Читать «Веселые научные опыты и эксперименты» онлайн - страница 31

Рассматривая рычаг как прямой стержень, мы не принимали во внимание, что при нагрузке он немного деформируется, прогибается. При точных расчетах деформациями пренебрегать нельзя. Крайне важно учитывать данные явления при проектировании домов, мостов и механизмов.

Чтобы наглядно исследовать, какие изменения происходят во время упругих деформаций, предлагаем провести серию не сложных, но показательных экспериментов.

Итак, возьмите кусок стрейчевой ткани или широкую резиновую ленту размерами 10 × 20 см. Для удобства проведения опытов рекомендуем по более узким краям обшить ткань вокруг двух карандашей (рис. 57).

Мелом или маркером нанесите на ткань разметку в виде сетки с квадратными ячейками.

Рис. 57

Опыт № 1. Растяжение. Разведите карандаши в противоположные стороны, растягивая ткань в длину. В результате растягивания вы заметите, что чем больше деформируется ткань, тем у́же она становиться в середине. Форма квадратных ячеек наглядно меняется – они вытягиваются и худеют (рис. 58). Именно так деформируются различные предметы при растяжении.

Рис. 58

Опыт № 2. Сдвиг. Удерживая нижний карандаш неподвижно, начните сдвигать верхний карандаш вправо. По мере все большего смещения станет заметно, как изменяется форма ячеек во время деформации сдвига (рис. 59). Аналогичные явления происходят со стволами деревьев, когда они раскачиваются.

Рис. 59

Опыт № 3. Сжатие. Для исследования деформаций сжатия лучше воспользоваться поролоновой губкой прямоугольной формы.

Так же как и в предыдущем эксперименте, намесите мелом или маркером разметку по всей поверхности губки (рис. 60) (чем больше губка, тем нагляднее результат).

Рис. 60

Положите губку на стол и придавите ее сверху плоским предметом, например толстой книгой. Под весом книги губка сожмется, и вы увидите, как изменилась форма губки и ячеек (рис. 61). Если при растяжении материал сужается в центре, то при сжатии, наоборот, в центре происходит утолщение, а ячейки как бы толстеют.

Рис. 61

Опыт № 4. Кручение. Кручение – это более сложный вид деформаций, в котором сочетаются и сдвиг, и сжатие, и растяжение. Для исследования данного явления можно использовать все ту же губку в форме параллелепипеда, но было бы неплохо воспользоваться губкой цилиндрической формы. Чтобы провести более чистый эксперимент, то есть исключить искажающее воздействие, на торцы размеченной губки приклейте куски картона (рис. 62) и дождитесь, пока клей высохнет.

Затем, удерживая нижний лист картона, начните медленно поворачивать верхний лист.

В результате вы сможете наблюдать, как изменяется форма ячеек. Они будут вытягиваться в ромбы (рис. 63), а при сильном скручивании – несколько худеть.

Рис. 62

Рис. 63

Загадочный кельтский камень

Оборудование и принадлежности:

• одноразовая столовая ложка;

• пластилин;

• кусок толстого картона или гвоздь.

При раскопках древнекельтских поселений археологи обнаружили странный предмет из камня, получивший название «кельтский камень» (предполагалось, что кельты использовали его в качестве топора) (рис. 64). Кто-то из археологов совершенно случайно крутил на подвернувшейся доске эту находку. И что же обнаружилось? Этот ничем не примечательный предмет обладает интересным свойством: легко вращается в одну сторону, но отказывается вращаться в другую. Если его закрутить в «неправильном» направлении, то, сделав несколько оборотов, он быстро остановится, покачается несколько секунд и начнет вращаться в «правильном» направлении. Закрученный в «правильном» направлении, он продолжает вращаться до остановки.