Елена Качур - Увлекательная физика

– Ой! Я случайно опрокинул чашку, и заварка растеклась по столу.

– Не беда, зато мы познакомились с одним свойством всех жидкостей. Любая жидкость не сохраняет форму.

– Свойство так себе. Из-за него теперь придётся лужу вытирать. Наверное, тут целых полчашки наберётся. Или даже больше…

– Ты соберёшь ровно столько воды, сколько пролил. Это ещё одно свойство жидкостей – куда бы их ни переливали, они сохраняют свой объём. Объём – это место, которое вещество или предмет занимает в пространстве. Поясню на примере: если мы возьмём полное ведро воды и разольём его по чашкам, а потом снова сольём всю эту воду в ведро, воды в нём окажется ровно столько, сколько было – ни каплей больше, ни каплей меньше.

– А у твёрдых веществ есть объём?

– Есть. Все твёрдые вещества тоже сохраняют свой объём. Но они, в отличие от жидкостей, не меняют свою форму. Вспомни: когда жарко, в напитки добавляют кубики льда.

Жидкости сохраняют свой объём

Газы не имеют своего объёма, они занимают всё пространство, какое есть

– Летом я люблю пить сок с такими кубиками! Вытряхиваешь их в стакан, и они плавают в соке, прозрачные, ровненькие. А ведь правильно: лёд – твёрдая вода – сохраняет свою форму! А жидкая – нет. Дядя Кузя, а у пара и других газов есть форма и объём? Хотя что я спрашиваю, никакой формы у них точно нет.

– И своего объёма газы тоже не имеют. Они занимают всё пространство, какое есть. Возьмём газ, который мы выдыхаем, – углекислый газ. Одно и то же количество углекислого газа может равномерно распределиться и по маленькой комнате, и по огромному залу. Этот газ, как и многие другие вещества, состоит из крошечных частиц – молекул. В огромном зале молекулы углекислого газа будут далеко друг от друга и нам не помешают. Но если это же количество молекул углекислого газа окажется в тесной комнатушке, они будут попадаться гораздо чаще и нам станет душно.

– Всё ясно. А теперь повторяем: у газов нет ни объёма, ни формы. У жидкостей нет формы, но есть объём, а у твёрдых веществ есть и объём, и форма.

– Молодец, Чевостик! Как говорится, всё разложил по полочкам.

– А про чай-то мы забыли! Я даже сахар в него не положил. Сейчас насыплю, размешаю. Ой, дядя Кузя, посмотри, что случилось! Я опустил ложку в чай, а она… как будто сломалась! Вынул – она снова целая. Что за чудеса? Или это тоже какое-нибудь физическое явление?

– Именно так. А объясняет это явление оптика.

– Оптика – это раздел физики. Я запомнил.

– Умница, Чевостик.

– Только ты сказал, что оптика изучает свет, при чём тут ложка? Она же не светится.

– На самом деле многие предметы не светятся, но мы их видим, потому что они отражают чужой свет. Например, Луну мы видим только потому, что она отражает свет Солнца. Зеркало тоже само не светится, но если поймать им луч, то можно пускать солнечных зайчиков.

Светлые, тёмные и прозрачные предметы отражают свет по-разному

– Это я люблю! Они так весело скачут по стенам комнаты, по полу и потолку, забираются даже в самые тёмные уголки! Дядя Кузя, а почему одни вещи светлее, а другие темнее?

– Более светлыми мы видим те, что отражают больше света. Те, которые отражают меньше света, кажутся нам тёмными. Но есть вещества и предметы, которые мало отражают свет, но хорошо его пропускают. Мы их называем прозрачными.

– По-моему, я их знаю! Это стекло, вода и воздух.

– Правильно. Но все они разные. И свет тоже пропускают по-разному. Когда луч света попадает из воздуха в воду, его направление меняется. Со стороны кажется, что луч надломился. В физике такое явление называется преломлением.

– Это из-за него ложка кажется сломанной?

– Угадал. Лучи света, отразившиеся от ложки, при переходе из воды в воздух тоже преломляются. В этом месте мы и видим «перелом» ложки. Так что не всегда нужно полагаться на зрение, оно может и обмануть.

– И ложка на самом деле цела и невредима.

Я размешал ей сахар и, пока ты рассказывал, выпил целую чашку чая. Дядя Кузя, а как ты думаешь, наш каток уже замёрз?

– Надо проверить. Выходим.

Налей воду в пластиковый стаканчик и пометь фломастером её уровень. Поставь стаканчик в морозильник. Когда вода превратится в лёд, проверь, осталась ли она на том же уровне. Лёд стал выше твоей отметки, потому что вода в твёрдом состоянии имеет больший объём. Теперь налей такой же стакан воды в кастрюлю, закрой крышкой и попроси кого-то из взрослых поставить кастрюлю на огонь.

Что происходит, когда вода закипает? Вода превращается в пар, а он занимает больше места, чем вода, и ещё больше, чем лёд. Поэтому пар не помещается внутри кастрюли, приподнимает крышку и вырывается наружу.

Лёд замерз и так блестит на солнце! Сейчас я разбегусь и прокачусь! У меня это хорошо получается!

– Дядя Кузя, смотри, как я умею! Лёд просто отличный, по нему так легко скользить! Кажется, что можно катиться долго-долго. Только я почему-то остановился.

– Это из-за трения. Оно мешает тебе скользить, тормозит тебя.

– А по асфальтовой дорожке нельзя скользить тоже из-за трения?

– Именно из-за него. Трение на дорожке слишком велико.

– Откуда же оно берется?

– Трение возникает между соприкасающимися поверхностями. Между неровными поверхностями оно большое.

Трение между неровными поверхностями больше, чем между ровными

– Но ведь асфальтовая дорожка на вид ровная?

– Это только кажется. На самом деле на ней много мелких выступов и впадин, они-то и не дают подошвам твоих ботинок скользить по асфальту. А лёд гладкий, ровный, ботинкам не за что зацепиться, а значит, трение между льдом и ботинками маленькое.

– Тогда чем меньше трение, тем лучше!

– Не всегда. И я тебе это сейчас продемонстрирую.

Дядя Кузя бодро шагнул на лёд катка, а потом… Что же случилось? Он еле идёт, ноги разъезжаются, как бы он не упал!

– Дядя Кузя! Осторожней! Я тебе помогу. Держись за меня! Вот так. Сейчас отсюда выберемся.

Не торопись. Потихоньку… Вот и всё, мы на снегу, тут можно спокойно ходить.

– Вот спасибо, Чевостик. Спас меня от падения.

– Да ладно, чего уж там. Просто тебе надо было не идти, а скользить, как я. Сам же мне про трение рассказывал… Ой, я догадался, почему по льду ходить неудобно – из-за маленького трения. Погоди! Ну и хитрец же ты, дядя Кузя! Ведь ты специально вышел на лёд!

– Признаться, да! Но зато ты сам сделал вывод: трение помогает нам ходить. Вообще, у движения много секретов и законов.

– Я так люблю двигаться! Мне надо поскорее узнать про эти законы и секреты! Что для этого надо сделать? Может быть, пробежаться? Или попрыгать?

– Чевостик, думаю, правильнее будет познакомиться с механикой.

– Механика – это раздел физики, который изучает движение.

– Молодец, внимательно слушал! Нам пора продолжать путешествие – нас ждёт лето! Сейчас времяскок заберёт наши зимние куртки, шапки и варежки, а взамен доставит кепки и солнечные очки.

– А можно мне ещё мячик?

– Хорошая идея, нам он очень пригодится.

Дядя Кузя нажал на специальную кнопку времяскока, и как в сказке появилось всё, что нам нужно, даже мячик. Теперь всё готово. Внимание, перенос.

Возьми две книги в мягком переплёте, положи одну на другую и попробуй развести их в разные стороны. Сложно? А теперь соедини обе книги так, чтобы их страницы чередовались: на страницу одной книги наложи страницу другой и так далее до конца книг. Попробуй теперь развести их в стороны.

Легко ли это сделать? Нет! Когда книги лежат одна на другой, сила трения действует только на их обложки и разъединить книги просто. Во втором случае сила трения действует на каждую страницу, поэтому разъединить их очень сложно!

Отлично получилось! Из зимы мы попали прямо в лето и оказались в автобусе. У меня такое хорошее настроение!

– Дядя Кузя, как здорово, что мы сюда попали! А наш автобус так быстро катится! Он обогнал машину.

– Физик бы сказал об этом так: скорость автобуса больше скорости машины.

– Это и я могу сказать.

– Хорошо. А знаешь ли ты, Чевостик, что такое скорость?

– Скорость – это быстрота. Она бывает разная. Вот я однажды убегал от дождя, у меня такая скорость получилась! Я за минуту с другого конца двора до двери в подъезд добежал! А когда погода хорошая и домой уходить не хочется, я это же расстояние могу целых пять минут идти.