Иногда самые любопытные научные эксперименты рождаются вовсе не в лабораториях, а за обедом. Именно так и случилось однажды — за непринуждённой трапезой с коллегами мы начали обсуждать, что произойдёт, если прыгнуть в бассейн, наполненный Орбизами — крошечными гидрогелевыми шариками, которые, впитав воду, увеличиваются в десятки раз. Могут ли они удержать человеческое тело на поверхности? Или ты просто уйдёшь в них с головой?
Ответов было столько, сколько собравшихся за столом. Кто-то говорил, что утонешь по колено. Кто-то — до пояса. Были и те, кто уверенно заявлял: "Погрузишься с головой!" Очевидно, что догадки тут не помогут. Пришлось прибегнуть к проверенному инструменту — научному методу.
От гипотез к эксперименту: как мы готовили 25 миллионов Орбизов
Наука требует времени. И терпения. Чтобы получить достоверный результат, пришлось не просто импровизировать, а планировать. Местом проведения эксперимента стал задний двор моего друга Кевина, известного в сети как Backyard Scientist — энтузиаст, превративший свой участок в полноценную лабораторию на открытом воздухе.
Подготовка заняла около шести месяцев. В течение этого времени мы постепенно наполняли бассейн Орбизами. Это был настоящий марафон — миллион за миллионом, мешок за мешком. И вот настал день, когда бассейн был полностью заполнен. Удивительное зрелище: переливающаяся, мягкая, упругая поверхность, где каждая капля воды заключена в шарик. Визуально — фантастика. Но как поведёт себя тело?
Прыжок в неизвестность: как глубоко я погрузился?
Перед прыжком я предположил, что утону примерно до груди. Этот прогноз был основан на интуиции: казалось, что трение между Орбизами замедлит погружение, а плотность шариков не даст уйти глубоко. Но уже с первых секунд стало ясно — я ошибался.
Прыжок — и вот я почти полностью под поверхностью. Примерно 85% моего тела оказалось под массой Орбизов. Невероятное ощущение — словно тебя мягко обнимает упругая, слегка вязкая масса. Она сдавливает, но при этом не причиняет дискомфорта. Это не похоже ни на воду, ни на песок, ни на желе. Это что-то совершенно особенное.
Почему я утонул? Объяснение через закон Архимеда
Чтобы понять, что произошло, стоит вспомнить базовые принципы физики. В частности — закон Архимеда. Он гласит, что тело, погруженное в жидкость, теряет в весе столько, сколько весит вытесненная жидкость. Пример: мяч весом 135 граммов будет погружаться до тех пор, пока не вытеснит ровно 135 граммов воды.
Этот же принцип работает и для Орбизов, хотя с некоторыми поправками. Сами по себе они плотнее воды, между ними есть зазоры, и важную роль играет коэффициент упаковки сфер — то есть насколько плотно они могут размещаться в ограниченном объеме. В среднем — около 74% объема будет занято шариками, а остальное — воздух и вода между ними.
Получается, чтобы тело «всплыло» в такой среде, оно должно вытеснить эквивалентную массу этих шариков. А так как они чуть плотнее воды, а человек — в основном вода, — то он будет погружаться почти полностью, пока не достигнет точки равновесия.
Мифы и правда о «утоплении» в вязких средах
Этот эксперимент стал отличным поводом развенчать некоторые мифы. Вспомните сцену из фильма «Бесконечная история», где лошадь тонет в болоте. Или мультфильмы, где герой уходит под землю в зыбучих песках. Всё это — художественные преувеличения. На деле, если среда плотнее вас, вы просто не можете в ней утонуть полностью. Вы достигнете баланса и начнете плавать, как пробка.
Да, можно застрять, не суметь вылезти самостоятельно, но полностью исчезнуть — маловероятно. Это объясняет и наш эксперимент с Орбизами. Даже если ты погрузился почти до макушки, тебя всё равно будет немного видно.
Сюрприз для племянников: бассейн без воды
Как сделать день для детей незабываемым? Очень просто: пригласить их «покупаться», забыв уточнить, что в бассейне нет воды. Мои племянники не сразу поняли, во что именно они прыгают. Но уже через несколько секунд вокруг стоял взрыв эмоций, крики восторга, смех и брызги (из Орбизов, конечно же).
Особенно ярким моментом стало появление Кевина в костюме «монстра бассейна». Дети визжали и смеялись одновременно. В этот момент наука перешла в разряд высшего уровня развлечения.
Физика + веселье = настоящая наука
Мы часто думаем, что наука — это что-то строгое, академичное, далёкое от повседневной жизни. Но всё наоборот. Наука — это способ понять мир вокруг нас. А лучший способ это сделать — через эксперимент. Особенно, если он масштабный, зрелищный и даёт неожиданный результат.
Этот эксперимент с Орбизами стал отличным примером того, как можно совместить теорию и практику. Мы убедились: даже если ты ошибся в прогнозе, это не провал — это шанс узнать больше.
Дополнительные эксперименты от Backyard Scientist
Кевин не ограничился нашим экспериментом. Он снял отдельное видео, где провел восемь разных экспериментов с бассейном, полным Орбизов. Там и тесты на ударную волну, и плавучесть предметов разной плотности, и даже попытки замораживания этого всего!
Если вам понравился наш эксперимент, обязательно посмотрите его видео. Кевин умеет делать научное шоу по-настоящему зрелищным.
Вывод: Орбизы — не просто игрушка
Орбизы, которые многие знают как просто детскую забаву, на деле — отличный материал для изучения физических процессов. Они демонстрируют принципы плавучести, давления, трения, структуры упаковки и даже термодинамики (при заморозке и нагреве).
С их помощью можно наглядно показать, как работает мир. Особенно если подойти к этому с долей креативности и задором.
А вы бы рискнули прыгнуть в такое?
Теперь очередь за вами. Представьте, что перед вами бассейн с миллионами Орбизов. Прыгнете ли вы? До какой глубины, как вам кажется, вы погрузитесь? Напишите в комментариях — интересно узнать ваши гипотезы!
И помните: наука — это не только формулы и лаборатории. Это ещё и смех, удивление, немного сумасшествия и очень много радости от открытий.