Τα πειράματα
Κρίμα τη δύναμή σου... (ένας αδύναμος μασίστας)
Δυνάμεις, Συνισταμένη δυνάμεων
Τι χρειάζεσαι
- Ένα βιβλίο
- Ένα μακρύ κομμάτι γερού σπάγκου
Τι θα κάνεις:
Δέσε το βιβλίο με το σπάγκο, όπως βλέπεις στην εικόνα. Ζήτησε από κάποιον (που να …φημίζεται για τη δύναμή του) να τεντώσει τις δυο άκρες του σπάγκου, ώστε τα δυο μέρη να έρθουν στην ίδια οριζόντια ευθεία.
Τι θα δεις:
Είναι αδύνατο να τα καταφέρει. Μπορεί να σπάσει το σπάγκο στην προσπάθειά του, αλλά δε θα μπορέσει να φέρει τα δυο μέρη στην ίδια οριζόντια ευθεία.
Αποτελέσματα
Για να σηκώσεις το βιβλίο, πρέπει να του ασκήσεις μια δύναμη αντίθετη στο βάρος του. Δεν μπορεί να δημιουργηθεί τέτοια δύναμη, όταν τα δυο μέρη του σπάγκου είναι στην ίδια ευθεία. Πρέπει να σχηματίζουν γωνία μικρότερη από 180 μοίρες. Μάλιστα, όσο πιο κοντά στην ευθεία είναι τα δυο μέρη του σπάγκου τόσο μεγαλύτερη δύναμη απαιτείται για να σηκώσεις το βιβλίο.
Αστοχίες - παρατηρήσεις
- Αν επιλέξουμε μικρότερο βάρος και χοντρό σπάγκο, υπάρχει περίπτωση να καταφέρει κάποιος να το τεντώσει, καθώς υπεισέρχονται πια και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την απλοποιημένη θεωρία.
- Όσο πιο μεγάλο είναι το βάρος και όσο πιο λεπτός ο σπάγκος, τόσο πιο επιτυχημένο είναι το πείραμα.
- Υπάρχει περίπτωση να σπάσει ο σπάγκος αν δεν είναι γερός, αφού οι δυνάμεις που ασκούνται πάνω του είναι πολύ μεγάλες.
Δύο αδύναμοι μασίστες
Δυνάμεις, Συνισταμένη δυνάμεων
Τι χρειάζεσαι
- Ένα σπάγκο 2 – 3 μέτρων
- Δύο φίλους
Τι θα κάνεις:
Δύο φίλοι τεντώνουν το σπάγκο, όσο πιο δυνατά μπορούν.
Εμείς πιέζουμε προς τα κάτω τη μέση του σπάγκου με το δάκτυλό μας
Τι θα δεις:
Ο σπάγκος κατεβαίνει προς τα κάτω με ευκολία.
Αποτελέσματα
Δύο οριζόντιες αντίθετες δυνάμεις, όσο μεγάλες και να είναι, δεν μπορούν να εξισορροπήσουν μία μικρή δύναμη, που είναι κάθετη σε αυτές. Αν μάλιστα, οι δύο δυνάμεις είναι σχεδόν αντίθετες, δηλαδή σχηματίζουν γωνία μεταξύ 170 και 180 μοιρών, μια κάθετη δύναμη δεκάδες φορές μικρότερή τους μπορεί να «νικήσει» τη συνισταμένη τους.
Πώς «πολλαπλασιάζεις» τη δύναμή σου... (τροχαλίες)
Δυνάμεις, Τροχαλίες
Ακόμη ένας διαγωνισμός δύναμης! Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση δεν παίζει σημαντικό ρόλο ούτε η τριβή ούτε η κατεύθυνση των δυνάμεων, όπως στα προηγούμενα πειράματα.
Τι χρειάζεσαι
- Δυο ξύλινα κοντάρια (π.χ. από σκούπες)
- Δυο …δυνατούς φίλους
- Ένα μακρύ σχοινί
Τι θα κάνεις:
Δώσε στους φίλους σου να κρατάνε από ένα κοντάρι. Δέσε τη μια άκρη του σχοινιού στο ένα κοντάρι και τύλιξε το σχοινί γύρω απ’ τα κοντάρια τέσσερις πέντε φορές, ενώ αυτά τα κρατάνε οι φίλοι σου οριζόντια και σε απόσταση περίπου μισού μέτρου το ένα απ’ το άλλο, όπως βλέπεις στην εικόνα.
Πες στους φίλους σου να προσπαθήσουν να κρατήσουν τα κοντάρια στη θέση τους, ενώ εσύ θα τραβάς την ελεύθερη άκρη του σχοινιού.
Τι θα δεις:
Παρόλο που είναι δυο και πιθανόν πιο δυνατοί από σένα, μπορείς να κάνεις τα κοντάρια να πλησιάσουν.
Τι συνέβη
Τα κοντάρια και το σχοινί όπως είναι τυλιγμένο γύρω τους αποτελούν ένα σύστημα τροχαλιών, που «πολλαπλασιάζει» τη δύναμή σου.
Εξηγήσεις για ...απαιτητικούς
Για κάθε δύο τροχαλίες που χρησιμοποιούμε υποδιπλασιάζουμε τη δύναμη που χρειάζεται να ασκήσουμε προκειμένου να σηκώσουμε ένα βάρος. Κάθε τύλιγμα του σπάγκου γύρω από ένα κοντάρι αντιστοιχεί σε μία τροχαλία. Αν λοιπόν οι φίλοι μας ασκούν δύναμη 100 Ν, εμείς τους νικάμε ασκώντας δύναμη λίγο μεγαλύτερη από 25 Ν.
Αστοχίες / παρατηρήσεις
Μπορούμε να εκτελέσουμε το πείραμα μόνοι μας, χρησιμοποιώντας δύο μολύβια: Δένουμε την μία άκρη ενός σπάγκου σε ένα σταθερό σημείο π.χ. πάνω στη σωλήνα ενός καλοριφέρ. Τυλίγουμε το σπάγκο γύρω από δύο παράλληλα μολύβια και δένουμε την άκρη του σε ένα από αυτά. Βάζουμε τα δάχτυλα των δύο χεριών μας ανάμεσα στα δύο μολύβια και προσπαθούμε να τα απομακρύνουμε. Είναι σχεδόν αδύνατο. Ωστόσο αν απομακρύνουμε τα δύο μολύβια από το καλοριφέρ τεντώνοντας το σπάγκο, τα μολύβια πλησιάζουν μεταξύ τους πάρα πολύ εύκολα.
Προς τα πού θα πέσει ο χάρακας;
Τριβή, Κέντρο Βάρους
Η δύναμη της τριβής μας επιφυλάσσει εκπλήξεις!
Τι χρειάζεσαι
- Ένα μεγάλο χάρακα
Τι θα κάνεις:
- Στήριξε το χάρακα στους δυο δείκτες των χεριών σου, όπως βλέπεις στην εικόνα.
- Αν πλησιάσεις τους δείκτες μεταξύ τους, προς τα πού θα
πέσει ο χάρακας; - Πλησίασέ τους.
Τι θα δεις:
Δε θα πέσει ο χάρακας! Μερικές στιγμές κινείται μόνο ο ένας δείκτης σου και άλλες φορές και οι δύο, ώσπου συναντώνται
ακριβώς στο μέσο του.
Τι συνέβη
Μόλις ο ένας δείκτης πλησιάζει στο κέντρο περισσότερο απ’ τον άλλο, δέχεται μεγαλύτερο μέρος του βάρους του χάρακα. Επειδή όμως η δύναμη αυτή είναι μεγαλύτερη, θα είναι μεγαλύτερη και η τριβή μεταξύ αυτού του δείκτη και του χάρακα. Αυτό αναγκάζει το χάρακα να επιβραδυνθεί σ’ αυτό το χέρι και να επιταχυνθεί στο άλλο. Έτσι, είτε το θέλεις είτε όχι, τελικά οι δείκτες σου συναντώνται ακριβώς στο μέσο του χάρακα.
Πόσο μεγάλη μπορεί να είναι η τριβή;
Τριβή, Δράση - Αντίδραση
Η τριβή είναι μία από τις κορυφαίες δυνάμεις που καθορίζουν τη ζωή μας (η άλλη είναι η βαρύτητα φυσικά). Χωρίς την τριβή δεν θα μπορούσαμε να κάνουμε πολλά βασικά πράγματα, όπως να περπατήσουμε ή να κρατήσουμε κάποιο αντικείμενο στα χέρια μας. Ας δούμε πόσο δυνατή είναι…
Τι χρειάζεσαι
- Ένα χοντρό σχοινί
- Ένα … δέντρο
- Τρεις τέσσερις … φίλους
Τι θα κάνεις:
- Τύλιξε μια φορά το σχοινί γύρω απ’ το δέντρο.
- Κράτα τη μια άκρη και δώσε την άλλη άκρη στους φίλους σου απ’ την άλλη μεριά του δέντρου.
- Πες τους να δοκιμάσουν να το τραβήξουν και να σου το πάρουν.
Τι θα δεις:
Μάλλον δε θα τα καταφέρουν (εκτός κι αν έχεις πάρα πολύ δυνατούς φίλους…).
Τι συνέβη
Η τριβή μεταξύ του κορμού του δέντρου και του σχοινιού είναι τόσο μεγάλη, ώστε η δύναμη που πρέπει να βάλουν οι φίλοι σου μπορεί να είναι δέκα, είκοσι ή ακόμη και εκατό (!) φορές μεγαλύτερη απ’ τη δύναμη που ασκείς εσύ (το πόσο μεγαλύτερη δύναμη απαιτείται εξαρτάται απ’ το πόσο τραχιά είναι η επιφάνεια του κορμού του δέντρου). Σπουδαίο ρόλο στη δυσκολία να σε «νικήσουν» παίζει και το ότι όσο πιο δυνατά τραβάνε τόσο μεγαλύτερη γίνεται η τριβή.
Εξηγήσεις για ...απαιτητικούς
Μεταξύ του κορμού του δέντρου και του σπάγκου εμφανίζεται τριβή που γίνεται ολοένα μεγαλύτερη όσο πιο δυνατά τραβάμε το σκοινί και αυτό σφίγγει τον κορμό. Γι’ αυτό δεν μπορούμε να σύρουμε το σκοινί.
Η τριβή είναι μία δύναμη που ανατίθεται στη δύναμη που βάζουμε εμείς για να κινήσουμε ένα σώμα και εξαρτάται από τα υλικά που τρίβονται μεταξύ τους (συντελεστής τριβής). Έτσι, η τριβή μεταξύ πάγου και πολλών άλλων υλικών είναι πολύ μικρή και μπορούμε εύκολα να γλιστράμε πάνω στο πάγο. Αντίθετα, η τριβή μεταξύ καουτσούκ και ασφάλτου είναι πολύ μεγάλη με αποτέλεσμα οι ρόδες των αυτοκινήτων να μη γλιστράνε εύκολα στον στεγνό δρόμο.
Ο δεύτερος παράγοντας που επηρεάζει την τριβή είναι η δύναμη που ασκείται μεταξύ των αντικειμένων που τρίβονται. [Λυτό σημαίνει ότι δυσκολευόμαστε πολύ περισσότερο να σύρουμε μία βαριά ξύλινη ντουλάπα από ότι μία ελαφριά ξύλινη καρέκλα πάνω στο ίδιο πάτωμα. Αυτό συμβαίνει, μεταξύ άλλων, γιατί το βάρος της ντουλάπας, η δύναμη που αυτή ασκεί στο πάτωμα τελικά, είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό της καρέκλας.
Στο πείραμά μας ισχύουν και οι δύο παραπάνω παράγοντες. Αφενός μεταξύ του σκοινιού και του δέντρου υπάρχει μεγάλος συντελεστής τριβής και αφετέρου, όσο τραβάμε το σκοινί, τόσο σφίγγεται αυτό πάνω στον κορμό, ασκώντας του δύναμη και αυξάνοντας κι άλλο την τριβή μεταξύ τους.
Η τριβή μικροσκοπικά οφείλεται στο γεγονός ότι τα αντικείμενα που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους δεν είναι απολύτως λεία, παρά έχουν ανωμαλίες, σαν εγκοπές που εισέρχονται η μία στην άλλη.
Όταν δύο βιβλία ερωτεύονται...
Τριβή, Ατμοσφαιρική Πίεση
Ερωτεύονται δύο βιβλία; Όχι μόνο ερωτεύονται, αλλά ο έρωτάς τους είναι τόσο μεγάλος που δεν χωρίζουν με τίποτα. Γιατί… όπως λέει μία ευχή της φυσικής: «ους η ατμοσφαιρική πίεση και η τριβή συνέζευξαν, άνθρωπος μη χωριζέτω»!
Τι χρειάζεσαι;
2 βιβλία
Τι θα κάνεις:
- Φέρνουμε τα δύο βιβλία κοντά, απέναντι το ένα στο άλλο και βάζουμε τις σελίδες του ενός ανάμεσα στις σελίδες του άλλου, εναλλάξ ή ανά ομάδες των 3-4 σελίδων, με τρόπο ώστε κάθε ομάδα σελίδων του ενός να καλύπτει μεγάλο μέρος της σελίδας του άλλου.
- Όπως είναι τοποθετημένα πάνω στο τραπέζι με τις σελίδες του ενός ανάμεσα στις σελίδες του άλλου, τα πιέζουμε από πάνω, ώστε να κολλήσουν καλά μεταξύ τους.
- Πιάνουμε από τις άκρες τους τα δύο βιβλία με τα δυο μας χέρια και προσπαθούμε να τα αποκολλήσουμε τραβώντας τα προς δύο αντίθετες κατευθύνσεις.
- Στη συνέχεια, φυσάμε ανάμεσα στις σελίδες των βιβλίων. Προσπαθούμε και πάλι να τα αποκολλήσουμε.
Τι θα δεις:
Στην αρχή δεν μπορούμε ξεκολλήσουμε τα βιβλία. Όταν φυσάμε ανάμεσά τους, τα βιβλία ξεκολλούν εύκολα.
Τι συνέβη;
Αρχικά, τα βιβλία δεν μπορούν να αποκολληθούν, καθώς η ατμοσφαιρική πίεση ασκεί πολύ ισχυρή δύναμη από την εξωτερική πλευρά των βιβλίων. Εντός των σελίδων δεν υπάρχει αέρας ώστε να ασκήσει πίεση αντίθετη προς την εξωτερική και να την εξισορροπήσει. Αυτή η διαφορά πίεσης και συνεπώς η εξωτερική δύναμη της ατμόσφαιρας προκαλεί πολύ μεγάλη τριβή ανάμεσα στις σελίδες, όταν προσπαθούμε να διαχωρίσουμε τα βιβλία. Η τριβή αυτή μάλιστα πολλαπλασιάζεται επί τον αριθμό των σελίδων που είναι σε επαφή.
Στη συνέχεια, όταν φυσάμε ανάμεσα στις σελίδες, εισχωρεί αέρας ανάμεσά τους που εξισορροπεί την εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση, οι σελίδες δεν είναι πια σε στενή επαφή μεταξύ τους και η τριβή ελαχιστοποιείται. Έτσι, μπορούμε να ξεχωρίσουμε εύκολα τα βιβλία.
Ιδέα παρουσίασης στην τάξη
Ενώνουμε δύο βιβλία και καλούμε δύο μαθητές που υποτίθεται ότι είναι οι πιο δυνατοί της τάξης, να τα διαχωρίσουν. Δεν τα καταφέρνουν. Καλούμε δύο μαθήτριες για να δοκιμάσουν, ενώ εμείς έχουμε χαλαρώσει λίγο τα βιβλία κουνώντας τα το ένα μέσα στο άλλο ή φυσώντας ανάμεσα στις σελίδες τους, ώστε να εισέλθει αέρας ανάμεσά τους. Αν όλα πάνε καλά, οι μαθήτριες θα τα καταφέρουν και οι «δυνατοί» μαθητές θα… «ρεζιλευτούν».
Αστοχίες
Αν δεν μπερδέψουμε αρκετές σελίδες των δύο βιβλίων μεταξύ τους ή δεν πατήσουμε καλά τα βιβλία αμέσως μετά, μπορεί τα δύο βιβλία να διαχωριστούν εύκολα, μόλις τα τραβήξουμε.
Αν μπερδέψουμε πολλές σελίδες και πολύ βαθιά τη μία μέσα στην άλλη, τότε δεν θα μπορούμε να ξεκολλήσουμε τα βιβλία όταν το θελήσουμε, ακόμη κι αν φυσήξουμε μέσα τους.
Υπάρχει περίπτωση να σκιστούν τα εξώφυλλα των βιβλίων την ώρα που προσπαθούμε να τα διαχωρίσουμε.
Τζετ σκι
Δράση - αντίδραση, 3ος Νόμος του Νεύτωνα
Για να κάνουμε τζετ – σκι στην παραλία πρέπει να διαθέτουμε δίπλωμα οδήγησης. Αν ωστόσο δεν έχουμε δίπλωμα και θέλουμε να ασχοληθούμε με το τζετ – σκι… υπάρχει εναλλακτική λύση. Ίσως να μην είναι τόσο εντυπωσιακή, αλλά τουλάχιστον… μαθαίνουμε φυσική!
Τι χρειάζεσαι
- 1 πλαστικό μπουκάλι 500 ml,
- ξύδι, μαγειρική σόδα,
- 1 καλαμάκι,
- πλαστελίνη,
- 1 ψαλίδι,
- 1 μπανιέρα (ή μια μεγάλη λεκάνη) με νερό.
Τι θα κάνεις:
- Τρυπάμε το καπάκι του μπουκαλιού με το ψαλίδι, έτσι ώστε να δημιουργηθεί μία μικρή τρύπα.
- Κόβουμε το καλαμάκι ώστε να έχει μήκος μέχρι 10 εκ. και το περνάμε μέσα από την τρύπα του μπουκαλιού, αφήνοντας να προεξέχει από το εξωτερικό μέρος του καπακιού λίγα εκατοστά.
- Στερεώνουμε το καλαμάκι εσωτερικά και εξωτερικά στο καπάκι με λίγη πλαστελίνη.
- Ρίχνουμε στο μπουκάλι 200 ml ξύδι και 100 ml νερό.
- Προσθέτουμε στο μπουκάλι δύο κουταλιές της σούπας μαγειρική σόδα, βιδώνουμε κατευθείαν το καπάκι και τοποθετούμε το μπουκάλι στην μπανιέρα.
Τι θα δεις:
Μάλλον δε θα τα καταφέρουν (εκτός κι αν έχεις πάρα πολύ δυνατούς φίλους…).
Τι συνέβη
Το μπουκάλι εκτοξεύει μείγμα ξυδιού και νερού μέσα από το καλαμάκι προς τη μία κατεύθυνση και κινείται πάνω στο νερό προς την άλλη.
Εξηγήσεις για ...απαιτητικούς
Το οξικό οξύ του ξυδιού αντιδρά με τη μαγειρική σόδα παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα. Επειδή το παραγόμενο αέριο καταλαμβάνει μεγάλο όγκο πιέζει το υγρό μείγμα, το οποίο διαφεύγει με ταχύτητα μέσα από το καλαμάκι. Όπως λοιπόν το μπουκάλι ασκεί δύναμη στο μείγμα προς τη μία κατεύθυνση, έτσι και το μείγμα ασκεί με τη σειρά του ίση και αντίθετη δύναμη προς αυτό, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα. Εξαιτίας αυτής της δύναμης το μπουκάλι κινείται.
Αστοχίες / Παρατηρήσεις
Φροντίζουμε ώστε το καλαμάκι μέσα στο μπουκάλι να βρίσκεται μέσα στο διάλυμα ξυδιού και όχι στον αέρα. Έτσι, θα εκτοξεύει ξύδι και όχι αέρα που έχει μικρότερη μάζα και συνεπώς μικρότερη ορμή. Στην αντίθετη περίπτωση το «τζετ-σκι» μας θα κινείται πολύ πιο αργά.
Μπαλαρίνα
Δράση - αντίδραση, 3ος Νόμος του Νεύτωνα
Τι χρειάζεσαι
- 1 χάρτινη συσκευασία φρέσκου γάλατος 1 λίτρου,
- σπάγκος,
- ψαλίδι,
- νερό.
Τι θα κάνεις:
- Τρυπάμε το κουτί ψηλά στο κέντρο του, στο σημείο όπου αναγράφεται η ημερομηνία λήξης του.
- Περνάμε ένα κομμάτι σπάγκο μέσα από την τρύπα και τον δένουμε, ώστε να μπορούμε να κρεμάσουμε το κουτί από αυτόν.
- Με ένα ψαλίδι ανοίγουμε διαδοχικά τέσσερις τρύπες στα τοιχώματα του κουτιού, σε σημεία κάτω αριστερά της κάθε πλευράς.
- Γεμίζουμε το κουτί με νερό και το κρεμάμε από τον σπάγκο πάνω από τον νιπτήρα.
Τι θα δεις:
Το μπουκάλι εκτοξεύει νερό από τις τέσσερις τρύπες του και περιστρέφεται.
Τι συνέβη
Οι δυνάμεις που ασκούνται στο κουτί εξηγούνται από τον 3ο Νόμο του Νεύτωνα: Το νερό εκτοξεύεται προς τη μία κατεύθυνση πιεζόμενο από το περιεχόμενο του κουτιού και το νερό με τη σειρά του ασκεί ίση και αντίθετη δύναμη προς το κουτί. Οι τρύπες, ανά δύο απέναντι, δημιουργούν ζεύγος δυνάμεων που περιστρέφουν το κουτί ως προς κάθετο άξονα που ορίζεται νοητά από τον κατακόρυφο σπάγκο, από τον οποίο κρέμεται το κουτί.
Αστοχίες / Παρατηρήσεις
- Φροντίζουμε να έχουμε καθαρίσει τις τρύπες από υπολείμματα χαρτιού ώστε να μη βουλώνουν και να εξασφαλίζεται έτσι η απρόσκοπτη ροή του νερού.
- Προσοχή: Καθώς το κουτί περιστρέφεται, δημιουργείται η ψευδαίσθηση ότι το νερό από τις τρύπες του εκτοξεύεται οριζοντίως καμπυλόγραμμα, κάτι που δημιουργεί παρανοήσεις στους μαθητές και φαίνεται να αντιβαίνει στον 3ο Νόμο του Νεύτωνα. Κρίνεται σκόπιμο λοιπόν, κάποια στιγμή να σταθεροποιήσουμε το κουτί, για να διαπιστώσουν όλοι ότι οι πίδακες κάμπτονται μόνο κατακόρυφα, λόγω της βαρύτητας.
Μπαλονοπύραυλοι
Δράση - αντίδραση, 3ος Νόμος του Νεύτωνα, Αρχή Διατήρησης της Ορμής
Πρόκειται για ένα από τα πιο διασκεδαστικά πειράματα και ένας από τους καλύτερους τρόπους για την κατανόηση του 3ου Νόμου του Νεύτωνα και της αρχής διατήρησης της ορμής. Είναι απαραίτητο ωστόσο να εμπλακούν περισσότερα άτομα στην εκτέλεσή του.
Τι χρειάζεσαι
- μπαλόνι,
- 1 καλαμάκι,
- πετονιά ή κλωστή,
- κολλητική ταινία
Τι θα κάνεις:
- Κόβουμε το σπαστό μέρος από ένα καλαμάκι και περνάμε από μέσα του σπάγκο ή πετονιά μήκους 5 – 30 μέτρων, ανάλογα με το μέγεθος του μπαλονιού μας (όσο πιο μεγάλο το μπαλόνι, τόσο πιο πολύς σπάγκος θα μας φανεί χρήσιμος) και του διαθέσιμου χώρου μας.
- Φουσκώνουμε ένα μπαλόνι και το κολλάμε πάνω στο καλαμάκι, με τρόπο ώστε το στόμιο του μπαλονιού να είναι παράλληλο με το σκοινί. Το κρατάμε φουσκωμένο με το χέρι μας, χωρίς να δέσουμε το στόμιό του.
- Ένας/μία συμμαθητής/συμμαθήτριά σου πιάνει την άλλη άκρη του σπάγκου και απομακρύνεται μέχρι ο σπάγκος να τεντώσει καλά.
- Φέρνουμε το φουσκωμένο μπαλόνι στην αρχή της διαδρομής με το στόμιο να κοιτά προς τα εμάς. Αφήνουμε το στόμιο του μπαλονιού.
Τι θα δεις:
Το μπαλόνι εκτοξεύεται και ταξιδεύει κατά μήκος του σπάγκου, όσο έχει αέρα μέσα του.
Τι συνέβη
Η κίνηση των μπαλονιών οφείλεται στον τρίτο νόμο του Νεύτωνα: Το μπαλόνι ωθεί τον αέρα προς τα πίσω ξεφουσκώνοντας και ο αέρας ωθεί με την ίδια δύναμη το μπαλόνι προς τα μπρος. Η κίνηση μπορεί να δικαιολογηθεί και ως εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ορμής.
Εφαρμογή
Στην παραπάνω αρχή βασίζεται η λειτουργία των πυραύλων αλλά και των αεροπλάνων τζετ. Οι πύραυλοι καίνε τα καύσιμά τους, εκτοξεύοντας με μεγάλη δύναμη τα καυσαέρια προς τα πίσω. Αυτά με τη σειρά τους σπρώχνουν με ίση και αντίθετη δύναμη τον πύραυλο προς τα εμπρός. Η δύναμη αυτή προσδίδει μεγάλη επιτάχυνση στον πύραυλο, που σε λίγα μόνο λεπτά μπορεί να φτάσει σε ταχύτητα μερικών χιλιάδων χιλιομέτρων ανά ώρα.
Ιδέες παρουσίασης στην τάξη
Οι μαθητές σχηματίζουν ομάδες των τεσσάρων ατόμων και φτιάχνουν τους μπαλονοπυραύλους τους. Σε κάθε ομάδα είναι απαραίτητοι δύο μαθητές για να κρατάνε τις δύο άκρες του σπάγκου, ένας μαθητής για να συγκρατεί το μπαλόνι και ένας για να σταθεροποιήσει το μπαλόνι στο καλαμάκι με την κολλητική ταινία.
Οι ομάδες στέκονται δίπλα – δίπλα, κρατώντας τους σπάγκους παράλληλους μεταξύ τους, ο αφέτης δίνει το έναυσμα και… τα μπαλόνια φύγανε! Ο ανταγωνισμός σίγουρα προβλέπεται σκληρός.
Αστοχίες / Παρατηρήσεις
Συμβουλές… νίκης:
- Τα μακρουλά μπαλόνια ταξιδεύουν πολύ πιο μακριά από τα στρογγυλά. Μπορούν να διανύσουν απόσταση μεγαλύτερη από 30 μ.
- Αν χρησιμοποιηθεί πετονιά αντί για σπάγκος, τα μπαλόνια ταξιδεύουν πιο γρήγορα και διανύουν ακόμη μεγαλύτερες αποστάσεις, καθώς η τριβή ανάμεσα στη πετονιά και το καλαμάκι είναι πολύ μικρή.
- Κολλάμε τα μακρουλά μπαλόνια πάνω στα καλαμάκια με τρόπο ώστε οι άξονές τους να είναι ακριβώς παράλληλοι, αν θέλουμε να… κερδίσουμε.
- Προσέχουμε ώστε οι σπάγκοι να είναι εντελώς τεντωμένοι.
- Φροντίζουμε ώστε αυτός που θα σταθεί κρατώντας το τέλος του σπάγκου, να μην είναι φοβιτσιάρης! Πολλά παιδιά βλέποντας το μπαλόνι να έρχεται με ταχύτητα πάνω τους, τρομάζουν και χαλαρώνουν ή παρατάνε εντελώς τον σπάγκο.
- Κολλάμε το μπροστινό μέρος των μακρουλών μπαλονιών πάνω το καλαμάκι και όχι τη μέση ή το πίσω μέρος τους. Να μη ξεχνάμε ότι τα μπαλόνια αυτά ξεφουσκώνουν από πίσω. Αν τα κολλήσουμε στο κέντρο τους, για παράδειγμα, τότε αυτά θα ξεκολλήσουν από το καλαμάκι και θα σταματήσουν πια να κινούνται μόλις θα έχουν ξεφουσκώσει μέχρι τη μέση τους.
Δωρεάν καύσιμα
Δράση - αντίδραση, 3ος Νόμος του Νεύτωνα, Αρχή Διατήρησης της Ορμής
Τα καυσαέρια των αυτοκινήτων ρυπαίνουν το περιβάλλον. Γι’ αυτόν το λόγο έχουν αναπτυχθεί εναλλακτικές τεχνολογίες, όπως η χρήση ηλιακής ή ηλεκτρικής ενέργειας που δεν παράγουν ρύπους. Ωστόσο, οι βιομηχανίες που παράγουν τα ηλιακά κύτταρα ή ηλεκτρικό ρεύμα αντίστοιχα επιβαρύνουν πολύ σημαντικά το περιβάλλον.
Υπάρχει ένας και μοναδικός, αποκλειστικά οικολογικός τρόπος κίνησης, τον οποίο και θα εφαρμόσουμε σε αυτό το πείραμα. Πρέπει να διαθέτουμε γερά πνευμόνια βεβαίως! Όσο για το όχημα… σίγουρα επιδέχεται μεγάλα περιθώρια βελτίωσης!
Τι χρειάζεσαι
- 1 μπαλόνι,
- 3 καλαμάκια,
- κολλητική ταινία,
- 2 ξυλάκια για σουβλάκια,
- 4 καπάκια,
- ένα ξυράφι κοπής,
- ένα άδειο κουτί γάλατος 1 λίτρου
Τι θα κάνεις:
- Στερεώνουμε με κολλητική ταινία τα δύο καλαμάκια πάνω στο χάρτινο κουτί, με τρόπο ώστε να απέχουν μεταξύ τους 10 – 15 cm και να είναι κάθετα στη μεγάλη διάσταση του κουτιού.
- ερνάμε μέσα από κάθε πλαστικό καλαμάκι ένα ξυλάκι από σουβλάκι.
- Με το ξυράφι ανοίγουμε μικρές τρυπούλες, μικρότερες από τη διατομή που έχουν τα ξυλάκια, στο κέντρο των καπακιών.
- Στερεώνουμε τα καπάκια στις άκρες από τα ξυλάκια. Έτσι έχουμε φτιάξει ένα μικρό χάρτινο αυτοκίνητο με ρόδες από καπάκια που έχουν ως άξονες τα δύο ξυλάκια, τα οποία μπορούν να περιστρέφονται μέσα στα δύο πλαστικά καλαμάκια.
- Στερεώνουμε το τρίτο καλαμάκι στο κέντρο του κουτιού, από την πάνω πλευρά του και παράλληλα με τον μεγάλο άξονά του.
- Περνάμε τη μία άκρη από το πλαστικό καλαμάκι στο χείλος του μπαλονιού, το οποίο και στερεώνουμε με κολλητική ταινία,| με τέτοιο τρόπο ώστε να μη μπορεί να διαφύγει αέρας από κάποια τρυπούλα ή κενό.
- Φουσκώνουμε το μπαλόνι και αφήνουμε ελεύθερο το αυτοκινητάκι.
Τι θα δεις:
Το αυτοσχέδιο αυτοκινητάκι αρχίζει να κινείται στην αντίθετη κατεύθυνση από αυτή που εξέρχεται ο αέρας από το καλαμάκι.
Τι συνέβη
Ισχύει ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα (δράσης – αντίδρασης): Το μπαλόνι ωθεί τον αέρα προς τα πίσω ξεφουσκώνοντας και ο αέρας ωθεί με την ίδια δύναμη το αυτοκινητάκι προς τα εμπρός. Η κίνηση μπορεί να δικαιολογηθεί και ως εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ορμής.
Αστοχίες / Παρατηρήσεις
- Καλό θα ήταν, το καλαμάκι που συνδέεται με το μπαλόνι να έχει μεγαλύτερη διατομή από ένα κοινό καλαμάκι, να χρησιμοποιήσουμε δηλαδή ένα καλαμάκι γρανίτας. Έτσι θα εκτοξεύεται μεγαλύτερη ποσότητα αέρα και το αυτοκινητάκι μας θα κινείται γρηγορότερα.
- Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα μακρουλό μπαλόνι («μπαλονοπύραυλο»), αντί για σφαιρικό μπαλόνι με καλαμάκι, το οποίο απλά θα σταθεροποιήσουμε με σελοτέιπ πάνω στο κουτί. Ωστόσο, το όχημα δεν θα κινείται με επαρκή ταχύτητα.
Το ελικόπτερο
Δράση - αντίδραση, 3ος Νόμος του Νεύτωνα
Έχουμε κατασκευάσει υποβρύχια, αυτοκίνητα, πυραύλους, τζετ-σκι. Οχήματα για ξηρά και θάλασσα δηλαδή. Τώρα έφτασε η ώρα να πετάξουμε!
Τι χρειάζεσαι
- 3 μολύβια,
- 1 κομμάτι χαρτόνι 2 χ 10 cm ως 4 χ 15 cm,
- κολλητική ταινία.
Τι θα κάνεις:
- Τοποθετούμε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο μολύβια αριστερά και δεξιά ενός τρίτου, έτσι ώστε οι μύτες τους να έχουν αντίθετη κατεύθυνση από το μεσαίο. Φροντίζουμε ώστε οι μύτες αυτών των δύο μολυβιών να είναι στο ίδιο ύφος. Τελικά, θα πρέπει να έχουμε δημιουργήσει ένα ιδιότυπο «πηρούνι» με δύο μύτες, όπως στην εικόνα.
- Δένουμε προσεκτικά τα τρία μολύβια μεταξύ τους με κολλητική ταινία.
- Διπλώνουμε διαγωνίως, και ελαφρώς προς τα κάτω ένα τμήμα των δύο μεγάλων πλευρών του χαρτονιού και το τρυπάμε στο κέντρο του με τις μύτες των δύο μολυβιών. Το σταθεροποιούμε πάνω στα δύο μολύβια, των οποίων οι μύτες εισχωρούν στις δύο μικρές τρυπούλες που έχουμε ανοίξει.
- Κρατάμε κατακόρυφα την κατασκευή ανάμεσα στις δύο παλάμες μας και την περιστρέφουμε.
Τι θα δεις:
Τι συνέβη
Καθώς το χαρτί περιστρέφεται, οι διπλωμένες άκρες του χτυπούν τον αέρα με δύναμη που κατευθύνεται προς τα κάτω. Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα και ο αέρας ασκεί δύναμη στο χαρτί, αλλά προς τα επάνω. Έτσι το χαρτί ανέρχεται όση ώρα περιστρέφεται.
Ιδέες παρουσίασης στην τάξη:
Πολύ εύκολα μπορούν να φτιάξουν οι μαθητές «ελικόπτερα» διαφόρων σχημάτων, χρωμάτων και μεγεθών και να επιδοθούν σε διαγωνισμό πτητικότητας των κατασκευών τους.
Χόβερκραφτ
Αδράνεια, Δράση - αντίδραση, 3ος Νόμος του Νεύτωνα
Αν έχουμε ένα Σι-Ντι με τραγούδια που πλέον δεν ακούμε, μπορούμε να το μετατρέψουμε σε… Αερόστρωμνο!
Τι χρειάζεσαι
- 1 πώμα από πλαστικό μπουκάλι αθλητικού τύπου μεταλλικό νερό,
- 1 CD,
- 1 μπαλόνι,
- Κολλητική ταινία
Τι θα κάνεις:
- Αφήνουμε το CD πάνω σε ένα τραπέζι ή στο πάτωμα. Τοποθετούμε το πώμα στο κέντρο του CD και το σταθεροποιούμε με τη βοήθεια μιας κολλητικής ταινίας.
- Φουσκώνουμε ένα μπαλόνι και εφαρμόζουμε το στόμιό του σφιχτά πάνω στο πώμα.
- Ανοίγουμε ελαφρώς το πώμα, ώστε να είναι δυνατή από μέσα του η διέλευση του αέρα του μπαλονιού.
Τι θα δεις:
Αν σπρώξουμε το CD, αυτό κινείται εύκολα χωρίς τριβή.
Τι συνέβη
Ο αέρας που διοχετεύεται από το μπαλόνι και διαμέσου του πώματος, εξαπλώνεται ομοιόμορφα κάτω από το CD, δημιουργώντας ένα λεπτό στρώμα αέρα. Το CD δεν βρίσκεται πια σε επαφή με την επιφάνεια του τραπεζιού και μπορεί να μετακινείται χωρίς τριβή.
Με τον ίδιο τρόπο λειτουργούν τα χόβερκραφτ ή αερόστρωμνα, όπως ονομάζονται στα ελληνικά. Αυτά τα αμφίβια οχήματα, που εφευρέθηκαν από τον Βρετανό μηχανικό Κρίστοφερ Κόκερελ, κινούνται πάνω σε στρώμα αέρα που δημιουργούν αεροστρόβιλοι.
Αστοχίες / Παρατηρήσεις
Αν ανοίξουμε πολύ το πώμα, ώστε να διοχετεύεται πολύς αέρας κάτω από το CD, το μόνο που θα καταφέρουμε θα είναι να αδειάσει πάρα πολύ γρήγορα το μπαλόνι και να διαρκέσει έτσι λιγότερο η επίδειξη. Για να κινείται η κατασκευή μας χωρίς τριβές, ένα λεπτό στρώμα αέρα είναι αρκετό.
Πώς σπάνε εύκολα τα καρύδια
Πίεση
Σε όλους μας (σχεδόν) αρέσουν τα καρύδια. Ας επιστρατεύσουμε τη Φυσική να μας βοηθήσει να τα καθαρίσουμε…
Τι χρειάζεσαι
- 2 καρύδια
Τι θα κάνεις:
- Βάλε ένα καρύδι στο χέρι σου και δοκίμασε να το σπάσεις πιέζοντάς το μ’ όλη σου τη δύναμη. Είναι πολύ δύσκολο, έως αδύνατο.
- Βάλε τώρα δύο καρύδια μαζί στο χέρι σου και πίεσέ τα πάλι μ’ όλη σου τη δύναμη.
Τι θα δεις:
Το ένα απ’ τα δύο σπάζει μάλλον εύκολα.
Τι συνέβη
Όταν βάζεις ένα καρύδι στο χέρι σου, η δύναμη που ασκείς απλώνεται σχεδόν ομοιόμορφα σε όλη του την επιφάνεια. Σε κάθε σημείο λοιπόν της επιφάνειάς του ασκείται μια σχετικά μικρή πίεση.
Όταν όμως βάζεις δύο καρύδια στο χέρι σου, αυτά άκουμπάνε μεταξύ τους σε λίγα μόνο σημεία (κοίτα το σχήμα). Στα σημεία αυτά «συγκεντρώνεται» η δύναμή σου, δημιουργείται έτσι μεγάλη πίεση και το καρύδι σπάζει σχετικά εύκολα.
Το νερό δε χύνεται
Ατμοσφαιρική πίεση, Μηχανική ρευστών
Αν ενώσουμε ένα πολύ φουσκωμένο μπαλόνι με ένα λιγότερο φουσκωμένο, τι θα συμβεί; Πριν απαντήσουμε, ας σκεφτούμε πότε δυσκολευόμαστε να φουσκώσουμε ένα μπαλόνι: Όταν είναι εντελώς ξεφούσκωτο ή όταν το έχουμε φουσκώσει ήδη λίγο;
Τι χρειάζεσαι
- Μια λεκάνη με νερό
- Ένα μπουκάλι αναψυκτικού
- Νερό
Τι θα κάνεις:
- Γέμισε το μπουκάλι με νερό.
- Σκέπασε το στόμιό του με το χέρι σου, ώστε το νερό να μη χύνεται, και αναποδογύρισε το μπουκάλι.
- Φέρε το στόμιο κάτω απ’ την επιφάνεια του νερού της λεκάνης, φέρε το μπουκάλι σε κατακόρυφη θέση και βγάλε το χέρι σου απ’ το στόμιο.
Τι θα δεις:
Ξεφουσκώνει το μικρό μπαλόνι και φουσκώνει λίγο περισσότερο το μεγάλο.
Τι συνέβη
Η πίεση στο εσωτερικό των δύο μπαλονιών είναι συνδυασμός δύο παραγόντων: Του ελαστικού που συμπιέζει το μπαλόνι προς τα μέσα και της ατμοσφαιρικής πίεσης του αέρα εντός του μπαλονιού που το πιέζει προς τα έξω. Σύμφωνα με τη μελέτη του David Meritt, και τα δύο μπαλόνια οδηγούνται σε κατάσταση χαμηλότερης πίεσης. Για το πετύχουν αυτό, το μεγάλο μπαλόνι φουσκώνει κι άλλο, ενώ το μικρό ξεφουσκώνει.
Ιδέα παρουσίασης στην τάξη
Η πίεση στο εσωτερικό των δύο μπαλονιών είναι συνδυασμός δύο παραγόντων: Του ελαστικού που συμπιέζει το μπαλόνι προς τα μέσα και της υδροστατικής πίεσης του αέρα εντός του μπαλονιού που το πιέζει προς τα έξω. Σύμφωνα με τη μελέτη του David Meritt, και τα δύο μπαλόνια οδηγούνται σε κατάσταση χαμηλότερης πίεσης. Για το πετύχουν αυτό, το μεγάλο μπαλόνι φουσκώνει κι άλλο, ενώ το μικρό ξεφουσκώνει.
Αστοχίες / Παρατηρήσεις
- Τα δύο μπαλόνια πρέπει να είναι ίδια μεταξύ τους και όχι από άλλο υλικό ή άλλου μεγέθους.
- Το ένα μπαλόνι πρέπει να το φουσκώσουμε πολύ λίγο. Αν ξεπεράσει κάποιο μέγεθος, χάνει τη δυνατότητα να ωθήσει τον αέρα προς το πολύ φουσκωμένο μπαλόνι.
- Ωστόσο, αν φουσκώσουμε το ένα υπερβολικά λίγο και το άλλο υπερβολικά πολύ, θα πετύχει μεν το πείραμα και θα ξεφουσκώσει το μικρό μπαλόνι, αλλά δεν θα είναι ορατή η αύξηση του όγκου του μεγάλου μπαλονιού που πήρε τον αέρα του μικρού. Μπορεί τότε οι θεατές να θεωρήσουν ότι το μικρό μπαλόνι ξεφούσκωσε γιατί απλά έχασε τον αέρα του από κάποια άλλη δίοδο.
Αέρας κοπανιστός
Ατμοσφαιρική πίεση, Τριβή
Αν ενώσουμε ένα πολύ φουσκωμένο μπαλόνι με ένα λιγότερο φουσκωμένο, τι θα συμβεί; Πριν απαντήσουμε, ας σκεφτούμε πότε δυσκολευόμαστε να φουσκώσουμε ένα μπαλόνι: Όταν είναι εντελώς ξεφούσκωτο ή όταν το έχουμε φουσκώσει ήδη λίγο;
Τι χρειάζεσαι
- 2 ίδια μπαλόνια,
- 1 κομμάτι από λάστιχο ποτίσματος μήκους 5-10 εκ.,
- 2 συνδετήρες
Τι θα κάνεις:
- Φουσκώνουμε πολύ το ένα μπαλόνι και στρίβουμε ή πιάνουμε με ένα συνδετήρα το λαιμό του ώστε να μη φύγει ο αέρας.
- Εφαρμόζουμε το στόμιό του στην μια άκρη του λάστιχου.
- Φουσκώνουμε πολύ λίγο το δεύτερο μπαλόνι και το εφαρμόζουμε με τον ίδιο τρόπο στην άλλη πλευρά του λάστιχου.
- Αφαιρούμε τους συνδετήρες ή απελευθερώνουμε το λαιμό των μπαλονιών, ώστε αυτά να επικοινωνούν μεταξύ τους και να μπορούν να ανταλλάξουν αέρα.
Τι θα δεις:
Ξεφουσκώνει το μικρό μπαλόνι και φουσκώνει λίγο περισσότερο το μεγάλο.
Τι συνέβη
Η πίεση στο εσωτερικό των δύο μπαλονιών είναι συνδυασμός δύο παραγόντων: Του ελαστικού που συμπιέζει το μπαλόνι προς τα μέσα και της ατμοσφαιρικής πίεσης του αέρα εντός του μπαλονιού που το πιέζει προς τα έξω. Σύμφωνα με τη μελέτη του David Meritt, και τα δύο μπαλόνια οδηγούνται σε κατάσταση χαμηλότερης πίεσης. Για το πετύχουν αυτό, το μεγάλο μπαλόνι φουσκώνει κι άλλο, ενώ το μικρό ξεφουσκώνει.
Ιδέα παρουσίασης στην τάξη
Η πίεση στο εσωτερικό των δύο μπαλονιών είναι συνδυασμός δύο παραγόντων: Του ελαστικού που συμπιέζει το μπαλόνι προς τα μέσα και της υδροστατικής πίεσης του αέρα εντός του μπαλονιού που το πιέζει προς τα έξω. Σύμφωνα με τη μελέτη του David Meritt, και τα δύο μπαλόνια οδηγούνται σε κατάσταση χαμηλότερης πίεσης. Για το πετύχουν αυτό, το μεγάλο μπαλόνι φουσκώνει κι άλλο, ενώ το μικρό ξεφουσκώνει.
Αστοχίες / Παρατηρήσεις
- Τα δύο μπαλόνια πρέπει να είναι ίδια μεταξύ τους και όχι από άλλο υλικό ή άλλου μεγέθους.
- Το ένα μπαλόνι πρέπει να το φουσκώσουμε πολύ λίγο. Αν ξεπεράσει κάποιο μέγεθος, χάνει τη δυνατότητα να ωθήσει τον αέρα προς το πολύ φουσκωμένο μπαλόνι.
- Ωστόσο, αν φουσκώσουμε το ένα υπερβολικά λίγο και το άλλο υπερβολικά πολύ, θα πετύχει μεν το πείραμα και θα ξεφουσκώσει το μικρό μπαλόνι, αλλά δεν θα είναι ορατή η αύξηση του όγκου του μεγάλου μπαλονιού που πήρε τον αέρα του μικρού. Μπορεί τότε οι θεατές να θεωρήσουν ότι το μικρό μπαλόνι ξεφούσκωσε γιατί απλά έχασε τον αέρα του από κάποια άλλη δίοδο.
Συντριβάνι από τον συμπιεσμένο αέρα
Ατμοσφαιρική πίεση, Υδροστατική πίεση, Μηχανική ρευστών
Πάνω απ’ το πετρέλαιο που βρίσκεται στο εσωτερικό της Γης υπάρχουν πολλές φορές συμπιεσμένα αέρια. Αυτά είναι που το αναγκάζουν να τινάζεται προς τα πάνω μόνο του σε πολλές περιπτώσεις και να μη χρειάζεται άντληση. Με το πείραμα αυτό θα καταλάβεις πώς αντλούμε το πετρέλαιο μέσα από τη Γη.
Τι χρειάζεσαι
- 2 ίδια μπαλόνια,
- 1 κομμάτι από λάστιχο ποτίσματος μήκους 5-10 εκ.,
- 2 συνδετήρες
Τι θα κάνεις:
- Βάλε νερό στο μπουκάλι μέχρι τη μέση.
- Βύθισε μέσα το καλαμάκι και κλείσε καλά το στόμιο του μπουκαλιού με πλαστελίνη, βάζοντάς τη γύρω απ’ το καλαμάκι.
- Φύσηξε απ’ το καλαμάκι όσον αέρα μπορείς μέσα στο μπουκάλι και απομάκρυνε το στόμα σου απ’ το καλαμάκι.
Τι θα δεις:
Απ’ το καλαμάκι πετάγεται νερό σαν συντριβάνι.
Τι συνέβη
Ο αέρας που φύσηξες απ’ το καλαμάκι μαζεύτηκε στο επάνω μέρος του μπουκαλιού, μαζί με τον αέρα που προϋπήρχε. Εκεί ο αέρας συμπιέστηκε και η πίεσή του έγινε πιο μεγάλη απ’ την πίεση του ατμοσφαιρικού αέρα.
Όταν λοιπόν απομακρύνεις το στόμα σου, ο συμπιεσμένος αέρας ασκεί στο νερό μεγάλη πίεση και το σπρώχνει έξω απ’ το βάζο, «νικώντας» την πίεση του εξωτερικού αέρα.
Μπορείς να βάλεις μέσα το χαρτάκι;
Ατμοσφαιρική πίεση, Υδροστατική πίεση, Μηχανική ρευστών
Πάνω απ’ το πετρέλαιο που βρίσκεται στο εσωτερικό της Γης υπάρχουν πολλές φορές συμπιεσμένα αέρια. Αυτά είναι που το αναγκάζουν να τινάζεται προς τα πάνω μόνο του σε πολλές περιπτώσεις και να μη χρειάζεται άντληση. Με το πείραμα αυτό θα καταλάβεις πώς αντλούμε το πετρέλαιο μέσα από τη Γη.
Τι χρειάζεσαι
- Ένα γυάλινο μπουκάλι με στενό λαιμό
- Ένα χαρτάκι
Τι θα κάνεις:
- Τοποθέτησε το μπουκάλι «ξαπλωμένο» στο τραπέζι.
- Τσαλάκωσε το χαρτάκι, ώστε να σχηματίσεις μια μπαλίτσα.
- Βάλ’ το μέσα στο λαιμό του μπουκαλιού.
- Φύσηξε τώρα προς το εσωτερικό του μπουκαλιού, προσπαθώντας να σπρώξεις μέσα το χαρτάκι.
Τι θα δεις:
Μόλις φυσήξεις, το χαρτάκι πετάγεται ορμητικά έξω.
Τι συνέβη
Αρχικά στο μπουκάλι υπάρχει αέρας ίδιος με τον εξωτερικό, δηλαδή με την ίδια πίεση. Όταν όμως φυσάς κι άλλον αέρα μέσα, ο αέρας στο μπουκάλι αποκτά μεγαλύτερη πίεση απ’ τον εξωτερικό και βγαίνει ορμητικά προς τα έξω, παρασύροντας και το χαρτάκι.
Ποιος κρατάει το νερό;
Ατμοσφαιρική πίεση, Βαρύτητα
Ξέρετε ότι η ατμοσφαιρική πίεση θα μπορούσε να κρατήσει μια στήλη νερού ύψους περίπου 10 μέτρων; (!)
Τι χρειάζεσαι
- Ένα ποτήρι
- Νερό
- Ένα φύλλο χαρτιού από τετράδιο
- Ψαλίδι
Τι θα κάνεις:
- Κόψε απ το χαρτί ένα τετράγωνο κομμάτι, διαστάσεων περίπου 10 επί 10 cm.
- Γέμισε το ποτήρι με νερό μέχρι τα χείλη του.
- Σκέπασέ το με το κομμάτι του χαρτιού που έκοψες.
- Βάλε το χέρι σου πάνω απ’ το χαρτί και (πάνω απ’ το νεροχύτη της κουζίνας σου) αναποδογύρισε το ποτήρι με το νερό.
- Βγάλε το χέρι που κρατάει το χαρτί.
Τι θα δεις:
To νερό δε χύνεται. To χαρτί δε φεύγει απ’ τη θέση του.
Τι συνέβη
Ο αέρας που βρίσκεται κάτω απ’ το χαρτί του ασκεί μεγάλη πίεση, ικανή να κρατήσει το βάρος του νερού του ποτηριού.
Το αβγό μπαίνει μόνο του στο μπουκάλι.
Ατμοσφαιρική πίεση, Υγροποίηση
Κάνε τον αέρα …σύμμαχο!
Τι χρειάζεσαι
- Ένα γυάλινο μπουκάλι με κάπως φαρδύ στόμιο
- Ένα ξεφλουδισμένο, καλά βρασμένο αυγό, που να μη χωράει να περάσει χωρίς πίεση απ’ το στόμιο του μπουκαλιού.
- Γκαζάκι
- Μπρίκι
- Νερό
Τι θα κάνεις:
- Βάλε το αυγό στο στόμιο του μπουκαλιού και πες σε κάποιον να το πιέσει ώστε να μπει μέσα. Δε θα τα καταφέρει, αφού ο αέρας που περιέχεται στο μπουκάλι πιάνει χώρο και όεν επιτρέπει την είσοδο του αυγού.
- Πάρε το αυγό απ’ το στόμιο.
- Βάλε νερό στο μπρίκι (μέχρι τη μέση) και ζέστανέ το στο γκαζάκι μέχρι να βράσει. Χύσε το νερό αυτό μέσα στο μπουκάλι και, αφού περιμένεις να φύγουν λίγοι ατμοί, τοποθέτησε το αυγό πάνω στο στόμιο του μπουκαλιού.
Τι θα δεις:
Το αυγό «ρουφιέται» σιγά σιγά μέσα στο μπουκάλι (θα πρέπει να περιμένεις αρκετά λεπτά).
Τι συνέβη
Όταν μπαίνει στο μπουκάλι το βραστό vepo, οι ατμοί του διώχνουν τον περισσότερο αέρα και το μπουκάλι γεμίζει με υδρατμούς. Όταν αυτοί σιγά σιγά ψύχονται, υγροποιούνται και η πίεση μέσα στο μπουκάλι μικραίνει, καθώς το στόμιο έχει κλείσει με το αυγό και δεν μπορεί να μπει κι άλλος αέρας μέσα. Ο εξωτερικός αέρας έχει μεγαλύτερη πίεση απ’ τον εσωτερικό, σπρώχνει το αυγό και το αναγκάζει να μπει στο μπουκάλι.