16
М. Гравовский
Плавание воскового шарика
Слепите из воска шарика и опустите его в воду. Поскольку плотность воска меньше плотности воды, шарик будет плавать на поверхности воды. Теперь выдавите внутри шарика небольшой кусочек металла так, чтобы средняя плотность получившего шарика чут-чут превышала плотность воды. Если шарик резко опустить или бросить в воду, он утонет. Если же очень осторожно положить на поверхности воды — он может там удержаться и не опуститься на дно.
Это своеобразное плавание можно обьясить так. Вода не смачивает воск, поэтому свободная поверхность воды испrivляется (рис. 1), появляется сны, действующие на шарик со стороны испrivленной поверхности воды. Эти сны обусловлены поверхностью натяжением и направлены в нашем случае вертикально вверх (можно считать, что вода абсолотно не смачивает воск). Вместе с силой Архимеда они уравновешивают силу тяжестии шарика, не давя ему опуститься на дно.
Можно дать несколько других обьяснения. Искривление поверхности воды обусловливает дополнительный объем вытескенной шариком воды — сила Архимеда возвращает и уравновешивает силу тяжестии шарика.
Этот опыт допускает интересный вариант. Опустите утяжеленный металлом восковой шарик на доно больше этого стеклянного сосуда, наполненного водой. Затем прогрузите в сосуд стакан, перевернуть вверх дом, и накройте стаканом шарик так, чтобы он плавал на поверхности воды внутри стакана (рис. 2). Теперь медленно поднимайте стакан — вместе с ним поднимается и плавающий шарик. (Таким образом можно поднять шарик со дна сосуда, не прикасаясь непосредственно к самому шарику.) Когда шарик поднимается до уровня воды в сосуде, осторожно уберите стакан. Для этого медленно приподнимайте край стакана с одной стороны, страясь не вызвать появления пузырей и не взболтать поверхностью слой воды в сосуде.
В заключение нескольких указаний к проведению опыта. Рекомендуемый диаметр воскового шарика — 2—3 см, а диаметр стакана — примерно в два раза больше. Для устойчивости плавания шарика кусочек металла лучше выдать не в центр шарика, а сместить в сторону. Перед опытом шарик нужно высушить.
Вместо шарика можно использовать кусочек парафиновой свечи диаметром приблизительно 2 см и длиной 4—5 см. Для утяжеления свечи можно воткнуть в нее несколько железных гвоздиков или привазать кусочек медной проволки. Дальше опыт проводится так же, как с шариком.