РеЛис

Почему пробка плывёт к краю стакана: опыт с водой

Опубликовано

Положите пробку в стакан с водой: она часто оказывается у стенки. А если долить воду с небольшой горкой? Проведём два опыта и посмотрим, как форма поверхности влияет на движение пробки.

Открыть на VK

В наполовину заполненном стакане пробка обычно движется к стенке, а при выпуклой поверхности - к середине.

Возраст:
Рекомендуем для 8-12 лет со взрослым
Время:
Ориентировочно 10 минут; можно повторить несколько раз
Участие взрослого:
Нужен взрослый

Что понадобится

Подготовьте:

  • Чистый прозрачный стакан с ровным краем.
  • Вода комнатной температуры.
  • Натуральная пробка, которая свободно помещается в стакане.
  • Ложка для доливания воды.
  • Поднос и полотенце.

Поставьте стакан на поднос. Со стеклянной посудой работайте вместе со взрослым, пролитую воду сразу вытирайте.

Опыт 1. Пробка у стенки

  1. Наполните стакан водой примерно наполовину.
  2. Подождите, пока вода успокоится, и аккуратно положите пробку ближе к середине.
  3. Уберите руки и понаблюдайте: пробка обычно постепенно смещается к стенке. Если она остаётся точно в центре, слегка сдвиньте её в сторону и снова дождитесь спокойной воды.
  4. Посмотрите на воду сбоку, на уровне её поверхности. У стекла виден небольшой подъём.

Опыт 2. Пробка в середине

  1. Достаньте пробку и наполните стакан почти до края.
  2. Доливайте воду ложкой понемногу, пока над краем не появится небольшой выпуклый купол. Старайтесь не перелить.
  3. Осторожно положите пробку на воду. Посмотрите, куда она переместится и где остановится: теперь она может смещаться к середине.

Почему так происходит

Два состояния стакана: в неполном пробка у стенки, в наполненном с куполом - ближе к середине.
Авторская иллюстрация. Изгиб поверхности воды усилен для наглядности.

Поверхность воды у стенки изгибается. Этот изгиб называют мениском. В чистом стеклянном стакане вода смачивает стенки и немного поднимается по ним: молекулы воды притягиваются и к стеклу, и друг к другу. У края получается крошечный подъём.

Когда стакан наполнен с горкой, форма поверхности другая: середина выше краёв. Удерживать купол помогает поверхностное натяжение - поверхность воды сопротивляется растяжению благодаря притяжению молекул. Это похоже на упругую плёнку, хотя отдельной оболочки у воды нет.

Пробка держится на плаву и взаимодействует с изогнутой поверхностью. В этих двух опытах она обычно движется к более высокой части воды: сначала к стенке, затем к середине. На результат влияют форма пробки, чистота стакана и колебания воды.

Если пробка не двигается

Перед новой попыткой положите пробку ближе к середине, убедитесь, что она свободно плавает, и дождитесь спокойной воды. Для второго опыта посмотрите сбоку, сохранился ли купол после того, как положили пробку. Если вода перелилась, повторите попытку.

Затем снова наполните стакан наполовину. Предскажите, куда поплывёт та же пробка, и проверьте догадку: меняйте только уровень воды.

  • Геологическая служба США (USGS): Water Meniscus, Surface Tension and Water.
Сделай самОпыты с водойПоверхностное натяжение

Как насчёт нового инженерного проекта для ребёнка? Бесплатно!

Разыгрываем наборы, из которых ребёнок своими руками собирает настоящий работающий проект.

Все условия в нашем Telegram 👇

Перейти в Telegram

Читайте также