Опыт Плато или естественная форма жидкости

Описание:

В подсолнечном масле спирт всплывает в виде шариков, а вода такими же шариками опускается на дно. Что мы и видим на опыте. Если в масле вода тонет, а спирт всплывает, то можно подобрать такую смесь из воды и спирта, которая в масле не тонет и не всплывает, а зависнет на одном месте. Плотность масла и капли спиртового раствора при этом будет одинаковой.

 

Введя эту смесь в стакан с маслом посредством шприца, мы увидим странную вещь: жидкость собирается в большую круглую каплю, которая не вплывает и не тонет, а висит неподвижно.

[Чтобы форма шара не казалась искаженной, нужно производить опыт в сосуде с плоскими стенками].

 

Опыт надо проделывать терпеливо и осторожно, иначе получится не одна большая капля, а несколько шариков поменьше. Но и в таком виде опыт достаточно интересен.

 

Впервые этот поучительный опыт произвел бельгийский физик Плато – изобретатель стробоскопа. Правда он делал все наоборот: не в масле плавала капля спиртового раствора, а в растворе спирта плавала капля масла.

 

 

Объяснение:

Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы. Это неверно. Естественная форма всякой жидкости – шар. Обычно сила тяжести мешает жидкости принимать эту форму, и жидкость либо растекается тонким слоем, если разлита без сосуда, либо же принимает форму сосуда, если налита в него. Находясь внутри другой жидкости такого же удельного веса, жидкость по закону Архимеда “теряет” свой вес: она словно ничего не весит, тяжесть на нее не действует – и тогда жидкость принимает свою естественную, шарообразную форму.

 

Форму шара жидкость принимает из-за притяжения молекул жидкости друг к другу. Любое тело стремиться к такому состоянию, при котором его энергия будет минимальной. Поэтому поднятые на высоту тела стремятся упасть вниз, а растянутая пружина – сжаться.

 

Для капли жидкости таким состоянием будет состояние, при котором все частицы как можно ближе расположены к центру этой капли (при этом площадь поверхности капли будет наименьшей). Стремясь притянуться как можно ближе к центру, молекулы жидкости образуют идеальный шар. Такую форму жидкости можно наблюдать только при отсутствии (или компенсации) сторонних сил.

 

Например, сила тяжести постоянно сплющивает мягкую каплю. Чем больше масса капли, тем больше на нее действует притяжение и тем больше сплющивание. Поэтому мы можем видеть шарообразными только очень маленькие капли, а большие капли или разлитая из кружки вода на столе уже станут плоскими.

 

При свободном падении (падающие капли дождя) сила притяжения уже не сжимает каплю (т.к. не к чему ее прижать) и вода должна падать идеальными шариками, но вспомните как изображается капля на всех рисунках? Острая с одной стороны и круглая с другой. А все благодаря сильному трению о воздух, который растягивает каплю при падении, придавая ей форму шарика с хвостом.

 

В отсутствие сильного трения о воздух капля будет шарообразной формы. Например на космической станции любая разлитая жидкость будет собираться в летающий шарик.

Категория: Видео-опыты (физика) | Добавил: Batan1st (25.09.2016)
Просмотров: 4969 | Теги: наука детям, давление, плотность, опыт Плато, шарик внутри жидкости, Физика, сила Архимеда, естественная форма жидкости | Рейтинг: 0.0/0