Как плавают пробки

Оборудование и материалы:

• широкая посуда, наполненная водой;

• несколько пробок;

• ножницы.

Когда бросаешь пробку на поверхность воды, она всегда плавает в горизонтальном положении. Попробуйте установить ее на поверхности воды вертикально. Несмотря на все ваши старания, упрямая пробка все равно окажется на боку. Вертикальное положение пробки – неустойчиво; теоретически оно возможно, но на практике этому мешают незаметные колебания воды, которые возникают вследствие дрожания руки, держащей пробку, и прочих природных факторов.

Проводя опыты с пробками различных длин, вы сделаете открытие: одна из коротких пробок окажется послушной и будет плавать в желаемом положении, то есть вертикально.

Разрежьте одну из длинных пробок на одинаковые кружочки и положите на воду один из них. Затем начинайте накладывать на него один за другим остальные кружочки, чтобы восстановить как целое разрезанную вами пробку. Несколько кружочков удастся уложить без особых сложностей, но вот незадача – при накладывании одного из последующих кружочков ваша воссоздаваемая пробка опрокидывается. Таким образом вы определяете высоту пробки (приблизительно), при которой ее равновесие на воде в вертикальном положении становиться неустойчивым. Сравните эту высоту с диаметром пробки и с глубиной погружения.

В заключение проделайте следующий эксперимент с длинными пробками. Поставьте одну из них на стол и окружите ее тесной компанией из шести таких же пробок. Всю эту систему пробок возьмите в руку и опустите полностью под воду, чтобы все пробки и промежутки между ними хорошо смочились. Теперь приподнимите пробки и оставьте их на поверхности воды; пробки будут послушно стоять в вертикальном положении, совсем не проявляя склонности лечь на бок (рис. 11). Вся система не опрокидывается потому, что ее высота меньше суммарной ширины, а каждая пробка в отдельности не может опрокинуться, так как связана с остальными пробками силами поверхностного натяжения между частицами воды на их боковых поверхностях.

Рис. 11