Rozrywki naukowe : fizyka i chemja bez przyrządów.

TT %' ', z1. *

' *•--

••U -•'<

■

\ 7 i?'5 7

. , t ~ .

■: .. i -

■

>• - _{; < ■} ^*

z, , >- ■'

.,<v

•

W

G. TISSANDIER _

Rozrywki Naukowe

FIZYKA i CHEMJA

BEZ

z francuskiego przełożył

J. Harabaszewski

WARSZAWA Nakładem Jana Fiszera

1910

(PRACOWNIA ZŁOTNICZ

L-

’<* fwdynku fcezniey d|a

‘ «-100 GŁUBCZYC^

UIKABI HOCJIIflH

BOrH,°- Ha CTW»' CTOHTb ABI 3BH-

łdHH, CKJTHHKH. flpHKpHTi IIlMaTKaMH KapTOHV.

3HHB.UH KapTOH. noKaayeMO raaflanaM. ino

OÖHJBi CKJIHHKH riOpOHCHi; IłOTfM U1BH/IKO

HaKpHBaeMo oaHy 3 hhx apyroio. Bcepeawii

Biapaay » 3'HBHTbcn rycmfl 6biHfl ahm ceapeT nojiarae a TOMy, uio mh 3a3aaJie-

b y XlYlMHOMy KaÖiHCTi CnOJIOCHyJIH oa«y

CKjisHKy cojiHHOio khcjiotoiO, a Jipyry _ «a- uiaTHpHHM ennprov. Bij aMiuiysa«™ fx na©«

yTBOpHJIHCS HipiÓTOUbKi KpHCTajIHKH HalHaTH- P», jtki HaraayioTb a»M.

BoroHb-xyaojKHHK. Ha HHCTowy KJianTHKV nanepy oaiaueM no3HaieHO oany Kpa©«/

n^HocH^o .io nel Kmeub S’

m ' Hnf T’*1’5' ,no6i}KHTb CJiaóeHbKHfi Bor- - P' 3 ^«^TbCH Ma^IlOHOK. BITKO OKpeCJleHIIH BOPHeilOK) CMyjKKOIO.

: * Ue, CTa'f,OCa'1 10%-M P03MHHOM Kajlifi- HiTpary (a30THO-Kiic.noro Kajiiio) poóhmo Ha nanep. HKHflcb mhjiiohok aóo HałiHc (o6ob’h3- Ö^Fix^Thr! M3e 3'eaffyB3THCH 3 iHIUOlO P ‘ Ha t,noqaTKV floro CTaBHMO on,BueM KpanKy. Kojih ęianip bhcoxhc Ha HbOMy „.Horo He 6yae noM.mo. Borni™ l IKrflHCHTb TWIbKH no THX M1CUHX, HK1 SMOHeHj PO3HHHOM fcajiift-Hirpary.

PRZEDMOWA TŁUMACZA.

Książka Tissandiera, jak on sam zaznacza, może być bar­

dzo użyteczna w nauczaniu początkowym. Nauczyciel znajdzie w niej uporządkowany materjał, który mu posłuży za podstawę do zaznajomienia ucznia z ogólnemi zasadami fizyki i chemji.

Jeszcze więcej korzyści z niej odnieść może samouk, naj­

częściej pozbawiony możności nie tylko samodzielnego ekspery­

mentowania, lecz nawet przyglądania się doświadczeniom w ga­

binecie fizycznym czy w laboratorjum chemicznym. Książka na­ szego autora daje wskazówki radzenia sobie w braku gabinetu i laboratorjum.

Samouk przekonywa się, źe środkami nieraz bardzo prostemi, które każdy ma pod ręką lub może nabyć bez wielkich kosztów, potrafi skontrolować na drodze doświadczalnej teoretyczne wia­

domości, zaczerpnięte z podręcznika.

Operując materjałem użytku powszedniego na przykładach z życia codziennego, młody umysł wdraża się do baczniejszej ob­ serwacji zjawisk w świecie go otaczającym; budzi się w nim potrzeba dokładniejszego rozumienia, jJ&jtyänia sobie sprawy z faktów, nad któremi najczęściej przecSodzimy do porządku dziennego, uważając je za proste, zrozumiałe nieraz jedynie dla tego, że wciąż się z nimi stykamy.

Teoretyczne wyjaśnienia, podane w książce Tissandiera przy opisie każdego doświadczenia, w wielu razach mogą się okazać za skąpe, niedostateczne, wypadnie szukać dokładniejszego wy-

IV

świetlenia zasady doświadczenia w podręcznikach, ale we właści­ wym zakresie, jako zbiór materjałów do doświadczeń, często bardzo łatwych, niekiedy trochę trudniejszych, wymagających pewnej usilności i wprawy, omawiana książka może wzbudzić w każdym, kto zechce się znią zapoznać, wielkie zainteresowanie i posłużyć do nauki czy zajmującej rozrywki.

Tłumacz starał się zachować charakter oryginału, zmian istotnych do tekstu nie wprowadzał, pozwolił sobie jedynie dla wygody polskiego czytelnika na takie zmiany, jak zastąpienie nazwy francuskiej ogólną nazwą monety lub opuszczenie urywka, zupełnie luźnie związanego z opisem doświadczenia.

J.H.

\

PRZEDMOWA AUTORA.

Kiedy z górą przed dziesięciu laty ogłosiliśmy w piśmie

„la Nature“ pierwszą notatkę pod tytułem: „Fizyka bez przy­ rządów , ani przypuszczaliśmy wtedy, źe idea wykonywania do­

świadczeń fizycznych bez specjalnych przyrządów, jedynie za po­ mocą przedmiotów domowego użytku, jakie wszyscy mają pod ręką, zdolna jest osiągnąć taki stopień rozwoju.

Był to pomysł szczęśliwy, gdyż jest pożyteczny w początko­

wym nauczaniu; wskazuje, że wyjaśnienie zasad fizyki nie wymaga koniecznie specjalnych przyrządów.

Akademja francuska zaszczyciła autora książki najpiękniej­

szym odznaczeniem, o jakie mógł się ubiegać, w roku 1883 ob­

darzyła go jedną z nagród Montyona, przeznaczonych za książki pożyteczne.

W przedmiocie Fizyki bez przyrządów otrzymaliśmy setki listów ze wszystkich części świata.

Uczeni, inżynierowie, profesorowie, członkowie Instytutu wy­ razili wielką chęć zostania naszemi bezip '^'inemi współpracowni­

kami: dzięki temu uprzejmemu, cennemu w 4>ółdziałaniu mogliśmy zebrać w kolejnych wydaniach taką ilość doświadczeń, że z cza­ sem uwzględniliśmy wszystkie działy fizyki.

W ten sposób Fizyka bez przyrządów przybrała rozmiary małego dzieła. Część druga książki— Chemja bez laboratorjum, pisana w tym samym duchu, ale rozmiary jej musiały byćdaleko skromniejsze.

VI

Nie zaniedbaliśmy niczego w celu udoskonalenia, dopełnie­

nia naszego dzieła, uczynienia go jeszcze bardziej godnym przy­ jęcia, jakiego doznało.

Książkę naszą przetłumaczono na język angielski, niemiecki, włoski, hiszpański, szwedzki, duński i rosyjski.

Uchybilibyśmy obowiązkowi, gdybyśmy nie załączyli tutaj najserdeczniejszych podziękowań dla naszych czytelników ze wszystkich krajów.

SPIS RZECZY.

Przedmowa tłumacza.

Przedmowa autora.

Str.

III V

CZĘŚĆ PIERWSZA.

Fizyka bez przyrządów.

I. Własności ciał.

Spadek ciał...

Sprężystość ...

Dziurkowatość i przepuszczalność Wytrzymałość . . . • . Siła odśrodkowa

Zasada bezwładności ....

II. Równowaga ciał.

Środek ciężkości .

3 5 8 10 14 21

43 III. Ciężar właściwy ciał-Hidrostatyka-Wypływ gazów

Ciężar właściwy cieczy

IV.

Syfon . . . . Zjawiska włoskowatości Wypływ cieczy i gazów Opór powietrza

Ciśnienie powietrza.

Próżnia

Powietrze zgęszczone . Aeronautyka

61 64 67 70 78

. 83 . 91 . 96 V. Ciepło.

Przewodnictwo metali . Zdolność kaloryczna Rozszerzalność ciał Zamarzanie .

. 101 . 105 . 107 . 108

' . »■ ’ ■

VIII

VI. Akustyka.

Rozchodzenie się dźwięków ....

VII. Światło i optyka.

Własności światła ....

Odbijanie się światła ....

Załamanie się światła ...

Soczewki ...

Mikroskop...

Zwierciadła wklęsłe i wypukłe ...

VIII. Złudzenia optyczne.

Złudzenia optyczne ...

Trwałość wrażeń w oku...

IX. Elektryczność i magnetyzm.

Doświadczenia z elektryczności ...

Str . 111

. 123 . 124 . 126 . 129 . 131 . 132

. 137 . 146

. 153

CZĘŚĆ DRUGA.

Chemja bez przyrządów.

I. Metaloidy i metale.

Otrzymywanie ciał... 165

II. Doświadczenia z chemji dla rozrywki.

Chemja organiczna i chemja dla rozrywki... 193

i

CZĘŚĆ PIERWSZA

FIZYKA BEZ PRZYRZĄDÓW

I. — WŁASNOŚCI CIAŁ

w

o

7

SPADEK CIAŁ.

Spadek monety1) i kawałka papieru.

Oto moneta i kawałek papieru, z papieru wykrawam krą­

żek w postaci monety, obydwa przedmioty umieszczam obok sie­

bie na jednej wysokości i pozwalam im spadać: moneta dosięg- nie ziemi daleko wcześniej, niż papier (fig. 1). Kładę krążek papieru na górnej powierzchni monety, spuszczam je: obydwa przedmioty spadają na ziemię wtym razie w jednakimczasie (fig. 2).

Fig- !• Fig. 2.

Papier w zetknięciu z monetą znalazł zabezpieczenie od działania powietrza.

Ciężar ciał nie ma znaczenia dla spadku ich, jedynie po­ wietrze przeszkadza ciałom spadać z jednakową prędkością. W pró­ żni wszystkie ciała spadają jednakowoprędko.

*) Zamiast nazwy francuskiej monety, używam ogólnej nazwy — mo-

4

Stłuczenie orzecha siłą spadku noża.

Wbij lekko ostrzem nóż Spiczasty w górną część odrzwia tak, by przy uderzeniu pięścią w futrynę nóż spadał. Jeżeli umieścić orzech pod pionem w tym punkcie właśnie, w którym nóż dotknie ziemi, orzech zostanie niechybnie stłuczony. Ale w jaki sposób oznaczyć ów punkt?

Fig. 3.

Zwilżamy dolną część noża przez zanurzenie jej w szklan­ ce wody, po usunięciu szklanki niezwłocznie oderwie się kropla, właśnie w miejscu spadku kropli trzeba umieścić orzech.

Figura trzecia przedstawia sposób wykonania doświadczenia;

na lewo widać nóż, umieszczony ponad orzechem, na prawo — szklankę, która służy do oznaczenia pozycyi dwucb przedmiotów.

Niezniekształcenie się gałki z ośrodka chleba.

Ugnieść w palcach dużą gałkę z ośrodka bardzo świeżego chleba, nadając jej postać, najeżoną kolcami, jak to przedstawia figura 4 w rozmiarach rzeczywistego wykonania.

Połóż ten przedmiot na stole i uderzaj weń z góry silnemi razami pięści. Niepodobna zmienić formy gałki. Bez względu na siłę zadawanych razów materja sprężysta, chwilowo spłaszczona, przybiera zawsze pierwotną postać. Oto inny jeszcze sposób za­ demonstrowania praw sprężystości; posługujemy się również gałką z ośrodka chleba. Bzuć gałkę na podłogę z całej siły, uderzenie

Fig. 4.

o podłogę nie zniekształci jej, podobnie jak tego nie uczyniły razy pięści, na ziemi odnajdujesz dawną gałkę z chleba, którą od skutków uderzenia ochroniła sprężystość jej. Doświadczenie udaje się jedynie z ośrodkiem z bardzo świeżego chleba.

Kawałek kauczuku wyciągniętego daje również uderzający przykład sprężystości ciał, po wyprężeniu wraca do pierwotnego kształtu. Wszystkie ciała stałe, aczkolwiek nie są jednakowo sprężyste, wykazują jednak tę własność w różnym stopniu;

z pewnym nakładem sił można je mniej lub więcej wydłużać, a one znów mniej lub więcej powracają do swej pierwotnej formy.

6

Przeniesienie uderzenia na szereg monet.

Na wykładach fizyki wykonywa się interesujące doświadczenie przeniesienia uderzeń za pomocą serji kul ze słoniowej kości, za­

wieszonych na cienkich nitkach. Oto to samo doświadczenie, wy­ konane jedynie z kilkoma monetami. Połóż pięć lub sześć monet na płask na stole tak, żeby jedne drugich dotykały i uszykowane były pod linję prostą.

Fig 5.

*

Weź monetę, zaczynającą szereg, i rzuć ją na inne tak, żeby przez pewien dystans ślizgała się; na skutek uderzenia, przenie­ sionego dzięki sprężystości monet, odskoczy jedna moneta z dru­ giego końca.

Rzuć odrazu dwie monety, również dwie odskoczą z przeciw­ ległego końca.

Figura 5 pokazuje wyraźnie sposób postępowania, zapewniający powodzenie doświadczenia. Dobrze jest uszykować monety na po­ wierzchni stołu bardzo gładkiego, nadto trzeba posiąść pewną wprawę w rzucaniu monety na odległość z pewną prędkością.

7- Zawieszenie orzecha.

Trzymaj orzech między palcami dużym i średnim w ten spo­ sób, by palecwskazujący dotykał części Spiczastej orzecha, aszcze­ lina była w zetknięciu z dużym i średnim palcem; przy mócnym ściskaniu między temi palcami, szczelina otwiera się zlekka u gó- ry> gdyż nacisk zmniejszył średnicę orzecha, a w kierunku, gdzie

Fig. 6.

niema ciśnienia, średnica się zwiększyła; dla tego szczelina roz­ warła się.

Można w ten sposób zawiesić orzech na końcu palca i powo­

łać w formie żartów do skonstatowania, źe ani na palcu, ani na orzechu niema kleju. Eksperyment ten, dobrze wykonany, nie omieszka wzbudzić zadziwienia wśród widzów. Na naszym rysun­ ku (fig. 6) nadano trochę za duże rozmiary szczelinie.

8

DZIURKOWATOSĆ i PRZEPUSZCZALNOŚĆ.

Sączek z bibuły.

Połóż kawałek bibuły na wierzchu szklanki, wylej na bi­

bułę wodę, zaczernioną przez skłócenie z proszkiem węgla; woda

Fig. 7.

przesączy się zupełnie klarowna przez pory bibuły, zatrzymującej zanieczyszczenia z ciał stałych (fig. 7).

Przeprowadzenie pary wodnej przez karton.

Biorę dwa kubki szklane jednakiej pojemności, stawiam jeden z nich na stole i nalewam weń niewielką ilość wody gorą­ cej, prawie wrzącej. Nakrywam kartonem i umieszczam na nim

9 drugi kubek,odwróconydnem do góry (fig. 8). Tendrugi kubek zo­

stał poprzednio wytarty tak, że jest doskonale suchy i przezroczy­ sty. Poczekajmy kilka sekund; para wodna, która się podnosi z powierzchni płynu w dolnym kubku, zacznie przechodzić przez karton, w ten sposób dziurkowatość i przepuszczalność zostają uwidocznione; para powoli napełni przestrzeń, zamkniętą w kubku górnym, odwróconym dnem do góry.

Fig. 8.

Sukno, wełna mogą być poddane podobnym doświadczeniom i dadzą te same wyniki, jednak są inne substancje nieprzepu­ szczalne, przez które para nie przechodzi; taką substancją jest, naprzykład, kauczuk wulkanizowany, z którego robią płaszcze nieprzemakalne. Doświadczenie podane wyjaśnia nam, dlaczego, jak się bardzo dobrze mówi, mgła bywa tak przenikliwa i prze­ chodzi przez tkaninęubrania naszego z sukna i z flaneli.

10

WYTRZYMAŁOŚĆ MATERJAŁÓW.

Podniesienie karafki z wod^ za pomocy słomki.

Oto doświadczenie, które niechybnie wzbudzi zaciekawienie (fig. 9), pomyślny wynik próby wydaje się z początku wątpliwy.

Tymczasem nic bardziej prostego. Przed wprowadzeniem do ka-

Fig. 9.

/

łatki zgina się słomkę w ten sposób, żeby łodyga zakrzywiona pracowała przy podnoszeniu dzięki ściśnieniu. Dobrze jest mieć w zapasie kilka łodyg nietkniętych, bez uszkodzeń, by w razie po­

trzeby móc zastąpić złamane podczas pierwszych prób.

11 Z której strony zapali się fosfor?

Z pudełka z zapałkami bezpieczeństwa wyjmujemy cztery sztuki, umieszczamy dwie z nich w przestrzeni między pudełkiem i szufladką, zlekka wyciągniętą, trzeciąwstawiamy pomiędzy dwie poprzednie u końców ich, jak wskazuje figura 10. Ta trzecia

Fig. 10.

zapałka musi być dobrze wciśnięta pomiędzy dwie inne, które w tym celu trochę się odchyla z pierwotnego położenia, unika­

jąc w każdym razie złamania. Ogień za pomocączwartej zapał­

ki podkładamy pod środek zapałki poziomej i zwracamy się do widzów z zapytaniem, której zapałki fosfor zapali się. Tej z pra­

wej strony? Czy tej z lewej? Tam, gdzie się schodzą dwie główki z fosforem? Czy tam, gdzie jest jedna główka tylko?

12

Odpowiedź: Żadna z trzech. Skoro środek zapałki zwęgli się, dwie boczne zapałki odskakują i wyrzucają trzecią tak energicz­ nie, że ta gaśnie.

Rysunek nasz dostatecznie wyjaśnia układ doświadczenia, niema potrzeby zatrzymywać się dłużej na nim

W razie, gdy zapałki nie wchodzą łatwo w przestrzeń wolną między ścianki pudełka i szufladkę, zlekka nacina się jena dol­ nych częściach.

TWARDOŚĆ.

Przebicie monety igłą.

Wiadomo, że jedno - ciało jest twardsze od drugiego, gdy może rysować to ostatnie. Kawałek szkła daje kresę na marmu­ rze, djament na szkle; szkło jest więc twardsze, niż mar­ mur, djament — twardszy, niż szkło. Ostrze stalowe noża lub scyzoryka rysuje miedź, stal zatym jest twardsza od miedzi.

Nie jest rzeczą niemożliwą przebić miedzianą monetę igłą, daleko twardszą niż moneta. Zagadnienie początkowo wydaje się nie do rozwiązania, jeżeli usiłować wbić igłę w monetę, jak zro­

biłoby się z gwoździem przy wbijaniu w deskę, niechybnie przy każdej próbie igła złamie się, ponieważ stal,chociaż bardzo twar­

da, odznacza się wielką kruchością. Ale gdy sztucznie uda się utrzymywać igłę w położeniu prostym i sztywnym ponad monetą, można młotkiem wbić igłę w miedź. Wystarcza, dla zapewnienia powodzenia, wprowadzić igłę w korek jednakiej z nią wysokości, igła, trzymana w prawdziwej pochwie z drzewa, nie przechyla się w żadnym kierunku i można uderzać w nią energicznie zgo­

dnie z osią jej bez obawy złamania. W tych warunkach umieść igłę z korkiem na monecie, położonej na główce nitownicy albo na stole z drzewa, którego uszkodzić nie obawiasz się, weź dobry młotek ślusarski, dość ciężki, i uderzaj energicznie w korek. Fi­

gura 11 wskazuje sposób układu doświadczenia. Główka nitowni-

13 cy przedstawiona w przecięciu. Jeżeli uderzenia skierowane bar­

dzo zręcznie i silnie, igła przebije monetę.

Doświadczenie można przeprowadzić z każdą, monetą,. Win­ niśmy jednak dodać, że rzadko się udaje od pierwszego razu.

Należy się wprawić w bardzo zręczne i silne uderzenia i nie prze­

straszać się rozpoczynania próby wielokrotnie, gdyż jest to fakt istotny i mieliśmy w ręku monety,w ten sposób przebite igłą.

Igła wykazuje znaczną zdolność przyleganiado monety prze­

bitej i nie zdołanoby jej wyciągnąć z pochwy.

14

SIŁA ODŚRODKOWA.

Wprawienie w ruch obrotowy szklanki z wodą.

W celu, uwidocznienia siły odśrodkowej udamy się o pomoc do prostej szklanki, umieszczonej na krążku z kartonu, dobrze

Fig. 12.

przymocowanej do tego krążka sznurkami; nalejemy do szklanki wody i,wprawiając szklankę w ruch jak procę, wykażemy,że wo­ da nie wylewa się nawet wtedy, gdy szklanka jest w położeniu pionowym, otworem ku dołowi.

By zapewnić bezpieczeństwo eksperymentowi, wyrabia się niewielki krążek z kartonu, na nim umieszcza się szklankę, przy­ wiązując ją dobrze naciągniętemi sznurkami.

i

15 Wprawienie w ruch obrotowy monety na abażurze.

Weź w prawą rękę abażur, jak pokazuje rysunek (fig. 13);

lewą ręką puść zręcznie w ruch monetę na wewnętrzną powierzch­ nię stożka; w tym samym momencie nadaj ruch obrotowy abażu­ rowi, i moneta krążyć będzie nie spadając.

Fig. 13.

Jeżeli zmniejszysz prędkość obrotów, moneta schodzić bę­ dzie powoli do wierzchołka stożka, wciąż zataczając koła; jeżeli łaś zwiększasz prędkość, moneta będzie się podnosiła, by zbliżyć się do górnego obwodu.

Ruch monety, raz puszczonej, trwa, dopóki zachodzi ruch obrotcwy abażuru.

Monetę podtrzymuje działanie siły odśrodkowej i krąży ona, pochylona na wzór woltyżera w cyrku. Można przy pewnej zrę­

czności wprawić w ruch dwie monety odrazu.

Doświadczenie, które opisujemy, łatwo można wykonać, po­

trzeba jedynie kilku wstępnych prób, przedewszystkim przy pu­

16

szczaniu monetyw chwilirozpoczęcia ruchu, nie wymaga to jednak wyjątkowej zręczności od wykonawcy. Wykonywaliśmy to łatwo sami i dawaliśmy do wykonania wielu osobom, obeznanym z gra­

mi zręczności.

W razie braku abażuru można użyć miski, wazy, salaterki;

abażur z kartonu jest lżejszy, bardziej dogodny do trzymania, dlatego należy mu oddać pierwszeństwo.

Działanie siły odśrodkowej.

Działania siły odśrodkowej ujawniają się w znacznej ilości okoliczności i często wypada, zdać sobie sprawę z tej siły.

Kiedy pociąg drogi żelaznej ma przejść drogę o znacznym łuku, nachylają tor ku środkowi, by pociąg w biegu nie został wyrzucony z toru. Jeżeli biegniesz szybko po drodze kołowej o niewielkim promieniu, odczujesz potrzebę nachylenia korpusu ku środkowi koła tym więcej, im szybszy jest bieg.

Diałanie siły odśrodkowej spostrzegać się daje bardzoczęsto naokoło nas.

Kiedy koło pojazdu obraca się szybko, odrzuca błoto, przy­ ległe do powierzchni obręczy, na skutekdziałania siły odśrodkowej.

Siła odśrodkowa wywołuje niekiedy roztrzaskanie się kamieni młyńskich, gdy te obracają się ze zbyt wielką prędkością.

Ta sama siła wyrzuca krople wody z durszlaka przy osu­ szaniu sałaty.

Proca.

Kiedy puszczamy kamień z procy, ten uchodzi z koła, któ­ re kazemy mu opisywać, skoro zwolnimy jeden ze sznurków, po­ wstrzymujących go; kamień pójdzie po stycznej z prędkością, jaką posiada w chwili wymknięcia się.

W braku procy można użyć kija, jak to zaraz przekonamy się w następnym paragrafie.

Podbicie kartofla na znaczną wysokość.

Kiedy byłem uczniem i przechadzałem się po polach, zastę­

powałem procę zwykłą laską, a kamień kartoflem. Oto jak na­ leży brać się do rzeczy, by osiągnąć pomyślny rezultat; wbijamy

Fig. 14.

koniec laski w kartofel, żeby ten posiadał pewną moc przylega­

nia i dosyć mocno był utwierdzony na lasce.

Przy zachowaniu tych warunków wprawiamy w ruch obro­

towy laskę na wzór procy, raptownie zatrzymujemy ją w chwili szybkiego ruchu, kiedy górny koniec laski zwrócony jest ku nie­

bu, i w ten sposób osiągamy podrzucenie kartof'a na bardzo znaczną wysokość.

Fizyka i chemja. 2

18

Wytrząśnięcie setek kropli z pustej butelki.

■ >

Pod koniec obiadu, kiedy butelka z wina zostaje opróżnio­

na, osuszasz butelkę zupełnie i zapytujesz obecnych, ile kropli, podług mniemania ich, można jeszcze wydostać z butelki, jedni mówią dziesięć, inni dwadzieścia i t. d. Zakładasz się o liczne setki.

Fig. 15.

Żeby sprawdzić ten fakt, bierzesz arkusz bibuły, przechylasz butelkę dla zademonstrowania, że jest pusta, że ani jedna kropla już nie spada (fig. 15); następnie podnosisz rękę, zakreślasz bar­

dzo gwałtownie łuk i siła odśrodkowa wyrzucaznaczną ilość ma­

łych kropelek, których na bibule zdaje się być niezliczone mnó­ stwo.

19 Kółko i talerz.

Weź talerz zwyczajny, umieść w środku jegokółko od ser­

wetki, naprzykład, kółko z kości słoniowej lub drewna lakiero­ wanego wysokości 15 milimetrów. Schwyć talerz za brzegi na

Fig. 16.

krańcach średnicy i puść na powietrze tak, żeby talerz wykonał całkowity obrót (fig. 16). Talerz opadnie na płask na ręce wy­ ciągnięte, a kółko zostanie nieruchome u spodu naczynia kuchen­

nego i zdawać się będzie, źe jest przyklejone; i tutaj jest objaw działania siły odśrodkowej. Obrót talerza odbywa się około osi, przechodzącej przez brzegi jego. Doświadczenie udaje się bar­ dzo dobrze z talerzem głębokim.

20

Łańcuszek i sznurek.

Przywiązujemy do końca szpagatu, długiego od 30 do 40 centymetrów, łańcuszek metalowy o małych ogniwach długości od 25 do 35 centymetrów, zamknięty w sobie. Trzymając sznurek

Eig. 17.

w położeniu pionowym, nadajemy mu ruch obrotowy szybki w ten sposób, jakbyśmy chcieli skręcić sznurek między palcami (fig. 17);

łańcuszek z początkuotwiera się, jak widać wyżej na rysunku pod A\ w miarę powiększania prędkości ruchu szpagatu, łańcuszek, zrobiony z ciężkiej materji,zostaje odrzuconycoraz wyżej, wresz­

cie tworzy koło w płaszczyźnie poziomej. Sznurek opisuje w tym ruchu figurę o powierzchni stożka, wytworzoną siłą odśrodkową.

Figura B daje dokładny obraz, jaki wywołuje mały przy­ rząd na oku podczas ruchu. Podobnież obsadka, przywiązana do szpagatu za jeden Z końców, przybiera położenie prawie poziome.

21 Zasada bezwładności.

W traktatach fizyki i mechaniki bezwładność materji okre­ ślają, tak: ciało, będące w spoczynku, nie może samo z siebie za­ cząć się ruszać, a ciało, będące w ruchu, nie może samo z sie­

bie zmienić ruchu, który je ożywia.

Krążenie monety po parasolu.

Przypomnijmy sobie najpierw przykład zręczności, jaki da­

ją niektórzy kuglarze; polega on na wprawieniu w bieg monety

Fig. 18.

5-frankowej po wierzchołku parasola japońskiego, zrobionego z papieru.

Parasol obraca się bardzo prędko, a moneta wydaje sięnie­ ruchomą dla oka widza; w rzeczywistości parasol obraca się pod monetą. Jestto przykład bezwładności materji, o czym dopiero co mówiliśmy. Ten zręczny bieg bardzo dobrze udaje się akro- batom japońskim.

22

Przecięcie brzoskwini z pestką.

Weźmy brzoskwinię prawie dojrzałą średniej wielkości, wprowadzamy w nią klingę noża stołowego tak, żeby ta była prostopadłą do osi pestki i ostrze znajdowało się w bezpośrednim zetknięciu z krawędzią pestki.

Jeżeli brzoskwinia jest za dojrzała, żeby klinga utrzymała się w niej siłą przylegania, przywiązujemy ją za pomocą cienkiej nitki z warunkiem, by ostrze noża bardzo dokładnie stykało się z krawędzią pestki.

Układ ten trzymamy za trzonek noża w lewej ręce bez na­ prężenia, następnie prawą ręką, zaopatrzoną w podobny do po­

przedniego nóż, uderzamy po grzbiecie pierwszego razem suchym a silnym w pobliżu owocu. Uderzać trzeba stanowczo bez wa­ hań. Jeżeli nóż jest wprowadzony w brzoskwinię należycie w ten sposób, że uderzenie przenosi się dokładnie w kierunku środka ciężkości owocu, pestka zostaje przecięta prostopadle do osi, a również i ziarno, zawarte w niej, przytym dokonywa się to z wiel­

ką precyzją (fig. 19).

Należy operować nad stołem, by .uniknąć potrzeby zbiera­

nia z ziemi kawałków przekrajanej brzoskwini, nadto trzeba posiłkować się nożami zwyczajnemi, które bez obawy można na­ razić na uszkodzenie.

Istnieje mnóstwo gier, opartych na zasadzie bezwładności;

jedna z nich polega na tym, że pośrodku obwodu umieszczamy w kształcie stożka ściętego rurkę w pilśni, na górnym jej końcu kładziemy monety, przedstawiające stawkę w grze; przy celnym uderzeniu rurki szerokim krążkiem lub małym pręcikiem stawka zostaje w kole; warunkiem zaś wyjścia monet z obwodu jest uni­

kanie uderzenia w rurkę.

Na zasadzie bezwładności materji usuwamy kurz z naszych ubrań przez trzepanie ich; każda cząstka dąży do spokoju, kiedy uderzeniem wprawiamy tkaninę w raptowny ruch, kurz pozo3taje zdała, porzuca tkaninę.

Jeżeli wyrzucimy energicznie sznurek, później zatrzymamy w chwili największej jego prędkości, koniec sznurka dążyć będzie

23 do oderwania się od reszty i często urywa się z trzaskiem. Z tej samej racji woda porzuca listki sałaty, kiedy tę z siłą uderzamy w durszlaku. W tym wypadku działa również, jak widzieliśmy poprzednio, i siła odśrodkowa.

Można mnożyć fakty tego rodzaju; kula, puszczona z fuzji w szybę, wydrąży okrągły otwór, gdy zaś rzucona będzie z ręki

Fig. 19.

z mniejszą siłą, stłucze szybę na kawałki. Łodygę rośliny gięt­ kiej można przeciąć pałeczką, puszczoną poziomoze znaczną pręd­ kością.

Prędkość ciała atakującego jest w tym wypadku bardzo znaczna i cząsteczki, zaatakowane bezpośrednio, nabierają takiej prędkości, że oddzielają się od sąsiednich, zanim ruch ma czas przenieść się na ostatnie.

24

Wyciągnięcie tasiemki z podmonety tak, żeby ta nie upadła.

Weź tasiemkę z papieru, połóż ją narogu kominka marmu­ rowego tak, by była w równowadze, następnie umieść na jej brze­ gu monetę w pozycji stojącej (fig. 20). W jedną rękę bierzesz

Fig. 20.

wolny koniec tasiemki, palcem drugiej ręki uderzasz w nią, silnie i raptownie, w ten sposób możesz wyciągnąć tasiemkę, nie prze­

wracając monety, położonej na drugim jej końcu.

Jak wskazuje figura, bierze się tasiemkę w lewąrękę, a ude­ rza energicznie wskazującym palcem prawej.

■

, 25

Wypchnięcie damy ze stosu.

Na skutek zasady bezwładności można wypchnąć ze stosu monet jedną z położonych w dolnej części stosu, nie wywraca­

jąc innych. Wystarcza uderzyć energicznie w jedną z nich de- szczułką cieńszą, niż moneta. Doświadczenie to, nie bardzo łatwe do przeprowadzenia z monetami metalowemi trochę za ciężkiemi, udaje się doskonale z damami, ułożonemi w stos na warcabnicy.

Fig. 21.

Operujemy w takim razie wieczkiem szułladki.

Budujemy stos z dam, by utworzyły kolumnę pionową, bierzemy wieczko do prawej ręki i, trzymając poziomo, nadajemy mu pęd prędki w ten sposób, żeby trafić właśnie w tę damę, o której usunięcie nam chodzi. Ta może być wyrzucona na od­

ległość. Przy niewielkim wyćwiczeniu się doświadczenie wykony­ wa się pomyślnie za każdym razem.

26

Wypchnięcie jednej lub dwuch dam tryktraku ze stosu pionowego.

Doświadczenie, które opisujemy niżej, jest odmianą dopiero co podanego z grą w warcaby. Wykonywa się ono za pomocą dam tryktraku, ale zamiast deszczułki używa się jako pocisku in­ nej damy.

Ustawia się kolumnę z dziesięciu czy dwunastu dam. Posił-

Fig. 22.

kując się palcem dużym i wskazującym, rzucamy energicznie da­ mę na kolumnę, nadając jej kierunek, wskazany na figurze 22.

Rzucona dama uderzy w kolumnę, postycznej: albo1° w punkcie zetknięcia dwuch dam i wtedy wyrzucone zostają z kolumny dwie damy; albo 2° w punkcie zetknięcia z jedną damą, jak w wy­ padku, przedstawionym na figurze 22, wtedy tylko jedna dama czarna winna się usunąć, a reszta kolumny nie wywraca się.

Gra w domino posłuży nam również do kilku doświadczeń.

27 Przykład bezwładności z grą w domino.

Najpierw stawia się dwie kostkidomina na wprost, następnie inną kostkę na poprzednich w formie bramy, powierzchnie białe zwrócone są do wewnątrz. Na kostce poziomej umieszcza się czwartą kostkę, w tym razie stykają się z sobą powierzchnie

Fig. 23.

czarne, wreszcie na czwartej kostce ustawia się jeszcze dwie pio­

nowo, a trzecią w poprzek, jak na figurze 23.

Doświadczenie polega na szybkim usunięciu dolnej kostki poziomej bez naruszenia reszty rusztowania.

W tym celu ustawia się na przodzie kostkę na dłuższym boku AB w pewnej odległości tak, żeby palecwskazujący, wprowa­

28

dzony pod dwie dolne kostki, opierając się na końcu E, przez nagły ruch w tył nadał kierunek po linji AC.

Jeżeli postawiono kostkę odpowiednio, kąt Z) uderzy raptownie w kostkę poziomą dolną, wypchnie ją w kierunku strzałki F, na­ stąpi momentalne osunięcie się górnej części na koski, tworzące proste nogi.

Fig. 24.

Bilet wizytowy i moneta.

Połóż na palcu wskazującym lewej ręki, wyciągniętym pio­ nowo, bilet wizytowy, na nim umieść monetę i zaproponuj zdję­ cie biletu, nie dotykając się monety. W tym celu dajesz „przty- ka” dość silnie w bilet, który wylatuje z palca, pozostawiając monetę na palcu nieruchomą. Należy dołożyć starań, by dać

„prztyka“ w kierunku poziomym w płaszczyźnie biletu, jak wska­ zuje figura 24.

29 Talerz i stos monet.

Kładziesz tuzin różnych monet na dnie talerza i proponu­ jesz otoczeniu zdjęcie monet za jednym zamachem i położenie na stole w tym samym porządku.

Fig. 25.

Nie wtajemniczeni czynią próżne usiłowania. Żeby dopiąć celu, podnieś talerz do wysokości 30 centymetrównad stołem, prędko opuść do 20 centymetrów i pociągnij ku sobie: monety, wobec braku podstawy, spadają na stół, zachowując swą pozycję.

Dosyć trudno bywa upuścić stos, żeby się nie rozpadł, osią­

ga się to jednak przy niewielkim ćwiczeniu i zręczności.

s

30

Stos monet na łokciu.

Oto inny jeszcze eksperyment pocieszny w tym samym ro­

dzaju. Polega on na tym, że podnosi się rękę w ten sposób, by łokieć przybrał pozycję poziomą, umieszcza się stos monet na ło­

kciu (fig. 26).

Fig. 26.

Jeżeli w tej pozycji opuścić nagle rękę, stos zostaje pozba­

wiony punktu oparcia, jest zizolowany w przestrzeni i można go schwytać ręką opuszczającą się. W ten sposób udaje się zła­

pać w rękę tuzin monet, nałożonych jedna ma drugą,i żadna na ziemię nie upadnie.

Należy baczyć, by przed wykonawcą nie było przedmiotów, gdyż, w razie niepowodzenia, monety rozrzucone zostają z siłą znaczną.

31 Przecięcie jabłka przez chustkę bez rozcięcia samej chustki.

Jabłko włożone jest do chustki, zawieszonej na szpagacie, jak wskazuje figura 27. Bierzemy szablę lub mocny nóż, którego przecięcie przedstawione jest w kącie u góry z prawej strony figury.

Fig. 27.

Dobrze jest, gdy ostrze klingi jest mało Spiczaste, ale im bardziej klinga gładka, tym pewniejsze powodzenie; należy ude­

rzać w kierunku punktu zawieszenia; jeżeli klinga jest nieco tę­

pa, jabłko lekko podskoczy, przez ten czas chustka wchodzi z klingą i sama nie zostaje rozciętą.

W r. 1887 w cyrku w Paryżu zręczni klowni wykonywali to doświadczenie bardzo zwinnie.

i

32

Moneta wędrownik.

Umieszcza się monetę na stole, nakrytym obrusem lub ser­

wetą. Przykrywa się ją wywróconym kieliszkiem, opartym na dwuch innych monetach. Przedkłada się obecnym zagadnienie ta-

Fig. 28.

kie: chodzi o to, by pierwsza moneta wyszła z pod kieliszka, ale żeby nie dotykać kieliszka i ten nie ślizgał się swą dolną częścią.

W celu rozwiązania zagadnienia wystarcza poskrobać po obrusie w pobliżu kieliszka paznogciem palca wskazującego; sprężystość tkaniny oddaje ruch monecie i ta na skutek bezwładności posu­

wa się w kierunku palca, aż się wydostaniez pod kieliszka, pod którym była więziona.

33 Złamanie trzona szczotki położonego na dwnch. kieliszkaoh.

Przechodziłem pewnego razu dzielnicą obserwatorjum i zo­ baczyłem znaczną liczbę spacerujących, skupionych koło jakie­ goś fizyka na świeżym powietrzu; fizyk ten po zrobieniu kilku cyklów sztuczek wykonał ciekawe doświadczenie, które właśnie mam opisać.

Fig. 29.

Eksperymentator schwycił trzon od szczotki, położył go na dwuct papierowych obrączkach, poprosił dwoje dzieci, by te trzymały obrączki za pośrednictwem dwuch brzytew w ten spo­

sób, że obrączki spoczywały na ostrzach.

Gdy wszystko było przygotowane, wykonawca wziął mocny kij i z całej siły uderzył nim w trzon szczotki pośrodku, trzon rozleciał się na kawałki, jednak obrączki, które gopodtrzymywały, nie zostały rozerwane, brzytwy nie przecięły ich.

Fiayka i chemja. 3

34

Pewien malarz MM*** nauczył mnie wykonywania tego do­

świadczenia, jak wskazuje fig. 29. Wbijamy po igle w obydwa końce trzona szczotki, kładziemy trzon na dwuch kieliszkach,sto­

jących na krzesłach. Tylko igły winny dotykać kieliszków. Jeżeli energicznie uderzyć w trzon szczotki mocnym kijem, trzon łamie się, kieliszki zostają nietknięte. Im energiczniejsze uderzenie, tym pewniejsze powodzenie. Wyjaśnienie dla tego doświadczenia mamy w oporze bezwładności trzona. Przy uderzeniu nagłym impuls, nadany cząsteczkom bezpośrednio zaatakowanym, nie ma czasu przenieść się na cząsteczki sąsiednie; pierwsze rozłączają się, zanim ruch może dosięgnąć kieliszków, służących za podsta­

wę przez pośrednictwo dwuch sprężystych pręcików.

Podane dopiero co doświadczenie jest bardzo dawne. Opis jego znajdujemy w dziełach Rabelais’a, następniew starej książce z XVII wieku, zatytułowanej „Wczasy matematyczne“. Autor anonimowy tej ciekawej pracy podaje sposób postępowaniaz dwo­ ma kieliszkami, napełnionemi wodą: „Uderz z całej siły innym kijem w środek pierwszego, złamiesz go na dwie części, nie tłu­ kąc kieliszków, i tak samo złamałbyś go, gdyby gopodtrzymywały dwie słomki w powietrzu, nie rozrywając słomek“. Autor po­

równywa to doświadczenie z łamaniem kija na kolanie bez obawy skaleczenia się „ponieważ kije w chwili łamania się przestają na­ ciskać kolano“.

35 Kulka bilbokletu.

Kulkę bilbokletu zawieszamy u sufitu na nitce, niezbyt opor­

nej, podobną nitkę przytwierdzamy do dolnej części kulki. Jeżeli pociągnąć bardzo silnie za nitkę dolną, ta przerwie się jak wska­ zuje figura 30; ruch, nadany nitce, nie ma czasu rozszerzyć się

Fig. 30.

na masę kulistą; jeżeli przeciwnie pociągnąć delikatnie, naciska­

jąc powoli, bez uderzenia, wtedy przerwie się górna nitka, po­ nieważ w tym wypadku ona dźwiga ciężar kuli.

Doświadczenie to, godne wielkiej uwagi, udaje się zawsze i zaciekawia bez wątpienia widzów, wykonanie zaś jego należy do najłatwiejszych.

36

Tłuczenie kamieni.

Dzięki nabytej sile żywej, lub bezwładności w spoczynku, tłuczemy kamienie uderzeniami pięści. Doświadczenie to często wykonywują jarmarczni kuglarze.

Prawa ręka odpowiednio zawinięta w szmatkę, w lewą bie- rze kamień, który chce rozbić (krzemień), kładzie na kamieniu większym, brukowcu lub kowadle, następnie uderza z góry razami podwójnemi, przy tym pamięta o tym, by podnieść kamień na pewną odległość nad kowadło za każdym razem, gdy pięść jest blizka uderzenia: przedmiot przybiera prędkość pięści rażącej,

uderza gwałtownie o podstawę i bardzo prędko gruchoce się.

Jakkolwiek prostym jest to doświadczenie,zawsze zdumiewa widzów1).

') Niektórzy kuglarze używają oszustwa, posiłkując sig kamieniami kruchemi, „wstrząśnigtemi“ w wodzie, co znaczy, pogrążonemi w wodzie zimnej po ogrzaniu do czerwoności; krzemienie, w ten sposób hartowane, stają sig bardzo kruchemi.

Eybak z wędką.

Kiedy rybak przy wyciąganiu wędki robi energiczny ruch do góry, odwrotne zjawisko zachodzi na końcu wędziska, które tym- bardziej się opuszcza, im akcja byłaenergiczniejsza, potym jednak podnosi się z prędkością działającej ręki.

Zdjęcie obrusa ze stołu zastawionego.

Nie jest rzeczą niemożliwą zdjąć ze stołu,zastawionego dla jednej osoby, serwetę, nie ruszając przedmiotów, ustawionych na niej. Wystarcza energiczne pociągnięcie w kierunku poziomym byle trzymać brzeg serwety w rękach w naprężeniu (fig. 32).

Fig. 32.

Czytelnikom zalecamy próbować jedynie z zastawą mniej wartościową, kiedy niema wielkiego ryzyka w razie stłuczenia, gdyż nie można zawsze liczyć na powodzenie bezzwłoczne. Naj­ wygodniej operować z zastawą cynową. W każdym razie nie dajemy gwarancji na wypadek stłuczenia.

____________________

38

Hostki i Hubek.

Mamy w ręce kubek i dwie kostki (fig. 33): chodzi o wyrzu­ cenie pierwszej kostki w powietrze i schwytanie jej do kubka, co nie jest rzeczą trudną, trudności występują z wprowadzeniem drugiej kostki do kubka; jeżeli wyrzucasz w powietrze drugą ko­ stkę, pierwsza, będąca już w kubku, wyskakuje również w po­

wietrze i wypada na zewnątrz.

By osiągnąć cel — wprowadzić drugą kostkę, gdy pierwsza już jest w kubku, nie należy wyrzucać w powietrze drugiej ko-

Fig. 33.

stki, lecz opuścić prędko rękę i kubek, pozostawiając wolną dru­

gą kostę, w ten sposób, że pierwsza kostka, która jest już w kubku, okaże się ną mniejszej wysokości, niż druga, będąca w palcach; kostki spadają zmniejszą prędkością, niż ręka i kubek.

3fe

Kółko papierowe i butelka.

Kółko z cienkiego kartonu umieszczamy na szyjce butelki (fig. 34). Na pionie, przechodzącym przez środek szyjki, kładzie­ my monetę na kółku. W doświadczeniu tym chodzi o zdjęcie kółka uderzeniem palca w ten sposób, by moneta spadła do bu-

Fig. 34.

telki. Nastąpi to niechybnie wtedy, kiedy uderzymy palcem w we­

wnętrznej części, punkcie A koła, jakwskazuje figura 34. Wra­ zie uderzenia z zewnątrz w punkcie B z powodu spęźystości układu pożądanych wyników nie otrzymamy. By umyślnie nara­ zić na niepowodzenie, pozornie dotykają z początku części B.

40

Otwarcie butelki bez korkociągu.

Bierzesz butelkę wina, piwa i t. d. dobrze zakorkowaną;

z serwetki robisz czop, który przykładasz do dólnej części bu­ telki, przytrzymując ręką. Uderzasz silnie razami podwójnemi

Fig 35.

o mur (fig. 35); na mocy zasady bezwładności płyn wydala korek, niekiedy, jeżeli się ma do czynienia z piwem lub wodą gazową, z taką siłą, że część płjnu wytryska i ku uciesze wykonawcy oblewa ciekawych widzów.

Na tym przykładzie zamkniemy nasze doświadczenia bez­ władności materji.

RÓWNOWAGA CIAŁ

—

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI.

>

Opróżnienie butelki z korkiem na szyjce.

Figura 36 odtwarza ciekawe doświadczenie równowagi, bar­

dzo łatwe do wykonania. Wbijamy dwa widelce w korek dre­ wniany, umieszczamy korek na brzeżku szyjki butelki. Widelce i korek tworzą całość, której środek ciężkości przypada poniżej

Fig. 36.

punktu oparcia; butelkę możemy przechylić, opróżnić ją, jeżeli zawiera jaki płyn, a układ zachowuje równowagę.

Pionowa linja od środka ciężkości przechodzi zawsze przez punkt oparcia, widelce kołyszą się wraz z korkiem, utrzymującym je, tworząc budowlę ruchomą, ale daleko trwalszą niż przypu­ szczalibyśmy.

f

44

Dziób bekasa w mchu.

Juź w roku 1873 w „Magasin pittoresque” zapoznaliśmy czytelników z przykładem równowagi, który teraz opiszemy;

wkrótce po tym jeden z czytelników opublikował takie same do­

świadczenie w formie trochę bardziej skomplikowanej.

Fig. 37.

Korzystamy z bekasa lub innego ptaka z długim dziobem, oddzielamy głowę; rozłupujemy korek tak, bymóc osadzić szyjkę ptaka, która winna być dość wciśnięta, następnie przy stosowy wamy dwa widelce tak, jak w poprzednim doświadczenia, w dolną część korka wtykamy szpilkę. Umieszczamy ten mały przyrząd na mo­

necie, położonej na płask na otworze szyjki butelki i wreszcie, kiedy równowaga dobrze zabezpieczona, nadajemy ruch obrotowy

45 za pomocą jednego widelca możliwie bez widocznego uderzenia (fig- 37).

Teraz widać, jak dwa widelce i korek z głową bekasa obra­ cają się na główce od szpilki, jako na punkcie oparcia. Komicz­

nie, jak długi dziób ptaka obraca się stopniowo do każdego z biesiadników, zebranych koło stołu, niekiedy ze szczególnemi ruchami kołysania się, nadającemi tej głowie pozory życia. Ruch obrotowy trwa dosyć długo. Niekiedy odbywa się zakład: „Przed kim z biesiadników dziób zatrzyma się?”

Linjał i dwa noże.

Jako odmianę poprzedniego doświadczenia można wykonać wielką liczbę innych.

Wbijamy w linjał ostrza dwuch nożów, jak wskazuje fig. 38, do końca linjału między dwa trzonki nożów przytwierdzamy igłę, układ można doprowadzić do równowagi na końcu drugiej igły A, wbitej pionowo w korek.

Z łatwością modyfikujemy to doświadczenie i utrzymujemy linjał pionowo na końcu palca, wbijając w górną część jego dwa noże na wzór dwuch widelców w poprzednim doświadczeniu (fig.

37). Te rozrywki na temat równowagi ciał można urozmaicać stu sposobami. Z niektóremi zapoznamy jeszcze czytelników.

Klucz w pozycji poziomej na główce szpilki.

Bierzemy klucz, w otwór jego wtykamy hak. Do haka przy­ mocowujemy linjał sznurkiem. U dolnej części linjału zawiesza­

my ciężar 50—100 gramów. Po takim przygotowaniu wsadzamy szpilkę z duża główką w stół; klucz z całym układem można

ustawić w położeniu równowagi, jak wskazuje figura 39. Klucz obraca się nawet na swej ważkiej podstawie i nie spada z niej.

Czyż potrzeba dodawać, źe wyjaśnienie tego faktu zasadza się na działaniu ciężaru, który za pośrednictwem sztywnego linjału umieszczony zostaje pod stołem? Środek ciężkości znajduje się poniżej punktu oparcia.

47 Ołówek na swoim końcu zaostrzonym.

Całość, złożona z ołówka i scyzoryka, wbitego klingą swą w drzewo ołówka, utrzymuje się zawsze w równowadze na końcu palca, gdyż środek ciężkości tego układu położony jest na linji pionowej niżej punktu oparcia (fig. 40).

Zagadnienie czterech zapałek.

Rozszczep jedną zapałkę na końcu, drugą zetnij na klin i wprowadź w szczelinę pierwszej tak, że obydwie zapałki tworzą pewien kąt i postaw je na stole; wierzchołek kąta zostaje oparty

na trzeciej zapałce (fig. 41). Oto wstępne przygotowania skoń­

48

czone. Teraz czwartą zapałkę wręcz komukolwiek z otoczenia z prośbą, by za pomocą tej zapałki podniósł do góry cały układ z trzech pierwśzych zapałek.

Próby rozwiązania tego zagadnienia mogą wyczerpać cier­

pliwość nie uprzedzonego architekta czy konstruktora.

Górna część naszej figury wskazuje sposób postępowania.

Wystarcza podeprzeć lekko dwie pierwsze zapałki, pozwolićtrze­

ciej upaść na zapałkę, trzymaną w ręce, opuścić rękę, by trzecia zapałka mogła wejść w zawartość kąta, utworzonego przez dwie pierwsze, następnie podnieść zapałkę, trzymaną w ręku: na tej, jak na koniu, trzymają się dwie (1—2) zapałki z jednej strony jedna (3) z drugiej.

i ' ‘

49 Kieliszek na trzech kijkach, z których każdy ma jeden z końców

w powietrzu.

Ułożyć trzy kijki na płaszczyźnie poziomej w ten^sposób, że każdy z nich jednym końcem opiera się na płaszczyźnie, gdy drugi koniec zostaje wzniesiony do eórv

Fig. 42.

Żeby trzy kijki podtrzymywały się wzajemnie, kiedy wznie­ sione do góry jednym końcem opierają się drugim na stole, i, na­

wet obciążone ciężarem, nie wywracały się, zrób tak: nachyl na stole jeden z trzech kijków tak, że kijek opiera się jednym koń­ cem, gdy drugi trzyma wzniesiony do góry; na tym kijku połóż następny, którego jeden koniec również wzniesiony do góry, dru-

Fizyk» i Chemja. ,

50

gi zaś dotyka stołu. Wreszcie ułóż trzeci kijek, jak wtrójkącie, w ten sposób, że, opierając się jednym końcem na stole, prze­

chodzi pod pierwszym i spoczywa na drugim kijku.

Teraz trzy kijki będą podtrzymywały się wzajemnie (fig. 42).

Fig. 43.

Karafka i trzy noże.

W analogiczny sposób, jak wyżej, można ułożyć trzy noże na trzech kieliszkach, wskazuje to figura 43. Nie tylko można odpowiednio ułożyć noże klingami, że się wzajemnie podtrzymują, ale z łatwością można umieścić na nich dość ciężki przedmiot, naprzykład karafkę z wodą.

51

Sposób siedzenia bez krzeseł.

Jeden z naszych przyjaciół, który długo podróżował po Afryce, zakomunikował nam bardzo ciekawy przykładrównowagi, widział on, jak go praktykowali często żołnierze francuscy w Al­

gierze, kiedy byli w miejscowości bagnistej i nie mieli na czym siedzieć; żołnierze siadali sobie na kolanach w kółko w ten spo-

Fig. 44.

sób, że żołnierz, zamykający sznur, siadał na kolanach zaczyna­

jącego, tworzyli więc prawdziwy łańcuch nieprzerwany.

Zalecamy naszym uczniom wypróbować ten sposób odpo­

czynku, kiedy się zbiorą pod koniec wakacji albo w czasie re­ kreacji.

Nasz rysunek uwidocznia wynik otrzymany, kiedy w do­ świadczeniu bierze udział znaczna liczba osób: zupełnie odpowie­ dnią liczbą okazuje się 30—35 osób.

52

Kostki gry w domino na swoich kantach.

Zagadnienie to rozwiązuje się prawie tak, jak i poprzednie.

Zamiast uczniów siedzących, mamy kostki domino, ułożone bokiem jedne na drugich, wzajemnie podpierające się (fig. 45).

Fig. 45.

Z początku umieszczamy jedną kostkę pochyło, służy ona za punkt oparcia dla kostki, rozpoczynającej szereg, ta, kantem postawiona na stole, opiera się bokiem na tamtej. Wszystkie inne idą po kolei, układając się ukośnie na sąsiadce, wierzchnią częścią sięgają linji środkowej poprzedniczki i kierują się wszyst­ kie wokół wyobrażalnego środka.

Środek ciężkości, zmieniony przez taboret.

Figura 46 zaznajamia nas z ciekawym doświadczeniem, do­

tyczącym środka ciężkości. Podajemy właśnie sposób wykonania.

Umieść się w odległości 50 centymetrów od muru, za po­ mocą taboretu oprzyj głowę o mur. Po tych przygotowaniach podnieś taboret tak, żeby już nie dotykał ziemi. Spróbuj pod-

)

Fig. 46.

nieść się; nie będziesz mógł tego zrobić.

Łatwo wyjaśnić ten fakt. Oparty jesteś rzeczywiście o mur, korpus lekko podtrzymują ręce, położone na taborecie. Przy podnoszeniu jego jedynie głowa służy za punkt oparcia, a śro­ dek ciężkości, przeniesiony naprzód, nie pozwala ci podnieść się.

—--- ____

64

Wiaderko z wodą, zawieszone na kiju, położonym na stole.

Oto jeszcze jedno stare doświadczenie z środkiem ciężkości (fig. 47); polega ono na tym, żeby utrzymać wiaderko z wodą w równowadze, kiedy ucho od wiaderka założone jest na kiju AB, leżącym wprost na stole. Wydaje się to rzeczą niepraw­

dopodobną, tymczasem wystarcza umieścić odpowiedniej długości pałeczkę CD między końcem B kija AB i dnem wiaderka.

Układ, tak umocniony, tworzy w pewnej mierze jedną ca­ łość, a wiaderko z łatwością może być utrzymane w pozycji, wska­ zanej na rysunku, i środek ciężkości całego układu jest poniżej punktu zawieszenia, położonego blizko środka kija AB.

55 Z

Dwa widelce i moneta.

Składamy dwa widelce zębami jedne na drugich, wciskamy monetę między zęby widelców, następnie umieszczamy monetę na płask na brzegu kieliszka i posuwamy ją, aż otrzymamy dwa styczne na zewnątrz obwody kieliszka i monety. Po kilku pró­

bach możemy uktad zostawić wolno: zachowuje on równowagę

Fig. 48.

należytą. Doświadczenie na fig. 48 wskazuje, jak można z kie­ liszka z takim układem przelać wodę do innego i moneta z wi­

delcami nie spadnie.

Odbyliśmy przegląd prawie wszystkich rozrywek, związa­

nych ze środkiem ciężkości, z prawami równowagi, zapoznamy jeszcze czytelników z jednym przykładem zręczności, jaki wyko­

nać można z grą w domino.

56

Równowaga gry w domino.

Figura 49 wskazuje sposób utrzymania gry w równowadze na jednej kostce, postawionej w polu.

By sobie ułatwić budowę tego misternego gmachu, zaczy­

namy od postawienia 3 kostek w polu, w celu zabezpieczenia domino

Fig. 49.

konstrukcji solidnej podstawy, pierwsze domino poziome kładzie­

my na 3-ch podpórkach.

Kiedy gmach stanął, wyciągamy ostrożnie pewną ręką dwie boczne kostki i kładziemy je delikatnie na wierzchołku nietrwa­ łego gmachu. Mamy tutaj równowagę, gdyż linja pionowa ze środka ciężkości układu przechodzi przez podstawę oparcia dol­ nej kostki.

Operować należy na stole, dobrze i równo ustawionym na posadzce.

67 Taniec kieliszka na dwuch nożach.

Bierzemy dwie butelki jednako wysokie, wkładamy korki, ścięte z dwuch stron w kształcie biretu, stawiamy na stole w pe­

wnej odległości od siebie tak, żeby krawędzie korków były do siebie równoległe. Na każdym korku kładziemy nóż stołowy:

Fig. 50.

klinga noża w pobliżu trzonka opiera się na krawędzi korka, trzonek zwrócony na zewnątrz, klingi skierowywamydo siebie na­ wzajem, nie wprowadzając w zetknięcie. Podtrzymując końce kling palcem wskazującym i dużym, nadajemy położenie poziome klingom, następnie stawiamy równo na obydwuch klingach lekki kieliszek, naprzykład od likieru, napełniony do połowy wodą.

Po kilku próbach zbliżania do siebie butelek, zmniejszania lub

58

zwiększania zawartości wody w kieliszku osiągamy wreszcie, że kieliszek utrzymuje się na nożach bez pomocy ręki: jeżeli wydo­

staniemy z kieliszka kilka kropel wody, kieliszek z klingami pod­

niesie się nieco, przybierającpozycję, jak na figurze 50.

Weźmy nitkę z jakim małym ciężkim przedmiotem na koń­

cu (guzik metalowy, kulka ołowiana i t. d.),zanurzmy trochę w wodzie, a zobaczymy, jak kieliszek i klingi powoli opuszczają się; z chwilą kiedy nitkę delikatnie podnieść, kieliszek również podnosi się, niejako posłuszny nitce, którą trzymamy w ręku.

Przy kolejnym opuszczaniu i podnoszeniu ręki ruchem prawidło­ wym, kieliszek nabywa ruch wahadłowy w kierunku pionowym, jakby był zawieszony na nitce, i zaczyna tańczyć, jak prawdziwa marjonetka.

i-

III. CIĘŻAR WŁAŚCIWY CIAŁ.

HIDROSTATYKA.

GAZÓW.

CIĘŻAR WŁAŚCIWY CIECZY.

Wznoszenie się wina w odwróconym kieliszku z wodą.

Zanurz dwa kieliszki w wodzie i ustaw napełnione wodą jeden na drugim, jak wskazujefigura 51.

Fig. 51.

Zsuń zlekka, pozostawiając między brzegami małyprzedział.

Nalewaj wina po kropelce na nóżkę górnego kieliszka, skąd ro- zejdzie się ono powoli po całej powierzchni kieliszka; gdy wino dosięgnie linji przedziału, przeniknie cienkiemi czerwonemi ni­

teczkami między dwa kieliszki i podniesie się do góry z powodu, różnicy właściwych ciężarów cieczy (fig. 51).

63

Ciśnienie cieczy z dołu do góry.

Krążek z kartonu i cylinder od lampy pozwala nam zrozu­

mieć naturę ciśnienia z dołu ku górze, wywieranego przez ciecz.

Przykładam do otworu cylindra krążek z kartonu, krążek przy-

Fig. 62.

trzymuję za pomocą sznurka, następnie zanurzam w naczyniu, na­ pełnionym wodą. Teraz samo ciśnienie cieczy z dołu do góry podtrzymuje krążek, sznurek puszczam wolno, żeby krążek oder­ wać od cylindra, wystarcza nalać wody do cylindra do wysokości zewnętrznego poziomu (fig. 52). Zewnętrzne ciśnienie, wywiera­ ne na krążek, i ciśnienie wewnątrz cylindra równa się ciężarowi słupa wody: mającego za podstawę powierzchnię otworu cylindra

a na wysokość — odległość krążka od poziomu cieczy.

63 W hidrostatyce ujawniają się skutki ciśnienia powietrza, z którym bliżej zapoznamy się później.

Sikawki, pompy oparte są na działaniu ciśnienia atmosfe­ rycznego. Zobaczymy, że balony wznoszą się dzięki ciśnieniu gazów. Łódki płyną na skutek ciśnieniawody, z tej samejprzy­ czyny woda wytryska z fontanny.

Fig. 53.

Jagoda winnego grona w winie szampańskim.

Suchą jagodę winną (rodzynek) włóżmy na dno kieliszka, nalejmy wina szampańskiego, a zobaczymy, jak pęcherzyki gazu zbierają się wokoło jagody: ta szybko podnosi się na powierzch­

nię cieczy, gdzie pęcherzyki rozrywają się i uchodzą (fig. 53);

wtedy jagoda opada, by znów rozpocząć swój pochód do góry.

W tym doświadczeniu jagodę podnoszą pęcherzyki, odgrywające rolę malutkich baloników, wznoszących się w cieczy.

SYFON.

Przeprowadzenie wody z jednego kieliszka do drugiego za pomocą paska z sukna.

Odetnij pasek z sukna, zanurz w wodę i połóż w ten spo­ sób, żeby obydwa końce wchodziły do dwucb kieliszków, usta-

Fig. 54.

wionych na różnych poziomach (fig. 54); jeżeli górny kieliszek napełnić wodą, woda przejdzie z niego do dolnego w ciągumniej więcej godziny. Pasek dzięki włoskowatości odgrywa rolę syfona.

Łodyga kwiatka z bukietu, odpowiednio zagięta, tworzy rów­

nież doskonały syfon.

65

Syfon z raka Oto sposób zrobienia syfonu z raka.

Bierzemy kieliszek z wodą, na którym zawieszamy dużego raka, jak wskazuje figura 55; płetwy powinny być możliwie głę-

Fig. 66.

boko zanurzone w wodzie, duże rożki trzeba trochę obciąć, żeby nie dotykały talerza.

Z zawieszonego raka zaraz spływać zacznie woda kropel­

kami; tworzy się cienki sznureczek perełek z wody spływającej, dopóki płetwy zanurzają się w wodzie.

Fizyka i chemja.

I

66

Syfon ze słomy i pestki moreli.

Pokażemy jeszcze jeden sposób urządzenia syfonu—ze słomy i pestki moreli. W pestce robimy dwa otwory pilnikiem lubtar­ ciem o kamień, otwory nie powinny byó szersze nad 2 milimetry.

Do otworów dopasowywamy, jak wskazuje figura 56, łodygi sło-

Fig. 56.

my — jedną dłuższą, drugą krótszą. Zamazujemy połączenie woskiem miękkim. Wystarcza wciągnąć powietrze z dłuższej ło­

dygi, a natychmiast popłynie ciecz.

Ten sam wynik można otrzymać, ścinając ukośnie dwie słomki i łącząc je woskiem.

67

ZJAWISKA WŁOSKOWATOŚCI.

Menisk cieczy.

Napełniamy szklankę wodą po brzegi, przytym dokładamy starań, by menisk był wklęsły. Obok szklanki układamy stos monet. Nie możemy przewidzieć, ile monet można do szklanki

Fig. 57.

wrzucić, a jednak woda nie wylewa się. Jeżeli opuszczić mo­

nety delikatnie, widzi się, jak powierzchnia cieczy staje się coraz bardziej wypukłą i podnosi się nad szklanką (fig. 57).

68

Pływanie igły stalowej po wodzie.

Połóż igłę stalową do szycia na widelcu lub widełkach, zrobionych z drutu miedzianego, opuść powoli w szklankę z wo­ dą, w ten sposób osiągniesz, że igła będzie pływała, jak źdźbło

Fig. 58.

słomki. Zjawisko to pochodzi stąd, że ciecz nie macza stali i na konturach jej tworzy się menisk, którego objętość okazuje się znaczną w stosunku do ciała pływającego.

•'p

Przyciąganie się i odpychanie kulek z drzewa.

Puść na powierzchnię naczynia, napełnionego wodą, dwie małe kulki, wycięte z korka drewnianego. Jeżeli je zbliżyć tak, by odległość między niemi nie wynosiła więcej nad jaki jeden milimetr, zauważymy, jak jedna rzuca się na drugą. Można jeszcze osadzić jedną z kulek na ostrzu noża i użyć jej do przyciągania drugiej.

Jeżeli kulki pokryć cienką warstewką tłuszczu, wtedy za­ miast przyciągać się, kulki odpychają się; zależy to od formy meniska, który raz jest wypukły, kiedy kulka macza się, innym razem wklęsły, gdy jest zabezpieczona od zetknięcia się z woda (fig. 59).

70

WYPŁYW CIECZY I GAZÓW.

Kołowrót hidrauliozny.

Zetnij koniec rurki od fajki scyzorykiem, jak wskazuje fi­ gura 60 pod A. Zatop otwór wycięty lakiem i w laku zrób z boku mały otworek B. Po takim przygotowaniu zawiesza się

Fig. 60.

fajkę na nitce i pozostawia na kilka minut w spokoju, by nitka się odkręciła, a fajka unieruchomiła.

Kiedy fajka przestanie się ruszać, wlewamy wody do lulki;

woda wypływa przez boczny otwór, a cały układ obraca się w kierunku odwrotnym do wypływu cieczy.

71

Przerzucenie jajka z jednego kieliszka do drugiego.

Nie będzie rzeczą zbyteczną zwrócić uwagę na fakt, że ga­ zy, choć niewidzialne, kiedy są bezbarwne, jak powietrze, mogą wykonywać działania mechaniczne dostrzegalne.

Przyroda daje nam liczne tego przykłady; kiedy wiatr wie- je, atmosfera jest w ruchu.

Fig. 61.

Dmuchając energicznie w kieliszek, w który włożono jajko, możemy sprawić, że jajko wyskoczy nazewnątrz.

Przy pewnej zręczności i sile płuc okazuje się rzeczą mo­

żliwą przerzucić jajko z jednego kieliszka do drugiego działaniem wytworzonego prądu powietrza.

72

Prądy powietrzne.

Powietrze ciepłe jest lżejsze ńiź powietrze zimne, różnica ciężarów właściwych warstw powietrza musi odgrywać wielką ro­ lę w ruchach atmosfery. Powietrze ogrzewa się pod zwrotnikiem, gdy pod biegunem oziębia się. Z łatwością można podać wyja-

Pig. 62.

śnienie tychruchów powietrznych, zależnych od różnicy ciężarów właściwych. Uchylmy drzwi, wiodące z sali ogrzanej do salizim­

nej. Świeca, umieszczona w górze drzwi, pokazuje kierunek prądu powietrza ciepłego przez odchylenie płomienia w kierunku, wska­ zanym na figurze 62, w dolnej części drzwi rzecz masię odwrot­

nie: tam wieje prąd powietrza zimnego. Płomień świecy, posta­

wionej na ziemi, porwany zostaje przez prąd zimny w kierunku odwrotnym (fig. 62).

73

Zdmuchnięcie świecy, stojącej za butelką.

Butelka, jako przeszkoda, stoi przed świecą, w odległości mniej więcej 20—30 centymetrów odust wykonawcy eksperymen­

tu (fig. 63).

Fig. 63.

Pomimo że butelka tamuje ruch powietrza, świeca od ener­ gicznego dmuchnięcia niezwłocznie gaśnie, jakgdyby na drodze nie było wcale ciała stałego. Prąd powietrza, wytworzony dmu­ chnięciem, napotkawszy butelkę, rozdziela się na dwa nowe prą­ dy: jeden z nich skierowuje się na lewo, drugi — na prawo; za butelką prądy znów się łączą i mianowicie wtym punkcie, gdzie jest płomień świecy.

74

Wężownica z papieru w ruchu.

Z karty do gry wycinamy wężownicę i wydłużamy ją tak, żeby środek jej wypadł na druciku żelaznym, zakrzywionym, jak wskazuje fig. 64. Następnie umieszczamy ją w prądzie ciepłego powietrza, wznoszącego się z cylindra lampy zapalonej; węźo- wnica zaczyna obracać się ze znaczną prędkością.

Fig. 64.

Wężownicę, zaopatrzoną w odpowiednią podstawkę, możemy postawić na ciepłym kominku i wkrótce zobaczymy, źe i tutaj obracać się będzie bez przerwy.

Przykład ten daje nam sposobność do rozważań na temat płaszczyzny pochylonej, rozszerzalności powietrza pod wpływem ciepła, zamiany ciepła na ruch.