Nurek
Kartezjusza
Cel:
Zbadanie prawa Archimedesa oraz prawa Pascala.
Materiały:
duża
plastikowa butelka PET (np. po napoju)
woda
malutka
fiolka, np. po lekarstwach lub cynie, która swobodnie wchodzi do butelki
małe ciężarki,
np. ołów do wędki na ryby, gwoździki, śruba
miska
Rys.1 Materiały potrzebne do wykonania
doświadczenia nurek Kartezjusza.
Czynności:
• Pustą butelkę po napoju uzupełniamy wodą, zostawiając ok. 3cm od
zakrętki.
• Aby wykonać naszego
nurka, najpierw do miski nalewamy wodę. Gdy wrzucimy do niej fiolkę,
pływa ona po powierzchni. Fiolka musi jednak pływać otworem w dół
całkowicie zanurzona w wodzie, ale przy samej powierzchni. Do tego będą
nam potrzebne obciążniki. Jeśli używamy fiolki po cynie, umieszczamy w
środku śrubę. Do szyjki fiolki po lekarstwach za pomocą gumki
recepturki przymocowujemy gwoździki jako obciążniki. Manewrując liczbą
obciążników i wielkością bąbla powietrza we fiolce doprowadzamy fiolkę
do stanu równowagi.
• Naszego gotowego już nurka przenosimy do butelki. Wrzucamy
go do środka, a butelkę zakręcamy.
Rys.2 Gotowy do doświadczenia nurek
Kartezjusza.
• Obserwujemy co się dzieje podczas ściskania i gdy
przestaniemy ściskać butelkę.
Wynik:
Podczas ściskania butelki nurek tonie, gdy przestajemy ściskać wypływa
na wierzch.
Rys.3 Efekt wpływu ciśnienia spowodowanego
ściśnięciem butelki na nurka Kartezjusza.
zobacz
film
wykonany
na
pracowni
ZDF
zobacz
film
wykonany
na
pracowni ZDF
Dlaczego?
Rozwiązaniem tego problemu
jest bąbelek powietrza umieszczony wewnątrz fiolki. Nurek wykorzystuje
to, że woda w porównaniu do powietrza jest nieściśliwa. Ściskając
butelkę, ściskamy pęcherzyk powietrza, przez co zwiększamy ciśnienie
działające na pęcherzyk. Zmniejszamy przez to wyporność nurka, który
tonie. Gdy przestajemy ściskać butelkę zwiększa się wyporność nurka,
ciśnienie działające na bąbelek maleje i nurek wypływa na powierzchnię.
Inne
doświadczenia z działu budowa cząsteczkowa:
