Рассказать друзьям
Физика 3 октября 2010

Спираль на воде

Большинство знает классический эксперимент для иллюстрации поверхностного натяжения: берется легкая монета (или игла) и аккуратно кладется на поверхность воды. Благодаря этому эффекту монета не тонет и плавает на поверхности. Для надежности эксперимента монету можно смазать жиром.

Теперь повысим эффектность нашего опыта. Вместо монеты возьмем легкую проволочную спираль. Также смажем ее жиром (в нашем случае – обычным сливочным маслом) и поместим на поверхность воды. Как и следовало ожидать, спираль спокойно плавает.

После этого приготовим раствор мыльной воды. Если теперь начать капать его в центр нашей спирали, то она начнет вращаться. Объяснение данного опыта предлагаю сделать читателям нашего сайта. За наиболее развернутое и понятное объяснение – бонус 50 рублей на номер вашего сотового телефона.

Видео

Комментарии ( 16 )
  • iKBAHT 3 октября 2010, 13:46
    Раствор мыла удерживается на поверхности воды благодаря меньшей плотности. И получается своего рода реактивная тяга, когда с конца спирали вырывается мяльный раствор толкая спираль в противоположную сторону.
  • p1ka2So 4 октября 2010, 07:51
    iKBAHT, согласен, но не сразу с конца спирали, конечно. До туда мыло ещё должно добраться, по пути создавая ту самую тягу.
  • Administrator 4 октября 2010, 08:08
    p1ka2So,
    то есть, получается, объяснение с уменьшением поверхностного натяжения – неверно?
  • Максим 4 октября 2010, 14:44
    Капля мыльной воды, расплывается по повернхности так, чтобы импульс этой плоской жидкой капли был равен нулю (каким он и был вначале). Поэтому капля расплывается во все стороны симметрично, как ровный блин. Те части капли, что достигли спирали передают её свой импульс. Поскольку до разных частей спирали мыльная капля походит в разное время, спираль начинает раскручиваться так, чтобы суммарный импульс системы спираль–мыльная капля по прежнему был равен нулю.
  • 0lympian 4 октября 2010, 16:01
    Ухты! Вот это действительно интересный опыт!

    По поводу мыльной воды... Очевидно, что она легче и плавает по поверхности. Когда капаем, "лужица" ее расширяется, и мнекажется, что при расширении мыльной пленки по поверхности воды, она в одну сторону (по направлению витков, точнее пространства между витков) распространяется беспрепятственно, а в другую сторону – давит на центр спирали. Чем ее и вращает.
  • Administrator 4 октября 2010, 18:57
    Учитывая все предложенные комментарии, думаю, имеет смысл повторить данный эксперимент с подкрашенной мыльной водой. Тогда сразу будет видно, что и как растекается.
  • p1ka2So 4 октября 2010, 20:19
    2Administrator: Где говорилось об уменьшении поверхностного натяжения?

    А идея с подкрашенной мыльной водой – замечательная. Действительно, будет очень наглядно. Только, наверное, стоит сделать внутренний виток чуть большего радиуса, чтобы успеть заметить момент соприкосновения мыла с проволокой и момент начала её движения. Думаю, давления всё равно должно хватить на раскручивание.
  • Administrator 5 октября 2010, 13:53
    p1ka2So,

    вот источник:

    http://www.yarastu.narod.ru/cam.html

    Там же дается объяснение опыта.
  • p1ka2So 6 октября 2010, 08:59
    2Administrator: Да, всё правильно, реактивная тяга. Но всё–таки мыло ведь не мгновенно проходит 4 витка, вырываясь наружу. А вращаться начинает с первых капель. Я не согласен именно с концом спирали. Эта самая тяга образуется ещё внутри, задолго до конца.
  • 0lympian 6 октября 2010, 15:26
    p1ka2So, реактивная тяга образуется, когда нечто (в турбине – газ) пытается выйти в зону меньшего давления, и с одной стороны ему мешает, собственно, движимое этой тягой тело. Так что конец спирали (наружный) тут ни при чем, важен как раз внутренний конец, на который пленка и давит, создавая вращение.
  • Ромка 6 октября 2010, 18:32
    Предлагаю такое описание явления:

    В месте попадания капли мыльного раствора появляется область с пониженным коэффициентом поверхностного натяжения, эта область стремится расшириться, точно так же как стремится расшириться дырка в тонкой резине или дырка в мыльном пузыре.

    Из–за специфических начальных условий (спираль), "дырке" с мыльным раствором приходится расширяться по спиральной дороге, причем во время расширения нескомпенсированной остается тангенциальная часть результирующей силы, действующей на проволоку, как на границу раздела двух поверхностей с разным коэффициентом поверхностного натяжения.
  • p1ka2So 6 октября 2010, 20:30
    20lympian: Можно просто перефразировать – вырывается не из конца спирали, а из центра. Тогда трактовка будет однозначной. А то мы с Вами уже два конца спирали нашли smile
  • 0lympian 7 октября 2010, 01:39
    p1ka2So осталось найти 2 кольца и гвоздик smile
  • Administrator 7 октября 2010, 08:06
    Смутно подозреваю, что вращение будет происходить и при наливании подсолнечного масла... Будет так же растекаться и давить на спираль.
  • Олег 10 октября 2010, 21:10
    Если "равномерно" капнуть мыльный раствор снаружи сприали, то по идее, при достаточно малых размерах чашки, можно закрутить ее обратно.
  • Administrator 11 октября 2010, 06:25
    Ввиду активного обсуждения эксперимента, было решено провести его более тщательно:

    http://livescience.ru/article_22/

    Со всеми нюансами видеоролик распух до 4 минут. smile
Ваш комментарий
 
Кому:
Ваше имя:
Ваш e-mail:
Комментарий:
 
  гостевые комментарии проверяются модератором