Знали ли вы, что можно мастерить моторную лодку из бумаги всего шириной 10 мм (1 см)? Если вы сами теряетесь в догадках, то сначала изучите процесс сами и удивитесь тому, как интересно работает физика в нашем мире. После этого, вы можете смело сами показывать фокус вашим детям.
Как сделать «моторную» лодку из бумаги
1. Возьмите небольшой листок бумаги.
Если хотите, сделайте из него квадрат со сторонами 1 см х 1 см.
2. Сделайте на листе бумаги тонкую прорезь вот такую, к примеру:
Прорезь может быть любой формы (даже прямоугольной).
3. Осторожно положите этот лист бумаги на поверхность воды.
4. С помощью ватной палочки или другого предмета нужно добавить мыльный раствор в вырезанную нами прорезь на бумажке. После добавления мыльного раствора лодка двинется.
Вот как движется лодка после того, как вы добавите немного жидкого мыла в прорезь на листе бумаги:
Я добавила мыло на конец ватной палочки, а затем прикоснулась к поверхности воды, что есть в прорези этим концом ватной палочки (на который было нанесено мыло).
Как только мыло коснется поверхности воды, лодка двинется вперед.
Это называется эффектом Марангони
Объяснение процесса
У поверхности любой жидкости есть свойство, называемое поверхностным натяжением.
Оно действует как сила сжатия молекул друг к другу на поверхности, благодаря чему эта площадь поверхности жидкости остается минимальной (например, вода в малых количествах принимает форму капли - наименьшую по площади поверхности форму).
Поверхностное натяжение - единственное ответственное свойство, которое поддерживает форму мыльного пузыря, не позволяя ему разрушиться. Чем выше значение поверхностного натяжения, тем выше будет значение силы сжатия.
Величина поверхностного натяжения мыльного раствора меньше, чем у воды. Итак, поверхностное натяжение воды имеет большую силу.
Когда мы добавляем в воду небольшое количество мыльного раствора, эта область имеет более низкое поверхностное натяжение, чем ее окружение.
Таким образом, сила направлена от более низкого поверхностного натяжения к более высокому поверхностному натяжению, то есть из области мыла в область воды.
Эта результирующая сила приводит к эффекту Марангони.
Этот эффект говорит нам о том, что вода течет от более низкого поверхностного натяжения (мыльного) к более высокому (водного).
В нашем эксперименте с моторной лодкой, когда мы добавляем мыло в щель, вода течет из области щели в область, которая находится снаружи. Это создает толчок, который направляет лодку вперед (аналогично тяге, которая используется для запуска ракет).
Вот так вы узнали об этом сложном явлении из простого одноминутного домашнего эксперимента.