DjVu

      Нет, это ещё не учебник физики. Учебник будет обязательно, по сначала ты должен немного подрасти.
      А так хочется познакомиться с физикой поскорее! Ведь ты же слышал, что эта замечательная наука нужна всем: токарю и пахарю, врачу и шофёру, космонавту и водолазу, учёному и клоуну, повару и инженеру.
      Но, оказывается, физика — это не только научные книги и сложные приборы, не только огромные лаборатории. Физика — это ещё н фокусы, показанные в кругу друзей, это смешные истории и забавные игрушки-самоделки. Физические опыты можно делать с поварёшкой, стаканом, картофелиной, карандашом. Гвозди и соломинки, спички и консервные банки, обрезки картона и даже капельки воды — все пойдёт в дело!
      И когда ты начнёшь изучать физику в школе, эта чудесная наука уже не покажется тебе такой загадочной и мудрёной. Ты скажешь ей, как старой, доброй знакомой: — Здравствуй, физика!
      Отзывы об этой и других книгах издательства «Детская литература» просим присылать по адресу. Москва, А-47, ул. Горького, 43. Дом детской книги.
     
     
      Глава первая
      РЕЛЬСЫ В НЕБЕСАХ
     
      А РАЗВЕ БЫВАЮТ?..
     
      Да. бывают. Может быть, и в Москве построят такую «небесную» дорогу. Ведь на земле — на улицах — тесно, да ещё светофор на каждом перекрёстке. Особенно не разгонишься. Правда, под землёй, в метро, путь всегда свободен, и можно мчаться полным ходом. Но строить подземные туннели очень сложно, долго да и дорого.
      Вот некоторые инженеры и предлагают проложить рельсы в небесах. Там, над улицами города, места сколько угодно. Ты спросишь: к чему прикреплять рельсы? Не к облакам, конечно. Поставят прочные стальные мачты. К ним и будет подвешен путь.
      Движущиеся лестницы — эскалаторы — поднимут пассажиров высоко па перрон. Подкатит «небесный» поезд. Входите! Мягко закроются автоматические двери. Загудят электродвигатели. Вперёд!
      Внизу мелькают троллейбусы, автомобили, пешеходы... Светофоры мигают цветными огнями... А поезду всё нипочём! Он мчится всё быстрее, всё дальше. Свистит встречный ветер. Сверкает солнце на лакированных боках вагонов. Бегут в небе кудрявые облака. А привыкшие пешеходы внизу даже голову не станут задирать.
      Подумаешь, рельсы в небесах! Эка невидаль!
     
     
      ПОЧЕМУ ЖЕ ТОЛЬКО ОДИН!
     
      Жаль, что пешеходы не смотрят вверх. Они могли бы увидеть там кое-что интересное. У «небесной» дороги не два рельса, а только один. Дорога даже называется монорельсовой от греческого слова «монос» — «один». По единственному рельсу бегут маленькие тележки с колёсами, как у велосипеда: одно за другим. А к тележкам подвешен вагон для пассажиров. Он висит внизу, под рельсом. Там ведь свободного места очень много.
      Когда монорельсовая дорога будет построена, каждый с удовольствием прокатится в «висячем» экспрессе. Но всё-таки почему же рельс всего один? Вполне ли ты уверен, что вагон не опрокинется?
      Для проверки сделаем несколько опытов. Прежде всего — опыт с домино. Попробуй поставить на стол все 28 его костей так, как показано на рисунке.
      Сделать это непросто. Прежде всего нужен хороший, ровный стол. И стоять он должен прочно, не шатаясь. Затем возвести такую хрупкую постройку на одной косточке вообще едва ли удастся. Лучше сперва поставь стоймя не одну косточку, а три. И только потом, когда всё будет построено, ты осторожно уберёшь две крайние косточки, которые служили подпорками. Их нужно поставить на вершину получившегося сооружения.
      М даже при всех предосторожностях немало придётся повозиться, пока удастся закончить постройку. А вот опрокинуть этого «великана на одной ноге» ничего не стоит. Дунь посильнее — и всё рассыплется!
      Так что же, может быть, и монорельсовая дорога будет такой же неустойчивой?
     
     
      А КАРАНДАШ-ТО НЕ ПАДАЕТ!
     
      Второй опыт будет такой: попробуй поставить карандаш на остриё. Если у тебя много терпения, то опыт с домино, вероятно, получился. Но уж с карандашом-то не получится наверняка. Можешь возиться хоть целый день!
      И всё-таки есть очень простой способ заставить карандаш стоять. Всади в него перочинный нож, раскрытый не до конца! На рисунке ясно видно, как это сделать.
      Раскрывая нож больше или меньше, можешь устанавливать карандаш не только прямо, но и наклонно. И всё равно он не будет падать, даже если его толкнуть. Немножко покачается — и останется стоять на остриё!
      Почему же карандаш без ножа падает, а с ножом стоит? Ведь
      в обоих случаях карандаш опирается на остриё. Это его точка опоры. Но в первом случае точка опоры находилась в самом низу. А во втором — под ней висел перочинный нож. Ясно, что дело здесь именно в ноже. Если карандаш наклонится и начнёт падать — нож будет подниматься вверх. Но ведь нож тяжелее, он тянет и заставляет карандаш снова выпрямиться.
      Значит, равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть находится ниже точки опоры.
      Теперь ты, конечно, без всякой опаски войдёшь в вагон монорельсовой дороги. Ведь он висит под рельсом и главная тяжесть находится ниже точки опоры!
      А малые монорельсовые дороги ты можешь увидеть на заводах, в гаражах, в ремонтных мастерских — всюду, где нужно поднимать, опускать и передвигать тяжести, а па земле место занято.
      Во всех таких местах наверху прокладывают одиночный рельс — монорельс. По нему катается тележка, а к тележке подвешена таль — приспособление для подъёма грузов. Таль имеет барабан со стальным канатом— тросом. Па тросе висит крюк. А барабан вращается от электродвигателя. Завертится в одну сторону—трос наматывается. Груз плывёт вверх. Завертится в другую — трос разматывается, и груз опускается. Рабочий управляет талью, нажимая кнопки.
      Бывают и ручные тали. Там электродвигателя нет. Механизм соединён с зубчатым колесом, вроде велосипедной шестерни. Той самой, которую ты крутишь педалями. С зубчатого колеса свисает цепь, тоже как у велосипеда, только гораздо более длинная. Рабочий, стоя внизу, тянет за эту цепь. Потянет за один конец — груз начнёт подниматься, за другой —опускаться.
      Конечно, ручные тали применяют там, где груз не слишком тяжёлый да и поднимать его приходится редко.
     
     
      НОЖ МОЖЕТ БЫТЬ И НАВЕРХУ
     
      В опыте с карандашом перочинный нож находился внизу. По он может быть и наверху. Нужно только взять ещё более тяжёлый предмет, чтобы главная тяжесть всё-таки оказалась ниже точки опоры.
      Очень удобна для этого опыта поварёшка, которой
      разливают суп. Она тяжелее ножа. Кроме того, на конце ручки поварёшки есть крючок, и её легко вешать.
      Поставь полуоткрытый перочинный нож у края стола и повесь на него поварёшку, как показано на рисунке. Качнувшись несколько раз, это сооружение уравновесится. А ведь ясно, что без поварёшки нож и секунды не простоял бы в таком положении!
      Чем тяжелее поварёшка, тем ровнее стоит нож. В этом легко убедиться, насыпая в поварёшку песок. Нож будет подыматься всё выше.
      С поварёшкой и ножом можно сделать ещё более красивый опыт. На рисунке ты видишь, как надеть поварёшку у основания лезвия. Нож придётся согнуть так, чтобы поварёшка не скользила и торчала под углом примерно в 45° к рукоятке ножа. Теперь всё сооружение будет в равновесии, если конец рукоятки подпереть пальцем. А можно положить его на край стола, даже на край стакана. Правда, стакан придётся наполнить водой, чтобы он не опрокинулся.
     
     
      ЕЩЁ ОДИН ОПЫТ С ПОВАРЁШКОЙ
     
      Нож тяжелее карандаша. Поварёшка тяжелее ножа. Что бы такое подобрать тяжелее поварёшки? Тарелку? Годится!
      Посмотри, какой рекорд равновесия установила поварёшка, соединённая со своей подружкой — шумовкой! Перевёрнутая тарелка лежит краем на горлышке бутылки в прочном, устойчивом положении.
     
     
      А ТЕПЕРЬ НАВЕРХУ ТАРЕЛКА!
     
      Как уравновесить тарелку на остриё иглы? Ты, конечно, сразу сообразишь, что для этого нужно подобрать что-нибудь потяжелее тарелки. В нашем опыте взяты четыре вилки. Только они должны быть стальные: алюминиевые слишком легки.
      Разрежь по длине две корковые пробки. Если таких пробок у тебя нет, можешь разрезать два куска моркови. В каждую из четырёх половинок всади по вилке так, чтобы угол между плоскостью среза и вилкой был чуть-чуть меньше прямого. Размести вилки с пробка--
      ми по краю тарелки на равных расстояниях одна от другой. Для большей устойчивости зубья вилок должны касаться края тарелки.
      Теперь тарелку можно уравновесить на остриё иглы, всаженной в пробку. На глаз кажется, что это невозможно,— и всё-таки тарелка стоит! Её можно даже заставить вращаться, если раскрутить достаточно осторожно. И вращаться она будет долго. Ведь трение между кончиком иглы и тарелкой небольшое.
     
     
      ЕЩЁ ДВА ОПЫТА С ВИЛКАМИ
     
      Имея достаточно тяжёлые вилки, можно сделать ещё два красивых опыта.
      Для первого из них понадобится бутылка, яйцо и корковая пробка или кусок моркови. В нижнем конце пробки или морковки сделай выемку, чтобы она плотно садилась на конец яйца. Вилки воткни так, как показано на рисунке. Теперь, прикрыв яйцо такой «шляпой», ты легко нащупаешь положение, при котором оно будет спокойно стоять на горлышке бутылки. И даже не на всём горлышке, а на его краю.
      Для второго опыта понадобится достаточно толстая монета, лучше всего рубль. Монета должна плотно входить между зубьями вилок.
      Сложи вилки так, чтобы зубья одной легли на зубья другой. В прорез между средними зубьями просунь монету.
      Теперь, после нескольких неудачных попыток, тебе удастся положить это коромысло монетой на край стакана. На рисунке хорошо видно, как оно должно лежать.
      Хочешь попробовать вылить воду из этого стакана, не сбросив вилок и монеты? Задача не так уж трудна, как это может показаться.
     
     
      ПРИЛЕЖНЫЙ ПИЛЬЩИК
     
      Знаешь ли ты, как делают доски? Для этого есть специальная машина. Она называется лесопильной рамой. В машине качается стальная рамка с пилами. Вверх — вниз! Вверх — вниз! Острые зубья пил так и сверкают. Машина захватывает бревно и толкает его прямо на пилы. Вжжи-вжжн! Вжжи-вжжи! Опилки летят фонтаном. С другой стороны машины вылезает уже не бревно, а пачка длинных досок.
      Раньше, когда машин не было, брёвна распиливали вручную. Клали бревно на высокие козлы, и один пильщик становился сверху, а другой — снизу. Они держали за концы длинную пилу. Оба пильщика наклонялись — вжжи! — пила шла вниз. Потом оба выпрямлялись — пила шла вверх. Потом снова наклонялись. Вжжи! Так они и кланялись целый день. Пройдут раз вдоль бревна — одну доску отпилят. Ещё раз пройдут — ещё одну отпилят. Тяжёлая это была работа! Сейчас так почти нигде уже не пилят. Но ты можешь сделать игрушечного пильщика. Он будет очень прилежно кланяться и «пилить» край стола. Впрочем, стол от этого не пострадает, так что смело берись за работу. Для туловища пильщика подбери корковую пробку от бутылки. Чем больше она будет, тем лучше. Если большой пробки нет, можешь взять обрезок толстой морковки длиной 4—5 см. Но такой пильщик проживёт всего один день. Потом морковка высохнет н съёжится. Заостри две спички и воткни их в пробку снизу. Это ноги. Головки спичек будут башмачками пильщика. Пилу из толстой проволоки. Она должна быть в два-три раза длиннее фигуры. Верхний конец воткни поглубже в пробку там, где у живого пильщика была бы грудь. На нижний конец проволоки насади картофелину или тяжёлую гайку.
      Голову и руки пильщика вырежи из бумаги и приклей к туловищу или вылепи из пластилина. Чтобы проволока больше была похожа на пилу, приделай к ней зубья. Вырежи из бумаги полоску с зубчиками и отогни её край. Хорошо намазав край клеем, надень полоску на проволоку и сожми.
      Когда клей высохнет, пильщик будет готов приняться за свой тяжёлый труд. Поставь его на край стола и подогни проволоку, чтобы стоял ровно. А теперь качни картофелину или гайку. Пильщик начнёт качаться. Раз, два! Раз, два! Вверх — вниз! Так он может долго работать своей пилой. А когда «устанет» и остановится, качни его снова.
     
     
     
      Глава вторая
     
      СИДЕЛ НА ВЕТКЕ ВОРОБЕЙ ВОРОБЕЙ НА ВЕТКЕ
     
      Это ещё одна интересная игрушка с устойчивым равновесием. Тело и голову воробья вылепи из пластилина. Прекрасный клюв получится из шипа акации, тёрна или другого колючего растения. Если подходящего шипа нет, можешь просто заострить палочку и вдавить её в пластилин.
      Глаза воробья — шляпки гвоздей, бусины или спичечные головки. Вместо хвоста воткни несколько пёрышек. Ноги — из спичек.
      На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело воробья, укрепи противовес. Это может быть шарик из пластилина, небольшая картофелина, наконец, просто гайка, повешенная на крючок. В тело воробья проволока должна входить позади лапок.
      При достаточно тяжёлом грузе воробей будет отлично сидеть на пальце. А если посадить его на ветку в саду, он будет покачиваться. Можно сажать его и на новогоднюю ёлку.
      Ну, а что будет, если груз легче воробья? Усидит наша птичка или свалится?
      Когда мы ставили карлидаш на остриё, то выяснили, что равновесие будет устойчиво, если главная тяжесть
      находится ниже точки опоры. Теперь главная тяжесть — туловище воробья — выше точки опоры. Значит, бедняга упадёт?
      Не торопись с ответом. Проверь сначала на опыте. Передвигай картофелину или пластилиновый шарик вверх и вниз по проволоке. Пытаясь уравновесить воробья при разных положениях лёгкого груза, ты увидишь, что птичка сидит устойчиво, когда груз сдвинут далеко вниз. А если груз высоко, под самым пальцем, то воробей будет опрокидываться.
      Выходит, что устойчивость равновесия зависит не только от веса, но и от положения груза.
      Чтобы получше в этом разобраться, можешь сделать ещё один опыт с пластилиновым воробьём. Попробуй уравновесить его, подперев проволоку ребром линейки. Ты увидишь, что чем выше поднят противовес, тем ближе к воробью то место проволоки, на котором она уравновешивается. Это место называют центром тяжести всего сооружения.
      Не жалея времени на пробы, ты увидишь, что воробей сидит на пальце до тех пор, пока центр тяжести остаётся ниже точки опоры. А как только он станет выше, воробей начнёт падать.
      Значит, не обязательно, чтобы главная тяжесть была внизу. Важно, чтобы ниже точки опоры был центр тяжести. Тогда при нарушении равновесия центр тяжести будет подниматься. А поднять центр тяжести — это всё равно что поднять весь груз вместе: и воробья, и противовес, и проволоку. Конечно, центр тяжести будет всегда тянуть вниз и равновесие будет восстанавливаться.
     
     
      КОРОБОК С СЮРПРИЗОМ
     
      Казалось бы, с центром тяжести всё стало ясно. Но тебя ожидает ещё один сюрприз, и не маленький, хоть он и спрятан в спичечном коробке. Положи в этот коробок тяжёлую гайку. Сдвинь её как можно ближе к одному краю. Теперь этот край будет удерживаться на столе, даже если почти весь коробок висит в воздухе.
      Этот опыт далеко не так красив, как опыты с поварёшкой и тарелкой. Но есть в нём одна замечательная особенность. Здесь вся тяжесть лежи г выше точки опоры, а коробок не падает.
      Почему? Теперь ты, наверное, сможешь догадаться. Дело в том, что если коробок начнёт переваливаться через край стола, гайка поднимется. Иными словами, при нарушении равновесия центр тяжести будет подниматься Поэтому равновесие будет восстанавливаться.
      Интересно, что по этой же самой причине в устойчивом равновесии находятся столы, шкафы, кровати, памятники, автобусы, подъёмные краны, садовые скамейки, тепловозы, галоши, стоящие под вешалкой, и ещё тысячи самых разнообразных предметов, перечисление которых не поместилось бы в этой книжке!
      Общее свойство у них одно: при нарушении равновесия центр тяжести поднимается. Поэтому-то все они лежат, стоят, едут не опрокидываясь.
     
     
      ПОСЛУШНОЕ И НЕПОСЛУШНОЕ ЯЙЦО
     
      Проткни в концах яйца две дырочки величиной со спичечную головку и выдуй содержимое. Внутренность яйца промой несколько раз водой. Чтобы скорлупа хорошенько просохла изнутри, дай ей полежать один-два дня. После этого одну дырочку залепи гипсом, клеем с мелом или с белилами так, чтобы она не была заметна.
      Насыпь в скорлупу чистого и сухого песку примерно на четверть. Залепи вторую дырочку таким же образом, как первую. Послушное яйцо готово! Ты сможешь поставить его в любом положении. Для этого нужно только слегка встряхнуть яйцо, держа его в том положении, которое оно должно будет занять. Песчинки переместятся, V поставленное яйцо будет сохранять устойчивое равновесие.
      Чтобы сделать непослушное яйцо, нужно вместо песка набросать в него 30—40 штук самых мелких дробинок «бекасинника») и кусочки стеарина от свечи. Потом поставь яйцо на один конец и подогрей. Стеарин растопится, а когда застынет, слепит дробинки между собой и приклеит к скорлупе. Замаскируй дырочки в скорлупе.
      Непослушное яйцо невозможно будет уложить. Оно будет стоять не только на столе, но и на краю стакана, на ручке ножа, на горлышке бутылки.
      Впрочем, такая игрушка тебе уже знакома. Это ведь ванька-встанька! Можешь сделать его по всем правилам. Для этого груз укрепи в тупом конце яйца, а скорлупу разрисуй и раскрась. Можешь даже приклеить ваньке бумажные ручки и сшить кафтанчик.