Pokusy z kapalin pro sedmáky
Jak nenamočit ubrousek,
přestože ho dáš do vody
Potřeby: kelímek od
jogurtu, sklenička, ubrousek, větší průhledná nádoba (např. uříznutá PET láhev)
naplněná vodou
Příprava a provedení:
- do kelímku nacpi zmačkaný ubrousek tak, aby
nevypadl
- kelímek ponoř do vody dnem vzhůru
- namočil se ubrousek, když byl v kelímku celý pod
vodou?
Vysvětlení, aneb proč se
ubrousek nenamočil:
- v kelímku s ubrouskem je vzduch
- jestliže ponoříš kelímek do vody dnem vzhůru,
vzduch v něm zůstane - nemá kam unikat, vzduch má menší hustotu než voda a
zůstává pořád nad ní.
- ubrousek i pod vodní hladinou zůstává ve vzduchu,
proto je po vytažení nádoby z vody suchý
- zopakujte pokus se skleničkou místo s kelímkem a
všimněte si, jak voda přece jen trochu vzduch ve skleničce stlačí a vleze
dovnitř.
Umíte nafouknout balónek
bez foukání?
Potřeby: plastová láhev, nafukovací balónek, nůž,
nůžky, větší nádoba s vodou
Příprava a provedení:
- odřízni spodní část láhve
- na zbytek láhve s hrdlem navleč nafukovací
balónek
- láhev pak ponořuj kolmo do vody. Proč se balónek
nafukuje?
Vysvětlení:
- uříznutým dnem vniká do láhve voda
- vzduch má menší hustotu než voda, proto je
neustále nad vodní hladinou. Voda ho vytlačuje do balónku. Zkuste si
naopak rukou stlačit balónek a vyhnat vodu zpátky.
- ejhle! Vzduch a voda se nemíchají, dělí je
hladina. Vzduch má vždycky navrch.
Umí vzduch tlačit?
Potřeby: sklenice se šroubovacím víčkem, hadička,
větší injekční stříkačka, malý nafukovací balónek, provázek, vrtačka, lepidlo
chemopren (tmel nebo plastelína)
Příprava a provedení:
- požádej o pomoc dospělého a vyvrtejte ve víčku
otvor pro hadičku
- hadičku zasuň do otvoru a utěsni chemoprenem
(tmelem nebo plastelínou)
- malý balónek trochu nafoukni, zavaž ho a vlož do
sklenice, kterou dobře uzavři víčkem s hadičkou
- k volnému vnějšímu konci hadičky připevni
injekční stříkačku
- vysávej vzduch ze sklenice, potom opět do ní
vzduch napouštěj a pozoruj, co se děje s balónkem
Vysvětlení:
- pokud budeš vzduch ze sklenice vysávat, vzduch se
bude zřeďovat a jeho tlak se bude zmenšovat
- na zmenšující se tlak vzduchu ve sklenici reaguje
vzduch uvnitř balónku tak, že se rozpíná
- naopak, budeš-li pomocí pístu z injekční
stříkačky vzduch stlačovat, bude vzduch zvenku tlačit na balónek a tím
objem balónku zmenšovat
Plastelínové kuličky
Pomůcky: pingpongový míček, plastelína, nádoba
s vodou.
Připravit předem: pingpongový míček obalíme tenkou vrstvou
plastelíny a ze zbytku plastelíny vyrobíme kuličku o stejném průměru.
Provedení: ukážeme studentům dvě zdánlivě shodné
kuličky. Jedna po vhození do vody klesá ke dnu, druhá zůstane na hladině.
Vysvětlení: kulička s míčkem má menší hmotnost - její
hustota je menší než hustota vody. Samotná plastelína má hustotu větší než
voda.
Poznámky: jednoduše si takto pořídíme dvě kuličky o
shodném objemu ale různé hmotnosti.
Hydraulické stříkačky
Pomůcky: menší a větší injekční stříkačka, voda, dva
dobrovolníci.
Připravit předem: vyděláme píst z malé stříkačky a nasajeme
přes ni vodu do velké. Po nasunutí malého pístu zpět je soustava naplněná.
Provedení: vyzveme dva dobrovolníky. Oba uchopí
stříkačky a na povel je stisknou. K velkému překvapení většiny člověk s malou
stříkačkou bez potíží přetlačí velkou stříkačku. Člověk u velké stříkačky
dokonce není schopen přetlačit samotné tření v malé stříkačce.
Vysvětlení: síla působí u větší stříkačky na větší
plochu - vyvolává menší tlak než menší píst. Kapalina se proto dá do pohybu od
malé k velké stříkačce.
Technické provedení: použil jsem malou 5 ml a velkou 150 ml
injekční stříkačku. Na malou jsem nasunul kus akvarijní hadičky a na velkou kus
širší hadice (průměr
Sklenice vzhůru nohama
Pomůcky: papír, čtvrtka, karton, sklenice s rovným
dnem, kterou lze občankou zakrýt, voda (obarvená),
Provedení: sklenici naplníme vodou (případně ji
obarvíme), navlhčíme prstem okraje a přiklopíme papír. Papír mírně přitlačíme a
otočíme sklenici vzhůru dnem. Papír opatrně pustíme - neodpadne od sklenice,
voda paradoxně zůstává uvnitř sklenice, nevyteče.
Totéž se stane i v případě, že voda vyplňuje pouze část sklenice.
(Pro pocit bezpečí je vhodné pokus předvádět nad umyvadlem.)
Vysvětlení: na papaír působí zespodu tlaková síla
vyvolaná atmosférickým tlakem.
Prosím připravte si různé druhy
papírů a vše si zkuste doma předem.
Pascalův ježek
Potřeby: ping-pongový míček, injekční stříkačka, jehla nebo
špendlík
Provedení: Do ping-pongového míčku udělejte větší
díru a vložte do ní začátek injekční stříkačky, poté jí k míčku pevně
přilepte. Do míčku udělejte několik malých děr, kterými budete moci nasát vodu,
zvedáním pístu stříkačky.
Vysvětlení: Po
nasátí vody do pingpongového míčku a po zmačknutí pístu, bude voda z míčku
vytékat všemi otvory stejně rychle a stejným směrem, díky tomu, že v celém
míčku je všude stejný tlak.
Proč se voda nasaje do
sklenice?
Potřeby: miska, plastová láhev, zápalky,
plastelína, nůž, voda
Příprava a provedení:
- z plastové láhve odřízni horní část a do okraje
spodní části udělej malý zářez
- do středu misky vlož kopeček plastelíny, zapíchni
do ní 1 - 2 zápalky a do misky nalij vodu
- zapal zápalky a přiklop je upravenou láhví
- pozoruj, co se bude dít, až zápalky zhasnou
Vysvětlení:
- při hoření se pod lahví zvětšuje objem vzduchu -
dochází k jeho rozpínání při zahřívání
- možná si dokonce všimneš, že teplý vzduch
probublává okolo "poklopu" ven
- když zápalky dohoří, vzduch uvnitř láhve začne
chladnout, tím dochází ke zmenšení jeho objemu. Uvolněný objem vyplní voda
z misky tlačená atmosférickým tlakem.
Vidličkový provazochodec
Pomůcky: dvě vidličky, korková zátka, sirka, delší
nit, ostřejší nůž, pomocník
Provedení: provazochodce umístíme koncem sirky
nejprve na špičku prstu, poté na ostří nože, nakonec na jeho hrot. Nespadne,
nanejvýš se kývá.
Za použití pomocníka napneme nit a umístíme provazochodce na ni. Když nit
skloníme, provazochodec se rozjede, aniž by spadnul.
Varianty: naklápíme vidličky do různých poloh a
sledujeme posun těžiště, který se projeví naklopením provazochodce. Efektní je
také sklopit vidličky k sobě kolem svislé osy - celek se sklopí tak, že sirka
zůstane ve vodorovné poloze.
Lze také použít pouze jednu vidličku a konec sirky umístit na špičku nože neb
na nehet.
Vysvětlení: těžiště provazochodce je díky vidličkám
pod koncem sirky - soustava je tedy stabilní.
Technické provedení: sirku na jednom konci seřízneme do špičky
a zabodneme do dolní podstavy zátky. Na druhém konci vyhlobíme nožem žlábek.
Vidličky souměrně zabodneme do zátky tak, aby jejich držadla směřovala dolů
(viz obrázek). Je nutno soustavu pečlivě vyvážit (vidličkami jde mírně pohybovat)- sirka musí být ve svislé poloze.
Vznášedlo
Potřeby
CD deska (možno sehnat ve výprodejích za několik korun), krabička od
fotografického filmu, nafukovací balónek, vteřinové lepidlo (příp. lepidlo na
plasty), hladká dřevěná deska (deska stolu)
Příprava
Doprostřed dna krabičky od filmu vyvrtáme nebo prorazíme otvor o průměru
asi 2 mm. Krabičku přilepíme dnem doprostřed na lesklou stranu CD (otvor v
krabičce prochází středem otvoru v CD). Na volný konec krabičky navlékneme
balónek.
Provedení
Položíme vznášedlo na desku a uvedeme ho do pohybu. Vidíme, že se velmi rychle
zastaví. Nafoukneme balónek otvorem ve dně a opět uvedeme vznášedlo do pohybu
po desce. Tentokrát se pohybuje téměř bez tření po celé desce. Toho můžeme
využít k řadě pokusů.
Pohybem po vodorovné desce
demonstrujeme rovnoměrný přímočarý pohyb. Uraženou dráhu můžeme
v pravidelných časových intervalech označovat pokládáním značkovacích
předmětů na desku.
Vysvětlení
Vzduch unikající z balónku malým otvorem vytváří mezi CD deskou a podložkou
vzduchový polštář, po kterém se vznášedlo pohybuje s minimálním třením.
Vznášedlo tak vykonává pohyb ve směru udělené rychlosti, případně složky tíhové
síly, která na něj působí na nakloněné rovině.
Poznámky
Zásoba vzduchu vystačí podle nafouknutí balónku až na několik minut provozu
vznášedla. Balónek můžeme nafouknout také přímo, mírně zatočit jeho krček a pak
ho navléknout na krabičku. Pokud má balónek dlouhý krček, takže se po
nafouknutí kácí, můžeme ho podepřít "límcem" z rozstřižené
papírové trubičky.
Mrak v láhvi
Existuje jednoduchý pokus, kterým
si můžete vyrobit v láhvi malý mrak. Budete k tomu potřebovat velkou zavařovací
sklenici s širokým otvorem, kus gumy (např. balónek), ze které uděláte víko
sklenice, křídový prášek nebo pleťový pudr a studenou vodu.
Vypláchněte sklenici a nalijte do
ní vodu do výšky asi