Pokusem, kterému se jinak říká karteziánek, demonstrujeme Pascalův a Archimedův zákon.
Budeme potřebovat plastovou láhev a oční kapátko nebo jakoukoliv trubičku, která je na jednom konci uzavřená. Kapátko zatížíme například kancelářskou svorkou, drátkem, hřebíkem nebo plastelínou tak, aby se „potápěč“ vznášel ve vodě. Tento stav musí hraničit s potopením, takže není úplně jednoduché našeho potápěče správně vyvážit. Místo plastové láhve bychom mohli použít láhev skleněnou s širším hrdlem a gumovou nebo korkovou zátkou.
Láhev naplníme vodou až po okraj, potápěče do ní vložíme a zašroubujeme víčkem.
Potápěč se ponořuje a stoupá
Když láhev stiskneme – buď ze stran, nebo zatlačíme na zátku – potápěč se začne pohybovat směrem ke dnu. Když ji pustíme, potápěč opět vystoupá nahoru.
Vysvětlení: Důvod je ten, že při stisknutí se ve vodě zvýší tlak a voda se dostane i dovnitř kapátka. Tím se zvýší jeho průměrná hustota a potápěč klesá ke dnu. Pokud budete šikovní, dokážete potápěče udržet i uprostřed láhve.
Příčina pohybu tkví v nestlačitelnosti vody a stlačitelnosti vzduchu. Tlak na stěny láhve je podle Pascalova zákona ve všech místech kapaliny stejný a způsobí vniknutí vody do kapátka, které se tak stane těžším a začne klesat. Podle Archimédova zákona – těleso ponořených do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa – se těleso, které má větší hustotu než voda, ve vodě potopí.
Na podobném principu funguje ovládání hloubky ponoření ponorky a v živočišné říši třeba plynový měchýř ryb. V případě nestejnorodých těles (tedy těles tvořených různýmy látkami – v ponorce je vzduch) je situace zcela jiná než u homogenních těles. Ponorka je schopna se ve vodě vznášet, nasaje totiž takové množství vody, aby byla její „celková hustota“ stejná jako hustota vody.
Když budeme potápěče sledovat pozorně, uvidíme, že se pohybuje nejen směrem nahoru a dolů, ale že se i otáčí. Směr pohybu ovlivňuje výslednice vztlakové a tíhové síly, která působí na kapátko.
Další pokusy:
Fyzikální
pokus: Potápěč
Fyzikální
pokus: Těžiště
Fyzikální
pokus: Lom světla
Fyzikální
pokus: Pokusné vajíčko II
Fyzikální
pokus: Voda za víno
Fyzikální
pokus: Atmosférický tlak
Fyzikální
pokus: Fata morgána
Fyzikální
pokus: Aerodynamické paradoxy
Fyzikální
pokus: Vířivé proudy v ešusu
Fyzikální
pokus: Setrvačnost zavěšeného závaží
Fyzikální
pokus: Pokusné vajíčko
Optické klamy
1
Optické klamy
2