Парова гармата: вивчаємо закони фізики

Перегрітий пар містить набагато більше внутрішньої енергії, ніж стиснене повітря, і відповідно, може виконати велику роботу.

Що вам потрібно:

• лабораторна скляна пробірка з щільною пробкою;
• шматок сухого пального або свічка;
• рухома платформа (наприклад, якийсь маленький іграшковий візок, скажімо, із дитячого конструктора).

Інструкція:

Почнімо експеримент. Налийте в пробірку води приблизно наполовину і щільно закрийте її. Тепер закріпіть пробірку на візку. Зверніть увагу, щоб пробка була спрямована вгору, але не строго вертикально. Під іншим боком пробірки розташуйте сухе пальне або свічку і запаліть пальне.

Що відбувається?

Спочатку нічого не відбувається. Потім вода закипить і в якийсь момент пробка вистрілить із пробірки, а сама платформа відкотиться в протилежному напрямку.

Ми бачимо ефект декількох законів фізики: термодинаміки, третього закону Ньютона і закон збереження імпульсу. Як тільки вода закипає, починає накопичуватися пар, тиск зростає і виштовхує пробку з пробірки. Кінетична енергія пробки створює ефект віддачі. А це ніщо інше як прояв третього закону Ньютона. Інакше кажучи, сила, що діє з боку «гармати» на пробку, дорівнює силі, що діє з боку пробки на «гармату», а оскільки «гармата» закріплена на візку, то ця енергія передається візку.

Звичайно, треба бути обережними, щоб пробка не вистрілила в вас або в когось іще!