Почему они работают - песочные часы?
Песок интересное вещество. Он ведет себя частично как твердое тело, в то же время он может «течь» как жидкость. Этот принцип используется, например, в песочных часах, в которых песок «вытекает» из верхней заполненной колбы в виде жидкости и постепенно заполняет нижнюю емкость.
Почему песок?
Удивительно, но песочные часы не сработали бы, если бы они были заполнены настоящей жидкостью - водой. В отличие от песка скорость, с которой жидкость течет из одной колбы в другую, зависит от высоты водяного столба, то есть от фактического количества воды в верхней колбе. В отличие от воды, песок перемещается из одной части песочных часов в другую с одинаковой постоянной скоростью.
Это связано с самой природой песка. Песок представляет собой совокупность твердых мелких частиц - зерен. Соседние зерна касаются друг друга маленькими подушечками, которые опираются друг на друга. Силы, действующие на них (например, эффект гравитации), таким образом, могут распространяться от зерна к зерну. Они частично переносятся в саму колбу. Силы ведут себя аналогично в правильно построенных сводах домов. Там силы передаются на столбы, которые поддерживают хранилище. В песочных часах стекло колбы играет роль хранилища. Таким образом, нижние слои отшлифованного песка находятся под постоянным, более или менее постоянным давлением, независимо от того, насколько высоко над ними находится песчаный столб.
Старый трюк
То же явление, которое позволяет песку измерять время, также позволяет выполнить трюк, чтобы поднять не слишком тяжелый контейнер - не касаясь его руками.
Вставьте деревянную палочку в контейнер и заполните пространство вокруг нее песком. Затем нажмите, чтобы встряхнуть и уплотнить песок. При достаточной плотности песка контейнер можно поднимать за штангу, не касаясь самого контейнера. Песчинки, которые образовали плотную структуру, рассеивают силу, действующую стержнем на стенки сосуда при подъеме эксперимента. Это твердое тело. Песок не имеет возможности деформироваться, поэтому в этот момент он ведет себя как компактное вещество.
Между прочим, этот эксперимент можно повторить в большем масштабе, когда стержень заменяется стволом срубленного дерева, а контейнер заменяется достаточно большим вариантом. Песок в контейнере может весить около 300 кг.
Конечно, этот прием не работает при использовании жидкости