Упорная воронка. Упорная воронка Начинаем научное волшебство

Этот простой и яркий опыт очень нравится малышам. Действительно, нет ребенка, который в ванной не наблюдал бы увлеченно, как вода, закручиваясь спиралью, исчезает в сливном отверстии ванной. А что там, в трубе?

Описание опыта

Водяная воронка - удивительное зрелище, напоминающее торнадо - с длинным гибким "хоботком", извивающимся и колеблющимся, словно живое существо.

” Чтобы получить эффектный водоворот в миниатюре, воде нужно немного помочь - раскрутить, размешать воду, придать потоку дополнительную центробежную силу.

Это несложно сделать, если соорудить из подручных средств некое подобие песочных часов.

Вам понадобится

• Две одинаковые пластиковые бутылки
• Клей, надежно скрепляющий пластмассу
• Скотч
• И вода, разумеется!

Итак, сперва в крышках бутылок нужно просверлить достаточно широкие отверстия. Затем крышки приклеиваются одна к другой внешними сторонами. Для надежности снаружи их можно дополнительно обмотать скотчем.

Теперь наливаем воду в одну из бутылок, сверху прикручиваем конструкцию из двух пробок и ввинчиваем в нее пустую бутылку.

Быстропереворачиваем наше сооружение (убедитесь, что пробки плотно закручены!) и делаем несколько быстрых круговых движений, словно размешиваем ложечкой чай в стакане.

Водоворот готов!

Объяснение опыта

Удивительно, но механизм возникновения водоворота один - и в океане, и в ванне, и даже при возникновении гигантских циклонов. Быстрый поток воды (воздуха) сталкивается с препятствием (берегом, камнем, встречным потоком) и устремляется назад. Но там натыкается сам на себя, и снова движется вперед! Водному потоку не остается ничего другого, как двигаться по кругу, разгоняясь под действием центробежной силы. Быстро движущаяся по кругу вода стремится к краю воронки, и в середине образуется впадина, область пониженного давления, куда затягивается всякий оказавшийся поблизости предмет.

” Механизм возникновения воронок с младшими школьниками можно продолжить изучать летом на даче. Например, направить воду из садового шланга в бортик наполненного детского бассейна. Наткнувшись на препятствие, поток воды начнет закручиваться в воронку.

Старшим школьникам будет интересно узнать о силе Кориолиса - она учитывает влияние вращения земли на глобальные геофизические процессы. Под ее действием циклоны в Северном полушарии нашей планеты всегда закручиваются против часовой стрелки, а в Южном полушарии - по часовой. Существует мнение, что этот эффект заметен не только на огромных воздушных массах, но даже в сливных отверстиях наших раковин - якобы в Северном полушарии вода в сливном отверстии всегда закручивается против часовой стрелки, а в Южном - наоборот, и по этому признаку можно даже определить, когда человек на корабле пересекает экватор! Вы можете поэкспериментировать с ребенком дома - это очень увлекательно. Но, конечно, на практике этот эффект совсем незаметен; слишком много факторов в нашей ванне и раковине оказываются сильнее силы Кориолиса - начиная от неровности поверхности, и кончая симметричностью расположения сливного отверстия. Хотя, кто знает, может именно у вас дома находится идеальная раковина?

Маленькие хитрости

• Маленькими поллитровыми бутылками удобнее манипулировать, а в больших получаются более эффектные водовороты.

• Воду можно немного подкрасить. И даже добавить в нее блестки!

• Если хотите, чтобы ребенок извлек из ваших занятий еще и практическую пользу, расскажите ему, как вести себя на реке или в море, если затягивает в водоворот. Сила водоворота ослабевает на глубине, поэтому пловцам, которые чувствуют, что их затягивает в воронку, рекомендуется не тратить силы на борьбу с течением, а позволить ему затянуть себя. Нырнув в воронку нужно сделать под водой несколько сильных гребков и тогда, скорее всего, удастся вынырнуть далеко от опасной зоны. Но лучше всего, разумеется, никогда не попадать в такую ситуацию!

Удачных вам опытов! Продолжение следует...

Если вы сами ставите дома опыты и эксперименты - пишите нам, присылайте фотографии и видеозаписи ваших опытов. Соберем практикум для домашней лаборатории вместе!

Подготовила Алена Новикова

Если вам нравится идея домашней лаборатории,

Может ли воронка «отказываться» пропускать воду в бутылку? Проверь сам!

Реквизит

• 2 воронки
• Две одинаковые чистые сухие пластиковые бутылки по 1 литру
• Пластилин
• Кувшин с водой

Подготовка

1. Вставь в каждую бутылку по воронке.
2. Замажь горлышко одной из бутылок вокруг воронки пластилином,чтобы не осталось щели.

Начинаем научное волшебство!

1. Объяви зрителям: «У меня есть волшебная воронка, которая не пускает воду в бутылку»
2. Возьми бутылку без пластилина и налей в неё через воронку немного воды. Обясни зрителям: «Вот так ведёт себя большинство воронок».
3. Поставь на стол воронку с пластилином.
4. Налей воды в воронку до верха. Посмотри, что будет.

Результат

Из воронки в бутылку протечёт несколько капель воды, а затем она прекратит течь совсем.

Объяснение

Это ещё один пример действия атмосферного давления. В первую бутылку вода течёт свободно. Вода, текущая через воронку в бутылку, замещает в ней воздух, который выходит через щели между горлышком и воронкой. В запечатанной пластилином бутылке тоже есть воздух, который обладает своим давлением. Вода в воронке тоже обладает давлением, которое возникает благодаря силе тяжести, тянущей воду вниз. Однако сила давления воздуха в бутылке превышает силу тяжести, действующую на воду. Поэтому вода не может попасть в бутылку.

Если в бутылке или в пластилине будет хотя бы маленькая дырочка, воздух сможет выходить через неё. Из-за этого его давление в бутылке будет падать, и вода сможет течь в неё.

Сегодня поговорим, откуда возникает вращение воды, а также о силе Кориолиса. В общем, название нашей темы такое: вращение воды и сила Кориолиса. Да да, я понимаю, что тема звучит немного непонятно, но поверьте, она очень интересная. Каждый из нас замечал, что при сливе какой-либо жидкости в сливное отверстие возникает вращение.
Это очень необычное явление, не правда ли? Вообще над этим вопросом очень много споров. Кто-то считает, что на жидкость (на воду) действует сила Кориолиса (французский физик), другие говорят, что этой силой является магнитное поле Земли (южный и северный полюс); температура, которая влияет на вращение; своеобразная форма ванны; разнообразные царапины или шероховатости. И таких предположений очень много.

Кстати, можно провести эксперимент в домашних условиях. Для этого вам сгодится обычная раковина (ванна) или даже унитаз и, конечно же, вода. Сначала необходимо закрыть плотно сливное отверстие (унитаз – исключение), например, пробкой. Затем налить воду примерно на середину объёма раковины (ванны). Подождать минут 5-10, что бы вода полностью успокоилась и заодно уменьшить воздействие колебаний, вихрей, возникших при наливании воды. И при удалении пробки, вода постепенно начнёт закручиваться в определённую сторону. В Северном полушарии Земли - вода крутится против часовой стрелки, а в Южном полушарии - течет по часовой.
Но если Вы закрутите воронку в противоположную сторону, то в большинстве случаев она продолжит вращаться в этом направлении. Это происходит, потому что объём раковины слишком мал и поэтому сила Кориолиса в этом случае очень незначительна. Также стоит сказать, что в домашних условиях немаловажную роль играет форма раковины и конструкция сливного отверстия. Раз уж мы говорим о воде, то интересна будет страничка о выборе фильтра для воды.

Для того чтобы увидеть влияние силы Кориолиса , нужно строго симметричная ванна, в которой сливное отверстие расположено точно в центре и открывается так, что при этом не создается начального закручивания воды. Вода в ванне должна постоять день-другой, а над водой не должно быть воздушных потоков и температуру в помещении необходимо поддерживать постоянной. И только при соблюдении всех мер вышеперечисленных можно будет наблюдать истинное вращение воды (как льется вода по часовой стрелке или нет) которое в свою очередь будет зависеть от Кориолисовой силы. Согласитесь, что всё это будет сложновато устроить.
Но увидеть действие этой силы можно и в природных явлениях. В Северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения, поэтому правые берега рек в этом полушарии более крутые - их подмывает вода под действием силы. В Южном полушарии всё происходит наоборот.
Если рельсы были бы идеальными, то при движении железнодорожных составов с севера на юг и с юга на север, под воздействием силы Кориолиса один рельс изнашивался бы сильнее, чем второй. В северном полушарии больше изнашивается правый, а в южном левый. Таких примеров можно привести множество. Но если Вы хотите узнать побольше о силе Кориолиса, то поищите свой ответ в механике.

• • Лопасти у вертолётов в разных странах крутятся в разные стороны. В одних странах вертолёты делают с винтом, вращающимся по часовой стрелке, а в других - против. Если смотреть на вертолёт сверху, то: в Америке, Германии и Италии винт крутится против часовой стрелки, а в России и Франции - по часовой стрелке.

• • У одной кошки при виде воробьёв (это её любимые птицы) хвост вертится по часовой стрелке, а если это не воробьи, а другие птицы, то он вертится против часовой стрелки.

• • Собака пред тем, как сходить по делам, обязательно покрутится против часовой стрелки.

• • Винтовые лестницы в замках закручивались по часовой стрелке (если смотреть снизу, а если сверху - то против часовой). Это сделано специально для того, чтобы при подъёме нападающим было неудобно атаковать.

• • Молекула ДНК закручена в правостороннюю двойную спираль.

• Спирали электрических лампочек, изготовляемых в России, закручены влево. А спирали зарубежных лампочек - вправо.

Эксперимент с водой на Экваторе

Думаю, теперь Вы знаете о действии силы Кориолиса, а также разобрались с вращением воды в природе. Удачи))