Armata parowa: badamy prawa fizyki
Prosty eksperyment z nagrzewaniem wody pozwala wyjaśnić dziecku kilka praw fizyki
Para przegrzana zawiera o wiele więcej energii wewnętrznej aniżeli ściśnione powietrze i odpowiednio może wykonać większą robotę.
Czego potrzebujesz:
- Laboratoryjna szklana próbówka ze szczelnym korkiem;
- Kawałek suchego paliwa albo świeczka;
- Podstawa ruchoma (na przykład, jakiś mały zabawkowy wózek, na przykład z zestawu narzędzi dziecięcych).
Instrukcja:
Zacznijmy eksperyment. Wypełnij próbówkę wodą mniej więcej na połowę oraz szczelnie zamknij ją korkiem. Teraz zamocuj próbówkę na wózku. Zwróć uwagę, że korek ma być wycelowany do góry, ale nie ściśle pionowo. Pod dolną stronę próbówki połóż suche paliwo albo świeczkę oraz zapal je.
Co się dzieje?
Najpierw nic się nie dzieje. Potem woda zawrze i w jakimś momencie korek wystrzeli z próbówki. A sam wózek potoczy się w przeciwnym kierunku.
Obserwujemy efekt oddziaływania kilku praw fizyki: termodynamiki, trzeciej zasady Newtona oraz prawa zachowania impulsu. Kiedy woda zaczyna wrzeć, zaczyna się nagromadzenie pary, wzrasta ciśnienie i wypycha z próbówki korek. Energia kinetyczna próbówki wywołuje efekt odrzutowy. A to nic innego jak oddziaływanie trzeciej zasady Newtona. Mówiąc inaczej, siła oddziałująca ze strony „armaty” na korek, dorównuje sile, która oddziałuje ze strony korka na „armatę”, a ponieważ „armata” jest przymocowana do wózka, to owa energia przekazywana jest na wózek.
Oczywiście, że trzeba uważać, aby korek nie trafił w kogoś z ludzi!
