Эта статья является одной из серии экспериментов, предназначенных для обучения студентов тому, как делается наука, от создания гипотезы до разработки эксперимента и анализа результатов с помощью статистики. Вы можете повторить шаги здесь и сравнить свои результаты - или использовать это как вдохновение для разработки собственного эксперимента.
Всплеск через лужу, и вы промокли ноги. Но маленькие насекомые, называемые водосборщики, могут скользить прямо по поверхности воды. Как они это делают? Они очень маленькие, но это не так. Они очень легкие, но это еще не все. Чтобы выяснить одну из основных причин, почему водные штурманы, например, шагать, я должен придумать эксперимент.
Для любого эксперимента мне нужна гипотеза или утверждение, которое я могу проверить. Но сначала мне нужно немного узнать о воде.
Разлейте воду на пластиковый стол, и он сформирует капельки - крошечные шарики воды. Это происходит из-за поверхностного натяжения . Молекулы воды притягиваются друг к другу. Они образуют слабые связи между собой. Там, где эти молекулы встречаются с воздухом, открытые молекулы воды не могут присоединиться к другим молекулам перед ними - там есть воздух. Вместо этого они заканчивают тем, что прикрепились к молекулам воды рядом с ними, держась еще крепче. Эти молекулы сопротивляются всему, что пытается их разрушить. Затем образуется одна капля воды с внешним слоем молекул воды, действующим как очень тонкая оболочка, которая удерживает каплю вместе - поверхностное натяжение.
Вода также имеет плавучесть. Это восходящая сила, которую жидкость оказывает на что-то, прижимающееся к ней. Молекулы воды занимают пространство и оказывают давление вверх, вытесняя все, что давит вниз. Если от воды будет больше давления, чем от объекта, объект будет плавать. Если объект оказывает большее давление вниз, он утонет.
Для того, чтобы ходить по воде, водники могут использовать поверхностное натяжение и плавучесть. Чтобы воспользоваться преимуществами поверхностного натяжения, все, что им нужно сделать, это не разбить поверхность молекул воды. Чтобы воспользоваться плавучестью, нападающие должны будут оказывать как можно меньшее давление на воду. Таким образом, давление от воды позволит им плавать.