Figura 8. Aceasta este modalitatea de a pune emisfera la pomparea aerului.
5. Puneți emisferele conectate pe masă astfel încât, atunci când sunt deconectate, să nu cadă nicăieri.
6. Deschideți robinetul de robinet. Ascultă sulița.
7. Uitați-vă cum sunt împărțite emisferele.
Exercițiul 2. Un clopot cu clopot
Din experiența noastră, un clopot de sticlă este folosit pe un disc din material plastic. Există o garnitură de cauciuc între clopot și disc pentru o etanșeitate mai mare (a se vedea figura 9). Sub clopot există un clopot electric care lucrează de la baterie. Clopotul, împreună cu suportul, formează un sistem ermetic conectat la spațiul exterior numai prin robinetul de aer. Ramura macaralei este conectată printr-un tub flexibil la pompa de aer Kamowski 1, care este proiectată pentru pomparea aerului de sub clopot.
1 Kamovsky este inventatorul pompei. Această pompă este mult mai bună decât "bicicleta", care este utilizată în primul exercițiu și chiar mai mult - mai bine decât pompa Otto von Guericke. Veți obține fie o pompă electrică (funcționează singură), fie o pompă mecanică (a se vedea figura 9)
- Atunci trebuie să rotești personal volantul.
Figura 9. Vedere generală a instalației. Un clopot de sticlă cu un clopot și o pompă Kamovsky. 1-clopot, 2-suport, 3-clopot, pompă 4-Kamovsky, robinet de 5 aerisire (în poziția deschis mânerul este îndreptat de-a lungul robinetului, în poziția închisă - peste).
În starea normală, presiunea aerului sub clopot este egală cu presiunea atmosferică, iar aerul are o densitate normală. În acest caz, sunetul din clopot este bine auzit (după ce tot sunetul este răspândit în aer) și clopotul se ridică ușor deasupra suportului - la urma urmei, presiunea interioară și exterioară este aceeași.
Dar dacă aerul de sub clopot este pompat, atunci sunetul din clopot este greu de auzit (după ce tot sunetul se răspândește în aer și densitatea acestuia sub clopot este mică). În acest caz, presiunea atmosferică externă presează strâns clopotul de sticlă la bază și doar pentru a nu ridica clopotul. Pentru a evacua aerul sub clopot este suficient să rotiți corespunzător volantul pompei Kamovsky în sensul acelor de ceasornic cu robinetul de aer deschis când volumul interior al clopotului este conectat la pompă.
Sentimentul de experiență trebuie să fie convins (după Otto von Guericke) că aerul (spre deosebire de lumină) nu se răspândește în vid. Pentru a face acest lucru, porniți clopotul (în prealabil - atunci nu se poate face), puneți-l sub clopot și pompați aerul de sub clopot. După pompare, densitatea aerului sub clopot va fi foarte mică. Deoarece sunetul nu se propagă în vid, clopotul va fi auzit abia. Dacă lăsați aerul din interiorul clopotului, densitatea aerului sub clopot va crește și sunetul va deveni mult mai puternic.
Ordinea de executare a muncii
1. Porniți soneria (vezi Figura 9).
2. Așezați clopoțelul sub clopot.
3. Puneți furtunul de aer provenit de la pompa Kamovsky, pe clopotul clopotului.
4. Deschideți robinetul de robinet (vezi figura 10).
5. Aerisiți aerul de sub clopot. Pentru a face acest lucru, rotiți mânerul pompei Kamowski în sensul acelor de ceasornic. O sută de virajuri vor fi suficiente.
6. Închideți robinetul de aer.
7. Deconectați furtunul de aer de la robinetul de aer.
8. Încercați să ridicați ușor clopotul de aer peste suport. Sa dovedit sau nu? Puneți clopotul în poziție.
9. Ascultați apelul. Sunetul ar trebui să fie foarte slab.
slab. Sunetul se propagă într-un vid?
13. Imaginea clopotului a dispărut în aer subțire? Lumina se propagă într-un vid?
1. Când și unde a trăit Democritus? Cine era el?
2. Ce imagine a lumii a făcut Democritus - corpuscular sau continuu?
3. Ce credeai despre goliciunea lui Democrit? De ce a considerat ideea de atomi ca inevitabilă?
4. Cine a fost fondatorul ipotezei atomice a structurii materiei?
5. Cine a fost predecesorul lui Democritus?
6. Cine a dezvoltat ipoteza atomică după Democritus?
7. Când și unde a trăit Aristotel? Cine era el?
8. Ce crede Aristotel despre goliciunea? Susținător al unei imagini a lumii pe care a fost - atomistă (corpusculară) sau continuă (câmp)?
9. Ce imagine a lumii a făcut Isaac Newton - corpuscular
11. Ce imagine a lumii a fost James Clerk Maxwell - corpuscular sau continuu?
12. Ce imagine a lumii a dominat în secolul al XVIII-lea - continuă sau corpusculară?
13. Ce imagine a lumii a dominat în secolul al XIX-lea - continuum sau
14. Ce imagine a lumii a dominat în secolul XX - continuă sau corpusculară?
15. Care imagine a lumii sa dovedit a fi corectă - corpuscular sau câmp?
16. A considerat Otto von Guericke o posibilă goliciune? Cum și-a dovedit punctul de vedere?
17. Rețineți fizica școlară. Ce este presiunea atmosferică? De unde vine? Care este presiunea atmosferică despre egal?
18. Cum depinde presiunea atmosferică de înălțimea punctului de observare deasupra nivelului mării?
19. Sunetul se răspândește în gol? Cum se poate dovedi acest lucru experimental?
20. Lumina se propagă în gol? Cum se poate dovedi acest lucru experimental?
Lucrare de laborator nr. 2
Problema vitezei de mișcare a unui corp care se încadrează liber are o istorie foarte lungă. Unul dintre primii oameni de știință care l-au studiat pe bază științifică a fost marele filozof grec vechi Aristotel 1 (vezi figura 1). Se uită atent în jurul lui însuși, se gândi 2 și își dădu seama că toate lucrurile au locul lor natural și în acest loc natural (și numai în el) pot să rămână pe nedefinit fără intervenția altcuiva. De exemplu, în lumea sublunară (literalmente, adică pe teren și puțin deasupra pământului, dar sub lună), locul natural al tuturor lucrurilor se află pe pământ, iar starea naturală este pacea. Prin urmare, toate pietrele se află liniștit pe pământ, în timp ce cineva nu le ridică. Și dacă cineva le ridică, ele sunt deasupra solului numai până când sunt eliberați. Iar imediat ce sunt eliberați, ei zboară repede pe pământ - în locul lor natural.
Cât de repede zboară obiecte diferite? De asemenea, "ușor de înțeles". La urma urmei, toată lumea a văzut cât de repede o piatră grea zboară - mult mai rapid decât o pată ușoară. Și, în general, toți cei care aveau obiecte grele și ușoare în mâinile lor știu perfect că o piatră grea se întinde la pământ mult mai mult decât o piatră ușoară, iar o piatră ușoară este mult mai puternică decât o pene. Prin urmare, în jos, piatra grele va zbura mult mai repede decât pene. Deci, Aristotel a decis, a scris și a plecat să cerceteze alte probleme, pe care le-a avut destul de mult pentru tot restul vieții.
Deci toți oamenii de știință au crezut de foarte mult timp. Pentru că Aristotel a fost într-adevăr un mare om de știință și de foarte multe ori sa dovedit a fi complet drept. Da, și Biserica (romano-catolică), învățăturile sale în cele din urmă "asimilate", acceptate și apărate "ca a lor". Desigur, nu credem așa. Și nu pentru că este mai deștept decât Aristotel 3. Știți mai multe. greșeala lui Aristotel este că el nu a înțeles două lucruri - principiul de inerție și rezistența rezistența la impact a mediului. Este clar că piatra mare este atrasă de Pământ mai mult decât cea mică - dar, de fapt, are mai multă inerție. Deci, (dacă nu ia în considerare efectul de rezistență a aerului), se obține „astfel încât să“ - de zece ori mai mare decât forța de gravitație, și cât de multe ori mai mare inerție (masa inerțială). Dacă luăm în considerare efectul de rezistență a aerului, trebuie amintit că aceasta depinde de mărimea și densitatea corpului, dar din cauza
1 Sa născut în anul 384 î.Hr. e. în Stagira, pe peninsula Halkidiki din nordul Greciei, a murit în 322 î.Hr. e. în Chalkis, pe insula Evia, în Grecia Centrală. Mare învățător grec străvechi, filosof, fondator al lui Likey, învățător al lui Alexandru cel Mare.
2 Aristotel era un raționalist în sensul original al cuvântului. El credea că dacă gândiți cu atenție, puteți înțelege totul în mod corect. Și asta în timpul său a fost o mare realizare. Dar experimentul Stagirite (el a fost numit astfel, pentru că sa născut în Stagir) a fost subestimat. Practic limitat la observații aleatorii.
3 Eu personal cred că Aristotel era mult mai deștept decât oricare dintre noi.
puful joacă un rol mult mai mare decât pentru un tun. De aceea, această forță de tracțiune se frânge mult mai puternic decât bara de tun și, prin urmare, în final (în aer), tunul de zbor alunecă mult mai repede decât puful.
Figura 10. Galileo Galilei
Primul care se îndoiește de corectitudinea argumentelor lui Aristotel a fost marele savant Galileo Galilei 1 (vezi Figura 10).
El a fost fondatorul metodei experimentale în științele naturii și (spre deosebire de Aristotel) a experimentat conștient. În plus, în metoda rațională a cunoașterii (adică în gândirea abilă) nu a fost "rănit" mai rău decât Aristotel. El a venit cu următorul experiment de gândire. Să avem două tunuri. Fie ca fiecare să zboare cu aceeași viteză v. Dacă îi conectăm cu un lanț, atunci "obiectul unit" devine de două ori mai greu și (conform lui Aristotel) ar trebui să zboare în jos de două ori mai repede. Dar atunci se pune întrebarea: de ce fiecare cannonball zboară mai repede dacă nu este tras de un lanț? Prin urmare, trageți. Apoi, cea mai groaznică întrebare este care nucleu trage? Ele sunt la fel. Prin urmare, în argumentele lui Aristotel, ceva nu este în regulă. Și Galileo a decis să se adreseze celui mai înalt judecător - experiență.
El a urcat pe Turnul Înclinat din Pisa (a se vedea figura 11) și la scăpat - nu o pene și o piatră (ceea ce este forța de rezistență a aerului, el deja a înțeles), și
gloanțe de gheață. Bineînțeles, glonțul musketului este mult mai ușor decât miezul, dar forța rezistenței la aer pentru ambele (când cade din Turnul înclinat din Pisa) este neglijabilă. Și ambele obiecte au căzut aproape simultan.
Figura 11. Turnul din Pisa
Acesta a fost unul dintre cele mai frumoase experimente din istorie. Și unul dintre cei mai adânci. La urma urmei, noi înțelegem acum (spre deosebire de cele mai multe Galileo) că scăderea simultană a diferitelor discipline direct legate de egalitatea de masă gravitațională (care atrage Pământul) și masa inerțială (organismul care rezistă de accelerare). Dacă masa inerțială a corpurilor nu coincide cu masa lor gravitațională, corpurile diferite ar cădea cu o accelerație diferită și, bineînțeles, cu viteze diferite.
Deci, ce este de fapt Galileo, fără să știe, în bună principiu credință testată de echivalență a masei gravitaționale și inerțiale 1 (sau, dacă vreți, principiul echivalenței de greutate și inerție) - una dintre prevederile de bază ale teoriei generale a relativitatii, care este adesea menționată ca teoria gravitatiei a lui Einstein 2 (a se vedea figura 12).
1 Principiul echivalenței afirmă că masa inerțială și gravitațională a oricărui corp coincide sau (care este același lucru) gravitația nu poate fi distinsă de forța inerțială prin manifestările sale.
Figura 12. Albert Einstein
Desigur, Galileo însuși nu a înțeles ce testase. Primul care a realiza awesomeness lui Galileo experimentale un alt titan al gândirii - Sir Isaac Newton 1 2 El a fost surprins și verificat egalitatea masei gravitaționale și inerțiale din nou - pe perioada de independență de oscilație a pendule pe materialul din care sunt făcute. Rezultatul a fost pozitiv.
Figura 13. Isaac Newton
Același Isaac Newton a închis, de asemenea, "ultima gaură" din experiment
2 Pentru a fi surprins, trebuie să fim educați și suficient de inteligenți. În Africa, o expediție etnografică a demonstrat același receptor radio pentru două triburi sălbatice învecinate - Bantu (nivelul epoca bronzului) și pygmii (nivelul epocii de piatră). Bantu a fost foarte surprins și interesat. Aproape au rupt receptorul pentru a ajunge la micuții care cântă în interior și, probabil, chiar dansau. Dar picioarele, destul de ciudate, nu au fost deloc surprinse. Ei au fost convinși că receptorul în primul rând, nu mușcă (prin urmare - nu este periculos) și, în al doilea rând, nu este comestibil (prin urmare - nu este util). După aceea, au pierdut orice interes pentru el. Miracolele în viața lor și așa a fost de ajuns - pentru că toți au fost un miracol. Atât de miraculos mai mult, un miracol mai puțin - au fost fără nici o diferență.
Galileo - a efectuat o comparație directă a ratei de toamna este pene de pasăre și o bucată de metal în absența forței de rezistență a aerului 1. Galileo însuși nu a putut face acest lucru - pentru că distrugerea vidului forța de rezistență a aerului necesar (poate nu destul de plin, dar încă în vid). Galileo nu avea un vid, dar deja Newton avea deja. Pompase aerul dintr-un tub lung de sticlă cu pereți groși și privea căderea penei de pasăre și o bucată de metal în tubul ăsta. Așa cum era de așteptat, stiloul în vid a scăzut la fel de repede ca metalul.
Este o experiență istorică pe care trebuie să o reproduceți. De asemenea, puteți presupune că testați principiul echivalenței, adică baza experimentală a teoriei generale a relativității.
In experimentul nostru utilizat (vezi. Fig. 14), un tub lung cu pereți groși (aer nu zdrobit) din sticlă (1) prevăzut cu un orificiu de intrare cu o macara (2) care poate fi deschis sau închis. Țeava de ramificație este conectată printr-un tub flexibil de cauciuc (4) cu o pompă de aer (3) (pompa Kamovsky), care este proiectată să pompeze aerul din interiorul tubului. Pentru a defila aerul din tubul de sticlă, este necesar să rotiți roata de mână (7) în sensul acelor de ceasornic. Tubul de cauciuc nu este foarte strâns pe duză, astfel încât, dacă se dorește, poate fi îndepărtat și astfel să se deconecteze tubul Newton de la pompă.
Figura 14. Tub Newton (1), cu un orificiu de admisie de la robinet (2), Kamovsky (3), un tub de cauciuc pompa de aer de pompare (4), o pană (5), metal
1 A păstrat informații despre refuzul experimentelor lui Galileo de către un iezuit care a aruncat - și din Turnul din Pisa - bile din lemn și din fontă. Desigur, bilele de lemn în zbor au rămas în urma fierului ca urmare a influenței forței de rezistență a aerului.
2 Apropo, primul vid a fost primit de studentul său Torricelli.
o placă (6), un volant, care trebuie rotit pentru pomparea aerului (7)
Astfel, în interiorul tubului poate fi fie vid (dacă aerul din volumul intern a fost pompat și vana de admisie închisă), fie aerul (dacă ventilul de admisie a fost deschis, vezi figura 15).
Figura 15. Supapa este închisă (stânga) sau deschisă (dreapta)
Pentru a urmări experiența lui Newton, în interiorul tubului există două obiecte în prealabil - o bucată de metal (6) și o pene de pasăre (5). Dacă rotiți tubul, ambele obiecte vor începe să cadă de-a lungul țevii și este ușor să vedeți care dintre ele cade mai repede.
Ordinea de executare a muncii
1. Fără a scoate tubul de sticlă din carcasa din spumă, deschideți supapa de robinet (elementul 2 din figura 14).
2. Rotiți roata de mână (7) în sensul acelor de ceasornic, trageți aerul din interiorul tubului de sticlă (1) (este suficient volantul de 50 de rotații). Înainte de pompare, asigurați-vă că pen-ul se află în capătul opus al tubului de la robinet. În caz contrar, poate fi strâns în pompă, iar pompa trebuie să fie reparată (desigur, pentru altcineva).
3. Închideți robinetul de admisie (2) al tubului Newton (1). Acum, tubul va fi vid până când veți reintra în aer.
considerente de securitate. Puteți să urmăriți numai cum procedează tehnicianul de laborator.
Trimiteți-le prietenilor: