У среднего отверстия давление на стенку будет меньше, потому что над ним слой воды не так высок. Струя, вытекающая из этого отверстия, будет бить слабее. А из верхнего отверстия струйка будет совсем слабенькая.
Когда вы убедитесь в том, что вся вода собирается в противень и на стол ничего не попадает, можете слегка подкрасить воду чернилами. Это сделает опыт более наглядным.
После проведения опыта не забудьте ополоснуть сосуд и противень, вытереть их досуха и убрать в шкаф. Каждый раз, когда будете пользоваться приборам, прочищайте отверстия спичкой.
Сообщающиеся сосуды
В сообщающихся сосудах поверхность жидкости устанавливается на одном уровне. Сосуды могут быть разной формы, разной ширины — это не имеет значения. Для демонстрации этого закона физики сделайте прибор с четырьмя сообщающимися сосудами.
Разумеется, сосуды должны быть стеклянными, чтобы уровень жидкости в них был хорошо виден.
Один сосуд можно сделать из бутылки, а еще лучше — из плоского флакона, чтобы удобнее было прикреплять к доске. Только дно придется отрезать.
Оберните бутылку два раза бумажным шпагатом, хорошо смоченным в керосине. Зажгите шпагат и медленно поворачивайте бутылку, держа ее горизонтально над водопроводной раковиной или тазом с водой. Когда шпагат начнет гаснуть, быстро окуните бутылку в таз или облейте ее водой из-под крана. Если бутылка под шпагатом хорошо прогрелась, она треснет по всей окружности и дно отвалится.
Острые края обрезанной бутылки могут поранить руки. Их нужно затупить мелким напильником, точильным бруском или куском кирпича.
Остальные сосуды можно сделать из стеклянных трубок, изогнув их различным образом. Трубки резать проще, чем бутылки. Надо трехгранным напильником в нужном месте пропилить вокруг трубки бороздку. По обе стороны бороздки оберните трубку тряпочкой, чтобы не поранить руки. Затем возьмите трубку и сгибайте, нажимая на бороздку большими пальцами. Когда трубка отломится, затупите ее края, как уже говорилось.
Гнуть стеклянные трубки очень удобно над пламенем газовой или спиртовой горелки, свечи и т. п. Введя трубку «в верхнюю, наиболее горячую часть пламени, медленно поворачивайте ее, давая прогреться по всей окружности. При этом все время слегка нажимайте пальцами, стремясь согнуть трубку. Когда она начнет подаваться, не увеличивайте силу нажима, а сгибайте плавно и равномерно до нужного угла. Не растягивайте трубку, чтобы она не стала тоньше в месте сгиба. Дайте изогнутой трубке остыть, держа ее в руках, и только после этого положите или начинайте сгибать в другом месте.
Придайте трубкам различную форму, как показано на рисунке 4.
Как определить уровень жидкости в закрытом сосуде, например в паровом котле? Котел ведь непрозрачный, не видно, сколько в нем воды. Того и гляди, вся вода выкипит и котел распаяется.
Но вы знаете, что в сообщающихся сосудах жидкость устанавливается на одном уровне. Значит, можно к котлу приделать еще один сосуд, стеклянный. На каком уровне будет стоять вода в этом сосуде, на таком она и в котле стоит. Стеклянный сосуд в этом случае называют водомерным стеклом. Его легко сделать из стеклянной трубки. Когда трубку подберете, сверните и спаяйте две жестяные трубки такого же наружного диаметра. Спилите их с одного конца под углом в 45° и составьте вместе так, чтобы получился прямой угол. В этом положении трубки прихватите пайкой, а затем аккуратно пропаяйте по всему стыку. Таким же образом заготовьте вторую угловую трубку.
Котлом в нашем приборе будет служить консервная банка (рис. 6).
Этот простой и интересный прибор придумал знаменитый ученый древности Герон Александрийский.
Подберите бутылку как можно большего объема с плотной пробкой.
Трубка для фонтана нужна потоньше. Хорошо, если ее внутренний диаметр будет 1–2 мм. В пробке просверлите или прожгите раскаленным гвоздем отверстие, в которое трубка должна входить очень туго.
Налейте в бутылку немного воды. Вставьте пробку в горлышко. Нижний конец трубки должен погрузиться в воду и дойти почти до самого дна. Фонтан готов (рис. 7).
Водопровод работает по закону сообщающихся сосудов. На водопроводной станции имеется огромный сосуд — водонапорный бак. Он устанавливается где-нибудь на холме или на высокой башне. В бак накачивают воду насосом. А из бака идут трубы к потребителям воды. Если даже потребитель живет в верхнем этаже высокого дома, все равно вода поднимется к нему, как поднимается она в сообщающихся сосудах. Важно только, чтобы потребитель не забирался выше уровня воды в водонапорном баке. Фонтаны на площадях и скверах тоже питаются от водопровода. И чем выше установлен водонапорный бак, чем сильнее напор в сети водопровода, тем на большую высоту будет бить фонтан.
В нашей модели роль водонапорного бака играет консервная банка. Припаяйте к ней ножки из толстой проволоки, как показано на рисунке 8.
Насосы широко применяются в технике. Они бывают разного устройства. Один из самых простых — насос с диафрагмой, или так называемая «лягушка» (рис. 9).