Jak zrobić nurka Kartezjusza?

Ta zabawka, której proponuję samodzielne wykonanie, zwana jest również "diabłem Kartezjusza". Czy jej zachowanie naprawdę prezentuje diabelskie sztuczki? Sprawdź sam!!!

Nurek Kartezjusza to bardzo prosta i równie fascynująca zabawka fizyczna, którą można wykonać z kilku materiałów, zazwyczaj dostępnych w domach.

Do wykonania zabawki potrzebne będą:

• plastikowa butelka napełniona wodą,
• słomka lub zakraplacz, fiolka, ampułka lub zapałka (nadawać się będzie każda zamknięta z jednej strony rurka, która zmieści się w otworze butelki),
• plastelina,
• spinacz biurowy,
• szklanka z wodą.

Z poniższego filmu dowiesz się, w jaki sposób wykonać Nurka Kartezjusza.

JAK DZIAŁA NUREK KARTEZJUSZA?

Ta fascynująca zabawka w swoim działaniu wykorzystuje dwa prawa fizyczne:

• po pierwsze - prawo Archimedesa - nurek pływa dzięki działającej na niego sile wyporu,
• po drugie - prawo Pascala - które w skrócie mówi o tym, że jeśli na jakiś płyn, czyli ciecz lub gaz (właśnie tak! gazy i ciecze, to płyny), wywieramy dodatkowe ciśnienie, to ta nadwyżka ciśnienia rozchodzi się w całej objętości płynu jednakowo, we wszystkich kierunkach.

CO TO WSZYSTKO ZNACZY? 

Z prawa Archimedesa wynika, że o tym, czy dany przedmiot będzie w jakiejś cieczy pływał, czy tonął decyduje porównanie gęstości przedmiotu i cieczy. Gęstość to wielkość, której wartość określamy przez podzielenie masy przedmiotu przez jego objętość.

I tak:

• jeśli przedmiot ma gęstość mniejszą niż ciecz, to pływa na powierzchni cieczy,
• jeśli przedmiot ma gęstość większą niż ciecz, to tonie w niej,
• jeśli przedmiot ma gęstość równą gęstości cieczy, to pływa w niej na stałym poziomie.

Nurek tonie i wypływa, ponieważ uściskiem butelki zmieniamy jego gęstość.

Na początku nurek pływa, ponieważ jego średnia gęstość, czyli stosunek jego całkowitej masy (masa słomki lub ampułki + masa plasteliny + masa zawartego w nim powietrza + masa znajdującej się w jego wnętrzu wody) do jego objętości (objętość słomki lub ampułki...) jest mniejsza niż gęstość wody, w której się znajduje.

Kiedy ściskamy butelkę do wnętrza Nurka dostaje się więcej wody. Rośnie zatem masa nurka, a w ten sposób rośnie również jego średnia gęstość.

Gdy do nurka napłynie odpowiednio dużo wody i jego średnia gęstość przewyższy gęstość wody, wtedy nurek utonie.

Kiedy puszczamy uścisk butelki, to znajdujące się we wnętrzu nurka ściśnięte powietrze wypycha nadmiar wody z nurka, jego masa, a co za tym idzie również średnia gęstość maleje i gdy stanie się mnijesza niż gęstość wody, wtedy nurek wypływa.

A co ze wspomnianym prawem Pascala? Zauważcie, że aby nurek zatonął nie jest ważne, w którym miejscu ściśniemy butelkę - czy na dole, czy na szyjce, czy dociśniemy od góry nakrętkę. To dodatkowe ciśnienie w wodzie, powodowane ściśnięciem butelki zawsze rozejdzie się po całej objętości wody i wepchnie wodę do nurka. O tym równomiernym rozchodzeniu się dodatkowego ciśnienia w płynach właśnie mówi prawo Pascala.

I ot, cała diabelska sztuczka...

Masz więcej pytań? Coś jest niejasne? Jakiś komentarz? Umieść go pod filmem: https://youtu.be/yibZbLfaJNY