Простой способ демонстрации явления невесомости. Прибор для демонстрации реактивного движения

В резиновой груше емкостью 100 см³ (можно взять и другой емкости) раскаленной иглой прожигают два отверстия: одно в дне, а другое — сбоку, на высоте 2 см от дна.

Наполнив грушу водой и установив ее вверх соском, показывают, что при открытом отверстии в соске вода из двух отверстий вытекает свободно.

Затем грушу наполняют водой и укрепляют так, как показано на рисунке 5. Подняв ее возможно выше, выдергивают из соска затычку. Груша падает, все отверстия в ней открыты, но вода из груши не выливается.

То, что вода не выливается из открытых отверстий в падающей груше, и иллюстрирует явление невесомости.

Прибор для демонстрации реактивного движения. Для изготовления двигателя необходимы (рис. 6) два шарикоподшипника 1 с внутренним диаметром 10—15 мм, медная труба 2 длиной 200 мм под «тугую» посадку с шарикоподшипниками, медная труба 3 длиной 130 мм под «тугую» посадку с наружными кольцами шарикоподшипников. К наружной трубе припаивают два выходящих сопла 4 — изогнутые трубки длиной 60 мм и внутренним диаметром 3 мм, а на боковой поверхности внутренней трубки просверливают восемь отверстий диаметром 3 мм. Для удержания воды в кольцевой камере устанавливают два сальника 5. На внешнюю трубку укрепляют шкив 6 и две крышки 7 и 8.

Прибор можно приводить в движение воздухом. Для этого его крепят в лапке штатива вертикально и вращают под действием сжатого воздуха из камеры волейбольного мяча. Воздух в камеру нагнетается от насоса Комовского или Шинца. Аналогично прибор приводится во вращение паром.

Для демонстрации реакции вытекающей струи жидкости прибор соединяют с краном водопровода и манометром через тройник, а под прибор для собирания воды ставят стеклянный колокол от вакуумной тарелки. Для устойчивости колокола под него устанавливают деревянное кольцо с коническим внутренним отверстием диаметром 80 мм и высотой 40 мм (можно подставить калориметр). Через стеклянный колокол вакуумной тарелки учащиеся увидят вращение прибора и взаимодействие струи воды и прибора, что не удается показать на сегнеровом колесе и при других демонстрациях.

Регулируя давление воды, поступающей в камеру двигателя, можно получать различные скорости вращения прибора.

Этот прибор можно использовать для демонстрации реакции вытекающей струи жидкости, пара и воздуха, для демонстрации реактивного двигателя, а также для иллюстрации закона Паскаля (к соплам прикрепить стеклянные трубки).

Демонстрация разложения сил на клине. В журнале «Физика в школе», № 1, за I960 г. описана установка, предназначенная для демонстрации разложения сил на клине. Учитывая некоторые методические недостатки и технические затруднения при изготовлении деталей этой установки, мы предлагаем для демонстрации разложения сил на клине новую установку (рис. 7).

Преимущество ее состоит в том, что для нее нужно изготовить дополнительно только клинья, градуированные секторы и стрелки-указатели. Кроме того, эта установка позволяет без дополнительной перестройки продемонстрировать разложение сил на клиньях с различными отношениями ширины обуха к длине щеки.

Установку собирают так. Два демонстрационных динамометра закрепляют в штативах на одинаковой высоте. Штативы скрепляют посредством стержня. На стержни динамометров надевают блоки, входящие в комплект прибора. В канавки блоков вставляют один из трех клиньев. При этом стержни динамометров с помощью градуированных секторов и стрелок устанавливают так, чтобы они были перпендикулярны щекам клина. На крючок у нижней части клина подвешивают грузы.

Клинья изготовляют из фанеры толщиной не более 4 мм. Размеры клиньев могут быть произвольными, только соотношения между шириной обуха и длиной щеки должны быть соответственно равны 1:1, 1:2, 1:4. Желательно подобрать такие размеры клиньев, чтобы во время демонстрации не надо было бы менять расстояние между динамометрами.

Градуированные секторы изготовляют из той же фанеры и прикрепляют к неподвижной тыльной стороне динамометра.

Для установки стержней динамометров перпендикулярно щекам необходимо их расположить к горизонту под углами, равными для клина 1:1 — 30°, для клина 1:2 — 15°, для клина 1:4 — 7°,5. Стрелки-указатели делают из жести, припаивают их к небольшим стержням и укрепляют на штативах.