– Солнце! Я узнал, что оно звезда, в нашем путешествии. Мы в нём знакомились с увлекательной астрономией. Ещё тогда ты рассказал, что наша планета вращается вокруг Солнца. И вокруг Земли тоже вращается, только не планета, а спутник – Луна.
– У тебя отличная память, Чевостик! А как ты думаешь, почему планеты не улетают от Солнца, а продолжают кружиться вокруг него? Что их держит?
– И держать его труднее, он сильно давит на ладонь, наверное, у него вес больше. Положу-ка я его на Землю, пусть он на неё своим весом давит. Дядя Кузя, а вон у того огромного серого камня, который лежит около клумбы, вес наверняка совсем большой. Я его не то что удержать, даже поднять не смогу.
– Чевостик, а я знаю место, где ты с этим легко справишься!
– Фантастика! Не верю. Неужели у меня получится?! Что же это за удивительное место, где я сразу стану силачом? Давай туда перенесёмся. Хоть на минутку!
– Уговорил. Правда, там нет воздуха, нам придётся ходить в специальных защитных костюмах – скафандрах. Но с времяскоком это не проблема. Нажимаю на кнопку доставки. Скафандры прибыли! Надеваем их. Надо надёжно застегнуться. Готов? Старт.
На Луну!!!
Сила притяжения. Продолжение
– Ничего себе! Дядя Кузя, тебя не узнать в скафандре. Ой, а где это мы? Над нами чёрное небо со звёздами, под ногами серая земля.
– Не Земля, а… Луна.
– Ох, ничего себе! Мы на Луне! Какой же молодец наш времяскок!
– Чевостик! Чевостик! Вот это прыжки!
– Это я от радости! Хотел немножко подпрыгнуть, а получилось высоко-превысоко! Я даже не представлял, что умею так хорошо прыгать. Здорово!
Еще разок прыгну – у-у-ух! Впереди лежит подходящий камень, он даже больше того, земного! Сейчас я и к нему допрыгаю. На Луне это у меня получается лучше, чем у любого кенгуру! Раз прыжок, два прыжок, и я у камня! Сейчас проверим, правда ли я его смогу поднять. Ого!
– Дядя Кузя! Получилось!
– Молодчина!
– Здесь всё так легко удаётся! Интересно почему?
– Мы на Луне. Она легче Земли, поэтому сила лунного притяжения примерно в шесть раз меньше земного. Из-за этого и вес на Луне в шесть раз меньше, чем на нашей планете. Предметы с одинаковой массой имеют разный вес, или силу веса, на Земле и на Луне.
Здесь здорово! Можно прыгать высоко-превы-соко! А если кинуть камень? Возьму вот этот, не очень большой. Ничего себе, как далеко он улетел! А теперь попробуем камешек потяжелее. И он полетел, как будто это не камень, а маленький мячик! Как же всё тут интересно! Но… Мне всё равно хочется вернуться на Землю, ведь она наша родная планета.
– Дядя Кузя, а не вернуться ли нам?
– Возвращаемся. И продолжим знакомство с удивительной наукой физикой.
Сделай два маленьких бумажных кораблика, помести их в таз с водой на расстоянии 5 см и наблюдай за тем, что произойдёт. Пройдёт совсем немного времени, и ты увидишь, что оба корабля соприкоснулись своими бортами. Можешь объяснить почему?
Это произошло из-за силы притяжения, которая действует между двумя корабликами и притягивает их друг к другу.
У озера
Как же у дяди Кузи всё ловко получается. Одно весло уже на месте. А пока он занимается вторым, я подойду к воде. Попробуем, холодная ли? Очень даже тёплая. Что-то я давно не мыл свой мячик, самое время это сделать.
– Чево-о-стик, ты где? Вот неслух, убежал к воде! Чевост, разве ты не знаешь, что детям нельзя лезть в воду одним, без взрослых?
– Знаю, конечно. Но я ни в какую воду не залезал, я только мячик хотел помыть. Думал, окуну его в озеро – и готово. Но как я ни старался, ничего не получилось. Мячик даже наполовину не уходит под воду, какая-то сила его не пускает, выталкивает на поверхность.
– Всё верно, твой мячик выталкивает из воды сила, которую так и называют – выталкивающая, или архимедова сила. Второе название ей дали в честь Архимеда, древнегреческого учёного, который её открыл. Архимед понял, что на тело, погружённое в воду, действует выталкивающая сила. Она направлена вверх, а величина этой силы равна силе веса воды, которую это тело вытеснило.
– Так, может, эта же сила и лодку на воде держит?
– Правильная догадка! Лодка вытеснила много воды, её дно и бока довольно глубоко ушли в воду. Если заполнить водой всю погрузившуюся часть лодки, получится большой вес. Выталкивающая, или архимедова сила равна силе этого веса.
Архимедова сила выталкивает лодку из воды
– Она тоже немаленькая.
– И больше силы веса самой лодки без воды.
– Поэтому лодка и не тонет – архимедова сила её из воды выталкивает! С лодкой всё понятно.
А вот с камешками – не очень.
Я бросил один в воду, и он сразу утонул. И этот тоже. И этот.
– Дядя Кузя, почему же на камень не действует выталкивающая сила?
– Очень даже действует. Но она равна весу воды, вытесненной камешком. А сколько он её может вытеснить?
– Совсем чуть-чуть, он же маленький.
– Но тяжёлый. Его собственная сила веса не так уж мала, и она точно больше силы веса вытесненной воды. Поэтому камешек и уходит на дно.
– Он тонет. А лодка плавает.
– Только прокатиться на ней у нас не получится. Похоже, приближается гроза.
Точно. С озера подул сильный ветер, вода покрылась рябью, а над дальним лесом показалась огромная фиолетовая туча.
Как поднять клад с затонувшего в океане корабля?
Возьми несколько монеток и погрузи их под воду в ванне или тазу. Представь, что это клад. Как поднять его на поверхность? Монетки сами не всплывают, потому что они тяжелее воды. Попробуй сложить монеты в мешок, а в качестве мешка возьми воздушный шарик. Сложи монетки в шарик, завяжи его, опусти на дно и проверь, всплывает ли клад теперь? Не получается? Тогда надуй шарик с монетками внутри, снова завяжи его и опусти на дно.
Всплывает? Да, а всё потому, что объем шарика увеличился, и архимедова сила, которая выталкивает шарик из воды, выросла.
Гроза
– Ой! Небо прочертила огненная линия!
– Это молния – удивительное электрическое явление природы.
– Дядя Кузя, я про электричество знаю, оно у нас дома, в розетке. А здесь оно откуда взялось?
– Электричество есть не только в розетке, оно есть везде, где имеются электрические заряды. Сейчас я объясню, что это такое. Ещё древние греки заметили: если потереть о шерстяную ткань камень, который называется янтарём, он после этого начинает притягивать к себе лёгкие предметы – пушинки, волоски.
– Может, это сила тяготения их заставляет притягиваться?
– Нет, Чевостик. Причина в электрическом заряде, который появился в янтаре после того, как его потёрли о шерсть. Позже люди узнали, что электрические заряды бывают двух видов. Для удобства их стали называть положительными и отрицательными и обозначать знаками «плюс» и «минус». Физики говорят, что тела, у которых есть любой электрический заряд, заряжены. Так вот, тела с положительным зарядом, или положительно заряженные, отталкиваются друг от друга.
– А отрицательные?
– Тоже отталкиваются. Но если рядом окажутся положительно заряженный и отрицательно заряженный предмет, они, наоборот, притянутся.
– Повторим: разные заряды притягиваются, а одинаковые отталкиваются.
– У заряженных предметов есть ещё одна особенность: вокруг них существует электрическое поле.
– А его можно увидеть?
– Оно невидимо. Но мы всё равно можем его обнаружить. Дело в том, что в электрическом поле маленькие заряженные частицы начинают двигаться, это похоже на движение воды в ручье. Такое движение электрически заряженных частиц называется электрическим током.
– Я знаю, он бежит по всяким проводам.
– Правильнее говорить «течёт». Разные вещества проводят ток по-разному. Это значит, что в одних ему течь легче, в других – труднее. Провода делают из меди. Этот металл очень хорошо проводит ток. Медная проволока надёжно спрятана в середине провода. Снаружи он сделан из материалов, которые ток совсем не проводят.
– А зачем?
– Чтобы никого током не ударило. Наше тело – неплохой проводник, но, если ток вдруг потечёт не по проводу, а по руке или ноге, ничего хорошего не получится. Он нас ударит. И очень серьёзно. Сегодня в любом доме есть множество электроприборов и электрических розеток. Не забывай, лазить в них очень и очень опасно.
– Что ты, дядя Кузя! Я про это давно знаю. А электрический ток умеет течь только по твёрдым вещам?
– Нет. Он может течь и в жидкости, и в газе. Когда ток протекает через какой-нибудь газ, получается электрический разряд. Смотри, прямо сейчас над лесом, на том берегу, сверкнул один такой разряд, а за ним – второй.
– Дядя Кузя, какие же это разряды? Это же молнии.
– Молния и есть электрический разряд, только очень большой – гигантский.
– Ничего не понимаю. Ведь молния берётся из облака. Откуда же в облаках электрический ток?
– Дело в том, что грозовые облака сильно электрически заряжены. Поэтому в таких облаках и рядом с ними существует электрическое поле.
– Тогда всё просто! И понятно, откуда в грозовых облаках берутся разряды-молнии.
– Чевостик, я бы не торопился говорить, что тут всё ясно и понятно. У учёных есть ещё много вопросов о том, как и почему появляются молнии. Изучение этого природного явления продолжается.
И прямо на этих словах в небе сверкнула новая молния! А за ней прогремел гром! И тяжёлые капли застучали по дорожке, по воде. Одна холодная капля попала мне на нос, вторая – за шиворот. Ой, да их не сосчитать, сейчас начнётся ливень!
– Чевостик, бегом в дом лодочной станции!
Хорошо, что она совсем рядом.
– Дядя Кузя! Кажется, успели! И почти не намокли.
– Во время грозы главная опасность не ливень, а молния. Она может ударить в высокое дерево, столб и даже в человека. Поэтому грозу безопаснее всего пережидать в каком-нибудь здании.
И ни в коем случае не находиться во время грозы в воде.
– А почему?
– Грозовой разряд легко доберётся до глупого купальщика, потому что вода рек, морей и озёр хорошо проводит электрический ток. По этой же причине не стоит хвататься за электроприборы мокрыми руками. Хорошо, Чевостик, что мы в надёжном укрытии.
Ещё бы. Здесь тепло и уютно, а за окнами бушует гроза! Кусты гнутся почти до земли, кажется, что ветер вот-вот сорвёт с них все листья. Молния попала прямо в озеро, и почти сразу громыхнуло.
Сделай из бумаги маленький кораблик и помести его в таз с водой. Надуй воздушный шарик и поднеси его к кораблику. Плывет ли кораблик за твоим воздушным шаром? Теперь как следует потри шариком по своим волосам и снова попробуй управлять кораблём. Ты увидишь, что бумажный кораблик будет плыть в сторону шарика. Это происходит потому, что шарик от трения накапливает электрический заряд и начинает притягивать к себе электрический заряд бумаги.
Пережидаем грозу
Скорость света и звука. Звуковые волны
– Чевостик, слышал? Гроза совсем рядом, на расстоянии одного километра.
– Дядя Кузя, откуда ты знаешь? Неужели сидя под крышей можно понять, далеко или близко гроза?
– Для того, кто знает физику, это легко. Нужно просто посчитать, сколько секунд прошло между вспышкой молнии и громом. Если гроза прямо над головой, то гром и молния происходят одновременно. Но если разряд далеко от нас, то сначала мы видим молнию и только через какое-то время слышим удар грома.
– Интересно, почему он опаздывает?
– У света и звука разные скорости. Скорость звука в воздухе во много-много раз меньше скорости света.