лава, выбрасываемая вулканами,
представляет собой скальную породу,
перешедшую в жидкое состояние только
благодаря очень высоким температурам. После
охлаждения лава возвращается в твердое
состояние (затвердевает), а вода замерзает
при температуре ниже О °C.
Сухой лед — это углекислый газ в твердом
состоянии. При соприкосновении с воздухом
или водой он благодаря повышению
температуры переходит непосредственно
в газообразное состояние (возгонка).
Обратный переход — от пара к твердому
состоянию — сопровождается образованием
инея. Иней образуется при сильном
охлаждении очень влажного воздуха.
Изменение температуры ши давления может привести
к переходу вещества из одного агрегатного состояния в другое.
201
Смеси, растворы и соединения
Ученые, исследуя материю, выделили 109 чистых веществ,
названных элементами. Каждый элемент состоит из совершенно
одинаковых атомов; следовательно, существует 109 типов атомов.
Атомы соединяются между собой, образуя молекулы. Количество
комбинаций бесконечно, и они дают начало огромному
разнообразию веществ, составляющих Вселенную.
Попробуем понять, как соединяются между собой вещества.
Достаточно ли смешать два элемента, чтобы получилось новое
вещество? Какая разница между смесью, образованной из песчинок,
водным раствором соли и химическим соединением, например
ржавчиной?
Изменяются ли вещества в смесях?
Соединение и разделение
Требуется
• соль мелкого помола
• белая мука
• чайная ложка
• вода
• бумажная салфетка
• воронка
• кружка и широкий
прозрачный сосуд
Ход опыта
1 Насыпь в стакан
одинаковые
количествоа соли
и му кп и перемешай
пх ложечкой.
Результат
В смеси два
вещества не
отличаются друг от
друга.
2 Налей воды в стакан
и снова перемешай,
затем подожди немного.
Результат
Через несколько минут мука
опустится на дно кружки.
3 Сделай из 6} влажной
салфетки фильтр, как
показано на рисунке,
и вставь его в воронку.
Результат
На фильтре остается
мука, а в сосуде после
испарения всей воды
остается тонкий слой
кристаллов соли.
Это потому.
Вынь фильтр из воронки и просуши его.
6 Поставь сосуд с отфильтрованной водой
в теплое место и подожди, пока не
испарится вода.
...что мука не растворяется в воде, а
стремится отделиться от нее, осаждаясь на-
дне. Это явление называется отстаиванием.
Кроме того, частицы муки слишком велики,
чтобы пройти через поры бумажной
салфетки, поэтому они задерживаются
фильтром. Такой способ отделения веществ
называется фильтрацией Соль растворилась
в воде и продолжает оставаться в ней, пока
вода не испарится под действием тепла. Тогда
соль возвращается в твердое состояние
в форме кристаллов. Этот метод выделения
компонентов из раствора (см. дальше)
называется кристаллизацией.
Вещества, входящие в состав смеси, не претерпевают
изменений и могут быть легко разделены.
вж М
205
СМЕСИ, РАСТВОРЫ И СОЕДИНЕНИЯ
Можно ли выделить вещества из раствора?
Чистая вода из кофе
Требуется
• стеклянная пробирка
• вода
• растворимый кофе в грану iax
• платок
• лист бумаги
• плита
Ход опыта
1 Налей в пробирку
немного воды и
добавь несколько грану ч
кофе. ***
Результат
У верхнего края
пробирки образуются
бесцветные капли
Подожди, пока они
охладятся, и попробуй
их на вкус. Это чистая
вода.
Это потому...
2 Встряхни
пробирку для
растворения кофе
3 Протри платком
внутренние
стенки пробирки
выше уровня
жидкости
...что кофе растворяется в воде, образуя
раствор. Когда раствор кипит, то часть воды
испаряется, а кофе остается в растворе.
Испарившаяся вода конденсируется и
возвращается в жидкое состояние от
соприкосновения с холодной верхней час тью
стенок пробирки.
Такой способ разделения веществ называется
дистилляцией Он используется во многих
промышленных процессах Этот способ
основан на том. что вещества в растворе
доходят до кипения при различных
температурах, поэтому можно их выпарить
по очереди и затем конденсировать каждое
вещество в отдельности.
411з листа бумаги
сделай ручку
для прооирки и
попроси кого-
нибхдь из взрослых
подержать
пробирку' над
огнем, пока кофе
не закипит.
Растворы
Вода и соль, вода и сахар — только два из самых
распространенных растворов. В растворах могут
присутствовать твердые, жидкие и газообразные
компоненты, но они больше не различаются по
отдельности: они растворяются! Посмотрим, что
происходит в растворе воды
(растворитель) и сахара
(растворенное вещество):
• молекулы сахара
сближаются с молекулами
воды;
СМЬСИ, РАСТВОРЫ И СОЕДИНЕНИЯ
Кристаллизация сахара
Требуется
чашка
стакан
очень горячая вода
сахар
чайная южка
толстая
хлопчатобумажная
пить длиной 10 см
скрепка
карандаш
Ход опыта
4 Положи карандаш на стакан так, чтобы
нить погрузилась в раствор, оставаясь
натянутой
Поставь стакан в холодное место и оставь
его там хотя бы на день.
Результат
На нити собрались
кристаллы сахара.
Это потому ...
1 Налей в чашк\ очень горячей воды и,
помешивая ложечкой, добавляй са Сар до
тех пор, пока он не перестанет растворяться.
Делай это быстро, ч тобы вода не успела
остыть и растворила
больше сахара.
Вылей раствор
в стакан.
М 11ривяжи одни конец
нити к середине
карандаша, а дрмой —
к скрепке.
... что горячая вода
помогла тебе созда ть
переносы щен н ы й
раствор.
Когда вода остыла, она
не смогла удержать
такое количество
сахара,и его
излишки образовали
кристаллы.
Когда перенасыщенный
fmcmeop остывает, часть растворенного вещества
выделяется из растворителя (вода) в внчс
кристаллов
• молекулы сахара
рассеиваются среди молекул
воды: сахар растворился.
Если добавить еще сахара,
то раствор становится
насыщенным: среди
молекул воды не осталось
свободного места и сахар
осаждается на дно.
Если подогреть воду, то скорости и промежутки
между молекулами увеличиваются, создавая
новое пространство, чтобы принять новый сахар.
Раствор теперь перенасыщен: если его
охладить, то излишний сахар выделяется из
раствора и осаждается в виде кристаллов на
дне сосуда. Вода является превосходным
растворителем, но есть много растворов,
в которых растворителем является спирт:
духи, некоторые лаки, клеи. Достоинства
этих продуктов (аромат духов,
непроницаемость лаков, связующая
способность клеев) связаны
с тем, что спирт быстро испаряется, оставляя
на поверхности растворенные вещества.
Дистилляция, испарениё и кристаллизация позволяют
выделить компоненты из раствора.
205
ОкЕСИ, РАСТВОРЫ И СОЕДИНЕНИЯ
Когда два вещества
образуют соединение?
Соединенные навсегда
Требуется
• железные опилки
• серный порошок
• чайная ложка
• блюдце
• магнит
• ковшик
• плита
£од опыта
1 Перемешай в блюдце две ложки железных
опилок и четыре ложки серного порошка.
Результат
Железные опилки, притянутые магнитом,
отделятся от серы.
3 Перемешай снова эти два вещества,
насыпь смесь в ковшик и с помощью кого-
нибудь из взрослых нагрей ее на плите.
Результат
Под действием тепла в ковшике образуется
темное вещество, в котором железо и сера
больше не разделяются.
4 Вылей новое вещество в блюдце и поднеси
к нему магнит.
Результат
Темное вещество не
притягивается магнитом. X
Это потому... , Д
...что нагрев привел
к химической реакции,
в результате которой
железо и сера 4
превратились
в соединение — сернистое
железо. Это новое
вещество со
свойствами,
совершенно ч
отличными от ( в
свойств как железа,
так и серы
206
СМЕСИ. РАСТВОРЫ И СОЕДИНЕНИЯ
Взгляд внутрь атомов
Все атомы имеют сходную структуру: ядро,
состоящее из протонов (с положительным
электрическим зарядом) и нейтронов, вокруг
которого вращаются электроны с отрицательным
зарядом (их количество равно количеству
протонов). Один атом отличается от другого
числом протонов (и, соответственно, электронов),
которое называется атомным номером. Углерод
имеет 6 протонов, кислород — 8, медь — 29,
сера — 16... Орбиты электронов имеют
фиксированное число мест (2 места на первой
орбите, самой близкой к ядру, и по 8 мест на всех
остальных). Следовательно, в зависимости от
количества электронов в некоторых атомах все
орбиты заполнены, а в других на самой удаленной
орбите остаются свободные места, и она находится
в неустойчивом состоянии.
Неустойчивые атомы могут отдавать другим
атомам или получать от них электроны внешней
орбиты. Атомы, которые получают электроны,
приобретают отрицательный электрический заряд
(потому что число электронов превышает число
» протонов); атомы, которые отдают электроны,
приобретают положительный заряд
(потому что преобладают протоны).
Атомы с противоположными
зарядами притягиваются. Из этих
объединений атомов,
использующих так называемые
химические связи, рождаются
молекулы и соединения. Рисунки
иллюстрируют некоторые
примеры химических связей.
Атом кислорода на внешней
орбите имеет
6 электронов.
Поскольку орбита
может быть
заполнена
8 электронами,
атом соединяется,
с I атомом,
имеющим
2 электрона на
внешней орбите,
или с 2 атомами,
имеющими на ней
только по I электрону.
Здесь в упрощенной форме представлена
структура атома углерода.
Электроны распределяются по орбитам начиная
с самой близкой к ядру; когда она заполнена,
они переждят на самую бшжнюю
внешнюю орбиту пока не заполнят ее,
затем на следующую, более
удаленную от ядра орбиту, и т. д.
Атом натрия стабилизируется,
отдавая внешний электрон
атому фтора (которые' име т на
внешней орбите 7 электронов).
В розу. <,ьтате заполненная орбита
натрия на нижнем уровне
становится самой удаленной.
В соединении вещества встуццют в химическую реакцию
и образуют другое вещество с новыми характеристиками.
207
Химические реакции
В химических реакциях исходные элементы или соединения
называются реагентами, а конечные — продуктами.
Существуют химические реакции синтеза, в которых реагенты
объединяются для образования нового соединения,
и химические реакции анализа, в которых реагенты распадаются
на составляющие их элементы. Наконец, есть реакции замещения,
в которых происходит замена одного или нескольких элементов
соединения.
Приводимые ниже опыты позволяют наблюдать различные типы
очень зрелищных химических реакций, главными действующими
лицами которых являются воздух, тепло и электричество.
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Почему гвозди ржавеют?
Железо окисляется
Требуется
Это потому.
• железные опилки
• пробирка
• прозрачная ванночка
• фломастер, пишущий по стеклу
• вода
Ход опыта
1 Смочи пробирку внутри водой, чтобы
железные опилки прилипли к стенкам.
2 Налей в ванночку воды
приблизительно до
высоты 3 см.
3Переверни пробирку
и опусти ее на дно
ванночки. Уровень воды
снаружи ванночки должен
быть равен уровню воды
внутри пробирки. Для
этого наклони немного
пробирку при ее
погружении.
...что железо соединилось с содержавшимся
в пробирке кислородом воздуха и образовало
ржавчину; химическое название которой —
окисел железа. В этой химической реакции,
называемой окислением, кислород покидает
воздух и соединяется с железом, и воздух
внутри пробирки уменьшается в объеме.
Воздух снаружи давит на воду в ванночке
и толкает ее внутрь пробирки, на свободное
место, оставленное кислородом.
Реакция окисления
Образующаяся на железных изделиях
ржавчина проникает все глубже, делая их
более слабыми. Ржавчина отделяется от
поверхности в виде крошек и оголяет
глубинные слои металла, которые,
в свою очередь, окисляются, то есть
образуют новую ржавчину.
Другой пример реакции окисления
можно проследить на ломтиках яблока.
Их поверхность темнеет, так как
содержащиеся в яблоке вещества соединяются
с кислородом воздуха.
Потемнение серебряных предметов также
объясняется химической реакцией.
4Фломастером отметь уровень воды как на
пробирке, так и на ванночке и оставь все
в таком состоянии на два дня.
Результат
Железные опилки стали коричневого цвета,
уровень воды в пробирке повысился,
в ванночке — понизился.
Metpc отличается
от других
небесных тел
своим
красноватым
цветом, который
вызван окисью
железа,
преобладающей
на его
поверхности.
В реакциях окисления кислород соединяется с железом,
образуя новое вещество — окись железа, или ржавчину.
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Изменяют ли химические реакции соединения
Небольшой взрыв
Требуется
железные опилки
сульфат меди
две пробирки
горячая вода
у ко с
спичка
.Ход опыта
1 Встряхивая, размешай в пробирке
горячую воде и небольшое количество
сульфата меди.
2 В другую пробирку насыпь железные
опилки и налей уксуса приблизительно до
половины. Добавь две капли раствора из
первой пробирки.
3 Когда увидишь, что начали
образовываться пузырьки, закрой
пробирку большим пальцем.
4 Попроси v кого-нибудь из взрослых зажечь
спичку рядом < отверстием пробирки.
5 Когда ты почувствуешь давление газа
изнутри пробирки, убери палец.
Результат
Горящая спичка вызывает небольшой хлопок.
Это потому...
...что одним из компонентов уксуса является
водород. Он выделяется во время реакции
железа с уксусом и сульфатом меди. При
выходе из пробирки водород воспламеняется
спичкой и вызывает резкое увеличение
пламени.
210
г
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Обмен элементами
Высвобождение газа
Требуется
• бикарбонат натрия (пищевая сода)
• чайная ложка
• уксус
• вода
• стакан, лучше узкий и высокий
• спичка
Требуется
• пробирка
• вода
• сульфат меди
• железные опилки
Ход опыта
1 Заполни стакан на
одну треть водой.
Ход опыта
1 Наполни пробирку
водой на две трети.
2 Добавь сульфата
меди.
Результат
Получается синий
раствор.
3 Добавь в раствор
железные опилки и
2 Добавь ложку
бикарбоната и
немного уксуса.
3 Попроси кого-
нибудь из взрослых
зажечь спичку и опусти
ее в стакан.
Результат
Спичка гаснет.
встряхни пробирку, закрыв ее пальцем.
Это потому...
...что бикарбонат натрия является
соединением, образованным из натрия,
водорода, углерода и кислорода. При
химической реакции с уксусом углерод и
кислород отделяются от других элементов
и вместе образуют углекислый газ, который!
гасит пламя.
Результат
На дне пробирки
оседает вещество
розоватого цвета,
и раствор становится
зеленоватым.
Это потому...
...что сульфат меди
содержит серу, кислород
и медь. Когда ты
добавляешь железные
опилки, то железо
и медь меняются
местами: железо
соединяется с серой
и кислородом, образуя
сульфат железа,
который придает
раствору зеленый цвет.
Оставшаяся медь
оседает на дно.
Химические реакции могут* разделять, соединять
местами элементы соединений.
или менять
211
ХИМИЧИ КИЕ El '.1.ЦИП
Горение — это химическая реакция?
СВЕЧА не только освещает
Требуется
• свеча
• подсвечник
• спичка или зажигалка
• нож
• предметное стекло для микроскопа
• прищепка
1 Вставь свечку в подсвечник и попроси
кого-нибудь из взрослых зажечь ее.
Это потому...
...что лезвие покрылось копотью, то есть
мельчайшими частицами углерода. Они
находятся в самой середине пламени и
возникают в рез\льтате разложения
парафина, из которого сделана свеча.
3 Зажав стеклышко микроскопа прищепкой,
подержи его 10—15 секунд над пламенем
(непосредственно над фитилем), затем
охлади.
}Сод опыта
2 Несколько секунд подержи в центре
пламени лезвие ножа.
Результат
На стеклышке остаются следы парафина.
Результат
Лезвие чернеет.
Это потому...
...что не весь парафин
разлагается при горении
пламени: некоторые
частицы увлекаются
вверх под действием
тепла. При
соприкосновении
с поверхностью
стеклышка они
конденсируются.
212
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Секреты свечи
Свеча сделана из твердого парафина, состоящего из
водорода и углерода. Фитиль тоже пропитан парафином.
Пламя горящего фитиля не равномерно: по его краям от
контакта с кислородом воздуха происходит горение
парафина и выделяется тепло. В самом центре пламени, где
кислорода нет, парафин разлагается на водород и углерод.
Углерод под действием тепла раскаляется. От него зависит
яркость пламени.
Огонь
Горение представляет собой химическую реакцию,
которая часто сопровождается пламенем.
Во время горения горючее (например, головка спички)
соединяется с окислителем (например, кислородом)
под действием тепла. Для начала процесса горения
необходимы пламя или искра, с помощью которых
горючее вещество поджигается. Затем выделяющееся
в процессе горения тепло само поддерживает процесс.
Для горения необходимы три элемента: горючее, '
окислитель, тепло. При отсутствии одного из этих
элементов огонь гаснет.
Дым, зола и сажа (или копоть) представляют собой
производные продукты химической реакции горения.
*
Выделившееся при
горении тепло
расплавляет
парафин, часть
которого стекает
вдоль боков свечи
и затем
застывает.
Горение — это химическа^ре^квЬя. При горении вещество
изменяется и дает начало новым веществам.
Г !•
к «
213
7Л
г <
/ /
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Может ли электричество вызывать химические реакции?
Разложение воды
Требуется
• батарейка на 4,5 В
• изолированный электрический провод с
оголенными концами
• грифель карандаша
• скотч
• две пробирки
• уксус
; вода
• прозрачный стеклянный сосуд
• две прищепки
• спички
Ход опыта
1 Разломи надвое грифель карандаша
и соедини с помощью электрического
провода выводы батарейки с двумя кусками
грифеля. Для закрепления соединений
воспользуйся скотчем. У тебя получилось два
электрода.
2 Наполни сосуд водой и опусти туда
электроды так. чтобы они касались дна.
Прикрепи электрические провода к краям
сосуда с помощью бельевых припщпок.
3 Заполни водой одну пробирку, заткни
пальцем, опрокинь ее в сосуд и убери
палец, чтобы вставить внутрь электрод;
повтори то же самое со второй пробиркой
и вставь второй электрод.
Налей в сосуд уксуса и подожди несколько
часов.
Результат
В пробирках образуются пузырьки; через
несколько часов уровень воды в пробирках
опускается.
214
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
5 Отсоедини
провода от
батарейки.
6 Вытащи, закрывая
большим пальцем,
пробирку, в которой
уровень воды ниже, чем
объем газа.
7 Переверни пробирку
и попроси кого-нибудь из
взрослых поднести к ее
отверстию зажженную спичку, затем убери
палец.
Результат
Раздается несильный хлопок.
8 Вынь таким же образом вторую пробирку
из сосуда, попроси кого-нибудь из
взрослых зажечь спичку, потушить ее и сразу
же опустить ее в пробирку и только в этот
момент убери палец
Это потому...
...что в первой пробирке находится водород,
который под действием тепла
воспламеняется, а во второй находится
кислород, который восстанавливает процесс
горения еще раскаленной спички.
Электрический ток, получаемый от
батарейки, вызывает химическую реакцию,
в которой выделяются компоненты воды:
водород и кислород. Этот процесс
называется электролизом и применяется
для расщепления растворенных
в воде соединений.
Химические реакции могут производить электричество
В батарейках, которые обычно используются в приборах или заводных
игрушках, электричество производится химическими веществами, которые
находятся внутри батарейки. Когда выводы батарейки замыкаются через
внешнюю цепь внутри элементов начинается химическая реакция, которая
производит электрический ток. По мере того как вырабатывается ток,
химические вещества истощаются и батарейка разряжается.
Электрический ток, проходящий через воду, разлагает и воду,
и растворенные в ней вещества.
215
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Выделяется ли тепло при химических реакциях?
Тепло из ничего
Требуется
• гипс в порошке
• вода
• пластмассовая ванночка
• чайная ложка
Ход опыта
1 Насыпь в ванночку гипс в порошке и
добавь воды, перемешай до поллчения
очень густой массы.
Результат
Масса затвердевает, и стенки ванночки
нагреваются.
Это потому...
...что процесс затвердевания гипса
сопровождается не испарением воды,
а химической реакцией гипса в порошке
с компонентами воды. Одним из продуктов
реакции является тепло.
Сохранение материи
Французский химик Антуан Лавуазье, живший
в XVIII в., первым понял, что в химических
реакциях материя не создается и не исчезает,
а преобразуется.
Он продемонстрировал, что общая масса
исходных веществ равна общей массе
полученных веществ. Ведь количество
имевшихся в начале реакции атомов не
меняется; изменяется их положение и
образуемые ими связи.
Сегодня известно, что принцип сохранения
материи (или принцип Лавуазье) не действует
для ядерных реакций, при которых материя
расщепляется, превращаясь в энергию. Но этот
принцип остается основным для обычных
химических реакций (даже когда производится
тепло): количество материи, которая
расщепляется, превращаясь в тепловую энергию,
настолько мало, что не обнаруживается.
Портрет
Лавуазье.
Вверху -
его научная
юборапюрия.
216
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Возвращенное тепло
Требуется
• кристаллы сульфата меди
• пробирка
• вода
• плита
• пипетка
• лист бумаги
Ход опыта
1 Сложи лист бумаги, чтобы получить
бумажный зажим.
Когда пробирка остынет, добавь
2 Насыпь несколько кристаллов сульфата
меди в пробирку и попроси кого-нибудь из
взрослых нагреть ее на плите,
воспользовавшись прихваткой.
Кристаллы становятся
белыми, а в верхней части
пробирки образу ется
несколько капель воды.
Результат
Кристаллы снова
становятся синими,
а пробирка
нагревается.
Это потому...
...что кристаллы сульфата меди содержат
молекулы воды. Под действием тепла вода
испаряется, и кристаллы теряют свой синий
цвет. Когда ты снова добавляешь воду, ее
молекулы связываются с кристаллами. Эта
химическая реакция, обратная предыдущей,
выделяет количество тепла, равное
Во время некоторых химических реакций содержащаяся
в реактивах энергия выделяется в виде тепла.
Анализ веществ
Некоторые характеристики веществ, с которыми мы имеем дело
каждый день, мы воспринимаем нашими органами чувств. Вкус, запах,
цвет, консистенция материалов или пищи позволяют различать их,
классифицировать, использовать или отказываться от них. Однако
в некоторых случаях характеристики веществ не улавливаются нашими
органами чувств, в других — попытка их попробовать или потрогать может
оказаться достаточно опасной.
Существуют различные способы для определения химической природы
веществ; на этих страницах ты узнаешь некоторые из самых простых.
АНАЛИЗ ВЕЩЕСТВ
Можно ли выделить вещество, присутствующее в другом веществе?
Есть воздух и ВОЗДУХ
Требуется
В ПОИСКАХ КРАХМАЛА
ЛЙ <маааавамвввававаа|ааанН11ааа0а
Требуется
известковая вода (продается в аптеках или
магазинах химических реактивов)
трубочка
стакан
велосипедный насос
Ход опыта
Налей известковую воду
в стакан.
2 Опусти гибкий шланг
насоса в стакан и накачай в воду немного
воздуха.
• продукты нескольких видов: хлеб, рис,
макароны, мясо, яблоко, картофелина
пшеничная мука
• настойка йода
• вода
• стакан
• пипетка
• крахмал сухой
• семь блюдец
Ход опыта
1 Заполни стакан на треть водой и добавь
шесть капель настойки йода.
3 Опусти в стакан
трубочку и подуй
в воду.
Когда насос подае т
в воду воздух, образуются пузырьки, но
известковая вода остается прозрачной. Когда
ты дуешь в трубочку, вода становится мутной.
Это потому...
...что известковая вода мутнеет, когда
приходит в соприкосновение с углекислым
газом, или двуокисью углерода. Значит, это
соединение присутствует в твоем дыхании,
но отсутствует в воздухе, подаваемом
насосом. Действительно, в процессе дыхания
вдыхается чистый воздух, а выдыхается
воздух с углекислым газом.
2 С помощью пипетки накапай в стакан
несколько капель раствора, полученного
из порошка крахмала.
Результат
Вода окрашивается
в синий цвет.
3 Измельчи имеющиеся
в твоем распоряжении
пищевые продукты,
положи каждый из них на
блюдце, смочи водой и
накапай сверху несколько
капель раствора воды
с йодом.
Результат
На некоторых продуктах
появляются синие пятна.
Это потому...
...что в этих продуктах содержится крахмал
(сахар), очень распространенный
в растениях, которые его вырабатывают
и накапливают в семенах и корнях. Раствор
йода сработал как индикатор.
Некоторые вещества меняют цвет при соприкосновении
с другими веществами, обнаруживая их присутствие.
219
т
АНАЛИЗ Bl ЕСТЬ
i
Для чего нужен химический анализ?
Разрушающий уксус
Требуется:
• яичная скорлупа
• кусочки штукатурки
• \KCVC
• два стакана
Ход опыта
1 Опусти в один стакан яичную
скорлуп’,, в другой — кусочки
штукатурки.
2 Наполни оба стакана до
половины уксусом и в течение
часов понаблюдай за их содержимым.
двенадцати
Это потому...
Результат
Сначала скорлупа а затем кусочки
штукатурки растворятся в уксусе.
...что уксус представляет собой вещество,
которое в химии называется кислым. Он
обладает свойством разлагать некоторые
вещества, например известь, которая
содержится в скорлупе и штукатурке.
Кислые и основные вещества
Кислоты и основания представляют собой два
важных типа химических веществ. Очень важно
знать, является ли вещество кислотой или
основанием, чтобы определить его поведение при
взаимодействии с другими веществами.
Некоторые кислоты не опасны, хоть и имеют
резкий запах (вспомни о лимоне и уксусе). Более
сильные кислоты могут быть опасны: при
соприкосновении с кожей они вызывают ожоги.
Основания очень часто присутствуют в моющих
веществах. Сильные основания тоже могут быть
опасны, так как обладают разъедающим
действием. Чистая вода не является ни кислотой.
ни основанием: она нейтральна. Важно не только
отличить кислоту от основания, но и установить
степень кислотности и основности различных
веществ. Для этого создана шкала pH. По ней
вещества распределены в обе стороны от значения
pH 7, которое указывает на нейтральные вещества,
например на воду. Кислоты имеют значение pH
меньше 7; чем ниже pH, тем сильнее кислота.
Основания имеют значение pH выше 7; чем выше
pH, тем сильнее основание. В человеческом теле
тоже существуют вещества с различными
значениями pH: pH желудочного сока ниже 3, а pH
крови немного выше 7.
АНАЛИЗ ВЕЩЕСТВ
Жидкость-индикатор
Требуется
Результат
• полкочана красной капусты
• нож
• кастрюлька
• плита
• вода
• ситечко
• стеклянная банка
• три стакана
• лимон
• бикарбонат натре
• чайная ложка
Ход опыта
1 Попроси кого-
нибудь из взрослых нарезать красную
Вода с лимоном
окрашивается в
розовый цвет, вода
с бикарбонатом —
в средний между синим
и зеленым, чистая вода
приобретает цвет
жидкости-индикатора.
Это потому...
...что отвар красной капусты является
индикатором, то есть веществом, способным
приобретать различный цвет в зависимости
от того, взаимодействует ли оно с кислотой
(становится розовым) или с основанием
капусту тонкими ломтиками, положи ее в
кастрюльку, Налей воды, чтобы она покрыла
капусту, и поставь вариться.
(становится синим или зеленым).
В ходе опыта жидкость-индикатор дала тебе
2 Когда вода закипит,
помешай, выключи
огонь и оставь
кастрюлю на полчаса.
ЗСлей воду
в стеклянную банку
через ситечко.
Получилась жидкость-
индикатор.
4 Налей в один стакан
воду и выжми сок
лимона, в другую — воды
с бикарбонатом,в
третий — только воду:
5 Добавь ложку
жидкости-
индикатора в каждый из
стаканов.
понять, что лимонад — это кислое
вещество, бикарбонат — основание,
а вода является не кислотой, не
основанием, а нейтральным
веществом. Л
Международный знак
кислых веществ
В химических лабораториях используются
различные индикаторы. Среди них - лакмусовая
бумажка (полоски бумаги, смоченные особым
веществом и меняющие цвет при взаимодействии
с кислотой или основанием), а также
фенолфталеин, который обнаруживает наличие
оснований, окрашиваясь в красный цвет.
Реактивы, применяемые в химическом анализе, выявляют
скрытые характеристики веществ.
Химия в повседневной
жизни
Очень многие химические реакции происходят вокруг
и внутри нас. Химия присутствует всякий раз, когда мы
варим яйцо или готовим торт, когда дышим, жуем или
перевариваем пищу.
На этих страницах, которые завершают твое путешествие
в мир химии, ты найдешь некоторые простые примеры,
которые откроют тебе секрет того, что происходит
с пищей при ее приготовлении и дегустации!
Почему дрожжи заставляют тесто подниматьс
Сила пузырьков
Требуется
• пластиковая Гл гылка
• около 150 мл горячей воды
• дрожжи
• сахар
• чайная ложка
• воздушный шарик
Ход опыта
1 Насыпь в бт тылку три чайные ложки
сухих дрожжей и две ложки сахара.
3 Надень шарик на
горловину бутылки
и подожди полчаса.
Результат
Жидкость начинает
пениться, и шарик
надувается.
Это потому...
...что дрояоки
представляют собой
микроскопические
грибы, которые
питаются сахаром и
выделяют углекислый
из (двуокись углерода).
Многочисленные
пузырьки этого газа
«выпрыгивают» иа
поверхность (именно
поэтому жидкость
пенится) и (Надувают
шарик.
При выпечке хлеба дрожжевой грибок питается
в нашей пище
сахаром, содержащимся в муке, и производит
углекислый газ, который поднимает тесто.
Когда при выпечке углекислый газ
улетучивается, в мякише хлеба остаются
характерные дырочки.
Продукты, которые мы потребляем, в основном
состоят из натуральных веществ, имеющих
растительное или животное происхождение.
Вещества, которыми мы питаемся для
поддержания здоровья нашего тела,
можно разделить на три группы:
• углеводы, которыми богаты тесто,
хлеб, сахар, фрукты и зелень. Они
мгновенно сообщают энергию, так
как быстро сжигаются организмом;
• жиры (растительное и
животное масло, маргарин)
J тоже поставляют энергию, хотя.
" и не так быстро;
• белки, содержащиеся в мясе,
рыбе, яйцах, сыре. Они
представляют собой
строительный материал для
роста и жизнедеятельности
организма.
В пищевых продуктах содержатся
и другие необходимые вещества:
витамины, минеральные соли и нужное
нам количество воды.
В процессе брожения выделяется углекислый газ, который
заставляет тесто подниматься.
ЭД
223 5
г
Т
ХИМИЯ К повседневной жизни
Как пища расщепляется в желудке?
Ферменты в работе
Биохимия
Требуется
• две стеклянные банки
• два крутых яйца
• обычное моющее средство
• биологически активное моющее средство
с ферментами
• теплая вода
• чайная ложка
• фломастер
• две этикетки
Ход опыта
1 Насыпь в одна банку чайную ложку
обычного, а в другую — ложку
биологически активного моющего средства.
С) Наклей на обе банки этикетки.
3 Налей в обе банки теплой воды и хорошо
встряхни их для растворения моющего
средства.
4 Положи в каждую банку' очищенное крггое
яйцо и поставь их на несколько дней
в теплое место, но ни в коем случае не
непосредственно на огонь.
Внутри человеческого тело, кок и во всех живых
организмах, происходит бесчисленное
множество химических реакций. Наука,
занимающаяся изучением этих реакций,
называется биохимией. Она стремится понять,
как молекулы безжизненных веществ
взаимодействуют между собой, поддерживая
жизнь в организме.
Биохимия нашла важнейшее применение в
медицине: благодаря изучению таких
механизмов, как дыхание, пищеварение и
передача нервных импульсов, удалось найти
методы лечения разных болезней.
Пищевая
Результат
промышленность тоже
воспользовалась
биохимией, особенно
для консервирования
продуктов и для выпуска
детского питания.
В банке < обычным моющим средством яйцо
остается без изменений, а в банке
с биологически активным оно изменило свой
вид.
Это потому...
...что биологически активное моющее
средство содержит ферменты, благодаря
которым оно действует на яйцо, как мыло на
грязные пятна: они отделяют молекулы яйца,
растворяя их в воде.
Наш организм тоже вырабатывает ферменты.
Они расщепляют пищу, которую мы едим,
и помогают ее переваривать.
ХИМИЯ в ПОВСЕДНЕВНОЙ жизни
Действие слюны
Требуется
• раствор Мида (ты можешь использовать
раствор, приготовленный для опыта
«В поисках крахмала»)
• пшеничная мука
холодная, теплая вода и кипяток
чайная ложка
чашка
пробирка
етекляппая банка
пинетка
тарелка
Ход опыта
1В чашку положи
чайную ложку
муки, добавь
небольшое
количество
холодной воды (для
смачиванйя муки),
затем добавь
ТСПЛОЙ воды до
краев и перемешай.
/
После охлаждения
возьми ЛОЖКУ
этой смеси, вылей ее
на тарелку и добавь
2—3 капли раствора
иода.
Результат
Смесь воды с мукой
окрашивается в
синий цвет, выявляя
наличие крахмала.
3 Набери в пробирку как можно больше
слюны, добавь ложку7 смеси из воды
и муки, закрой пробирку большим пальцем
и энергично встряхни.
4Н<1лей в стеклянную
банку' теплой воды и
опусти туда пробирю
(смотри, чтобы в нее не
попала вода).
5 Каждые полчаса
с помощью пипетки
бери по нескольку
капель содержимого
пробирки и каждьп
раз, помыв тарелку,
повторяй эту операцию.
Результат
С течением времени
раствор йода вызывает
все менее заметное изменение цвета в мучной
смеси, и в конце опыта не происходит
никакого изменения
...что слюна содержит фермент птиалин,
который способен превращать крахмал
в мальтоз» — солодовый сахар, легче
у< ваиваемый орган!ьзмом.
Попробуй медленно пожевать кусочек хлеба
(. начала он кажется солоноватым, затем
сладковатым. Вкус меняется именно иод
действием птиалина!
Наш организм вырабатываёТЦферм^нты, которые превращают
пищу в легко усваиваемые вещества.
225
Это ЛЮБОПЫТНО
Что такое смеси?
Смеси получаются при смешивании
веществ, сохраняющих свои
характеристики (то есть не изменяющихся)
и, следовательно, легко разделяемых.
Иногда их можно распознать
невооруженным глазом, а иногда
компоненты смеси можно различить только
с помощью специального микроскопа.
В природе можно встретить различные виды
смесей. Их составными частями могут быть
твердые, жидкие и газообразные вещества.
Вот несколько примеров смесей:
твердое вещество с твердым
— такие металлические сплавы, как бронза (состоящая из
меди и олова) и латунь (медь и цинк) представляют собой
смеси, полученные в результате совместного плавления
металлов при очень высоких температурах и дальнейшего
отвердевания;
— песок — это смесь гранул различных минералов
твердое вещество с жидким
— вода, смешанная с песком
во время шторма, тоже является
смесью
твердое вещество с газом
— дым свечей — это смесь воздуха
и микроскопических частиц горящего воска
или стеарина
жидкость с жидкостью
— масло, смешанное с водой, образует смесь,
называемую эмульсией.
Две жидкости никогда не растворяются
идеально одна в другой;
— молоко является эмульсией воды и жира
жидкость с газом
— туман образуется из мельчайших частиц
воды, смешанной с воздухом.
Металлы и неметаллы
Существующие в природе химические элементы
можно сгруппировать в большие группы —
в зависимости от их характеристик. Важнейшие
группы — это металлы и неметаллы. Металлы —
это, как правило, твердые вещества (за
исключением ртути, которая является
жидкостью). Они отличаются блеском; по цвету
очень часто похожи на серебро. Металлы
хорошо проводят электрический ток и тепло;
они легко поддаются обработке (плавке
и ковке). Другими примерами металлов
являются железо, алюминий, медь и свинец.
Неметаллы имеют самые разные
характеристики. Это могут быть газы, такие, как
кислород, азот и гелий, или твердые вещества,
такие, как сера и углерод.
Они не обладают типичным для металлов
блеском, не проводят электрический ток
и тепло. Твердые неметаллы обычно хрупки, они
не плавятся и не куются.
Как видят наши глаза? Что мы можем узнать с помощью
осязания?
Как наше ухо улавливает звуки? Какие вкусовые ощ) щения
определяет наш язык? Может ли нос определять вкус?
11а все эти и многие другие вопросы, ты найдешь ответы на
страницах следующей главы, посвященной темам:
Зрение • Осязание • Слух
Вкус и обоняние
Зрение
Что мы воспринимаем с помощью зрения? Какими красотами
природы ты можешь наслаждаться! Сколько прекрасных
фильмов и полотен известных художников ты смог увидеть!
Зрение помогает тебе узнать цвет, форму, расстояние, размер,
поверхность и материал, из которого сделан предмет. Узнать,
находится ли этот предмет в движении или стоит. Все это, вместе
взятое, помогает тебе понять окружающий мир.
Эта информация воспринимается драгоценным органом зрения —
глазами. Их сигналы обрабатываются в мозгу, который
классифицирует эти данные, сравнивает их с предыдущими
и сохраняет в памяти.
С помощью предлагаемых нами экспериментов ты поймешь, как
работает наш глаз, узнаешь о его чудесных возможностях, включая
и возможность быть... обманутым.
228
ЗРЕНИЕ
Что нужно, чтобы наш глаз видел?
Темнота стирает все краски
Требуется
• несколько ярко раскрашенных предметов
(карандаши, точилка и т. д.)
• темная комната i
Ход опыта Jb
1 Отнеси все 1
предметы в
абсолютно темнею «
ком на г) и % 2»%*^ I
попыт айся их «О лж, »'
разглядеть. Х?
2 Чуть приоткрой * 1
дверь и снова
посмотри.
Результат
В темноте глаза с тредом различают
очертания предметов. В поле гьме трудно
ра (глядеть цвета.
Это потому...
...что наш глаз различает очертания и цвета
предметов только в том случае, если на них
падает свет.
Твои ЗРАЧКИ
Требуется
• зеркало
• лампа
• слабо освещенная
комната
Ход опыта
1В слабо освещенной комнате встань перед
зеркалом, зажги переносную ламп*
и поднеси ее к виске Посмотри в зеркало на
< вон зрачки — маленькие черные точки
в центре глаза.
2 Погаси лампе п снова
посмотри на зрачки
Результат
При ярком свете зрачки становятся меньше,
при слабом освещении они расширяются.
Это потому...
...что наш глаз, чтобы видеть, нуждается
в свете. Если света мало, (рачок расширяется,
чтобы пропустить его побольше. I ели света
много, зрачок сужается, так как слишком
яркий свет может повредить глаз.
Видеть в темноте
Некоторые животные (например, кошки) видят
ночью лучше, чем днем. Внутри их глаза имеется
большое количество клеток, способных улавливать
световые импульсы. Кроме того, их глаза ночью
кажутся маленькими зеркалами, так как имеют
«светящийся коврик» — дополнительный слой
клеток, отражающих даже
самый слабый луч света. Они
посылают его на сетчатку,
улучшая таким образом
ночное зрение.
Инфракрасное зрение
Чтобы видеть ночью, кобра использует
специальную систему: между глазами и ноздрями
у нее есть особые ячейки, способные улавливать
инфракрасное излучение, то есть тепловые лучи.
Поэтому даже в темноте кобра в состоянии
обнаружить жертву, излучающую тепло.
Системы видения в инфракрасных лучах
используются военными. Существует специальная
аппаратура (очки, бинокли), улавливающая
в темноте тепловые лучи от тел и предметов и
таким образом обнаруживающая их присутствие.
Наш глаз может видеть только в том случае, если в него
попадает свет.
229
ЗРЕНИЕ
Как видит наш глаз?
Волшебная шкатулка
Требуется
• мажный стакан
• игла
• листок кальки
• скотч
• фломастер
• черная краска
• свеча
„• спички
• темная комната
Ход опыта
1 Внутреннюю
часть стакана
закрась черной
краской.
5 Держи стакан
ГОрИЗОНТ£1ЛЬНО
перед собой так,
чтобы донышко было
обращено к свече,
находящейся на
расстоянии около
50 см, а перед тобой
находился экран из
кальки.
Результат
На кальке появляется
перевернутое
изображение свечи.
2 В центре донышка
стакана сделай
маленькое отверстие
иглой.
3 Плотно накрой стакан
калькой и закрепи ее
скотчем.
4Затемни комнату
и попроси кого-нибудь
из взрослых зажечь свечу:
Это потому...
...что свет от свечи проникает в сделанное
тобой отверстие в донышке стакана и
упирается в кальке, закрывающею стакан,
воспроизводя изображение свечи. Оно
перевернуто, так как л' ч света
распространяется по прямой линии. Поэтому
лучи, идущие от верхней части пламени
свечи, попадают па нижнюю часть экрана, а
те, которые идут снизу, попадают на верхнюю
его часть. Если свечу погасить, изображение
па стакане исчезнет.
Глаз
Свет, отраженный от предметов, проходи
через зрачок — черный кружочек в центре
радужки (окрашенной части глаза) —
и попадает на хрусталик. Хрусталик
представляет собой эластичную, прозрачную
Сетчатка
Зрительный нерв
Радужная оболочка
линзу. Он может сжиматься и расслабляться
и таким образом фокусировать (делать более
четким) изображение, которое формируется
в глазном дне, на сетчатке, своеобразном экране.
Хрусталик
На нем изображение получается
перевернутым. Клетки радужки соединены
со зрительным нервом, который передает
изображение в виде нервных импульсов
в головной мозг. Мозг переворачивает
изображение, обследует и запоминает его.
В 1 лазах находятся зрительные рецепторы, которые передают
в мозг изображения из внешнего мира.
230
ЗРЕНИЕ
Устает ли наша сетчатка?
Изображения, возникающие из...
Требуется
• картинки, изображенные
справа
НИЧЕГО
Ход опыта
1 Держи книгу па расстоянии
30 см от глаз и в течение
30 секунд смотри на ведьму на
метле не отрываясь.
Быстро смести взгляд на
рисунок замка и смотри,
считая до десяти, в проем
ворот.
Результат
В ворогах ты увидишь белую ведьму на сером
фоне.
Это потому...
чго первое изображение значительно
напрягает часть сетчатки, соответствующую
белому фону, и гораздо меньше — часть,
соответствующую черной фигуре ведьмы.
11оэтому, когда ты смещаешь взгляд, свежая
часть сетчатки, где находилось изображение
ведьмы, немедленно передает в мозг белый
цвет проема ворот, в то время как уставшая
часть сетчатки медленно реагирует на белый
цвет проема, который какое-то мгновение
кажется нам серым.
Сетчатка
Чтобы понять, как работает сетчатка,
мы можем сравнить ее с рекламными
светящимися экранами, на которых
из множества светящихся точек
постоянно образуются разные
изображения.
Сетчатка состоит из особых
клеток — палочек и колбочек,
которые являются зрительными
рецепторами. И те и другие клетки
постоянно реагируют на свет, воспроизводят
изображения, поступающие извне, и передают
их в мозг. Колбочки различают цвета, но при
слабом освещении не восприимчивы. Палочки
не различают цвета, но зото более
чувствительны и позволяют видеть даже
при небольшой освещенности.
Всякий раз, когда палочки или
колбочки реагируют на световой
импульс, они разряжаются. Для
перезарядки им нужны сотые доли
секунды. В этот короткий интервал
времени они не принимают новой
информации, но изображение от
этого не прерывается. Пока клетки
перезаряжаются, изображение на
сетчатке гаснет очень медленно, поэтому
они как бы связывается с последующим
изображением, как при эффекте наплыва
(кинематографический термин, означающий
проступание одного изображения сквозь
другое).
Каждый раз после передачи импульса в мозг клетки сетчатки
разряжаются.
231
ЗРЕНИЕ
Видят ли два глаза лучше, чем один?
Слабое зрение
Требуется
• лист бумаги
• карандаш
• р'чка с колпачком
Ход опыта
~| Поставь на листе точкч
Встань от листа на расстоянии 75 см.
Закрой один глаз и попробуй попасть
карандашом в нарисованнею точю
Результат
При первой попытке карандаш коснется
листа далеко от точки.
4 Возьми в реки речке и колпачок от нее.
Закреп! один глаз и попробей надеть
колпачок на р'чке.
Результат
При первой попытке ручка и колпачок не
встретятся.
Косоглазие
Косоглазие вызвано плохой работой глазных
мышц, из-за чего глаза смотрят в разные стороны.
Мозг привыкает к этому состоянию и принимает
во внимание только одно изображение, оставляя
второе неиспользованным. Иногда, чтобы
заставить работать глаз с ослабленными
мышцами, ребенку
Это потому...
...что наши глаза передают в мозг два
несколько отличных друг от друга
изображения одного и того же предмета, так
как видят его под разными еглами. Мозг
синтезирует эти два изображения в одно
объемное,. Именно благодаря
(тереоскопическому зрению мозг способен
определять расстояние до предметов. Когда
один глаз закрыт, очень трудно
скоординировать движения — в частности,
попасть в точк или надеть колпачок на реяке
ЗРЕНИЕ
Раздвоенное изображение
Требуется
• стакан
• вода
• фломастер, который может стоять
вертикально
• стол
Ход опыта
~| Поставь на стол полный стакан воды.
Фломастер поставь за стаканом, на
расстоянии 40 см.
3 Встань перед стаканом на расстоянии
20 см и смотри на фломастер через воду.
Результат
Тебе покажется,
что ты видишь
два фломастера
^Закрой сначала один глаз, потом второй.
Результат
Одним глазом ты видишь только один
фломастер.
Это потому...
...что кривая поверхность стенок стакана
заставляет твои глаза смотреть на фломастер
под двумя разными углами зрения. Поэтому
твой мозг воспринимает вместо одного
изображения два, то есть стакан разделяет то,
что обычно наши глаза соединяют в одно
целое. Естественно, когда ты смотришь
одним глазом, ты видишь одно изображение,
так как видишь его с одной точки.
Разные глаза
У человека изображения, передаваемые
двумя глазами, накладываются одно на
другое. При этом получается объемное
стереоскопическое изображение. Такой
виц зрения распространен у хищников,
которым очень важно оценить расстояние
до добычи. Для травоядных, наоборот,
очень важно в целях безопасности иметь
панорамный обзор местности. Поэтому
глаза у них расположены по бокам головы,
и поле зрения становится намного шире.
Глаза льва смотрят вперед в
поисках добычи Глаза кролика
расположены по бокам головы,
чтобы заметить хищника,
с какой бы стороны тот ни
подкрадывался.
Зрение двумя глазами позволяет нам определять размер
предмета и расстояние до него.
233
ЗРЕНИЕ
Не верь глазам своим...
Оптический обман
Требуется
• рисунки, изображенные
на этой странице
• линейка
Ход опыта
1 Внимательно рассмотри все
рисунки и ответь на вопросы.
2 Проверь правильность ответов
с помощью линейки.
Красные линии прямые или кривые?
Одинакова ли длина
красных отрезков?
Какой из двух раскрашенных
отрезков длиннее?
Какая из фигур выше ростом ?
Результат
Проверка линейкой преподнесет тебе
сюрпризы: линии, которые кажутся кривыми,
окажутся абсолютно прямыми, длина
отрезков тоже одинакова, а все три жирафа
окажутся одного роста.
Это потому....
....что иногда мозг под воздействием памяти,
цвета и формы изображения неправильно
истолковывает информацию,
воспринимаемую глазами. В этом случае
возникает оптический обман.
234
ЗРЕНИЕ
Фантастические видения
Восстановить мост
Требуется
картонная трубка длиной около 30 см
Ход опыта
1 Поднеси трубку
к правому глазу.
Требуется
рисунок моста
2 Подними левую руку
и держи ее перед левым
глазом, ладонью к себе.
3 Посмотри правым
глазом в трубу, не
закрывая при этом левый
глаз.
Результат
Тебе покажется, что
у тебя на ладони дырка.
Это потому...
...что глаза видят два разных
изображения: ладонь и то,
что гы видишь через трубу. Но мозг старается
совместить оба изображения, поэтому
получается обманчивая, иллюзорная картина.
Ход опыта
1Не закрывая глаз,
прислонись носом
к месту, где отсутствует
часть пролета моста.
2 Подожди несколько
секунд.
Результат
Тебе покажется, что
края моста сошлись.
Это потому...
...что мозг соединяет два
отдельных
изображения,
поступающие из глаз,
в единое изображение,
и создается
впечатление, что мост
восстановлен.
Иногда мозг толкует направляемую ему глазами информацию
в форме, отличающейся от действительной.
235
ЗРЕНИЕ
Можно ли изменить восприятие цвета и формы?
Свет и тень
Требуется
• рисунок, помещенный внизу
• тонкая белая картонка
• карандаш
• лезвие
Это потому...
....что на восприятие цвета влияет цвет
окружающего фона. Например, некоторые
цвета могут выделяться, находясь рядом
с контрастными цветами, или могут
приглушаться, находясь рядом с близкими по
тона цветами.
Эффект контраста
Ход опыта
~| Посмотри на три красных квадрата.
Результат
Кажется, что это три разных оттенка
красного цвета.
На белой картонке нарисуй три
квадрата, совпадающие по размеру
и положению с красными квадратами.
ЗС помощью
взрослых вырежи
эти квадраты.
4Наложи картонку
с вырезами на рисунок
так, чтобы красные квадраты совпали
Цвета, составляющие изображение, могут быть
основными, второстепенными и контрастными
(дополнительными). Основные цвета
(пурпурный, желтый и голубой) называются
так потому, что с их помощью можно создать
бесконечное множество оттенков,
второстепенные цвета получаются от смешения
трех основных. Например, зеленый получается
от смешения желтого с синим.
Контрастные (дополнительные) цвета —
это те цвета, которые при сочетаниях дают
наибольший контраст. Дополнительный цвет
основного цвета получается при смешивании
двух других основных цветов. Например, синий
и желтый дают зеленый, являющийся
дополнительным (контрастным) для пурпурного.
Цветовые контрасты достигаются комбинацией
дополнительных цветов. Эти комбинации могут
оказать влияние на правильное восприятие мозгом
полученной информации. Контрастные сочетания
цветов используются часто в рекламе для
привлечения внимания к рекламируемому товару.
Результат
Теперь все три квадрата имеют одинаковый
красный цвет.
ЗРЕНИЕ
Несуществующий образ
Требуется
• картинки и рис\ нки на этой странице
Ход опыта
1 Внимательно посмотри на рисчнок
и подсчитай, сколько здесь треугольников.
2 Внимательно посмотри на следующий
рисмюк и отгадай, фрагменты каких букв
ты узнаешь.
Функция мозга
Когда мы смотрим на какой-нибудь предмет, наш
мозг не ограничивается тем, что получает его
изображение. Он обрабатывает его,
переворачивает, сравнивает с другими, уже
виденными образами. При этом на него
воздействуют вкусы, интересы, опыт, эмоции
человека, рассматривающего предмет.
Исследования психологов установили, что
наблюдатель ищет уже знакомые образы, доводит
до конца незаконченные линии и додумывает
несуществующие формы. Он придает значение
цвету, внимательно
смотрит на фон или на
фигуры, стоящие на
первом плане.
Такое поведение
возникает при взгляде
на так называемые
двусмысленные
фигуры. Посмотри на
рисунок справа. Ты
можешь увидеть или
два профиля, или
очертания вазы —
в зависимости от того,
какое внимание
уделит твой мозг либо
фону, либо основной фигуре. Так же, как на
нижнем рисунке: можно увидеть или рыбок, или
птичек.
Результат
На первом рисунке ты насчитал два
треугольника, а на втором ты узнал букву «А»
и латинское «R».
Это потому...
...что мозг воспользовался своим прежним
опытом, чтобы узнать форму, которая на
самом деле не существует, не нарисована.
Мозг старается объединить в единое целое
отдельные фрагменты.
На восприятие цвета и формы влияет сочетание рядом
стоящих цветов и наш предыдущий опыт.
237
Осязание
Ты знаешь, почему твоя рука осторожно берет яйцо? Почему
твои пальцы ведут себя по-разному, когда берут листок или
камень? Почему на ощупь определяют хрупкость и толщину
предмета? Это потому, что благодаря нашему опыту мы
научились по-разному прикасаться к разным вещам.
Осязание позволяет нам получать и запоминать важную
информацию всякий раз, когда мы трогаем предметы,
вещества, людей и животных.
На следующих страницах мы узнаем о том, что способностью
к осязанию обладает все наше тело — снаружи и внутри. Узнаем,
что иногда осязание может заменить зрение и почему важно
испытывать боль.
238
ОСЯЗАНИЕ
Только ли руки чувствуют то, к чему мы прикасаемся?
Экзамен для кожи
Требуется
• ватный тампон
• чайная ложка
Ход опыта
Это потому...
...что тактильные (осязательные) рецепторы
расположены по всей коже. Они способны
воспринимать прикосновение и передавать
этот сигнал в мозг. \
1 Прикоснись ватным тампоном сначала
к наружной стороне кисти, а потом
к ладони.
Кто определяет прикосновения?
Маленькие тельца и нервные окончания, которые
Коснись чайной ложкой языка, десен
внутренней части щек.
Все части тела способны ощмцать
прикосновение того или иного предмета
Коснись тампоном разных частей тела:
лица, головы, руки, ноги, живота, спины
воспринимают внешнее прикосновение, соединены
со спинным мозгом, находящимся в позвоночнике.
Когда они получают стимул, то превращают его
в нервный импульс и передают
в спинной мозг. Спинной мозг
посылает его в головной мозг. /<
Здесь стимул анализируется, //
опознается, а после этого следуют ( ’ . у*. •
соответствующие реакции /
(отдернуть руку от источника С
тепла или бережно взять хрупкий ( Ч /
предмет). (___. I
При опознании сигнала мозг ] Яй \
пользуется информацией, S'
поступающей от других ур
органов чувств, особенно /
от зрения. / f
Осязательные рецепторы расположены по всему телу.
239
ОСЯЗАНИЕ
Что мы узнаем с помощью осязания
БОЛЬ И ДАВЛЕНИЕ (ТЯЖЕСТЬ)
Требуется
• два кусочка картона
• тонкая резинка
• широкая резинка
• ножницы
Ход опыта
1На одном кусочке картона сделай два
отверстия на расстоянии 2 см. Продерни
через оба отверстия тонкую резинку, сделай
на концах узелки, а с обратной стороны
должна образоваться небольшая петля.
3 Прос унь палец под первую резинку. Другой
рукой оттяни ее и отпусти
Результат
Ты почувствуешь боль.
2 На другой картонке сделай две прорези по
ширине резинки и повтори операцию, как
в первом случае. Только широкая резинка
должна плотно прилегать к картонке.
Просунь палец под широкую резник*’
Результат
Ты почувствуешь, как резинка давит на твой
палец
Это потому...
...что тактильные рецепторы не все
одинаковы: одни из них чувствуют изменение
давления, другие ощущают вес, гладкую или
шероховатую поверхность предмета. Третьи
воспринимают боль и таким образом
предупреждают мозг о грозящей опасности.
240
ОСЯЗАНИЕ
Горячо - голодно
Требуется
• стеклянный стакан
Ход опыта
1 Возьми в одну
руку стакан.
2 Подыши на
ладонь другой
руки.
Результат
Твои руки различают
ощущения холода (от контакта
со стаканом) и тепла (от твоего
дыхания).
Это потому...
...что некоторые рецепторы
чувствительны к изменениям
температуры и позволяют нам
ощущать горячее и холодное.
Тактильные рецепторы
Тактильные рецепторы делятся на две основные
группы: осязательные тельца и свободные
нервные окончания. Тельца имеют различную
форму и отвечают за самые разные ощущения.
Они расположены в разных точках.
Свободные нервные окончания отвечают за
болевые сигналы. Они находятся и во внутренних
органах (мышцах, костях, суставах).
Свободные нервные окончания с помощью
Тельца Мейснера
находятся ближе всего
к поверхности кожи и
дают нам ощущение
тонкого восприятия,
самого нежного
контакта кожи с
предметами.
болевых сигналов оповещают нас
о заболевании (например, зубная
боль, укол...). .
Пласти нчатые
тельца
Почини
расположены
глубже, они
отвечают за
давление. Эти тельца
привыкают к легким
стимулам. Нагие тело,
например, привыкло
к тяжести одежды
или весу наручных часов.
Тельца Руффини и Краузе реагируют на
повышение или понижение
температуры, поэтому мы чувствуем
тепло и холод.
Благодаря разным типам рецепторов мы ощущаем чувство
боли, тяжести, жары или холода.
241
ОСЯЗАНИЕ
Везде ли чувство осязания у нас одинаково?
Один ИЛИ ДВА КАРАНДАША?
Требуется
• два остро заточенных
карандаша
• скотч
Ход опыта
1 Соедини два карандаша
так, чтобы заточенные
грифели были на одном
уровне.
2 Попроси друга закрыть
глаза и поводи
карандашами по его руке.
С.проси, что он онцтцает: одно
или два касания?
3 Попробуй провести двумя
карандашами по ноге,
ступне, по пальцам, по губам, по
по голове и по спине.
Результат
Твой друг не всегда сможет
дать правильный ответ.
Но он обязательно
почувствует два кончика
карандаша на губах и на
руках.
Это потому...
...что тельца и нервные
окончания, отвечающие за
давление и боль, гуще
сконцентрированы
в самых важных местах:
в подушечках пальцев,
губах, ступнях ног.
На спине эти нервные
окончания размещены
реже, следовательно,
и чувствительность там
меньше
локтю,
Распределение осязательных
рецепторов
Существует минимальное расстояние, за
пределами которого два разных стимула
воспринимаются как один. Это расстояние в
разных частях тела различное и зависит от
количества расположенных там рецепторов.
Например, язык очень богат рецепторами — он
почувствует два одновременно сделанных укола
даже на расстоянии 1 мм. На икрах ног
минимальное расстояние равно 2—3 мм. На
спине, где осязательные рецепторы
располагаются далеко друг от друга, чтобы
почувствовать два укола, требуется расстояние
приблизительно f>—7 см.
У некоторых хищных
млекопитающих вибриссы, чаще
называемые усами, являются очень
важным органом осязания.
Осязательные рецепторы распределены неравномерно
по различным частям тела.
242
ОСЯЗАНИЕ
Всегда ли осязание передает точную информацию?
РАЗНЫЕ ОЩУЩЕНИЯ
Требуется
• стакан с холодной водой
• стакан с горячей водой
• стакан с теплой водой
Нечувствительные пальцы
Требуется
• миска
• несколько кубиков льда
• несколько иголок
• вода
Ход опыта
1 Опусти палец
в стакан
Ход опыта
ложи лед в миску; залей холодной водой.
с горячей водой.
/сти руку в миску на 20—30 секунд.
2 Сразу после этого
опусти палец
в стакан с теплой
водой.
Результат
Теплая вода кажется
тебе холодной.
3 После того как
пальцы остынут,
опусти палец в
стакан с холодной
водой, а затем сразу
же в стакан с теплой
водой.
Результат
Теперь теплая вода
покажется тебе
горячей.
ЗВынь руку
и быстро вытри.
4 Попробуй взять
в руку по одной
несколько иголок.
Результат
Пальцы, онемевшие от холода, с трудом
захватывают иглы.
...что рецепторы, чувствительные к тепл}' и
холоду, отмечают разницу температуры. При
переходе от горячей к теплой и от холодной
к теплой воде рецепторы могут дать
ошибочн.ю информацию из-за перепада
температуры. Именно поэтому, когда мы
зимой, разгоряченные, выходим из дома на
улицу, мы сильнее ощущаем холод.
Это потому...
...что холод значительно снижает осязание
Поэтому пальцы не чувствуют иглу. Ты,
наверное, заметил, что, когда холодно, мы
с трудом перелистываем кишу или
застегиваем пуговицы на куртке.
Когда чувствительность осязательных рецепторов нарушена,
они могут дать нам необъективную информацию.
243
ОСЯЗАНИЕ
Можно ли видеть на ощупь?
Познани? с помощью ссяз шия
Требуется
• картонная коробка с крышкой
• ножницы
• предметы из разных материалов, фрукты,
овощи
Ход опыта
1В торцах коробки вырежи два
"отверстия.
2 Закрытую коробку поставь на стол.
Тайком от друга положи через отверстие
предмет в коробку.
ЗДруг должен засунуть руку в коробку' и на
ощ1 пь отгадать, о каком предмете идет
речь. Попробуй сбить его с толку: если он
будет трогать нитки, скажи, что это паутина.
4 Повтори опыт со всеми предметами,
которые подготовил.
Результат
С помощью осязания твой друг угадает все
предметы, спрятанные в коробке. Он как бы
увилит их руками.
Это потому...
...что наш мозг почти с первык месяцев
нашей жизни ежедневно запоминает
информацию, передаваемую ему органами
чувств. Поэтому мы в состоянии даже без
помощи зрения подушечками пальцев
распознавать характеристики предметов,
людей: их размер, поверхность, форму. Мозг
сопоставляет полученную информацию с уже
имеющейся у пего и опознает предмет.
Чтение с помощью осязания
Незрячие люди читают книги
со специальным шрифтом
(азбука Ьраиля), касаясь
строк пальцами
Специально разработанная система чтения
(по Брайлю) помогает слепым читать, пользуясь
осязанием. Буквы алфавита рельефно наколоты
на странице на таком расстоянии друг
от друга, что читающий различает их
раздельно. Существуют монеты
и кнопки лифта с рельефными
знаками. Таким образом,
незрячий человек может
самостоятельно пользоваться
лифтом и делать покупки.
244
ОСЯЗАНИЕ
Лабиринт;
Требуется
• листок ватмана
• толстая игла
• карандаш
• фломастеры
• кусок ткани
• часы с секундной стрелкой
• скотч
Ход опыта
1 Нарисуй на ватмане
лабиринт, как на картинке
справа, и раскрась его
2 Попроси друга взглядом
определить маршрут и найти выход из
лабиринта. Засеки время по секундомеру
3 Прислони лист к окну и на обратной
стороне прочерти выход из лабиринта.
5 Снова поверни лист на
лицевую сторону и
попроси друга найти путь
с закрытыми глазами, касаясь
пальцами наколотой тобой
линии.
4 Положи лист на кусок
ткани и наколи иглой
весь путь до выхода.
Результат
Пальцы найдут выход
быстрее, чем глаза.
^Засеки время.
Это потому...
...что повышенная чувствительность
подушечек пальцев помогает осязанию
победить по времени зрение. Взгляд
анализирует, сравнивает множество данных,
чтобы найти выход. На это уходит
дополнительное время.
Осязание может передать в мозг информацию, которая
заменяет информацию, полученную зрением.
245
/
Наш слух бодрствует непрерывно, даже во время сна.
Он все время находится в контакте с окружающим нас
миром, а остальные органы чувств могут на время
отключиться. Это очень важный орган чувств. Он позволяет
общаться с другими людьми, помогает нам быть настороже,
дает возможность наслаждаться музыкой и звуками
природы, позволяет смотреть телевидение и слушать
радио...
На следующих страницах ты подробнее познакомишься
с чудесными свойствами слуха, узнаешь, как устроено ухо,
почему у нас два уха, а не одно, что можно сделать, чтобы
слышать лучше.
Какие звуки воспринимает человеческое ухо?
Уметь различать разные звуки
Требуется
• две линейки разной длины
• скотч
• стол
Ход опыта
1 Линейки прикрепи к столу так, чтобы они
выступали за его край.
2 Заставь вибрировать сначала короткую
линейку, потом длинную.
Результат
Длинная линейка при вибрации издает
низкий звук, а короткая — более высокий.
Это потому...
...что звуки возникают при вибрации
воздуха. Та, в свою очередь, вызвана
вибрацией упругих тел. Вибрация бывает
разная, и она порождает разные звуки.
Звуки различаются по частот, то есть по
количеству колебаний в одну секунду.
Высокие звуки возникают при большом
числе колебаний в секунду, более низкие -
при меньшем. Звук, производимый
линейками, отличается еще и по
громкости.
246
Звуки, ультразвуки, инфразвуки
Человеческое ухо воспринимает только звуки
с частотой от 20 до 20 тысяч колебаний
в секунду. Оно не улавливает ни слишком
высокие, ни слишком низкие звуки. Пример
самого низкого звука, который мы слышим, -
это звук барабана, а высокого - это пение
некоторых птиц. Звук с частотой ниже
20 колебаний в секунду называется инфразвуком
(например, гул при землетрясении), звук с
частотой выше 20 тысяч колебаний в секунду
называется ультразвуком. (Такие звуки издают
при полете летучие мыши, определяя таким
образом препятствия на своем пути.)
Частота колебаний измеряется в герцах
(Гц). Один герц соответствует одному
колебанию \в секунду.
Дельфины и касатки имеют
очень чувствительную
акустическую систему. Они
улавливают ультразвук
до 200 000 Гц.
Собака улавливает
до 40 000 Гц. Для обучения
собак используются
специальные ультразвуковые
свистки. Их звук
человеческое ухо не
воспринимает.
Летучая мышь с помощью голосовых
связок издает ультразвуковые
сигналы. Она в состоянии
обнаружить препятствие и добычу по
времени, через которое изданный ею
звук возвращается, оттолкнувшись от
дерева или от ночной бабочки.
Человеческое ухо улавливает звуки с частотой
от 20 до 20 тысяч колебаний в секунду.
247
СЛУХ
Как звук достигает нашего уха?
Подобно волнам
Требуется
• камертон
• миска
• вода
• стол
Ход опыта
1 Ударь одним из
зубцов
камертона
по краю стола.
Результат
Камертон издает
ЗВУК.
2 Быстро опусти
камертон в воду.
Результат
Вода приходит
в движение,
возникают брызги
и маленькие волны.
Это потому...
....что когда ты ударяешь по
стола камертоном,он
начинает колебаться
и издает звук. Чтобы
наглядно у видеть
колебания, мы опускаем
камертон в воду и видим,
как он приходит в
движение. Когда камертон
колеблется, его колебания
передаются воздуху (так
же, как и воде). Воздух
рядом с источником зв)ка
начинает колебаться, и эти
колебания передаются по
воздуху дальше, пока не
достигнут нашего уха. Ухо
улавливает звук и передает
сигнал в мозг.
Звуковые волны
распрос траняются по воздуху
так же, как
распространяются волны по
поверхности воды, когда мы
бросаем в нее камень или мяч.
248
Погаси свечу звуком
Требуется
картонная трубка
полиэтиленовая пленка
ножницы
скотч
свеча
спички
подсвечник
Ход опыта
1 Заклей концы трубки пленкой и закрепи
скотчем (см. рис.).
Резко, как по барабану, постучи пальцами
по противоположном}' торцу трубки.
2 Ножницами сделай отверстие в центре
пленки.
3Зажги свеч}’ (попроси взрослых) и поставь
на стол.
Результат
Пламя погаснет
Это потому...
4 Поднеси к пламени торец трубки
с отверстием на расстояние 2—3 см.
...что при ударе пальцами по пленке возник
звук. Звук заставил колебаться воздух внутри
трубки. Воздух, выходя через узкое
отверстие, задул свечу.
Ухо — орган слуха
Доходящий до нас звук попадает в
ушную раковину. Далее по слуховому
проходу он проникает в среднее ухо.
В конце слухового прохода находится
барабанная перепонка, которая при
попадании звука начинает
вибрировать. Вибрация передается на
слуховые косточки: молоточек,
наковальню и стремечко. Это самые
маленькие кости человеческого тела.
Они передают вибрацию жидкости,
находящейся в улитке. Специальные
клетки превращают звук в нервные
импульсы, которые поступают в мозг
для опознания.
Звуки достигают нашего уха благодаря колебаниям воздуха.
249
СЛУХ
Можно ли помочь уху слышать лучше?
Усилить ЗВУК
Требуется
• лист ватмана размером 70 X 50см
• скотч
• радиоприемник
Ход опыта
Это потому...
...что ты сделал примитивный рупор. Он в
состоянии усиливать звук и направлять его
к твоему уху (позволяя слышать даже тихие
звуки) или усиливать твой голос.
1 Сверни ватман воронкой и закрепи края
скотчем.
Уши, чтобы слышать
С) Включи радио, но очень тихо.
3 Узкую часть воронки прислони к уху;
а широкую поднеси к приемнику;
Результат
Ты четко слышишь звук радиоприемника.
4 Узкую часть воронки поднеси к поам
и произнеси что-нибудь.
Результат
Звук твоего голоса становится громче,
усиливается, и его может услышать даже
человек, стоящим в отдалении.
У многих животных ушная раковина более
развита и более подвижна, чем у человека.
В частности, для травоядных уши являются
незаменимой системой защиты. Например,
уши газели или кролика двигаются, чтобы
лучше улавливать даже самый слабый шорох.
Наличие двух ушей позволяет точно
установить, откуда доносится шум. Мозг в
состоянии оценить разницу во времени, за
которое звук доходит до каждого уха, и по
этой разнице установить направление,
с которого он пришел.
250
СЛУХ
Усиливать звуки
Требуется
• две воронки
• резиновая трубка длиной около 2 м
• механический будильник
• скотч
• ножницы
Ход опыта
1 Вставь в концы резиновой трубки две
воронки и закрепи их.
2 К одной из воронок приложи (и приклей
скотчем) будильник.
3 Положи воронку с будильником на стол,
а сам с другой воронкой отойди,
насколько тебе позволит длина трубки.
Результат
Ты явственно слышишь тиканье будильника
Удали трубку от уха и отсоедини будильник.
Результат
Ты не слышишь тиканья.
Это потому...
...что слабый звук рассеивается в воздухе еще
до того, как попадет в наше ухо. Воронка на
будильнике собирает звук и направляет его
к нашему уху по трубке; вторая воронка
усиливает звук.
Стетоскоп, который использует врач при
прослушивании больного, работает по этому
же принципу: он усиливает слабые шумы
нашего организма.
Некоторые приборы позволяют уху слышать даже
самые слабые или далекие звуки.
251
Вкус и обоняние
А сейчас мы познакомимся с двумя химическими лабораториями
нашего тела. Речь идет о языке — органе вкуса и о носе — органе
обоняния. Именно здесь происходит анализ того, что мы едим или
нюхаем.
Может быть, ты уже знаешь, что язык ощущает только некоторые
вещества и что именно нос позволяет нам в полной мере ощутить
всю вкусовую гамму пищевых продуктов? Когда мы едим, то органы
вкуса и обоняния работают вместе.
На следующих страницах ты узнаешь о вкусовых сосочках,
покрывающих язык, и о том, как особые клетки исследуют запахи,
попадающие в нос. Все это позволит сравнить эти два органа чувств
человека с органами чувств животных.
252
ВКУС И ОБОНЯНИЕ
Какие вкусовые ощущения определяет язык?
Каждый на своем месте
Требуется
• пипетка
• соль
• мед
• лимонный сок
• кофе
• вода
• хлеб
• лист бумаги
• карандаш
• фломастеры
Ход опыта
1 Переведи на
бумагу (или
срисуй) очертания
языка и раздели на
зоны, как показано
3 После каждого продукта промой пипетку
и съешь кусочек хлеба или прополощи рот.
4Когда определишь зону, наиболее
чувствительную к сладкому, закрась ее на
рисунке красным цветом. Желтым закрась зону;
наиболее чувствительную к лимонному соку;
фиолетовым - к горькому кофе и, наконец,
зеленым - зону, наиболее чув< твительную к соли
Результат
на рисунке.
2 С помощью пипетки капай разные
вещества на разные зоны языка,
Не все зоны языка одинаково
чувствуют все вкусы. Каждая из них
чувствительна к одному,
определенному вкусовому
раздражителю. У тебя должна
получиться схема вкусовых
рецепторов, показанная на рисунке
справа.
Это потому...
...что вкусовые сосочки, рецепторы
вкуса, покрывающие наш язык, не
одинаковы: одни из них чувствуют сладкое
(они находятся на кончике языка), другие
особо чувс гвуют горькое (это — задняя часть
языка). По бокам языка находятся рецепторы,
чувствительные к соленому и кислому.
показанные на рисунке (соль и мед разведи
водой). Попроси друга помочь тебе.
Язык
Язык — это настоящая химическая лаборатория, в которой
анализируется пища. На языке находятся многочисленные вкусовые
и осязательные рецепторы, имеющие разные функции. Нитевидные
сосочки — осязательные: они дают нам возможность как бы ощупать
пищу, определить характер ее поверхности. Грибовидные и
желобовидные сосочки определяют вкус растворенных веществ.
Вещество, которое касается вкусовых сосочков, должно быть растворено
в воде или в слюне. Язык определяет четыре основных вкуса: сладкий,
соленый, горький и кислый. Определение других многочисленных
вкусовых оттенков происходит с помощью обоняния. ,
Язык способен определять четыре основных вкуса: сладкий,
соленый, кислый и горький.
253
ВКУС И ОБОНЯНИЕ
Ощущает ли наш нос вкус?
С ЗАКРЫТЫМ носом
Требуется
• миксер
• яблоко
• одна вареная картофелина
• одна вареная морковка
• чайная ложка
• повязка на глаза
• три стакана
ЗДай ему попробовать по очереди три
приготовленных тобой пюре и попроси
отгадать, что он пробует.
Результат
Друг определит с трудом или вообще не
различит предложенные тобой образцы
пюре.
Ход опыта
Это потому...
1По отдельности размельчи в миксере
яблоко, картофелину, морковь и разложи
по трем разным стаканам.
2 Завяжи друг)' глаза, попроси его зажать нос
пальцами.
....что обоняние помогает определить вкус.
Когда нос не работает, вся еда кажется нам
безвкусной и очень однообразной. Мы.
конечно, отличим сладкое от соленого,
кислое от горького, но с трудом определим
весь букет хорошо приготовленного блюда.
Именно поэтому еда не доставляет нам
'довольствия во время насморка, когда у нас
254
ВКУС И ОБОНЯНИЕ
Вкус и обоняние
Вкус и обоняние вместе позволяют почувствовать
весь вкусовой букет.
Вкусовые и обонятельные рецепторы работают
вместе: они проводят химический анализ
на уровне молекул веществ, попадающих в рот.
Язык проводит этот анализ внутри вкусовых
сосочков, нос —в задней части носовой
пазухи, расположенной на уровне глаз.
Здесь находятся многочисленные
обонятельные клетки с особыми
ресничками, на которых задерживаются
молекулы запаха. Контакт с запахами
вызывает химическую реакцию и посылает
импульс в головной мозг. Мозг определяет
характеристики запаха.
Носовая полость и рот соединяются через
носоглотку. В процессе пережевывания пищи
молекулы запаха поднимаются по этому каналу
и доходят до обонятельных клеток. Здесь запах
анализируется и дополняет, обогащает вкусовое
ощущение от пищи.
Пчелы и бабочки
определяют запах
рецепторами,
находящимися у них
в лапках.
Змеи с помощью языка выслеживают •
свою добычу, они постоянно
высоб ывают язык в поисках молекул
запаха. По ним они находят место,
где затаилась добыча.
Некоторые рыбы
чувствуют запах всей
поверхностью своего
пила.
Мы воспринимаем запах с помощью носа — органа обоняния.
255
ВКУС И ОБОНЯНИЕ
Как запахи попадают в нос?
3 ШАХИ-ПУТЕШЕСТВЕННИКИ
Требуется
• пучок укропа или
базилика
• полиэтиленовый
пакет
Ход опыта
1 Положи пучок
пряной травы
в пакет.
2 Плотно завяжи
пакет.
3 Выйди в другую комнату, попроси друга
стать в двух метрах от тебя и определить,
на каком расстоянии он почувствует запах
базилика или укропа.
Результат
Твои друг не чувствует запах сквозь пакет.
Вытагци пучок из пакета и помаши им.
Результат
Как только ты вытащишь пучок из пакета,
друг почувствует запах травы.
Это потому...
....что запахи доносятся до носа через воздух.
Пахучие вещества оставляют в воздухе свои
молекулы. Когда они попадают в пос, то
цепляются за реснички, расположенные
в задней части носовых пазух, и там
анализируются. Однако есть вещества,
которые не выделяют запахов. Это
минералы — они удерживают все молекулы
и ничем не пахнут.
Обоняние — это сильный или
слабый орган чувств?
У человека, особенно в цивилизованном обществе,
обоняние имеет меньшее значение по сравнению
со слухом или зрением. Тем не менее роль
обоняния сохраняется до сих пор. Нос человека
в состоянии различать от 2 до 4 тысяч разных
запахов. Для некоторых людей нос служит
дорогим рабочим инструментом. Речь идет
о профессиональных дегустаторах вин Или .
парфюмерных изделий. Они
способны определять
широчайшую гамму
запахов вин и духов, что уМжТ
не под силу человеку
с нормальным
обонянием.
Перед тем как
попробовать вино
на вкус, дегустатор
тщательно изучает
его аромат.
256
ВКУС И ОБОНЯНИЕ
Видимые запахи
Требуется
• луковица
• нож
• тарелка
• вода
• тальк в порошке
Ход опыта
1 Налей немного воды
в тарелку.
2 Когда поверхность воды
успокоится, посыпь ее
тальком (опыт получится,
если тальк будет очень
мелким).
ЗРа чрежь луковиц1/
поперек и срезом
поднеси к поверхности
воды.
Результат
Тальк начнет медленно
двигаться, разрывая пленку
в нескольких местах.
Это потому...
...что у луковицы очень
резкий запах, она выделяет
много пахучих молекул.
Они то и сдвигают частицы
талька.
Ориентируются
с помощью
обоняния
Многие исследования
доказали, что почтовые
голуби в своих перелетах
ориентируются в основном
по обонянию. Они
запоминают запахи по
всему маршруту перелета
и практически составляют
для себя навигационную
карту запахов. Когда их
лишали возможности
использовать обоняние,
они находили обратную »
дорогу с большим трудом
и затрачивали на это
больше времени.
Собака — незаменимый специалист
Обоняние собаки развито в 10 тысяч раз сильнее, чем у человека.
Но это касается не всех запахов. Например, собака не очень
чувствительна к запахам цветов и духов, зато она очень
чувствительна к запаху животных жиров, а особенно к человеческому
поту. Поэтому для розыска людей часто используют обученных
собак. Собаки участвуют в поиске заваленных людей при стихийных
бедствиях (снежных лавинах, землетрясениях). Собак обучают
находить наркотики, а также очень ценный земляной гриб трюфель.
Через ноздри в нос попадают пахучие молекулы,
переносимые по воздуху.
257
Это ЛЮБОПЫТНО
Защита для глаз
Природа создала защиту для глаз. Брови не
дают поту попасть в глаза и тем самым вызвать
их раздражение. Ресницы и веки, постоянно
двигаясь, не дают пыли или другим инородным
телам засорить глаза. Веки во время сна
предохраняют глаза и дают им отдых. Наконец,
постоянно закрываясь и открываясь, веки
способствуют увлажнению и очищению глаз.
Мы тоже должны заботиться о наших глазах:
нельзя смотреть на солнце, читать и писать при
недостатке света. Нужно избегать попадания
в глаза вредных веществ (жидкости или пыли),
при ярком солнечном свете рекомендуется
надевать солнцезащитные очки.
Движущиеся кадры
Ты знаешь, что кинопленка — это длинная
полоса пленки, разделенная на кадрики,
отдельные фотографии. На них находятся
снимки, очень схожие между собой. Они
воспроизводят различные фазы движения
животного или человека. Однако когда мы
смотрим фильм, то не различаем отдельных
кадриков. Дело в том, что они сменяются
24 раза в секунду. Поэтому наш глаз видит
непрерывное движение предмета, человека или
животного. Пчела различает до
400 изображений в секунду, поэтому если бы
она смотрела мультфильм, то видела бы каждый
рисунок в отдельности, как при показе
диапозитивов.
Еще одна функция уха
Ухо позволяет нам сохранять равновесие
благодаря тому, что внутри него имеются три
полукружных канала, соединенных с улиткой.
Они воспринимают положение тела в
пространстве (лево — право, верх — низ,
вперед — назад). Эти каналы заполнены
особой жидкостью. Благодаря имеющимся в них
ресничкам они воспринимают движение этой
жидкости и передают эту информацию в мозг.
Мозг выдает команды для сохранения
равновесия тела.
Это позволяет ему быть очень подвижным.
Кстати, он состоит из 15 различных мышц.
Благодаря тому что язык легко движется вперед,
назад, вправо, влево, вверх, вниз, он является
Функция языка
Язык - это особый и единственный мышечный
орган, прикрепленный только одним концом.
не только основным органом вкуса, но
и органом осязания, так как во время
пережевывания пищи ощущает ее
консистенцию. Ну и наконец, язык участвует
в произношении слов и звуков.
Словарь
Агрегатные состояния материи. — Материя
имеет несколько агрегатных состояний
(твердое, жидкое, газообразное). Они
зависят от скорости движения составляющих
ее молекул.
Альтиметр — прибор для измерения высоты
над уровнем моря.
Ампер — единица измерения силы
электрического тока (символ А).
Арка — криволинейная архитектурная
конструкция для перекрытия проемов.
Атмосфера - газовая оболе >чка, окружающая
Землю.
Атмосферное давление — давление
атмосферного воздуха на находящиеся в нем
предметы и па поверхность Земли.
Атом — мельчайшая частица химического
элемента, сохраняющая его свойства. Ядро
атома состоит из нейтронов (без
электрического заряда), протонов
(с положительным электрическим зарядом)
и окружено электронами (с отрицательным
электрическим зарядом).
Аэродинамика — изучение движения тел
в газах.
Барометр — прибор для измерения
атмосферного давления.
Вакуум — отсутствие материи в определенной
зоне космического пространства.
Вес — сила, с которой тело действ' ет на
опору или подвес, препятствующая его
свободному падению.
Ветер — движение воздуха относительно
земной поверхности, вызванное перепадами
температуры и давления.
Ветровая электростанция — установка для
производства электроэнергии с
использованием энергии ветра.
Вкус — ощущение, возникающее при
воздействии растворимых веществ на
вкусовые рецепторы, расположенные
главным образом на языке.
Вкусовые сосочки находятся на языке
и помогают восприятию четырех основных
вкусов: соленого,сладкого, кислого,
горького.
Влажность — наличие влаги в воздухе,
в почве, на поверхности предметов.
Вольт — единица измерения электрического
напряжения (символ В).
Всемирного тяготения закон. — Все тела во
Вселенной взаимно притягиваются с силой,
зависящей от их массы и расстояния друг от
дру га.
Газ — агрегатное состояние материи, при
котором молекулы имеют между собой очень
слабую связь. Поэтому газы стремятся занять
все досту пное пространство и легко
сжимаются.
Тейзер — источник, периодически
выбрасывающий фонтаны горячей воды
и пара.
Гидростатическое давление — направленное
вверх давление жидкости на погруженное
в нее тело.
Гидроэлектростанция — установка для
производства электроэнергии
с использованием механической энергии
воды.
Горение — химическая реакция, при которой
происходит окисление горючего
окислителем с выделением тепла.
Динамо — вращающийся генератор
электрического тока.
Динамометр (безмен) — прибор для
измерения силы.
Дождь — атмосферные осадки в виде капель
или стр' й воды.
259
СЛОВАРЬ
Дыхание — процесс поглощения кислорода
и выделения углекислого газа живыми
организмами
Жидкость — вещество, обладающее
свойством течь и принимать форму сосуда,
в который оно выливается.
Затвердевание — переход вещест ва
из жидкого состояния в твердое.
Звук — упругие волны, распространяющиеся
в газах, жидкостях и твердых телах
и вызывающие звуковые ощущения.
Земное притяжение — сила, притягивающая
предметы к центру Земли.
Земной магнетизм — магнитное поле
Земли.
Зубчатая передача — система зубчатых
колес, позволяющая передать движение
с изменением числа оборотов.
Изоляторы — материалы, очень плохо
проводящие как электрический ток, так
и тепло.
Инерция — тенденция тел сохранять
состояние покоя или движения.
Испарение — образование пара на свободной
поверхности жидкости.
Камертон — прибор, издающий эталонный
звук при настройке музыкальных
инстр ментов и в пении.
Килограмм — единица измерения массы
(символ кг).
Кипение — интенсивный переход жидкости
в пар.
Клетка — основная единица живой материи.
Колебания — периодическое движение тела
вокруг положения равновесия.
Компас — прибор, указывающий направление
земного меридиана.
Конвекция — перенос теплоты в жидком или
газообразном теле вследствие перемешивания
Конденсация — переход вещества из
газообразного состояния в жидкое или
твердое.
Лазер — прибор, создающий яркий, тонкий
световой луч, имеющий громадную плотность
энергии.
Лед — вода в твердом состоянии
Магнит — кусок железной руды или
искусственный материал, обладающий
свойством притягивать предметы из железа
или содержащие кобальт, никель.
Магнитное поле — область, в которой магнит
воздействует на железные предметы.
Металлы — химически простые вещества,
обладающие высокой тепло- и
электропроводное гью, ковкостью, блеском.
Молекула — мельчайшая частица вещества,
обладающая всеми его химическими
свойствами, состоящая из одного или
нескольких атомов.
Молния — гигантский электрический
искровой разряд между двумя облаками или
облаком и землей.
Морское течение — направленное движение
масс морской воды.
Наклонная плоскость — простое устройство,
облегчающее перемещение тел в
направлении, противоположном силе
притяжения или сопротивления.
Неметаллы — химические элементы,
характеризующиеся низкой тепло- и
электропроводностью и часто хрупкостью
и ломкостью.
Ньютон — единица измерения силы (символ Н).
Облака — скопление сгустившихся
в атмосфере водяных капель и ледяных
кри< талликов.
Обоняние — способность воспринимать
и раыичать запахи.
260
СЛОВАРЬ
Образование инея — прямой переход вещества
из газообразного состояния в твердое.
Окисление — химическая реакция соединения
вещества с кислородом или другим веществом,
способным принимать электроны.
Оптический обман — зрительный образ,
ошибочно трактуемый мозгом.
Орбита — путь движения небесного тела,
а также космического аппарата в мировом
пространстве.
Ориентирование — определение направления
движения или собственного положения
в пространстве.
Осязание — чувствительность при касании,
давлении, боли, растяжении.
Отражение — изменение направления
светового луча при столкновении
с отражающей поверхностью (например,
зеркалом).
Пар — вещество в газообразном состоянии
в присутствии того же вещества в твердом или
жидком состоянии.
Переключатель — устройство для
переключения различных электрических
цепей.
Плавление — переход вещества из твердого
состояния в жидкое.
Пламя — масса газа, в которой происходит
горение с выделением света и тепла.
Плотность — масса единичного объема
вещества
Поверхностное натяжение — сила,
заставляющая верхний слой жидкости вести
себя как тонкая, упругая пленка.
Подзорная труба — увеличительный прибор
для наблюдения удаленных предметов.
Подъемная сила — сила, поддерживающая
воздушное или подводное крыло при движении
в газе или жидкости.
Проводник тепла — тело или вещество,
передающее тепло.
Проводник электричества — вещество,
хорошо проводящее электрический ток.
Простые механизмы — устройства,
облегчающие выполнение работы: рычаги,
зубчатые передачи, наклонные плоскости,
блоки.
Равновесие — сост. >яние, при котором все
действующие на тело силы взаимно
уравновешены.
Радуга — светящаяся дуга из семи цветов
спектра. Возникает в результате преломления
солнечного света в дождевых каплях.
Раствор — однородная смесь веществ,
которые нельзя разъединить механическим
способом. Обычно жидкость, в которой
растворено другое жидкое, твердое или
газообразное вещество.
Рефракция — преломление, изменение
направления светового луча или звуковой
волны при прохождении различных
материалов.
Рецептор — нервная клетка, ткань или орган,
воспринимающие внешние раздражения
и преобразующие их в нервное возбуждение.
Рычаг — устройство, имеющее точку опоры
и служащее для уравновешивания большей
силы при помощи меньшей, а также для
совершения какой-ниб'дь работы.
Сжатый воздух — воздух, уменьшенный
в объеме в результате сильного сжатия.
Сжижение — превращение вещества
в жидкое состояние.
Скорость — путь, проходимый телом
в единицу времени.
Сложное вещество — вещество, полученное
соединением других веществ и обладающее
новыми свойствами по сравнению с ними.
261
СЛОВАРЬ
Слух — восприятие звуковых колебаний
органами слуха.
Смесь — продукт смешения, механического
соединения каких-нибудь веществ, не
связанных между собой химически.
Снег — атмосферные осадки, состоящие из
кристалликов льда, а также сплошная масса
этих осадков, покрывающая землю.
Сопротивление — компонент электрической
цепи, который, оказыг ы сопротивление
проходящему электрическом' току; способствует
образованию тепловой! и световой энергии.
Спектр — гамма цветов, образующих белый
цвет
Статика — изучение условий равновесия тел
под действием сил.
Статическое электричество — электрические
заряды, находящиеся в состоянии покоя.
Стереоскопическое зрение — объемное
видение благодаря наличию двух глаз.
Стетоскоп — трубка для прослушивания
шумов внутренних органов.
Сублимация — переход вещества из твердого
состояния непосредственно в газообразное.
Твердое состояние — агрегатное состояние
материи, при котором молекулы прочно
свя $аны друг с другом. Твердая материя имеет
собственную форму7 и объем.
Тень — место, защищенное от попадания
прямых л'гчей света.
Тепловое расширение — увеличение
размеров тела под влиянием температуры.
Теплота — форма энергии, передаваемая от
более нагретого тела к менее нагретому.
Траектория — линия, которую описью лет
тело при своем движении
Трение — механическое сопротивление
взаимному движению двух тел в местах их
соприкосновения.
Туман — непрозрачный воздух, насыщенный
мельчайшими каплями воды или ледяными
кристалликами.
Упругость — свойство тел восстанавливать
свою форму и объем после прекращения
действия внешних сил.
Фотосинтез — превращение зелеными
растениями лучистой! энергии Солнца
в химическую энергию органических
соединений.
Химическая реакция — превращение одних
веществ в другие, отличные по химическому
составу и (или) строению.
Химический элемент — вещество, состоящее
из атомов одного типа.
Химия — наука, изучающая превращения
веществ, их состав и строение.
Центробежная сила — сила, с которой
криволинейно движущееся тело
сопротивляется искривлению его траектории.
Центростремительная сила — сила,
заставляющая тело искривлять свою
траекторию.
Циклон — область пониженного давления
в атмосфере. Характеризуется
значительными осадками и сильным ветром.
Электрическая цепь — набор электрических
устройств и проводников, через которые
может течь ток.
Электрический заряд — количество
электричества в теле.
Электрический ток — направленное
движение электрических зарядов.
Электромагнетизм — взаимодействие между
электричеством и магнетизмом.
Электроскоп — прибор для обнаружения
и измерения электрических зарядов.
Энергия — способность выполнять работу.
Содержание
Воздух 3 Воздух есть везде 4 Давление воздуха 8 Холодный и горячий воздух 14 Полет 22 Воздух и горение 26 Звуки 30 Это ЛЮБОПЫТНО 34 Вода 35 Сила воды 36 «Кожа» воды 42 Тонет или не тонет? 48 Превращения воды 54 Водные растворы 62 Это ЛЮБОПЫТНО 66 Свет 67 Лучи света 68 Отражение 74 Преломление 80 Цвета 86 Сохранить изображение 94 Это любопытно 98 Движение 99 Сверху вниз 100 Движение и покой 106 Борьба с земным тяготением 114 Равновесие 120 Передача движения 126 Это ЛЮБОПЫТНО 130 Магнетизм 131 Магниты 132 Магнитные полюсы 140 Магнитная сила 146 Магнетизм и электричество 154 Это ЛЮБОПЫТНО 162 Электричество 163 Статическое электричество 164 Электрический ток 172 Цепи и выключатели 178 Свойства электрического тока 184 Это любопытно 194 Химия 195 Твердые тела, жидкости и газы 196 Смеси, растворы и соединения 202 Химические реакции 208 Анализ веществ 218 Химия в повседневной жизни 222 Это любопытно 226 Органы чувств 227 Зрение 228 Осязание 238 Слух 246 Вкус и обоняние 252 Это любопытно 258 Словарь 259
Научно-познавательная литература
Для среднего школьного возраста
БОЛЬШАЯ КНИГА ЭКСПЕРИМЕНТОВ
ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ
Перевод с итальянского Э. И. МОТЫЛЕВОЙ
Под редакцией Антонелли Мейяни
Иллюстрации Пьера Джорджо Читтерио
Корректор Л. А. ЛАЗАРЕВА
Издание подготовлено компьютерным центром издательства «РОСМЭН».
Лиц. изд. ИД № 04933 от 30.05.01.
Подписано к печати 09.09.04. Формат 60x90 ‘/8. Бум. офс. №1.
Гарнитура Баскервиль. Печать офсетная. Усл. печ. л. 33,0. Тираж 7000 экз.
Заказ №3934. С-547.
ООО «Издательство «РОСМЭН-ПРЕСС».
Почтовый адрес: 125124, Москва, а/я 62. Тел.: (095) 933-70-70.
Юридический адрес: 129301, Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 23, стр. 1.
Наши клиенты и оптовые покупатели могут оформить заказ,
получить опережающую информацию о планах выхода издании
и перспективных проектах в Интернете по адресу: www. rosman. ru
ОТДЕЛ ОПТОВЫХ ПРОДАЖ:
все города России, СНГ: (095) 933-70-73;
Москва и Московская область: (095) 933-70-75.
ЗАКАЖИ ПО ТЕЛЕФОНУ
И ПО ПОЧТЕ!
Издательство «РОСМЭН» предлагает вам покупать книги,
аудиопродукцию, шкальные товары, игрушки по каталогу
«ЧИТАЙ-ГОРОД».
Выбранные вами товары вы получите по почте
в любой точке России.
С помощью каталога вы сможете заказать подарки любимым людям
и собрать целую библиотеку, которой будет пользоваться вся семья.
Если вас заинтересовало это предложение, закажите
каталог *ЧИТАЙ-ГОРОД»,
прислав открытку или письмо по адресу:
127521, Москва, а/я 42. «АбсолютПост».
Тел.: (095) 935-41-53.
E-mail: knigi@post.ru
Отпечатано с готовых диапозитивов издательства
на ОАО «Тверской полиграфический комбинат»
170024. г Тверь, пр-т Ленина, 5. Телефон: (0822) 44-42-15
Интернет Home page - uwv, tverpk.ru Электронная почта (E-mail) - sales(o4\ crpk.ru
i
УДК 087.5
ББК 74.202.5(4Ита)
ISBN 5-353-00547-3(рус.)
© Издание на русском языке.
ООО «Издательство «РОСМЭН-ПРЕСС», 2004
БОЛЬШАЯ
КНИГА
для школьников
Эта книга даст тебе ответы на тысячу
«почему», возникающих при
изучении различных предметов.
Множество опытов, которые легко
поставить дома, откроют тебе
секреты воды, воздуха, света,
движения, равновесия тел,
электричества и магнетизма,
химии и органов чувств.
Ты можешь проводить эти
опыты один или с друзьями,
можешь играть, создавать маленькие
чудеса... При этом ты поймешь, как
работают шестеренки, подводные лодки
и выключатели...
Страница за страницей, опыт за опытом,
ты совершишь фантастическое
путешествие в мир науки!