Здравствуй, физика! - Гальперштейн Леонид Яковлевич - Страница 2

Разрежь по длине две корковые пробки. Если таких пробок у тебя нет, можешь разрезать два куска моркови. В каждую из четырех половинок всади по вилке так, чтобы угол между плоскостью среза и вилкой был чуть-чуть меньше прямого.

Размести вилки с пробками по краю тарелки на равных расстояниях одна от другой. Для большей устойчивости зубья вилок должны касаться края тарелки.

Теперь тарелку можно уравновесить на острие иглы, всаженной в пробку. На глаз кажется, что это невозможно, — и все-таки тарелка стоит! Ее можно даже заставить вращаться, если раскрутить достаточно осторожно. И вращаться она будет долго. Ведь трение между кончиком иглы и тарелкой небольшое.

Имея достаточно тяжелые вилки, можно сделать еще два красивых опыта.

Для первого из них понадобятся бутылка, яйцо и корковая пробка или кусок моркови. В нижнем конце пробки или морковки сделай выемку, чтобы она плотно садилась на конец яйца. Вилки воткни так, как показано на рисунке.

Теперь, прикрыв яйцо такой «шляпой», ты легко нащупаешь положение, при котором оно будет спокойно стоять на горлышке бутылки. И даже не на всем горлышке, а на его краю!

Для второго опыта понадобится достаточно толстая монета, лучше всего рубль. Она должна плотно входить между зубьями вилок.

Сложи вилки так, чтобы зубья одной легли на зубья другой. В прорез между средними зубьями просунь монету.

Теперь, после нескольких неудачных попыток, тебе удастся положить это коромысло монетой на край стакана. На рисунке хорошо видно, как оно должно лежать.

Хочешь попробовать вылить воду из этого стакана, не сбросив вилок и монеты? Задача не так уж трудна, как это может показаться.

Знаешь ли ты, как делают доски? Для этого есть специальная машина. Она называется лесопильной рамой.

В машине качается стальная рамка с пилами. Вверх — вниз! Вверх — вниз! Острые зубья пил так и сверкают. Машина захватывает бревно и толкает его прямо на пилы. Вжжи-вжжи! Вжжи-вжжи! Опилки летят фонтаном. С другой стороны машины вылезает уже не бревно, а пачка длинных досок.

Раньше, когда машин не было, бревна распиливали вручную. Клали бревно на высокие козлы, и один пильщик становился сверху, а другой — снизу. Они держали за концы длинную пилу. Оба пильщика наклонялись — вжжи! — пила шла вниз. Потом оба выпрямлялись — пила шла вверх. Потом снова наклонялись. Вжжи!

Так они и кланялись целый день. Пройдут раз вдоль бревна — одну доску отпилят. Еще раз пройдут — еще одну отпилят. Тяжелая это была работа!

Сейчас так почти нигде уже не пилят. Но ты можешь сделать игрушечного пильщика. Он будет очень прилежно кланяться и «пилить» край стола. Впрочем, стол от этого не пострадает, так что смело берись за работу..

Для туловища пильщика подбери корковую пробку от бутылки. Чем больше она будет, тем лучше. Если большой пробки нет, можешь взять обрезок толстой морковки длиной 4–5 см. Но такой пильщик проживет всего один день. Потом морковка высохнет и съежится.

Заостри две спички и воткни их в пробку снизу. Это ноги. Головки спичек будут башмачками пильщика. Пилу согни из толстой проволоки. Она должна быть в два-три раза длиннее фигуры. Верхний конец воткни поглубже в пробку там, где у живого пильщика была бы грудь. На нижний конец проволоки насади картофелину.

Голову и руки пильщика вырежь из бумаги и приклей к туловищу или вылепи из пластилина. Чтобы проволока больше была похожа на пилу, приделай к ней зубья. Вырежь из бумаги полоску с зубчиками и отогни ее край. Хорошо намазав край клеем, надень полоску на проволоку и сожми.

Когда клей высохнет, пильщик будет готов приняться за свой тяжелый труд. Поставь его на край стола и подогни проволоку, чтобы стоял ровно. А теперь качни картофелину. Пильщик начнет качаться. Раз, два! Раз, два! Вверх — вниз! Так он может долго работать своей пилой. А когда «устанет» и остановится, качни его снова.

Это еще одна интересная игрушка с устойчивым равновесием. Тело и голову воробья вылепи из пластилина. Прекрасный клюв получится из шипа акации, терна или другого колючего растения. Если подходящего шипа нет, можешь просто заострить палочку и вдавить ее в пластилин. Глаза воробья — шляпки гвоздей, бусины или спичечные головки. Вместо хвоста воткни несколько перышек. Ноги — из спичек.

На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело воробья позади лапок, укрепи противовес. Это может быть шарик из пластилина, небольшая картофелина, наконец, просто гайка, повешенная на крючок. В тело воробья проволока должна входить позади лапок.

При достаточно тяжелом грузе воробей будет отлично сидеть на пальце. А если посадить его на ветку в саду, он будет покачиваться, как живой. Можно сажать его и на новогоднюю елку.

Ну, а что будет, если груз легче воробья? Усидит наша птичка или свалится?

Когда мы ставили карандаш на острие, то выяснили, что равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры. Теперь главная тяжесть — туловище воробья — выше точки опоры. Значит, бедняга упадет?

Не торопись с ответом. Проверь сначала на опыте. Передвигай картофелину или пластилиновый шарик вверх и вниз по проволоке. Пытаясь уравновесить воробья при разных положениях легкого груза, ты увидишь, что птичка сидит устойчиво, когда груз сдвинут далеко вниз.

А если груз высоко, под самым пальцем, то воробей будет опрокидываться.

Выходит, что устойчивость равновесия зависит не только от веса, но и от положения груза.

Чтобы получше в этом разобраться, можешь сделать еще один опыт с пластилиновым воробьем. Попробуй уравновесить его, подперев проволоку ребром линейки. Ты увидишь, что чем выше поднят противовес, тем ближе к воробью то место проволоки, на котором она уравновешивается. Это место называют центром тяжести всего сооружения.

Не жалея времени на пробы, ты увидишь, что воробей сидит на пальце до тех пор, пока центр тяжести остается ниже точки опоры. А как только он станет выше, воробей начнет падать.

Значит, не обязательно, чтобы главная тяжесть была внизу. Важно, чтобы ниже точки опоры был центр тяжести. Тогда при нарушении равновесия центр тяжести будет подниматься. А поднять центр тяжести — это все равно, что поднять весь груз вместе: и воробья, и противовес, и проволоку. Конечно, центр тяжести будет всегда тянуть вниз и равновесие будет восстанавливаться.

Чтобы лучше разобраться в сказанном, сделай еще один опыт. В спичечный коробок положи тяжелую гайку. Сдвинь ее как можно ближе к одному краю. Теперь этот край будет удерживаться на столе, даже если почти весь коробок висит в воздухе.

Этот опыт далеко не так красив, как опыты с поварешкой и тарелкой. Но есть в нем одна замечательная особенность. Здесь вся тяжесть лежит выше точки опоры, а коробок не падает!

Почему? Теперь ты, наверное, сможешь догадаться.

Дело в том, что если коробок начнет переваливаться через край стола, гайка поднимется. Иными словами, при нарушении равновесия центр тяжести будет подниматься. Поэтому равновесие будет восстанавливаться.