8. СМИРНОВ
ОПЫТЫ
И САМОДЕЛКИ
ПО ФИЗИКЕ
пионеров и школьников
помощь самодеятельности
пиопецоа и школьников
В. СМИРНОВ
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ
ПО ФИЗИКЕ
МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РСФСР
ЛЕНИНГРАД—1955
53
С 50
При составлении данного сборника автор
использовал книги: Рихтер Б. — „Самодельные
приборы для физических опытов*; Павлович С.—
„Приборы ’ и модели по неживой природе*;
Абрамов А. и Хлебников П. — „Самодельные
электрические и паровые двигатели*; сборник
„Умелые руки*; Костенко И., Микуртумов Э.—
„Летающие модели*; Перельман Я. — „Физика на
каждом шагу*; Перельман Я. — „Занимательная
физика* — и другие материалы.
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ, ОСНОВАННЫЕ НА
СВОЙСТВАХ ВОЗДУХА
Возьмите „пустой**, как принято говорить, стакан
и опрокиньте его в тарелку с водой. Вода не пойдет
в стакан. Воздух не пустит ее. Возьмите конверт или
бумажный мешок, надуйте его и увидите, что он ста-
нет полным и упругим. Если вы сильно и резко уда-
рите по нему, раздастся звук, напоминающий выстрел.
Воздух прорвет бумагу. Шины автомашин надуваются
воздухом, и они выдерживают огромные тяжести. Воз-
душные тормоза останавливают поезда. Ветер — а ведь
это тоже воздух — приводит в движение парусные суда,
вертит крылья мельниц. Подсчитано, что энергия угля,
ежегодно сжигаемого во всем мире, в 3 тысячи раз
меньше той энергии, которую может за это время дать
ветер.
Устройство воздушных шаров, самолетов, ракетных
двигателей основано на использовании воздуха как
опоры для взлета и движения.
Так, изучив свойства воздуха, люди давно научи-
лись использовать их для своего блага. С некоторыми
из этих свойств можете познакомиться и вы сами, про-
делав ряд несложных опытов.
Как давит атмосфера
Возьмите стеклянную бутылку, наполните ее водой,
зажмите отверстие пальцами и погрузите горлышко в
воду.
3
Рис. 1.
Теперь откройте горлышко, от-
няв пальцы (рис. 1). Давление
окружающей атмосферы поддержит
водяной столб в бутылке: оно как
бы вгоняет воду в бутылку.
Чему же равно давление атмо-
сферы?
Итальянский ученый Торичелли
(XVII век) доказал, что атмосфер-
ное давление уравновешивает да-
вление ртутного столба высотой
около 760 мм (при 0° С).
Такое давление атмосферы усло-
вились называть нормальным да-
влением.
Нормальное давление атмосферы
равно 1,0336 кг на см-. При 0° С и
нормальном атмосферном давлении
1 м* воздуха весит 1,3 кг.
Как видите, воздух — большая сила. Ни в коем слу-
чае нельзя считать воздух пустотой, средой, „где ни-
чего нет**.
Автоматическая поилка для живого уголка
Рис. 2.
Вы можете легко использовать
атмосферное давление, этого неви-
димого помощника, и сделать для
живого уголка автоматическую по-
илку.
Из двух дощечек сделайте стой-
ку, как показано на рисунке 2. Вер-
тикальная дощечка будет стойкой
для бутылки с водой, нижняя —
горизонтальная — подставкой для
тарелки или другого круглого со-
суда (поилка). Сделайте из про-
волоки — или жести — крепления
s=-- для бутылки, с таким расчетом,
чтобы опрокинутая бутылка не ка-
салась горлышком дна поилки. На-
лейте в поилку воды, а бутылку,
4
тоже наполненную водой, опустите горлышком вниз,
предварительно зажав горлышко рукой. Наружное ат-
мосферное давление удержит воду в бутылке. Поилку
можно поставить в клетку с птицами или мелкими
животными в живом уголке. По мере уменьшения
воды в тарелке она будет автоматически наполняться
водой из бутылки.
Опыт за чаем
За чайным столом проделайте следующий простой
опыт. Налейте на блюдце немного чаю и дайте ему
охладиться. Возьмите горячий стакан и опрокиньте его
над блюдцем.
Спустя непродолжительное время весь чай из блюдца
соберется под вашим стаканом. В нагретом стакане
воздух тоже нагрет и стремится занять больший объем.
Часть воздуха выйдет из стакана. При остывании воз-
духа его давления уже будет недостаточно для уравно-
вешивания наружного атмосферного давления, и вода
вгоняется наружным давлением из блюдца под стакан.
Опрокинь и не разлей!
Можно ли опрокинуть наполненный водой стакан
вверх дном, не пролив при этом воду? Налейте в ста-
кан воды; можно наполнить его до са-
мых краев. Сверху покройте стакан
листом плотной бумаги. Придерживая
бумагу ладонью по всей поверхности
соприкосновения, осторожно перевер-
ните стакан вверх дном и отнимите
руку. Вода не прольется (рис. 3).
Почему? Нашу бумажку придержи-
вает тот невидимка, который окру-
жает нас, — воздух. Это он придавли-
вает ее к краям стакана.
Давление воздуха снизу будет
больше давления воды в стакане и
давления оставшегося воздуха в верх-
ней части стакана.
5
Как перелить воду при помощи воздуха
Бывают случаи, когда надо перелить жидкость из
одной посуды в другую. Как быть, если'при этом посуда
с жидкостью будет с узким горлышком, да еще ока-
жется, что ее нельзя почему-либо опрокинуть для
переливания? Вот тут-то и пригодится невидимый помощ-
ник — атмосферное давле-
ние. Возьмите изогнутую
резиновую или стеклянную
трубку, наполните ее всю
водой и погрузите в верхний
и нижний сосуды, поставлен-
ные так, чтобы уровни
жидкостей не лежали на
одной горизонтальной пло-
скости (рис. 4). Открытая
с обеих сторон согнутая
трубка называется сифоном.
Жидкость в сосудах, ис-
пытывая атмосферное давле-
ние и повинуясь этой силе,
перельется в нижний сосуд.
Если расстояние от вер-
шины сифона А до ближай-
шего уровня В будет очень
велико, давление столба
Рис. 4.
жидкости будет больше
атмосферного давления. Сифон действовать не будет.
В нашем опыте этого опасаться не следует, так как
это возможно только в том случае, если расстояние АВ
будет равно 760 мм (для ртути) или 10,34 м (для воды).
Ведь мы знаем, что ртутный столб именно такой вы-
соты может уравновесить атмосферное давление. Вода
же легче ртути почти в 13,6 раза, а значит, столб воды
должен быть выше столба ртути во столько же раз.
Простейший насос
Устройство водяных насосов было известно еще до
нашей эры, хотя причину, заставляющую воду следо-
вать за поршнем, древние объясняли неправильно.
6
необъяснимым
Говорили, что „природа боится пустоты". Впервые в
1640 году, во Флоренции (Италия), при устройстве
насосй для выкачивания воды из очень глубокого
колодца столкнулись, казалось бы, с
явлением: вода поднималась за поршнем
на высоту только около 10 м. Потре-
бовалась для объяснения этого помощь
ученых.
Итальянский ученый Торичелли до-
казал, — причиной того, что вода подни-
мается за поршнем, является атмосфер-
ное давление.
Очень простую модель водяного на-
соса вы можете сделать сами, исполь-
зовав пустотелый ствол какого-нибудь
растения, например дудника, или взяв
толстую ветку бузины и удалив из нее
сердцевину.
Если растение имеет перегородки,—
срежьте ствол острым ножом так, чтобы
один конец трубки был открытым, а дру-
гой срезайте ниже перегородки.
Остается сделать палку с утолщенной
ручкой, которая плотно закроет от-
верстие.
Будет лучше, если на палку вы на-
садите, вплотную к ручке, резиновую
прокладку.
На нижний конец палки намотайте
тряпку; закрепите ее ниткой так, чтобы
плотно входил в корпус насоса.
В нижней перегородке сделайте иголкой маленькое
отверстие — и насос готов (рис. 5).
Этим насосом вы сможете набирать воду, пускать
длинную мощную струю на 8—10 м и дальше, опрыски-
вать цветы.
Срок службы его невелик (2—3 дня), так как
стебель будет сохнуть и пропускать воду. А вот та-
кой насос из бамбука будет очень долговечным и
прочным.
Если трубка у вас будет открытая с обоих концов,
то, разумеется, один конец надо плотно закрыть проб-
кой с маленьким отверстием в центре.
Рис. 5.
этот поршень
7
Фонтан в банке
Возьмите небольшую бу-
тылочку с плотно входящей
в нее пробкой. В пробку вставь-
те тонкую стеклянную тру-
бочку такой длины, чтобы она
при закупоривании бутылочки
доходила почти до ее дна и
немного выступала из пробки
сверху (на 15—20 мм). Налей-
те в бутылку воды на две
трети ее высоты, плотно заку-
порьте и поставьте на кусок
мягкой резины или мокрой
бумаги. Затем возьмите стек-
лянную банку, подержите 4—
5 секунд на газовой горелке
или керосинке, набрав в нее
Рис. 6.	теплого воздуха, а затем на-
кройте ею бутылку, плотно
прижав горлышко банки к ре-
зине или бумаге. Через некоторое время вы увидите,
как из вставленной в пробку трубочки брызнет фон-
танчик (рис. 6). Когда банка начнет остывать, давление
воздуха в бутылочке окажется бблыпим, чем в банке.
Воздух в бутылочке надавит на воду — и она через
трубочку ударит вверх.
Опыт с воронкой
Рис. 7.
При помощи воронки, бан-
ки и бутылки также можно
проделать опыты, наглядно до-
казывающие силу атмосфер-
ного давления.
Зажмите у воронки узкое
отверстие и опустите широ-
ким отверстием в банку с водой
(рис. 7). Вода не войдет в во-
ронку, только немного сожмет
воздух и заполнит "маленькую
8
часть ее. Это будет как бы модель водолазного коло-
кола, применявшегося раньше людьми для безопасного
спуска под воду. Если открыть узкий конец воронки,
наружное давление вытолкнет воздух из воронки
через трубочку, и вода войдет в воронку.
Почему лопнул лист?
Возьмите лист липы или другого дерева и прило-
жите его ко рту. Глубоко вдохните воздух. Вы услы-
шите, как лист лопнет. Вдохнув воздух, мы понижаем
давление во рту, а наружное атмосферное давление
продавливает лист.
Простейший пульверизатор
Возьмите две тонкие стеклянные или металлические
трубочки. Одну из них плотно вставьте в пробку
небольшого флакона с какой-либо жидкостью (вода,
одеколон, лак, краска). Другую трубочку поставьте
по отношению к первой под прямым углом (рис. 8).
У вас получится простейший пульверизатор. Таким
пульверизатором сможете разбрызгивать мельчайшие
капли нужной вам жидкости. Почему же жидкость
поднимается из флакона в трубку под действием воз-
душной струи?
Газы и жидкости в трубках
или в узких частях канала
проходят быстрее, но давле-
ние на стенки трубок или ка-
нала будет слабее. В широких
трубках или каналах прохож-
дение газов и жидкостей будет
спокойнее, но давление на
стенки будет сильнее. Когда
мы дуем ртом или резиновой
грушей в свободное колено
пульверизатора, то над тру-
бочкой, опущенной в жид-
кость, оказывается столб воз-
Рис. 8.
духа с уменьшенным давле-
9
нием. Атмосферное давление и гонит жидкость вверх
по второму колену, выходя из которого жидкость и
разбивается на мельчайшие капли.
В технике широко применяют сделанные по этому
способу более совершенные и мощные инструменты,
служащие для покрытия поверхностей краской или
лаком.
Неожиданные результаты
Для авиации, судоходства, строительства очень
важно знать, как ведет себя поток воздуха в зависи-
мости от величины и формы преграды на его пути.
Часто это изучается на маленьких моделях и маке-
тах. Иногда опыты дают неожиданный результат.
Поставьте на стол большую бутылку, а сзади нее,
на расстоянии 120—150 мм, — зажженную свечку или
спиртовку. Приблизьте лицо к бутылке на расстояние
200—250 мм и смело дуйте изо всех сил. Можно
думать, что пламя будет продолжать гореть, ведь оно
закрыто от вас бутылкой (рис. 9). Но пламя гаснет.
В чем же дело? Почему бутылка не преградила путь
струе воздуха?
Воздушные струи, огибающие бутылку, встречают
за ней более разреженное пространство и, устремляясь
в него, дают вместе направленную сильную струю,
гасящую пламя.
Вот еще несколько опытов. Возьмите воронку из
бумаги или картона и попробуйте через нее задуть
свечку. Разумеется, вы постараетесь дуть так, чтобы
Рис. 9.
10
ось воронки прошла через центр пламени. Окажется,
что это не простая задача. Пламя свечи не только не
погаснет, а наоборот, будет поворачиваться в сторону,
как вам кажется, наиболее сильного потока (рис. 10).
Если поставить воронку так, как на рисунке 11, чтобы
пламя пришлось на продолжении линии широкого края
воронки, то свечу теперь можно будет задуть очень
легко. Пламя при этом отклонится вперед и загаснет.
Опыт показывает, что воздушная струя в воронке
растекается вдоль ее стенок.
Опыт со свечами, шарами, картонным диском
Поставьте две свечи рядом, на некотором неболь-
шом расстоянии. Подуйте в промежуток между ними.
Пламя свечей наклонится друг к другу. Это проис-
ходит потому, что струя воздуха прохо-
дит между свечами и создает в этом про-
межутке пониженное давление, а воздух,
устремляясь сюда с правой и левой сто-
роны, наклонит языки пламени (рис. 12а).
Этот же опыт можно проделать и
с двумя легкими (резиновыми или цел-
лулоидовыми) шариками, подвешенными
рядом на ниточках (рис. 12 б). Подуйте
между ними — шарики сблизятся. Такой
же результат получается и с двумя бу-
мажными полосками (рис. 12 в).
Возьмите изогнутую трубку и легкий
целлулоидовый шарик. Вы сможете под-
держивать шарик над трубкой в струе
давлением воздуха (рис. 13).
Рис. 12.
н.

Сделайте картонный диск, в центре проденьте тру-
бочку. Держите диск на небольшом расстоянии от
куска бумажки и дуйте через трубочку. Получается
опять явление, казалось бы на первый взгляд, проти-
воречащее здравому смыслу, — лист бумажки вместо
того, чтобы отлететь от диска, наоборот, пристанет
к нему (рис. 14). Объясняется всё тоже довольно
просто.
Дело в том, что воздух, выходящий из трубочки,
быстро расходится во все стороны, параллельно кар-
тонному диску. При этом на кусок бумажки со сто-
роны диска понижается давление. А давление окру-
жающего воздуха в это же время поддержит бумажку
с другой, нижней стороны.
Неуловимая пробка
Возьмите пустую бутылку с широким горлышком
и небольшую пробку такого размера, чтобы она сво-
бодно проходила в горлышко бутылки. Положите
бутылку горизонтально и попробуйте с близкого рас-
Рис. 15.
12
стояния сильно дунуть на пробку (положенную так,
как показано на рисунке 15).
Кажется, что пробка влетит в бутылку. На самом
деле вместо этого она выпрыгнет обратно, вам в лицо.
Загнать ее в бутылку вам не удастся.
А вот теперь попробуйте, приблизив горлышко
к губам, сильно втянуть в себя воздух. Пробка, вместо
того, чтобы выйти наружу, поспешит спрятаться в
бутылку.
Духовое ружье
Сила, с которою воздух или другой газ стремится
занять большее пространство и оказывает давление на
всё то, что мешает ему расширяться, называется упру-
гостью газа.
Рис. 16.
С уменьшением объема газа увеличивается давле-
ние, производимое им, а с увеличением объема газа
давление уменьшается. Свойство повышения упругости
воздуха при сжатии широко используется в технике
(автошины, тормоза). Упругость газа заставляет нефть
бить фонтаном из-под земли.
Сделайте простую самоделку — духовое ружье, —
основанную на упругих свойствах воздуха.
Возьмите стеклянную или металлическую трубочку
и две пробочки, плотно входящие в эту трубку. Можно
воспользоваться даже „пробками*, вырезанными из
сырого картофеля. С обеих сторон проталкивайте
пробку внутрь трубки. Воздух будет сжиматься, и вто-
рая пробка с шумом выскочит из трубки (рис. 16).
Ее вытолкнул сжатый воздух.
Если сделать ручку с поршнем так, чтобы одна из
пробок была наглухо скреплена со стержнем, получим
более совершенное духовое ружье.
13
Всевозможные машины и приборы, действующие
сжатым воздухом, например отбойные молотки, при-
меняемые в шахтах при добыче угля, тормозные при-
способления в железнодорожных и трамвайных ваго-
нах и многие другие, называются пневматическими.
Как дуновением опрокинуть тяжелый предмет
Под тяжелый кирпич или книгу, поставленные
стоймя, положите плотный бумажный мешок или рези-
новую камеру от футбольного мяча. Дуйте изо всех
сил на кирпич или книгу.
Если они достаточно тя-
Рис. 17.
желы, вы их ни за что
не уроните. Теперь дуйте
в бумажный мешок или
камеру. Вот теперь-то
наверняка вы поднимете
и даже опрокинете не
только эти, но и более тя-
желые предметы (рис. 17).
Увеличивая количест-
во воздуха в мешке, вы
этим самым увеличиваете его упругость — силу, с ко-
торой он давит на стенки мешка, стремясь занять
больший объем.
Россия — колыбель авиации
Россия является колыбелью авиации и воздухопла-
вания. Еще в 1731 году „в Рязани подьячий нерехтец
Крякутной фурвин1 сделал как мяч большой, надул
дымом поганым и вонючим, от него сделал петлю, сел
в нее, и нечистая сила подняла его выше березы, и
после ударила его о колокольню, но он уцепился за
веревку, чем звонят, и остался тако жив.Этим
свидетельством современников подтверждается, что
в нашей стране первый воздухоплавательный аппарат
легче воздуха (аэростат) был построен на 52 года
1 Мешок.
14
раньше, чем это сделали братья Монгольфье во Фран-
ции (1783 г.).
Конечно, для очевидцев этого события подъемная
сила, заставившая аэростат Крякутного „плавать" в воз-
духе (благодаря тому, что он весил меньше, чем
вытесненный им объем воздуха), казалась „нечистой",
происходящей от непонятных, сверхъестественных при-
чин.
Уверенность в том, что русский человек овладеет
воздушным океаном, была высказана еще Петром I,
заявившим, что „правнуки наши будут летать по воз-
духу, яко птицы".
Первый в мире самолет построил Александр Федо-
рович Можайский. В начале восьмидесятых годов
XIX века его самолет поднялся в воздух. Только на
два десятилетия позже совершили полет американцы,
братья Райт.
Честь создания многомоторных самолетов также
принадлежит нашим соотечественникам. Еще в 1913 году
был построен и испытывался четырехмоторный самолет
„Русский витязь", а затем — „Илья Муромец".
Впервые в мире научное решение вопроса об исполь-
зовании реактивных двигателей для полета на аппара-
тах тяжелее воздуха было дано выдающимся русским
ученым и изобретателем К. Э. Циолковским в 1903 году.
Хорошо строить различные летательные машины
человек научился, используя некоторые свойства воз-
духа, хотя бы такие, например, как плотность и дви-
жение (сила ветра).
Даже простые бумажные стрелки с разным изгибом
бумажных слоев, летая по-разному, заставят вас заду-
маться и над техникой этого дела.
Вы тоже можете строить простые летательные
модели, которые помогут вам понять, как используется
воздух.
Воздушный змей
Самым простым летающим аппаратом является воз-
душный змей. Теперь это просто игрушка. Раньше он
применялся для подъема сигналов и даже наблюдате-
лей. Пользовались им и для научных целей.
Рисунок 18 изображает простейший воздушный змей.
15
Делается он из бумаги и су-
хих лучинок. Очень хороша
дранка, применяемая для шту-
катурных работ; она приго-
дится для многих ваших само-
делок. Прежде всего свяжите
рамку и с одной стороны на-
клейте на бумагу. Рекомен-
дуется бумагу взять больше
рамки на 1 см с каждой сто-
роны, а затем загнуть эти по-
лоски внутрь, заклеив нитки.
Дайте хорошенько просохнуть,
после чего из прочных ниток
сделайте уздечку (рис. 18;
размеры даны в сантиметрах).
Одну нить прикрепите к верх-
ним углам каркаса. Получив-
шаяся петля, если ее оттянуть,
должна своей вершиной до-
ходить до середины змея. Ко-
роткую нить уздечки одним концом привяжите к пере-
крестку средних реек, проколов бумагу, а другим —
к середине петли.
Короткая нитка должна быть такой длины, чтобы,
оттянутая вверх, касалась середины верхней рейки.
Снизу на двух веревочках привесьте хвост с пуч-
ком мочалы на конце. К узлу уздечки прикрепите
леер (длинную тонкую веревку). Вместо веревки лучше
возьмите для запуска змея длинный рыболовный шнур
для „дорожки" (блесна). Величину уздечки и тяжесть
хвоста отрегулируйте при пробном запуске змея. Он
должен подниматься в воздухе наклонно, сопротивле-
ние воздуха поднимет пластину вверх. Запускайте змей
вдвоем.
Запускающий с леером уходит вперед метров на 15
против ветра. Его помощник держит змей в руках
выше головы. Запускающий бежит, а помощник по
сигналу отпускает змей. Веревку можно отпускать,
стоя на месте.
Для облегчения змея длинные боковые рейки можно
заменить нитками, крепко привязав их к зарубкам реек
и промазав клеем места соединений.
16
Коробчатый воздушный змей
Другой тип змея, коробчатый, летает лучше плос-
кого: поднимается высоко и держится в воздухе более
устойчиво. Хвост для коробчатого змея не нужен.
Запускают змей так же, как и плоский, — вдвоем.
800
Рис. 19.
На рисунке 19 изображена конструкция такого змея.
Материалы для него: четыре вертикальных рейки по
800 мм, четыре горизонтальных (распорки), из них две
по 750 мм длиною, две — по 500 мм. Все рейки сече-
ния 8X8 мм. Бумага должна быть плотная. После того,
как коробки растянуты распорками, они принимают
ромбовидную форму.
Почему летает воздушный змей
Почему же летает воздушный змей? Воздушный
поток, обтекая его, сильнее давит на его нижнюю
поверхность. В то же время над верхней поверхностью
получается разрежение. Подъемная сила и возникает
вследствие разности давлений.
2 В. Смирнов	17
Полет воздушного змея в безветренную погоду воз-
можен в том случае, если быстро вести шнур вдоль
поверхности земли и создавать встречный его полету
поток воздуха.
Летающие модели самолетов
Укажем на ряд
известных и приве-
денных во многих
книгах по авиамоде-
лированию и жур-
налах простейших
летающих моделей.
Изготовление их
чрезвычайно просто,
но требует аккурат-
ности. Материалом
влужит плотная бу-
Рис. 20.
мага или картон.
Важно, чтобы бума-
га не была мятая, поэтому при сгибании ее каждый раз
разглаживайте. Сложите лист с выкройкой (рис. 20) по-
полам по белой линии и вырежьте сразу обе половинки.
18
Фигуры /, 2, 3, 4f
5, 6 (рис. 21) пока-
зывают последова-
тельность складыва-
ния. Не забывайте
разглаживать согну-
тые части. Все отги-
бы делайте по пун-
ктирным линиям. Ри-
сунок 22 показывает
модель в готовом
виде с указанием
названий соответст-
вующих частей. Это
и будет модель учеб-
ного самолета. С ним
легко научиться пра-
вильно запускать мо-
дели. Для запуска
самолет берут под
крыло (рис. 23) и
пускают прямо перед
собой, не выше го-
ловы. Если модель
в полете свернула
в какую-либо сто-
рону, то руль пово-
рота нужно отогнуть
в противоположную
сторону. Если мо-
дель круто летит
вниз, то отогните
слегка кверху руль
высоты.
Другая модель
сборная, состоит из
двух частей и шпиль-
ки. Крыло вырезай-
те, как показано на
рисунке 24. Фюзеляж
и шпильки вырежьте
точно по выкройкам,
сложенным пополам,
Кшы(руло поборот^
Стабилизатор (рум Высоты)
Крыло
Шасси —
Рис. 22.
Фюзеляж
Рис. 24.
2*
19
Рис. 25.
по прямой линии. Фигуры 1, 2, 3, 4, 6 рисунка 25
изображают последовательность отгибания частей мо-
дели.
Рисунок 25, 5 изображает, как и где надо прока-
лывать отверстие для шпильки. Шпильку туго втя-
ните в это отверстие, концы ее подогните кверху
и срежьте, оставляя не более 5 мм.
Крыло вставьте в прорези фюзеляжа следующим
образом: сначала коротким язычком (передний край)
в носовую часть, а затем задний край, с длинным
язычком, во вторую прорезь в фюзеляже. Крыло и
фюзеляж не должны быть искривлены.
Обе половинки крыла должны иметь одинаковый
20
угол наклона. Модель в собранном виде дана на
рисунке 26.
При запуске держите модель за носовую часть,
перед крылом.
Модели парашютов
Родиной авиационного парашюта является наша
страна. Г. Е. Котельников в 1911 году изобрел впер-
вые в мире удобный парашют для летчиков, безотказно
действующий в любых условиях. Действие парашюта
основано на сопротивлении воздуха большой поверх-
ности парашюта, отчего замедляется спуск.
Рисунок 27 изображает последовательность сгиба-
ния квадратного листа бумаги для получения простей-
шей модели парашюта.
В центре купола сделайте небольшое отверстие для
устойчивости при спуске. К отогнутым уголкам купола
привяжите 4 стропы из ниток. К концам строп прикре-
пите маленький груз. Если у вас есть тонкая белая
или цветная папиросная или писчая бумага, можно
построить модель парашюта с самоспуском.
Возьмите квадратный лист бумаги размером
500 X 500 мм и сложите так, как показано на ри-
сунке 28, сначала под прямым углом вчетверо, затем
наискось, в 32 слоя. Вершину получившегося тре-
угольника обрежьте на 2 мм. Обрежьте и противопо-
ложный острый угол. Когда вы развернете лист бумаги,
то получите круглую форму заготовки купола с
Рис. 27.
21
Рис. 28.
центральным отверстием и с зубчатыми, закругленными
краями. Сложите заготовку гармошкой следующим
образом: ребра укладывайте по сгибам, поочередно
внутрь и наружу. Отрежьте восемь прочных нитей
длиною по 600 мм каждая. Сложите их вместе и посре-
дине привяжите к проволочному колечку диаметром в
6—7 мм. Прорежьте на листе фанеры отверстие, в
которое проденьте колечко. Закрепите его палочкой
или спичкой, с обратной стороны. Разложите купол
на фанере, в отверстие его проденьте стропы. Уложите
стропы на равном расстоянии Друг от друга в каждый
четвертый сгиб и прижмите грузиками. Поочередно
поднимите каждую стропу, смажьте клеем, а затем
уложите на место, приклеив к куполу. Свяжите сво-
бодные концы приклеенных строп узлом. Сделайте из
проволоки или скрепки крючок самоспуска. Привяжите
к нему резинку длиной около 120 мм. Вырежьте из
мягкой жести или расплющите из кусочка свинца пла-
стинку размером 18X22 мм. Уложите на нее с одной
стороны связанные концы строп, а с другой — крючок
с резиной таким образом, чтобы крючок выходил
22
наружу, и закрепите всё это полоской, сжав ее плоско-
губцами или расплющив молотком.
Возьмите левой рукой сложенную модель парашюта
за вершину, а правой зацепите крючком самоспуска за
кольцо строп и растяните резину примерно вдвое.
С легким толчком выпустите вверх купол и сейчас же
отпустите резину. Ваша модель плавно взлетит, рас-
кроет купол и начнет плавный спуск.
Флюгер
Для определения направления ветра на возвышен-
ных местах, на шпилях зданий, часто ставят флюгера.
Внешний вид флюгера и детали устройства изображены
на рисунке 29.
Для устройства флюгера вам понадобится жесть,
большой гвоздь и высокий шест.
Вместо флажка можно вырезать из жести фигуру
самолета, птицы. Флюгер на здании Адмиралтейства в
Ленинграде имеет вид парусного судна.
Под флюгером на шесте закрепите деревянные или
жестяные рейки — указатели стран света. Установите
их по компасу. По ним-то, в зависимости от положения
Рис. 29.
23
флюгера, и определите направление ветра (северный,
южный, западный, восточный, или промежуточные
направления, например северо-западный).
Флюгер должен быть свободно закреплен на стерж-
не, чтобы он мог вращаться от ветра.
Простейшая модель ветряного двигателя
Еще в глубокой древности люди научились исполь-
зовать силу ветра. Много тысячелетий назад люди уже
плавали на парусных судах, бороздя моря и океаны.
Несколько тысячелетий назад были известны ветряные
мельницы в Китае и в древнем Египте.
В Европе впервые только в VIII веке появились
ветряные двигатели для водоснабжения и размола зерна.
В России в 1914 году почти 50 процентов урожая зерна
было перемолото на ветряных мельницах.
Установлено, что при увеличении скорости ветра
в два раза мощность на крыльях ветродвигателя уве-
личивается в 8 раз. Конструкций ветряных двигателей
существует очень много. Сделайте простейшую модель
ветряного двигателя..
Для изготовления этой модели достаточно одной
катушки, нескольких кусочков жести, реечки и гвоз-
диков. Устройство
В катушке сделайте
лопасти, вырезанные
гладко обстроганная
двигателя ясно из рисунка 30.
косые прорези, в которые вставьте
из тонкой жести.- Осью служит
рейка длиною около 200 мм, сече-
нием 8X8 мм. Один ко-
нец оси закруглите так,
чтобы он свободно вхо-
дил в отверстие катуш-
ки. А чтобы катушка не
выскакивала, на конце,
на тонком гвозде, прибей-
те шайбу. Другим концом
гвоздь вбейте в круглый
конец рейки. На противо-
положном конце рейки
сделайте прорезь и укре-
пите жестяную или кар-
тонную пластинку дли-
24
Рис. 31.
ною в 100—120 хи, шириною в 30—40 мм. Теперь ура-
вновесьте горизонтальную ось на острие ножа. Когда
вы найдете такое положение, что головная и хвосто-
вая части будут взаимно уравновешены, просверлите
в этом месте отверстие для гвоздя (вертикальной оси
двигателя). Модель должна свободно вращаться вокруг
вертикальной оси от легкого дуновения. Отверстие
сделайте немного больше толщины вертикальной
оси, а на горизонтальную ось
с двух сторон наденьте шай-
бочки. Если смажете оси мас-
лом, а число лопастей уве-
личите до шести, — модель
будет работать значительно
лучше.
Можно усложнить модель,
сделав ее, как на рисунке 31.
Конечно, модель будет тоже
вращаться от ветра, но сде-
ланная фигурка с подвижными
руками и ногами будет cq-
25
здавать впечатление, что именно она вращает ось с ло-
пастями.
Рисунок 32 изображает простейшее колесо ветря-
ной мельницы, которое легко сделать из толстой бумаги
или тонкой жести. Впервые в мире у нас, в 1930 году
в городе Курске, была построена ветростанция, скон-
струированная В. П. Ветчинкиным и А. Г. Уфимцевым.
Недалеко, может быть, то время, когда будут построены
и ветросиловые плотины.
Ветряной двигатель
Вырежьте из плотной бумаги или тонкой жести кру-
жок. Разметьте на нем такие линии, как указано на
рисунке 33. По сплошным линиям сделайте вырезы,
по пунктирным загните полученные лопасти так, чтобы
они оказались под углом по отношению к дующему на
них ветру. В центре лопастей наклейте кружочек из
фанеры. Сделайте в лопасти и кружочке отверстие для
оси. Осью будет служить толстая проволока, изогну-
тая так, как показано на рисунке. Ось должна прохо-
дить через изогнутую (в виде П) стойку из толстой
жести. В стойке сделайте отверстие для оси.
На прямом конце оси укрепите лопасти. Стойку
крепите на круглом или квадратном фанерном основа-
нии, в свою очередь укрепленном на высокой стойке
Рис. зз.
26
любого вида. Сделайте в основании ?
прямоугольное отверстие, под изогну-
тым концом оси. К концу оси при-
делайте прочную прямую проволоку —
штангу. При круговом вращении ло-
пастей и оси эта проволока будет
совершать прямолинейное движение	1
вверх — вниз. Круговое движение пре-	|Ш|М
образуется в прямолинейное. Полу-	,
чится простейший кривошипный ме-	f
ханизм.	W,
Теперь можно сделать модель вет-	•'/
ряного двигателя, приспособленного '	J
для водяного насоса или пилки. Так,	П I	и
например, сделав на конце штанги	Я	_1
круглый поршень насоса (например, /и
из пробки), а под ним трубку насоса
(из картона или старого футляра от Рис. 34.
термометра), приклеив его к ниж-
нему основанию, получите модель
двигателя для откачки воды. Несложно, сделав мо
дель пилы, продемонстрировать пилку (рис. 34).
Бумажная модель яхты
Много веков назад люди научились использовать
движение воздуха — ветер — для передвижения по рекам
и морям с помощью парусов.
Надувая паруса, ветер увлекает корабли вперед.
До изобретения паровых судов люди смело отправ-
лялись в дальние путешествия на парусных судах,
совершая важные географические открытия.
Сделайте сами бумажную модель яхты.
Рисунок 35 изображает уменьшенную выкройку
основных частей бумажной яхты и ее внешний вид.
Материалом послужит плотная бумага или тонкий кар-
тон. Мачту сделайте из тонкой лучинки. Парус — из
восковки или кальки. Вырежьте корпус, палубу и тра-
нец и затем склейте их, изгибая по пунктирным линиям,
в такой последовательности: сначала склейте корпус,
а к нему приклейте транец, потом палубу, а затем
киль. Зубчики на выкройках сделаны для удобства
27
Рис. 35.	дель водонепрони-
цаемой краской. По-
ложение паруса уста-
навливается по ветру и этим самым дает яхте дви-
жение в определенном направлении.
Модель деревянной яхты
Выпилите из доски толщиной в 10—30 мм прямо-
угольный кусок (рис. 36 а). Перочинным ножом при-
дайте ему форму, указанную на рисунке 36 б. Про-
делайте два отверстия, для мачты и руля. Палочка
длиной в 250 мм (25 см) будет служить мачтой, другая,
длиной в 150 мм (15 см), — гиком. Руль сделайте по
форме и размерам, показанным на рисунке 36 в. Ниж-
нюю часть мачты укрепите в корпусе модели, а головку
руля — в кормовом отверстии. Руль должен довольно
туго вращаться в отверстии, для того, чтобы его можно
было закрепить под нужным углом к плоскости модели.
28
В конце гика, ближе к мачте, сделайте отверстие.
Прикрепите гик (суровой ниткой или проволокой)
к мачте — почти у палубы, так чтобы гик легко мог
поворачиваться (рис. 36 д).
Парус вырежьте из плотной материи. Это будет
прямоугольный треугольник с основанием в 120 м,м
(12 см) и высотой (вторым катетом) 250 мм (25 см).
Прикрепите его за нижнее основание суровыми нит-
ками к гику, а верхний угол закрепите ниткой в верх-
ней части мачты, так чтобы передняя сторона паруса
(передняя шкаторина) касалась мачты по всей длине.
В правую и левую стороны модели вбейте по
2 гвоздика (кнехты), а к концу гика привяжите суро-
вую нитку (шкот). На мачте можно гвоздем устано-
вить жестяной флажок-флюгер. Он пригодится для ука-
зания направления ветра, что важно при пуске модели
на воду.
Проверьте, легко ли вращается гик, хорошо ли
стоит парус, и приступайте к регулировке модели
в воде.
Выберите наивыгоднейшее положение паруса и руля
при данном ветре.
Положение паруса надо изменять длиной шкотов,
а действие руля — установкой его под тем или иным
углом.
Для того, чтобы руль не выпал, можно сквозь вал
руля продеть тонкую крепкую проволочку.
Рис. 36.
29
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ, ОСНОВАННЫЕ НА
СВОЙСТВАХ ВОДЫ
Как давит водяной столб
С древнейших времен люди понимали великое зна-
чение воды не только для всей жизни на земле, но и
для технических надобностей.
Давно изучались и изучаются свойства воды: давле-
ние на поверхность, плотность, различные состояния,
в которые переходит вода, силы сцепления частиц
воды Изучение этих свойств позволило людям строить
водяные и паровые машины, прочные плотины, шлюзы,
корабли и подводные лодки.
По плотности воды установили единицы измерений
веса и объема.
Вес кубического сантиметра воды при 4° С прини-
мается за грамм, вес кубического дециметра (литр) —
за килограмм, вес кубического метра — за тонну.
Единица измерения — градус — тоже установлена по
тепловому расширению воды. Условились за 0° прини-
мать температуру тающего льда, а за 100° — темпера-
туру паров кипящей воды.
Жидкости, как и все тела на земле, имеют вес
и давят на стенки сосуда.
Проделайте опыт, который покажет вам, что чем
больше глубина, тем больше давление жидкости.
Возьмите стеклянную трубку, прикройте нижний
зо
конец картонкой1 и опустите вертикально в стакан с
водой, сначала на небольшую глубину. Давление воды
снизу прижмет картонку к трубке (рис. 37 а). Теперь
подливайте воду в открытый конец трубки. Вы уви-.
дите, что, как только уровень воды в трубке срав-
няется с уровнем воды в стакане, а следовательно
Рис. 37.
давления снизу и сверху уравновесятся, кружок вслед-
ствие собственного веса упадет вниз (рис. 37 б).
Если опустить трубку почти до дна, — для того,
чтобы кружок упал, потребуется больший столб воды.
Ученые определили, что давление на определенной
глубине жидкости- равно весу вертикального столба
жидкости, имеющего основание один квадратный сан-
тиметр, а высоту, равную расстоянию от измеряемого
слоя до верхнего уровня жидкости. На одной и той
же глубине давление внутри жидкости со всех сторон
одинаково.
1 Картонку следует оклеить оловянной бумагой, чтобы она
могла тонуть. Очень удобно производить опыт, прикрепив к центру
картонки длинную нить.
31
Фонтан на столе
Используя свойства сообщающихся сосудов, можно
построить фонтан.
Два сосуда с жидкостью, соединенные между собой
трубкой, всегда имеют в обоих коленах одинаковый
уровень жидкости.
Ведь мы знаем, что вода давит с одинаковой силой
во все стороны. Поэтому-то она и стремится перейти
в другой сосуд и будет переходить до тех пор, пока
давления в трубке справа и слева не уравновесятся.
Если опустить один сосуд, так чтобы уровень воды
в нем был ниже, чем у другого, вода может даже
вылиться из второго сосуда, а если же второй4 сосуд
закрыть крышкой, в виде воронки, — вода брызнет
фонтаном вверх.
Струя фонтана всегда стремится достичь уровня
воды в верхнем сосуде. Этому мешает сопротивление
воздуха, трение жидкости о стенки трубки и сосудов,
а также то, что падающие частицы увлекают вниз
частицы поднимающиеся.
Для того, чтобы сделать действующую модель
фонтана (рис. 38), надо иметь резервуар с водой (А),
резиновую или стеклянную трубочку (Б), бассейн (В).
Рис. 38.
32
Рис. 39.
Чем выше поднять резервуар и тоньше сделать выход-
ное отверстие, тем выше будет бить струя. Исполь-
зуйте маленькую пипетку, сняв с нее резину.
На рисунках 39 и 40 изображены примеры, как
можно декорировать фонтан, замаскировав его устрой-
ство. Если любите лепить из пластилина, можно сде-
лать и скульптурные группы, использовав живые расте-
ния, мох, песок, камешки, даже крашеные и приклеен-
ные к основанию опилки.
Используя свойства сообщающихся сосудов, чело-
век создал водопровод. Вода из бака, помещенного на
высокой водонапорной башне, растекается по трубам
и стремится подняться вверх до уровня воды в баке.
Таким способом вода подается даже на верхние этажи
домов.
Как проверить некоторые свойства воды... яичной
скорлупой
Проделайте простой опыт, доказывающий измене-
ние плотности воды в зависимости от изменения тем-
пературы.
Возьмите пустую яичную скорлупу, но такую, из
которой очень аккуратно выпущено, через маленькое
отверстие в остром конце, всё содержимое. Залепите
эту дырочку воском. Прикрепите к воску на ниточке
или проволочке маленький грузик. Опустите этот
„прибор" в высокую банку с водой комнатной темпе-
ратуры. Грузик должен быть отрегулирован таким
образом, чтобы он держался почти у дна банки, едва
3 В. Смирнов	33
Рис. 41.
прикасаясь к нему (рис. 41). Если
вы вынесете банку на мороз, то
увидите, что через некоторое время,
когда вода охладится, „прибор*4
всплывет, однако на непродолжи-
тельное время.
Когда скорлупа опустится в
первоначальное положение, снова
внесите банку в комнату. Скорлупа
опять проделает тот же путь, —
поднимется наверх, а затем спу-
стится вниз.
В чем дело? Загадка объясняется
просто.
Вода имеет наибольшую плотность при +4° С.
Естественно, что на морозе температура воды пони-
жается и плотность воды увеличивается до тех пор,
пока температура не дойдет до 4°. Благодаря повыше-
нию плотности скорлупа всплывет.
При дальнейшем понижении температуры (ниже 4°)
плотность воды становится меньше и скорлупа снова
опускается. Как только вы внесете банку в теплую
комнату, — повышение температуры до 4° даст увели-
чение плотности воды и скорлупа всплывет.
Дальнейшее повышение температуры свыше 4° снова
дает уменьшение плотности воды и скорлупа снова тонет.
Опыт проводите, замеряя температуру воды градус-
ником при различных положениях скорлупы, и запи-
сывайте результаты наблюдения.
Подводная лодка... из картофеля
Рис. 42.
Плотность воды меняется также
в зависимости от ее состава, напри-
мер от насыщенности воды солью.
Возьмите полулитровую стеклян-
ную банку, опустите на дно вычи-
щенную сырую картофелину и на-
лейте полбанки воды. Ваша карто-
фелина будет лежать на дне.
Теперь насыпьте в банку соль,
размешайте ее, насыщая раствор
34
солью. Когда плотность солевого раствора будет дове-
дена до плотности картофеля, картофелина отделится
от дна банки и будет плавать между дном и поверх-
ностью раствора (рис. 42).
Прибавьте пресной воды. Плотность раствора пони-
зится, и картофелина начнет опускаться.
Плавающие металлическое кольцо и иголка
Возьмите проволоку (например, медную) толщиной
в 1 мм и сделайте из нее кольцо диаметром в 80 мм.
Кольцо аккуратно опустите, при помощи проволочного
пинцета, строго горизонтально, параллельно поверхно-
сти воды, в сосуд с водой. Кольцо будет лежать на
воде (рис. 43) и не тонуть, хотя медь в 8 раз тяже-
лее воды. Если мы смажем кольцо жиром или маслом,
опыт провести значительно проще. Можно это проде-
лать и с иголкой (рис. 44). Для этого иголку аккуратно
положите на полоску тонкой бумаги. Когда бумага
размокнет и упадет на дно сосуда, — иголка останется
на воде.
В чем дело? Если на поверхности кольца или иглы
имеется хотя бы тончайший слой жира, например от
прикосновения пальцев рук, то вода не смочит ее.
Жидкость понизится в точках соприкосновения с метал-
лом, и получится углубление, объем которого может
3’
33
быть больше объема кольца или иглы. Если при этом
вес кольца или иглы окажется равным весу вытеснен-
ной жидкости, то эти предметы будут плавать. Любое
тело, изготовленное из материалов, удельный вес кото-
рых меньше удельного веса воды, всегда будет пла-
вать на воде, так как его вес меньше веса воды
в объеме тела. Напоминаем, что вес одного кубиче-
ского сантиметра вещества в граммах называют удель-
ным весом данного вещества. Чтобы плавало тело,
приготовленное из веществ с удельным весом, превы-
лающим вес воды (или другой жидкости), ему необ-
ходимо придать такие размеры и форму, чтобы вес
вытесненной им жидкости был больше веса самого
тела. Это всегда учитывается, например, при постройке
судна. Вес судна с полной нагрузкой и машинами
должен быть равен весу воды, вытесняемой его погру-
женной в воду частью.
Сила сцепления
Сцепление — сила, с которой чаотицы какого-либо
тела стремятся пребывать на определенном расстоянии
друг от друга и оказывают сопротивление, когда хотят
их разъединить. Твердые тела — кусок железа, камень —
чрезвычайно сильно сопротивляются разъединению.
Между частицами жидкости тоже имеется сцепление.
Возьмите маленькую каплю ртути и налейте на стол
или стекло. Она не рассыплется, но примет шарообраз-
ную форму. Сблизив две такие частицы, получим одну
большую, близкую по форме к шарообразной, каплю.
Мыльные пузыри сохраняют некоторое время свою
форму только вследствие сцепления частиц мыльной
воды.
Сделайте такой опыт. Насыпьте на стол кучку песка
и налейте на блюдце немного воды. Теперь подуйте
с одинаковой силой на песок, а затем на поверхность
воды. Хотя песок и значительно тяжелее воды, вы с
большей легкостью сдуете песок, чем воду. Казалось
бы, ветру гораздо легче был© бы вздымать водяные
брызги, чем песок. Однако сравнительно слабый ветер
поднимает в песчаной пустыне целые тучи песка, а даже
сильный ураган на море вздымает ввысь гораздо меньше
36
водяных брызг. Сцепление между водяными частицами
больше сцепления между частицами песка.
По той же причине из бутылки или флакона с узким
горлышком очень трудно вылить воду. В тонких стек-
лянных трубочках (в данном случае в горлышке фла-
кона) сила сцепления частиц воды настолько велика,
что воздух не может прорваться внутрь трубочки и
вытолкнуть оттуда воду. Чтобы вылить воду из таких
трубочек, их надо трясти.
Водяные колеса
Сила воды широко используется в технике. Тече-
ние воды, как и сила ветра, может привести в движе-
ние двигатель.
Водяные двигатели с горизонтальным валом приме-
нялись в древнем мире, свыше 2000 лет назад. Впер-
вые о водяных мельницах в России упоминается в
XIII веке.
Сделайте несколько различных моделей водяных
двигателей, которые применяются в технике, — для
подъема воды, размола зерен, передвижения судов.
Возьмите обычную деревянную катушку. В катушке
сделайте четыре прокола, в которые вставьте деревян-
ные лопаточки. Катушку наденьте на круглую дере-
вянную или проволочную ось (рис. 45). Если поставите
такое колесо под струю воды, — колесо будет быстро
вращаться.
Рис. 45.
Рис. 46.
37
Рис. 47.
Рис. 48.	Рис. 51.
38
Еще проще можно сделать модель из пробки и ста-
рых ученических перьев, все вогнутости которых
расположены в одном направлении (рис. 46).
Рисунок 47 изображает простейшую модель водя-
ного колеса с чашками. Устройство ясно из рисунка.
Скорлупки грецкого ореха наклейте на цилиндрическую
пробку при помощи сургуча. Типы подшипников, колец,
в которых вращается вал (ось) колеса, даны на ри-
сунке 48. Материал — жесть, проволока.
На рисунках 49, 50 изображены простейшие водя-
ные колеса из пробки с жестяными лопастями и из
кругляшки, отпиленной от небольшого круглого полена.
Летом на ручье или канаве с быстрой текучей водой
сделайте макет пловучей мельницы (рис. 51).
Плавающая модель лодочки с водяным колесом
Водяное колесо можно приспособить к лодочке.
Получится плавающая модель. Если лодочку привязать
ниткой за носовую или кормовую часть к колышку,
вбитому в дно ручейка, то колесо будет вращаться
под действием встречного течения. Ширина лопаточек
должна быть как можно больше, а трение при враще-
нии меньше.
Основание лодоч-
ки вырежьте из фа-
неры (рис. 52). На
проволочную ось на-
садите водяное ко-
лесо. Концы прово-
локи заострите и со-
гните под прямым
углом, а затем вбей-
те в выступы на кор-
ме лодочки. Для то-
го, чтобы уменьшить
трение катушки о
фанеру, с обеих сто-
рон катушки надень-
те жестяные шайбоч-
ки и стеклянные
бусинки (рис. 52).
Рис. 52.
39
Для того, чтобы уравновесить тяжесть водяного колеса,
сделайте из брусочков и палочек оформление в виде
палубы, трубы, мачты.
Рекомендуется все плавающие модели, чтобы они
не размокли, окрашивать масляной или нитрокраской.
Устройство самодвижущихся водяных моделей с
резиновым двигателем
Для того, чтобы модель смогла плыть в спокойной
воде или даже против течения, научитесь строить рези-
новые двигатели (моторчики). Покажем несколько
типов водяных колес с таким двигателем.
Модель, указанную на рисунке 52, преобразуйте
в самодвижущуюся модель с резиновым двигателем.
Вырежьте из фанеры два квадрата. Стороны квадрата
должны быть меньше промежутка между выступами
лодочки. Сделайте в квадратах прорезы по толщине
фанеры, а углы их слегка округлите. Дощечки прорезами
соедините крест-накрест и надвиньте друг на друга
(рис. 53). Места соединений смажьте казеиновым клеем.
Получите четырехлопастное водяное колесо. В углы
между лопастями положите одну или две пары рези-
новых нитей. По бокам колеса резину перевяжите
прочными нитками. Концы резиновых нитей привяжите
к выступам корпуса лодочки так, чтобы колесо своими
краями не задевало корпуса.
Модель запускается следующим образом: перед
началом колесо вращайте в од-
ном направлении, закручивая
—-	этим резиновые нити. Затем
модель поставьте на воду и
колесо отпустите. При раскру-
/	чивании нитей колесо будет
вращаться, а лодочка дви-
гаться.
Рисунок 54 а изображает
' модель, сделанную из толстой
Рис. 53.
шириной в 60 мм.
Корпус лодочки обейте
40
жестью или тонкой
фанерой; из жести
сделайте руль. На
валик (рис. 54 б) на-
садите по концам
водяные колеса с
шестью лопастями, а
валик водяных ко-
лес насадите посе-
редине, поперек ло-
дочки татк, чтобы он
свободно вращался.
Возьмите катуш-
ку и плотно укрепи-
те ее на деревянной
круглой палочке или
металлической тру-
бочке. Это будет
ваш мотор. Валик
мотора укрепите на
корме модели, ближе к левому борту, с таким расчетом,
чтобы он свободно вращался (рис. 54 в). Упругую
резиновую нить укрепите в носовой части. Ее конец
прикрепите прочной ниткой к валику катушки, а от
нее протяните вторую нитку к валику гребных колес,
обернув вокруг катушки 10—15 раз. Перед запуском
модели вращайте гребные колеса, сматывая нитку
с катушки. При этом катушка, вращаясь, растя-
нет резину. Теперь поставьте модель на воду, отпу-
стите колеса, и модель поплывет. Если верх модели
покрыть фанерой, жестью или даже картоном и соору-
дить на нем какие-либо надстройки, получится очень
красивая, самодвижущаяся игрушка (рис. 54 г).
Чтобы вода не попала внутрь, соединения бортов
с основанием модели закрасьте масляной или нитро-
краской.
Очень хорошо работает гребное колесо модели,
изображенной на рисунке 55 а. Сделайте деревянный
валик (55 б). По краям валика сделайте вырезы (для
намотки нитей). Для лопастей вырежьте четыре прямо-
угольных жестяных квадрата (55 в). У каждого из нцх
внизу, посередине, сделайте прямой надрез, а получен-
ные прямоугольники отогните в разные стороны. На
41
каждом из этих отогнутых концов сделайте по два
отверстия для маленьких гвоздиков. Лопасти насадите
на валик и закрепите гвоздиками, как показано на
рисунке 55 г. Таким образом получите гребное колесо.
Из двух тонких длинных гвоздей сделайте ось для
колеса. К прорезам валика привяжите две прочные
нити. Для этой модели удобна форма основания такая,
как на рисунке 55, с вырезом в кормовой части. На
Рис. 56.
42
основание прикрепите две упругие пластинки, а к их
концам привяжите концы ниток, идущие от гребного
колеса.
Для запуска модели намотайте, вращая колесо,
нитки на его валик так, чтобы пластинки согнулись.
Очевидно, что если пластинки будут распрямляться,
то будет вращаться гребное колесо и модель поплывет.
Устройство модели с винтовым двигателем дано на
рисунке 56. Винт, вырезанный из жести, насаживается
на ось с крючком на конце и продевается через две
петли, вбитые в основание корпуса. Основание вырежьте
Рис. 57.
из фанеры так, как указано на рисунке 56, и сделайте
в нем два прямоугольных прореза.
В эти прорезы вставьте вырезку силуэта корабля
или катера, сделанную из жести или фанеры. В носо-
вой части основания, также снизу, вбейте крючок из
проволоки. Между крючком оси гребного винта и крюч-
ком, закрепленным в носовой части, проденьте одну-
две пары резинок. Вращая винт, закручивая резинку,
вы. заводите ваш двигатель. Отпустите винт — резинка
будет разворачиваться и модель поплывет прямо или
по дуге, в зависимости от положения руля. Важно,
чтобы винт сидел параллельно основанию и свободно
вращался. При вращении винт как бы вывинчивается
и его лопасти отталкивают воду. При этом модель
получает движение вперед.
Рисунок 57 изображает некоторые виды креплений
резинового моторчика, руля и устройство руля.
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ, ОСНОВАННЫЕ НА
ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЯХ
Расширение тел от нагревания
С давних времен человек научился пользоваться
огнем: готовил пищу, отапливал помещения, расплавлял
руду для получения металла.
Много позднее человек научился использовать теп-
лоту для работы машин.
Нагревание придает телам некоторые новые свой-
ства. Тела могут расширяться или сжиматься не только
от растягивания и сдавливания, но также от нагрева-
ния или охлаждения. Наименьшее расширение заме-
чается в телах твердых, наибольшее — в газах. Най-
дено, что при нагревании на 1°С каждый метр железа
удлиняется на 0,012 мм. алюминия — на 0,024 мм.
При нагревании на 1° С объем газа увеличивается на
1/27з объема, который газ имеет при 0°.
Как ни малы эти величины, однако они всегда учи-
тываются в технике. Так, например, большие железно-
дорожные мосты закрепляют только с одного конца,
а другой конец укладывают на катки. Посмотрите хотя
бы на железнодорожные рельсы: всегда на месте сое-
динения двух кусков оставляют промежуток.
Если рельсы поставить вплотную, то летом, в силь-
ную жару, они удлинятся и могут лопнуть.
Благодаря одинаковому расширению железа и бетона
44
стало возможным применять
железобетонные постройки.
Устройство термометра
также основано на тепло-
вом расширении ртути или
спирта.
Сделайте простую мо-
дель, наглядно показываю-
щую влияние нагревания на
металлы. Между двумя бру-
сочками, жестко укреплен-
ными на дощечке, натяните
Рис. 58.
параллельно, на расстоянии
3 мм друг от друга, 2 мед-
ные или железные проволочки сечением в 0,2—0,3 мм
(рис. 58). Из тонкой жести вырежьте стрелку длиною
в 11*0—120 мм. которую устанавливайте горизонтально
так, как показано на рисунке 58. Стоит только поднести
спичку к проволочкам и прогреть их, как стрелка при-
дет в движение, а при остывании вернется в перво-
начальное положение.
Сделайте из брусочков 2
На верх стоек прибейте или
приверните две металли-
ческие пластинки, края ко-
торых, обращенные друг к
Другу, должны быть взаим-
но параллельны. Между
пластинками надо сделать
деревянную рейку. Расстоя-
ние между краями метал-
лических пластинок должно
быть таким, чтобы пяти-
копеечная монета туго, но
проходила между ними (рис.
59).
Нагрейте монету и снова
попробуйте ее пропустить
между пластинками. У вас
ничего не получится до тех
пор, пока монета не осты-
нет и не примет прежние
размеры.
стоечки на подставках.
Рис. 59.
45
Еще проще можно проделать опыт при помощи двух
гвоздей (рис. 59), забитых в дощечку. Расстояние
между гвоздями должно равняться диаметру неразо-
гретого пятачка.
Карусель на лампе
Передача теплоты путем перемещения слоев газо-
образного или жидкого вещества называется конвек-
цией. Это явление имеет большое применение на прак-
тике. Так, например, в отапливаемой комнате проис-
ходит круговращение (циркуляция) теплого и холод-
ного воздуха, в результате чего помещение нагревается.
При центральном водяном отоплении нагреваемые
снизу частицы воды вытесняются
вверх более тяжелыми холодными
частями. Происходит непрерывная
циркуляция воды, в результате
чего прогреваются трубы, нагре-
вающие помещение.
Пользуясь этим явлением, мож-
но устроить оригинальные вертуш-
ки—мельницу и змейку (рис. 60 а, б).
Устройство их понятно из ри-
сунков.
Вращающийся абажур (рис. 61)
сделайте из тонкой бумаги или
кальки и украсьте красивым орна-
ментом или рисунками. Чтобы умень-
шить трение при вращении абажура,
в центре его донышка с нижней
стороны прикрепите столярным
клеем или нитками одну часть
бельевой кнопки. Абажур подвесьте
так, чтобы острие проволочной под-
ставки попало в углубление кнопки
(рис. 61). Верхнее дно абажура
вырежьте с зубчиками, которые
приклейте к конусной части. По
радиусам дна, на равном расстоя-
нии друг от друга, сделайте восемь
Рис. 60. равных прорезов. Длина каждого
46
ЪеЛоебоя кнопка
Рис. 61.
прореза приблизительно должна быть равна половине
радиуса дна.
Прорезы в дне раздвиньте: один край каждого
прореза прижмите вниз, другой вверх. Диаметр дна
абажура должен быть примерно в три раза больше
диаметра лампочки.
Вместо кнопки можно в центре дна наклеить кружок
из пленного картона или фольгу с углублением, сде-
ланным тупым гвоздем или палочкой.
Конвекция от тепла руки
Возьмите небольшой лист папиросной бумаги. Акку-
ратно перегните его по диагоналям и наденьте на
острие иголки, воткнутой
в пробку. У вас получится
квадратный зонт, устойчиво
сидящий на острие иголки,
подпирающей его в центре
тяжести.
Теперь поднесите полу-
согнутую ладонь к вашему
зонтику.
Тепло вашей руки,— во-
сходящие потоки воздуха
заставят его медленно вра-
щаться (рис. 62).	Рис. 62.
47
Воздушное колесо
Рис. 63.
не касалось колеса. Теплый
маться вверх один конус за
вращаться.
Воз ьм ите	цил ин д ри -
ческую пробку. В центре
ее проделайте сквозное
отверстие. Вставьте в от-
верстие тонкую металли-
ческую или стеклянную
трубочку, сквозь кото-
рую потом проденьте ось
(металлическую). Ось за-
крепите неподвижно в
деревянных стойках. В
пробку воткните шесть-
восемь тонких проволоч-
ных стержней или иголок,
на которые приделайте
(как показано на рисунке
63) ' бумажные конуса.
На подставку или кусок
жести поставьте огарок
свечи так, чтобы пламя
воздух заставит подни-
другим, и колесо будет
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ, СВЯЗАННЫЕ
СО ЗВУКОВЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ
Телефон
Из наблюдений и опытов вы знаете, что источни-
ками того, что мы называем звуком, являются колеб-
лющиеся тела. Звук хорошо распространяется в твер-
дых телах, медленно — в жидких, еще медленнее —
в газах.
Скорость звука в воздухе около 332 метров в
секунду (при 0° С), а в чугуне — в 10,5 раза больше.
В пустоте звук не распространяется.
Звучащее тело приводит в колебание частицы воз-
духа. Колебания доходят до нашего органа слуха,
заставляют колебаться барабанную перепонку, и мы
слышим звук.
Звукоулавливатели, применяемые в военном деле, —
сирена, рупора, музыкальные инструменты, телефон,—
всё это появилось в результате изучения природы
звука.
Воспользуйтесь свойством тел проводить звук и
сделайте простейший телефон. Он будет действовать
всего на 15—20 м. расстояния. Но ведь телефон не
сразу стал таким, каким мы его привыкли видеть!
Приготовьте два картонных цилиндра. У каждого
из них одно из оснований заклейте туго натянутой
бумажной калькой (рис. 64).
В центре донышек каждого цилиндра сделайте тон-
4 В. Смирнов
49
Рис. 64.
слово, тихо, но отчетливо
цилиндр, будет ясно слышно
ложившему ухо к отверстию
кое отверстие, для
того, чтобы про-
пустить в него нит-
ки. А чтобы нитка
не выскакивала, на
конец ее надо при-
вязать кусок спички.
Возьмите вдвоем
эти цилиндры, ра-
зойдитесь так, что-
бы нить была туго
натянута и не заде-
вала ни за какие
предметы, и можете
вести переговоры
в телефон. Каждое
произнесенное в один
вашему товарищу, при-
второго цилиндра.
Колокольный звон от чайной ложки
Рис. 65.
Сделайте еще опыт, доказывающий,
что звук проводится не только воз-
духом, но и другими телами.
К металлической ложке привяжите
длинную нитку. Оставьте концы ни-
ток длиною по 150—200 мм с каждой
стороны. Возьмите за концы ниток и
качните ложку, держа ее на весу так,
чтобы она слегка задела о край стола
(рис. 65). Вы услышите слабый звук.
А теперь концы натянутых нитей при-
ложите к левому и правому уху и
заткните уши. Вот сейчас при такрм
же легком ударе вы услышите мощ-
ный, густой колокольный звон. Меняя
размах и длину нитей, получите раз-
нообразные тона звука.
Колебания’ложки непосредственно
передадутся по натянутым ниткам,
костям черепа к органу слуха.
50
Отражение звука
В лесу, в горах, в помещениях можно иногда слы-
шать отражение звука от какой-то преграды (лес,
горы, стена).
Опыт и наблюдения показывают, что отражение
звука подчинено определенному закону: угол падения
равен углу отражения.
Рис. 66.
Из картона или бумаги, склеенной в несколько слоев,
сделайте толстостенную трубку диаметром в 60—70 мм,
высотой в 300 мм. Возьмите часы, положите на мяг-
кую толстую подстилку, а сверху накройте трубкой.
Звук будет слышен только в том случае, если ухо
будет прямо над трубкой, а если оно окажется выше
верхнего края трубки и сбоку, на некотором расстоя-
нии, звука часов вы не услышите.
Теперь возьмите кусок картона. Расположите его
над трубкой, под углом около 45° к оси трубки. Пово-
рачивая картон, вы добьетесь (при определенном поло-
жении картона к оси трубки) ясной слышимости звука
(рис. 66).
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ ПО МЕХАНИКЕ
Инерция
Механика — один из разделов физики, изучающий
движение и причины, производящие и изменяющие
движение. Механика изучает явления инерции, центро-
бежной силы, условия равновесия тел, перехода энергии
из одного вида в другой, прочности и другие вопросы.
Приложения механики в технике многообразны.
Строительные и подъемные сооружения, всевозможные
станки, часовые механизмы, различные виды транс-
порта — всё это создается человеком с учетом законов
механики.
Остановим свое внимание на инерции.
Не раз во время игр вы замечали, что если сильно
разбежаться, то остановиться сразу очень трудно.
Сдвинуть какой-либо тяжелый предмет с места потре-
бует много усилий, зато толкать его во время движе-
ния много легче. Очищая ваши школьные и домашние
вещи от пыли, вы, наверно, не задумывались, почему
вы их встряхиваете.
А между тем причина всех этих явлений одна и та
же. Каждое тело стремится сохранить состояние покоя
или равномерного прямолинейного движения, — так
гласит закон инерции.
Сделайте очень наглядный прибор, демонстрирую-
щий силу инерции (рис. 67).
52
На деревянной под-
ставке (Д) укрепите глад-
кий столбик (В) с неболь-
шим углублением в верх-
нем конце. Рядом со стол-
биком укрепите (гвоздя-
ми или шурупами) сталь-
ную полоску (С) таким
образом, чтобы ее верх-
ний край был выше стол-
бика на 2—Змм. Найдите
стальной шарик (5), диа-
метр которого примерно
на 5 мм больше диаметра
столбика. На столбик по-
ставьте картонный или
жестяной кружок, диа-
метр которого на 5—7 мм
больше диаметра шарика,
а на кружок — шарик.
Придерживая левой ру-
кой основание (Д), паль-
цем правой руки отве-
дите полоску (С) от чур-
ки и резко отпустите ее.
Кружок вылетит, шарик
опустится в лунку. При
достаточной резкости уда-
ра сила трения вылетаю-
щего кружка окажется
недостаточной, чтобы в
короткий срок вывести
тяжелый шарик из состоя-
ния покоя.
Поставьте друг на
друга игральные шашки.
Резко и быстро ударьте
ребром линейки по са-
мой нижней шашке. Вам
удастся ее выбить, не
уронив всех остальных
(рис. 68).
Положите ровную
S3
Рис. 70.
стопку из нескольких двадцати-
копеечных монет на дно мелкой
тарелки. Держите тарелку пример-
но на расстоянии 300 мм над сто-
лом. Быстро опустите тарелку вниз,
не касаясь стола, и резким движе-
нием отдерните ее в сторону. Если
это движение выполнено достаточ-
но четко, монеты стопкой станут
на стол (рис. 69).
Возьмите кусок плотного кар-
тона (очень хорошо для этого
опыта взять железнодорожный би-
лет), положите его на большой
палец левой руки, уравновесьте, а
затем на него положите монету (рис. 70). Резким
щелчком по картону вы сможете выбить картон,
а монета останется на пальце.
Сила в быстроте
Летом вы не раз срезали резким ударом гибкого пру-
тика довольно толстые стебли травы. Если этим же
прутом нажимать на стебель, даже с большой силой,
вы не перережете, а только отклоните стебель.
В первом случае удар не успевает передаться всему
стеблю, он как бы сосредоточивается на небольшом,
непосредственно затронутом участке, который и при-
нимает на себя все последствия удара.
Попробуйте сделать такой опыт: положите на край
стола два карандаша. На выступающие концы каран-
дашей положите хрупкую, сухую палочку. Теперь
резко, сильным взмахом ударьте ребром линейки по-
середине палочки. Удар переломит ее, а карандаши
останутся на месте.
Какая веревка оборвется раньше?
Возьмите палку и положите ее на две опоры у себя
над головой (например, створки раскрытой двери)
Привяжите к середине палки веревку, а к ней груз
(г) потяжелее, конечно, небьющийся. К грузу, снизу,
54
прикрепите веревку с план-
кой, за которую можно ухва-
титься, чтобы тянуть груз
вниз (рис. 71). Теперь вы
сможете, по своему усмот-
рению, оборвать только одну
верхнюю или только одну
нижнюю веревку. Если, взяв-
шись обеими руками за
планку, будете тянуть мед-
ленно, то оборвется верхняя
веревка. На нее кроме да-
вления ваших мускулов дей-
ствует и вес груза. Если
вы сделаете резкий рывок,—
оборвется нижняя, даже если
она будет толще верхней. Груз
Рис. 71.
в этом случае вследствие
инерции не успевает сдвинуться с места или сдвигается
столь ничтожно, что верхняя веревка почти не растя-
нется. Ведь для того, чтобы в короткое время придать
грузу большую скорость, требуется сила, больше той,
какую еще способна выдержать нижняя веревка.
Опыт с камнем и стаканом воды
Привяжите какой-ни-
будь тяжелый предмет,
например камень, к ве-
ревке и быстро вращайте
его (рис. 72). Веревка при
вращении сильно натя-
нется и даже может обо-
рваться. Чем же объяс-
няется это явление и ка-
кая сила натягивает ве-
ревку и стремится удалить
камень от руки? Дейст-
вует всё та же инерция.
Каждая частица тела
стремится при получении
толчка двигаться равно-
мерно и прямолинейно.
Чтобы изменить прямолинейное движение в движение
по окружности, к нему надо приложить силу, не совпа-
дающую с направлением движения. Если тело движется
по окружности, то оно всё время, по инерции, в каж-
дой точке своего пути стремится сойти с кривой и дви-
гаться по касательной. Этому мешает веревка, постоянно
изменяющая направление движения камня. От этого и
происходит натяжение веревки. Вы чувствуете, как
камень с веревкой оттягивают вашу руку.
Сила, с которой тело стремится двигаться прямо-
линейно и противодействует препятствиям, мешающим
этому движению, называется центробежной. Ее испы-
тывают все частицы тела.
Если наждачный круг привести в очень быстрое
вращение, он может разорваться на части вследствие
центробежной силы, действующей на отдельные частицы.
Возьмите консервную банку, приделайте к ней
проволочную ручку. К середине ручки привяжите
веревку. Налейте в полученное ведерко, до половины,
воды и быстро вращайте его на веревке. Все частицы
воды будут испытывать действие центробежной силы.
Они будут стремиться уйти от центра вращения,
а потому вода не выльется из ведерка.
Убедитесь, что все частицы воды давят на дно,
даже если ведерко будет полностью перевернуто вверх
дном. Пробейте в дне банки маленькую дырочку. При
круговом вращении ведерка из него будет непрерывно
бить струя воды.
Полет вниз головой
На воздушных парадах и на учениях летчики на
своих машинах показывают фигуру, впервые выпол-
ненную в 1913 году русским летчиком Нестеровым,
удивившим тогда весь мир. Эту сложную фигуру стали
называть „петлей Нестерова".
Сделайте модель, наглядно показывающую ход
самолета при выполнении этой фигуры. Иногда в цир-
ках, на мотоциклах или велосипедах, артисты тоже
показывают полет вниз головой на сооружении подоб-
ного же типа. Основные части модели: основание (Д),
две стойки (Б, В), спираль (С).
56
Для изготовления
спирали возьмите
кусок картона или
плотной бумаги дли-
ной в 500 мм, ши-
риной в 40 мм. За-
гните с каждой сто-
роны бортики шири-
ной по 10 мм. Оста-
вьте в середине же-
лоб шириной в 20 лш.	Рис- 73-
Предварительно про-
режьте загнутые
края через 5 мм и сверните желоб в спираль с одним
оборотом. Диаметр оборота сделайте равным 130 мм.
Изготовьте прямые части желоба и приклейте его с двух
сторон спирали (рис. 73). Шарик, соответствующий
размеру желоба, следует пускать с самого верха мо-
дели. Шарик пробежит с одного конца желоба до дру-
гого, сделав петлю в спирали (С). Его, как и в преды-
дущем опыте с вращающимся ведерком, надежно при-
жимает к дорожке желоба действие инерции.
Закон инерции удерживает от падения вращающийся
волчок, обеспечивает велосипеду устойчивость, а зем-
ному шару — неизменность наклона оси к плоскости его
орбиты.
Волчок в технике
Юла, или детский волчок, — весьма увлекательная
игрушка.
В течение многих веков волчок не находил себе
практического применения. Сейчас волчки специальной
конструкции (гироскопы) являются важнейшей частью
ряда приборов авиации, флота, артиллерии.
Важнейшая роль в разработке теории и практики
применения гироскопа принадлежит русским учёным-
c. Ковалевской, Н. Жуковскому, А. Крылову, С. Чаплы-
гйну и другим.
Волчки могут быть совсем не похожими друг на
друга. Однако все они обладают, как установлено из
опыта, важными свойствами.
57
Попробуйте волчок установить вертикально. Это
вам не удастся, — он сразу же упадет набок.
А придайте волчку самое быстрое вращение — и он
становится устойчивым. Даже удары и щелчки не сва-
лят вращающийся волчок. Как только вращение прек-
ращается, — устойчивость нарушается.
Вот это и есть одно из основных свойств волчка.
Ось быстро вращающегося волчка устойчива и почти
неподвижна в пространстве.
Проделайте еще один опыт, подтверждающий посто-
янство оси вращения волчка.
Вырежьте из жести или картона кружок диаметром
в 150—200 мм. В центре кружка сделайте маленькое
отверстие. Проденьте в отверстие веревку и завяжите
на продетом конце узелок, для того, чтобы веревка не
выскочила из отверстия. Другой конец веревки закре-
пите так, чтобы можно было раскачивать кружок напо-
добие маятника стенных часов. Раскачайте получив-
шийся маятник. Кружок при размахе веревки будет
болтаться как попало. Попробуйте перед раскачива-
нием маятника сильно раскрутить кружок вокруг
веревки (рис. 74), — и вы увидите, что перемещение
кружка будет теперь другим. Его ось сохранит посто-
янство направления.
Свойства вращающегося волчка можно увидеть на
опытах с велосипедным колесом. Переднее колесо
велосипеда тоже представляет собой подобие волчка.
Возьмите колесо обеими руками за концы оси и,
сильно раскрутив его, попробуйте опустить или под-
нять один из концов оси.
Колесо будет сопротив-
ляться этому и как бы
стремиться вырваться из
рук (рис. 75 а).
Повесьте вращаю-
щееся велосипедное ко-
лесо, за один конец оси,
на веревке. К вашему
удивлению, окажется, что
второй конец оси, при
достаточно быстром вра-
щении, не опустится под
действием силы тяжести,
58
а будет вращаться в
горизонтальной пло-
скости (рис. 75 б).
Вы, наверно, заме-
чали, что, когда волчок
запущен в наклонном
положении, он ста-
рается выровняться,
принять вертикальное
положение.
Его ось при этом
описывает конусооб-
разные движения. Это
происходит оттого, что
на волчок действует
Рис. 75.
ряд сил: трение о стол,
сопротивление воздуха, собственный вес. Все они стре-
мятся его повалить. Им-то и сопротивляется вращаю-
щийся волчок.
Земной шар можно сравнить с гигантским волчком,
вращающимся вокруг воображаемой оси, проходящей
через его полюсы.
Снаряды и пули устойчивы в полете, потому что
получают быстрое вращение в винтовой части ствола
орудия или винтовки.
Свойство вращающегося волчка сохранять постоян-
ство направления оси, сопротивление любому усилию из-
менить это направление и другие свойства человек сумел
применить в ряде полезных приборов. Такие волчки,
или гироскопы, получают вращение от электромотора
и управляют сложными приборами. Размеры их тоже
весьма большие. Гироскоп, успокоитель качки, для
крейсера имеет диаметр в 4 м, вес — свыше 75 тонн
и вращается со скоростью 800 оборотов в минуту.
И это еще сравнительно небольшой гироскоп. На боль-
ших кораблях применяются более крупные.
Равновесие
Как известно, каждое тело, ничем не поддерживае-
мое, стремится упасть на землю благодаря силе земного
притяжения, силе тяжести.
59
Величина давления, происходящего от действия силы
тяжести, называется весом тела. Точка приложения
веса называется центром тяжести тела. Чтобы тело
стояло устойчиво, оно должно иметь возможно более
широкое основание и центр тяжести должен быть рас-
положен возможно ниже.
Великий мореплаватель Христофор Колумб, как
говорят его биографы, сумел установить яйцо на столе
вертикально.
Однако сделал он это, изменив форму яйца, рас-
плющив один из концов скорлупы.
Попробуйте сделать это иначе.
В бутылочной пробке вырежьте углубление по
форме тупого конца яйца.
Наденьте эту пробку на яйцо. В обе стороны
пробки воткните две одинаковые вилки. При этом об-
щий центр тяжести перемещается ниже точки опоры.
После нескольких проб и изменений наклонов вилок
вы добьетесь устойчивого равновесия яйца, поставлен-
ного острым концом даже на край горлышка бутылки
(рис. 76).
Рисунок 77 показывает другой случай равновесия—
канатоходца, сделанного из пробки, четырех палочек
и двух вилок.
60
Прочность в зависимости от формы
Механика — наука о движении и силах, изменяющих
это движение, — основная наука инженера — строителя
машин, зданий, гидротехнических сооружений.
Не раз вы замечали, что в строительном деле при-
меняются железные балки разных форм или, как гово-
рят, профилей. Бывают балки в виде букв „Т“, „П“ и
других форм. Это делается не случайно. Балки такого
сечения во много раз лучше выдерживают нагрузки,
легче сопротивляются изгибанию, чем балки такой же
площади сечения, но прямоугольной формы.
Проверьте это на опыте.
Возьмите длинную полоску тонкой бумаги. Поло-
жите ее между двумя опорами. Полоска прогнется
даже от собственного веса (рис. 78 а).
Придайте полоске форму угольника или форму
буквы „П“, Вы увидите, что теперь полоска выдержит
значительную нагрузку, » например коробку спичек
(рис. 79). Изогнув эту же полоску в виде дуги
(рис. 78 б), вы увидите, что она тоже выдержит неболь-
шой груз.
61
Рис. 80.
Возьмите пустую спичечную коробку; каждая стен-
ка у нее сделана из очень тонких и непрочных в от-
дельности пластинок. Однако если вы положите на нее
доску, а по краям поставите тяжелые грузы, уравно-
весив их (рис. 80), то вы увидите, что коробка выдер-
живает груз, даже в тысячу раз превышающий ее соб-
ственный вес.
Переход механической энергии в теплоту
Если тело может совершать работу, то говорят, что
тело обладает энергией. С доисторических времен люди
опытным путем добились превращения одного вида
энергии в другой. Заметив, что от трения тело нагре-
вается, люди использовали это свойство для добывания
огня, путем трения друг о друга двух сухих кусков
дерева.
Закон превращения и сохранения энергии, основной
закон природы, впервые в науке установлен гениаль-
ным русским ученым М. В. Ломоносовым.
Этот закон утверждает: энергия, которой обладают
тела, не создается и не уничтожается, а только в раз-
личных явлениях природы и техники переходит из
одной формы в другую.
Сделайте несколько простых опытов, подтверждаю-
щих этот закон.
Возьмите тонкую металлическую пластинку или мо-
62
нету. Сильно прижмите ее к сухой дощечке и энер-
гично водите ее вперед и назад по дереву. Вряд ли
вы проделаете 15—20 движений, так как металл так
нагреется, что обожжет'вам палец. Ударом железа о
кремень вы сможете выбить искры.
В обоих этих случаях вы наблюдаете, как механи-
ческая энергия превращается в тепловую.
Теплота, как мы знаем на примере многочислен-
ных паровых машин и двигателей, снова может дать
нам механическую и другие виды энергии.
Если у вас найдется тонкостенная латунная трубка,
закрытая с одного конца, в виде цилиндрика небольшого
диаметра, можно проделать еще один интересный опыт
на переход механической энергии в тепловую.
Возьмите цилиндрик, налейте его почти доверху
водой, лучше горячей, тогда опыт получится скорее.
Плотно заткните свободное отверстие деревянной
пробкой. Укрепите цилиндр вертикально или горизон-
тально, но прочно, в неподвижном положении.
Возьмите толстую веревку. Наденьте на цилиндр
и быстро, с нажимом, водите веревкой по цилиндру
(рис. 81).
Вода, даже если она была вначале холодной, на-
греется от трения веревки о металл, закипит, а пар
выбросит пробку наружу.
Конечно, встаньте сами так, чтобы на вас не попала
струя пара.
63
Действующая модель водяной турбины
папрайл.
колесо
ПрижимЬ»
Рис. 82.
Человек усовершенствовал водяное колесо, создав
турбину, быстроходный двигатель, применяемый на
гидроэлектростанциях для машин, вырабатывающих
электрический ток. Число оборотов водяной турбины
доходит до 800 в минуту. Лопасти турбины поставлены
к течению воды наклонно; вода отодвигает их в сто-
рону. Водяная турбина похожа отчасти, по действию,
на крылья ветряной мельницы или круг ветряного дви-
гателя, только действует тут не ветер, а вода.
Сделайте действующую модель простейшей водяной
турбины. Возьмите
ровный кусок сте-
клянной трубки(лам-
повое стекло или
стакан без дна). Вы-
режьте из жести два
кружка почти оди-
накового диаметра.
Один из них должен
плотно входить в
стеклянный цилиндр;
это будет направ-
ляющее неподвиж-
ное колесо. Рабочее
колесо должно быть
меньшего диаметра,
чтобы при вращении
не задевать краев
цилиндра. Наметьте
на каждом кружке
центр и проведите
линии через него.
Каждый кружок на-
дрежьте по ради-
усам, не доводя раз-
рез до центра, а
затем пластиночки
между надрезами
загните наискось под
одинаковым углом.
Сделайте вал турби-
Рабочее
колесо
64
ны — заострите на концах прямоугольную Лучинку.
Можно взять прямоугольный брусочек, а сверху и
снизу вбить две патефонные иголки (рис. 82).
В направляющем колесе сделайте отверстие такой
величины, чтобы ось вращалась в нем, не задевая за
края отверстия.
Острия вала должны упираться в углубление верх-
ней и нижней пластинок. В рабочем колесе сделайте
отверстие, точно соответствующее валу. Колесо должно
плотно сидеть на валу и вращаться вместе с ним. Те-
перь начинайте сборку.
Снизу в трубку вставьте так, как показано на ри-
сунке, направляющее колесо и закрепите его, чтобы
оно было неподвижным.
Потом через отверстие в нем проденьте вал с на-
саженным рабочим колесом.
Важно при этом, чтобы вал был вертикален и
хорошо вращался, плоскости колес параллельны друг
другу, лопасти выполняли свое назначение. Наливая
сверху воду, вы заставите рабочее колесо турбины
вращаться. Удобно нижнее основание выдолбить (для
стока воды), а трубку плотно прижать к боковой стойке
несколькими дополнительными прижимами, хотя бы из
дерева (рис. 82£).
Паровая турбина. Схематическая модель
Самый быстроходный двигатель — паровая турбина.
Она дает до 30000 оборотов в минуту. Колесо паровой
турбины похоже на мельничное колесо. Разница та,
что его лопатки имеют вид ложек и поставлены косо,
как у водяной турбины. К колесу, а иногда к целому
ряду таких колес, посаженных на общий вал, подве-
дены паропроводные трубы, бьющие мощной струей
пара на лопатки и заставляющие турбину вращаться с
огромной скоростью. Еще в 1629 году римский меха-
ник Бранка изобрел „толчею" (рис. 83). В описании
было указано, что она приводится в движение струей
пара, ударяющего по лопастям колеса. Такая машина
осуществлена не была, но идея воплотилась в совре-
менных паровых турбинах. Модель, отдаленно напо-
минающую паровую турбину, можно построить самому
5 В. Смирнов
65
Рис. 83.
Рис. 84.
из консервной банки с узким пароотводом и колесом
с лопастями, посаженным на ось. Стойки оси укреплены
на крышке жестяной банки, играющей роль парового
котла (рис. 84).
Иван Иванович Ползунов — механик завода в Бар-
науле (на Алтае) — во второй половине XVIII века
создал проект и построил, впервые в мире, паровую
машину. 23 мая 1766 года, через неделю после смер-
ти талантливого изобретателя, машина начала ра-
ботать.
Это изобретение было вскоре заброшено, и первым
изобретателем паровой машины ошибочно стали назы-
вать англичанина Уатта, хотя он построил свою ма-
шину на двадцать лет позже „огненной машины" Пол-
зунова.
Уральские мастера — Ефим Черепанов и его сын
Мирон — в 1832 году построили первый русский паро-
воз, который был назван „сухопутным пароходом". Это
начинание в царской России не нашло поддержки,
было забыто и заброшено.
66
Реактивный принцип
Подвесьте на длинной веревке высокую жестяную
банку из-под консервов с водой. Банка повиснет точно
по отвесу (рис. 85 а), так как вода, как вы знаете,
давит изнутри равномерно на дно и стенки сосуда.
Теперь в этой же банке пробейте внизу около дна
маленькое отверстие. Сразу же вода начнет выливаться,
а банка отклонится от вертикальной линии в сторону,
обратную вытекающей струе воды (рис. 856). Это про-
изойдет потому, что со стороны отверстия давление
уменьшится, а на противоположной стороне останется
прежним. Проделайте еще один опыт. Для него вам
понадобится воронка, резиновая трубка, плотно наде-
вающаяся на трубку воронки, и изогнутая стеклянная
или металлическая трубочка, вставленная в нижний
конец резиновой трубки. Наливая в воронку воду, вы
увидите, что трубка отклонится в сторону, противопо-
ложную движению вытекающей струи (рис. 86). Это
означает, что одновременно с силой давления, вытал-
5'
67
Рис. 87.
Рис. 88.
кивающей воду, появилась сила, толкающая трубку в
противоположную сторону.
Если несколько видоизменить опыт, сделав воронку
из жести или плотного картона, а внизу приделать
трубку, имеющую по концам загибы, направленные в
разные стороны, получим Сегнерово колесо (рис. 87).
Вытекающая вода вращает прибор в направлении,
обратном направлению загибов трубок. Сегнерово ко-
лесо названо так по имени изобретателя — врача Сег-
нера, жившего в XVIII веке.
Во втором веке до нашей эры древнегреческий
мудрец Герои Александрийский изобрел шаровую вер-
тушку. Она представляла собой металлический пусто-
телый шар с двумя изогнутыми трубками. Если в шар
налить немного воды, подвесить его на нить, а воду
довести до кипения, то шар начнет вращаться в на-
правлении, противоположном направлению вытекающей
струи пара (рис. 88).
Все эти опыты наглядно иллюстрируют принцип
реактивного действия.
Реактивный двигатель из куриного яйца
Сделайте из бумаги легкую модель лодочки, по-
красьте ее водонепроницаемой краской. На бортиках
укрепите так, как показано на рисунке 89, перекла-
68
динки, выгнутые из проволочки, скрепок или
шпилек.
Осторожно сделайте в узком конце яйца маленькое
отверстие, из которого выпустите всё содержимое. На
яйце можно сделать из бумаги трубу, однако только
для декорации. На дно лодочки положите кусок пробки,
а на нее — часть яичной скорлупы. Теперь налейте в
яйцо немного воды так, чтобы она не достигала уров-
ня отверстия. В скорлупу на дне лодки положите
кусок ваты, смоченной спиртом, или кусок сухого
спирта. Горение должно быть энергичное, чтобы вода
быстро закипела. Как только вода закипит и появится
пар, лодочка двинется вперед.
Английскому ученому Ньютону приписывают идею
реактивной паровой повозки. Движение повозки впе-
ред должно было производиться толкающей силой
пара, вытекающего из узкой трубы парового котла в
направлении, обратном движению повозки.
Рис. 89.
69
Впервые идея применения реактивного двигателя к
летательному аппарату была предложена в России
в 1886 году революционером Н. И. Кибальчичем. Его
двигатель представлял собой ракету, горючим в кото-
рой служил прессованный порох. Это изобретение было
заброшено и долго не опубликовывалось. Независимо
от него в 1903 году К. Э. Циолковский разработал
теорию ракеты и предложил конструкцию жидкостно-
реактивного двигателя.
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ ИЗ ОБЛАСТИ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И МАГНЕТИЗМА
Электричество — великая сила
С электричеством мы встречаемся повседневно:
электролампы, плитки, чайники, трамваи, троллейбусы,
кино, телевизоры; трудно назвать какую-либо отрасль
техники или бытового обслуживания, где бы не при-
менялась эта великая сила, которую человек подчинил
себе. А ведь было время, когда различные проявления
электричества в природе (молнии, северное сияние,
электрические свечения) человек, не умея объяснить,
приписывал „божественным" силам. Впервые наш ге-
ниальный ученый М. В. Ломоносов доказал, что „элек-
трическая материя одинакова с громовой материей".
Труды его о природе электричества создали новую
науку — электротехнику.
Молнии в волосах и в природе
Расчесывая сухие волосы роговым или эбонитовым
гребешком, можно наблюдать в темноте мелкие искорки
и слышать легкий треск.
Как ни слабы и безобидны эти искорки и треск, —
происхождение их сродни грозной молнии и могучим
раскатам грома. Происхождение молнии в природе —
результат накопления в туче какого-либо электриче-
ства. Оно происходит под действием воздушных пото-
71
ков, солнечных лучей, образования влаги, разбрызги-
вания капель и других причин. На земных предметах
накапливается электричество другого рода. В резуль-
тате взаимного притяжения между тучей, земными
предметами или отдельными участками тучи происхо-
дит электрический разряд, — мы видим молнию. Гром —
сотрясение воздуха от быстрого нагрева и затем охла-
ждения его частиц.
Опыт с газетным листом
Возьмите лист сухой газетной бумаги и приложите
его к горячей печке (лучше—изразцовой). Сильно на-
трите его сухой волосяной платяной щеткой. Бумага
плотно пристанет к печке. Проделайте этот опыт в
темноте и попробуйте, взяв за один угол газеты, посте-
пенно отрывать часть листа от печки. Вы услышите
потрескивание, а между печкой и газетой начнут про-
скакивать довольно большие электрические искры.
Опыт хорошо удается, если щетка и газета сухи, на-
тирание ведется энергично, а к краям газеты, чтобы
ее было удобно отрывать, и для изоляции, привязаны
или приклеены шелковые нитки или ленточки.
Электрическое свечение
Покажите своим друзьям
оригинальное явление—све-
чение на остриях предме-
тов (эльмовы огни).
Около двух тысяч лет
назад римский полководец
Юлий Цезарь наблюдал та-
кое свечение на остриях
копий своих солдат. Элек-
трическое свечение на вер-
шинах мачт и рей судов
наблюдали мореплаватели
Колумб и Магеллан. В го-
рах при сухом, разрежен-
ном воздухе свечение на-
блюдалось на людях, на
их волосах, шапках, ушах.
72
К сильно наэлектризованной газете, полуотделенной
от печки, поднесите острия разомкнутых ножниц
(рис. 90) или пальцы рук. Вы увидите искры, проска-
кивающие на значительное расстояние, в несколько
сантиметров.
Острия ножниц увенчаются пучками синекрасных
нитей.
Будет раздаваться протяжное шипение. Пальцы бу-
дут ощущать легкое покалывание.
Электрическая пляска
Вырежьте из бумаги фигурки людей, положите на
стол и прикрепите за одну ногу булавками или кноп-
ками.
Поднесите к ним наэлектризованную газету. Фи-
гурки будут подниматься и качаться в зависимости от
положения газеты (рис. 91).
Возьмите тонкий лист органического стекла (плекси-
гласа), положите его между двумя книгами.
Под листом на стол настригите тонких бумажек
разной формы и цвета, желательно из папиросной бу-
маги (рис. 92).
Стбит вам потереть лист сухой рукой или даже
пальцами, как под ним начнется целый разноцветный
вихрь летающих, кружащихся и падающих бумажек.
Это же можно проделать, натирая сухое стекло
сухой газетной бумагой.
Рис. 91.	Рис. 92.
73
Электрический „спрут"
Сделайте из газетной бу-
маги размером в 1/2 или
листа контур спрута-осьмино-
га. Раскрасьте голову, глаза,
сделайте рот в виде клюва.
Надрежьте бумагу так, чтобы
получилось восемь тонких по-
лосок—щупальцы спрута. При-
ложите „чудовище*1 к теплой
печке и наэлектризуйте его
платяной щеткой. Отнимите
за голову от печки. Момен-
тально все наэлектризованные
щупальцы разойдутся в раз-
ные стороны. Теперь стбит
Рис. 93.	только вам поднести к „чу-
довищу “ руку или другой не-
наэлектризованный предмет,как оно обхватит его своими
щупальцами (рис. 93).
Гром и молния из чайного подноса
Возьмите три сухих
стеклянных стакана, про-
грейте их у печки, по-
ставьте на стол и накрой-
те сверху металлическим
чайным подносом, тоже
слегка прогретым у печки
(рис. 94). Наэлектризуйте
газетный лист, сложите
его пополам, снова натри-
те и положите на поднос.
Теперь поднесите к нему
какой-нибудь металличе-
ский предмет — ключ или
чайную ложку. Между
подносом и ключом про-
скочит длинная искра и
74
раздастся треск. Сняв газету, снова получите при при-
ближении ключа к подносу тот же эффект. Если не-
сколько раз класть газету на поднос, искра снова из-
влечется, каждый раз уменьшаясь в длине и яркости.
Светящаяся невключенная лампа
Поднесите наэлектризованную газету к цоколю элек-
трической лампочки. Вы увидите электрическое свече-
ние внутри колбочки. Особенно яркое свечение будет,
если полбжите электролампу на поднос, наэлектризо-
ванный, как ранее указывалось.
Простейшая лейденская банка
Прибор, который можно зарядить значительным ко-
личеством электричества, называется конденсатором.
Лейденская банка — один
из видов конденсаторов.
В несколько минут вы
сможете изготовить, са-
мыми несложными сред-
ствами, простейшую лей-
денскую банку и прове-
рить ее действие.
Возьмите сухой стек-
лянный стакан. Насыпьте
в него до половины дро-
би и поставьте в середи-
ну серебряную ложечку
(рис. 95).
Теперь заряжайте ло-
жечку многократными прикосновениями к заряженному
подносу. Поднесите палец к ложке; между пальцем и
ложкой проскочит большая искра.
Устройство простейшего гальванометра
Приборы, обнаруживающие присутствие тока, а
также измеряющие его величину, называются гальвано-
метрами.
Сделайте простейший гальванометр, который будет
75
только обнаруживать присутствие тока в вашем эле-
менте. Для этого вам понадобится обыкновенный кар-
манный компас.
К небольшой дощечке прикрепите с двух сторон
невысокие бортики. Компас должен свободно поме-
щаться на дощечке между бортиками. На нижней сто-
роне дощечки и на бортиках сделайте выемку. Укла-
дывайте в нее витки изолированной проволоки, намотав
таким образом 20—30 витков. Компас поместите под
проволокой на дощечке. Обязательно поверните дощечку
так, чтобы направления проволоки и стрелки компаса
совпадали. Присоедините концы обмотки гальванометра
к полюсам элемента — к угольному стерженьку и цин-
ковой пластинке. Вы увидите, что стрелка отклонится.
Это доказывает, что по обмотке пошел ток. Если те-
перь пересоедините концы обмотки, то стрелка откло-
нится в другую сторону.
Постройка электромагнита
Электромагнит — прибор, у которого под влиянием
электрического тока появляются свойства магнита. Обя-
зательно сделайте его сами, тогда сможете впоследствии
сделать и электромотор. Рисунок 96 изображает элек-
тромагнит в готовом виде, с концами обмотки, присо-
единенной к батарейке (Б). Пока идет ток, он может
притягивать легкие стальные и железные предметы.
Катушку (К) сделайте из картона (втулка) и фанеры
(2 крышки) и склейте между собой. На одной из кры-
шек заранее сделайте отверстия и приделайте три
крючочка. Катушка должна очень хорошо просохнуть;
только после этого вставьте в нее сердечник (С) и
производите обмотку.
Для сердечника возьмите мягкое и чистое железо.
Такое железо быстро размагничивается при прекраще-
нии тока. Годится тонкое кровельное железо, но такое
железо надо хорошо отжечь на пламени газа или го-
рящей печки, до появления на поверхностях налета —
окалины. Окалину после остывания железа сбейте;
протрите листы наждачной бумагой и вырежьте прямо-
угольные полоски. Пачка аккуратно сложенных поло-
сок должна полностью и плотно заполнить втулку ка-
76
76 эиа
*96 эиа
тушки, но с краев должна выступать на 2 мм. После
укладки выступающие концы сердечника надо подров-
нять и зачистить напильником.
Следующая операция — намотка провода. Он дол-
жен быть медным, в бумажной изоляции, диаметром
0,2—0,3 мм. Через одно отверстие крышки пропустите
снизу у бортика 1 м провода. Намотку производите, на-
чиная с верхнего ряда, ровными, плотно друг к другу
прилегающими рядами. Провод ломок, и поэтому избе-
гайте загибов и петель. Намотайте ряды до нижнего бор-
тика и затем наматывайте второй слой, снизу вверх. Так
намотайте 6—8 слоев. Через -второе отверстие крышки
снизу пропустите конец провода также длиной в 1 м
(для присоединения к батарейке). Рекомендуется для
прочности покрыть шеллаком поверхность намотанного
на катушку провода, а затем хорошо просушить всю
катушку.
Сделайте действующую модель электромагнитного
крана (см. рис. 97). Все части сделайте из реек, фанеры,
катушек.
Выключая ток, заставьте все притянутые предметы
падать вниз. Основание крана сделайте поворотным,
например посадите на круглый штырь.
Простейший электромагнит... из болта
Рис. 98.
Возьмите железный болт длиной
около 100 мм, диаметром в 10 мм.
На длине 50—60 мм намотайте на
него медную изолированную про-
волоку диаметром в 0,2—0,3 мм.
Намотка должна быть плотная, —
виток к витку. Участок, на который
будете мотать проволоку, ограни-
чьте деревянными или картонными
кружками. Сделайте 400 витков. На
это пойдет около 15 м провода. Он
будет у вас уложен рядами. По
окончании намотки крепко завя-
жите витки ниткой, чтобы они не
распускались. Концы обмотки очи-
стите от изоляции и присоедините
78
к пластинкам карманной батарейки (рис. 98). Подве-
шивайте к вашему- теперь уже не болту, а электро-
магниту груз. Когда вы его взвесите, вы удивитесь,
какую силу приобрел электромагнит. Батарейку долго
не держите включенной, иначе она скоро истощится.
Железо размагничивается сразу после выключения тока,
сталь же остается магнитом и после выключения тока.
Как заставить электромагнит вращаться
Возьмите большой железный шуруп, плотно наса-
дите на него деревянные или картонные кружкй и на-
мотайте между ними 300 витков медной изолированной
проволоки диаметром в 0,2—0,25 мм. Шуруп вверните
в дощечку вертикально. Концы проводов очистите от
изоляции. Один из проводов присоедините к батарейке,
другой пока оставьте свободным. Вырежьте из жести
консервной банки десяток полосок, проколите их по-
середине и насадите на вязальную спицу. Концы поло-
сок свяжите жестяными скрепками. Это будет так
называемый якорь электромагнита. Сделайте стойки
(рис. 99) с таким расчетом, чтобы якорь проходил над
шурупом как можно ближе к нему, а ось могла сво-
бодно вращаться. Для этого
сделайте жестяные или желез-
ные подпятники с небольшим
углублением. Ось должна быть
вертикальной и концы ее—вхо-
дить в эти углубления. Для
улучшения вращения подлейте
в подпятники немного масла.
Теперь свободный конец про-
вода присоедините к другому
полюсу батарейки. Шуруп на-
магнитится и притянет якорь,
повернув его вместе с осью.
В этот момент ток надо вы-
ключить, или, -как говорят,
разомкнуть цепь. Якорь оста-
новится не сразу, потому что
шуруп размагнитился и боль-
ше уже не притягивает. Когда
Рис. 99.
79
якорь, продолжая поворачиваться, будет приближаться
к шурупу другим концом, снова включите ток. Полу-
чится такая же картина, и так будет продолжаться всё
время, пока вы не перестанете включать и выключать ток.
Даже такой электромагнитный двигатель очень на-
глядно покажет действие настоящего двигателя.
Компас из иголки и стакана воды
Введите тонкую иголку между полюсами подково-
образного магнита. Иголка будет стоять вертикально.
Через иголку пройдут магнитные силовые линии и она
намагнитится (рис. 100). Положите иголку на воду
способом, описанным ранее, смазав предварительно
жиром. Иголка будет поддерживаться поверхностной
пленкой воды, не потонет и займет строго определен-
ное положение: север — юг (рис. 101).
Магнитный ключ
С помощью магнита можно сделать оригинальный
ключ для выдвижного ящика письменного стола. Сде-
лайте в верхней доске стола, против передней стенки
ящика, небольшое цилиндрическое углубление. Точно
против этого углубления сделайте в стенке ящика
80
Рис. 102.
углубление такого же диаметра, но не такое длинное
а наполовину короче. Подберите железный стерженек
такой длины, чтобы он полностью входил в верхнее
углубление (рис. 102а), а будучи помещен в нижнее,—
выступал из него и захватывал частью крышку стола
(рис. 102 d), запирая его. Если поднести магнит (теперь
уже он будет являться ключом) к крышке стола, стер-
женек полностью войдет в верхнее углубление — и ящик
можно выдвинуть. Если магнит отнимете, — стерженек
упадет и запрет ящик. Конечно, надо, чтобы магнит был
достаточно сильный, а крышка стола тонка.
ОПЫТЫ И САМОДЕЛКИ, ОСНОВАННЫЕ
НА ЯВЛЕНИЯХ ОПТИКИ И СВЕТА
Линзы
Вы, конечно, видели различные очки, а также лупы,
или увеличительные стекла. Все они представляют собой
линзы. Рассматривая через них близко или далеко ле-
жащие предметы, направляя свет, например от солнца
или лампы, на какой-либо экран, например дощечку,
вы, наверное, заметили некоторые особенности линз.
В зависимости от формы поверхностей (выпуклость,
вогнутость) каждая линза по-разному преломляет лучи
и дает изображения разной величины. В оптике лин-
зами называются прозрачные, отполированные тела
(чаще всего из стекла), ограниченные кривыми (чаще
всего шаровыми) поверхностями (рис. 103). Воображае-
мая линия, проходящая через центры шаровых поверх-
ностей, называется оптической осью линзы.
Если середина линзы толще края, то лучи, парал-
лельные оси, идущие от достаточно удаленного пред-
мета, можно принять на экран и совместить в одной
точке. Эта точка называется главным фокусом. Такие
линзы будут называться положительными, или соби-
рающими. Не один раз вы, конечно, пользовались лупой
как зажигательным стеклом для выжигания на дереве
узоров. Можно самому сделать такую линзу изо льда
и применить ее, на короткий срок, для получения огня,
82
как это делали герои увлекательного романа Жюля
Верна — „Приключения капитана Гаттераса*1.
Линзы, у которых середина тоньше края, дают
всегда расходящийся пучок лучей. Такие линзы назы-
ваются отрицательными, или рассеивающими. В рассеи-
Со^ирающие линзы
Рассеивающие линзы
Рис. юз.
вающей линзе фокус мнимый. Его нельзя принять на
экран. Расстояние от фокуса линзы до центра линзы
называют фокусным расстоянием (ри?. 104).
Изучив свойства линз и глаза, человек построил
совершенные оптические инструменты — микроскопы,
телескопы, перископы, кино и фотоаппараты.
Солнечные часы
Наблюдение за тенями, отбрасываемыми непрозрач-
ными предметами, убеждает нас, что свет распростра-
няется по прямым линиям. Положение тени дерева,
столба и других предметов меняется в течение дня.
Устройство солнечных часов и основано на использо-
вании этих явлений. Роль часовой стрелки здесь вы-
полняет тень, отбрасываемая стержнем-указателем.
6*
83
В летнее время, и при солнечной погоде, если
предметы дают тень, удобно пользоваться солнечными
часами. Из существующих типов опишем устройство
простейших, так называемых экваториальных, часов,
имеющих наклонный циферблат.
Экваториальные солнечные часы вполне пригодны,
если их правильно установить, для определения вре-
мени при солнечной погоде в промежутке от 21 марта
до 23 сецтября.
Основные части часов: доска циферблата, стержень,
задняя стенка, основание.
Начните с изготовления циферблата. На квадратной
дощечке из общего центра проведите три окружности.
Центр окружности находится в месте пересечения диа-
гоналей квадрата. Каждый круг разделите на 24 части.
Можно это сделать с помощью транспортира (полу-
круга, разделенного на 180°), разделив окружность на
части через 15°. Если нет транспортира, можно посту-
пить иначе. Проведите через центр две линии под
углом 90° друг к другу. Проверьте линейкой, соединив
точки пересечения отрезков прямых с окружностью.
При точном распределении все четыре расстояния бу-
дут равны. Окружность будет точно разделена на че-
тыре части, заключающие в себе каждая по 90°. Каждую
дугу разделите на 3 части. Снова проверьте; это будут
дуги по 30°. Еще раз разделите эти дуги пополам и
проверьте. Получите 24 дуги по 15°.
При правильном делении промежутков линейка,
соединяющая противоположные метки, обязательно
должна пройти через центр циферблата.
Промежутки меньше часовых можно делить, в за-
висимости от диаметра циферблата, или пополам, или
на более мелкие части, например на четыре (15-ми-
нутные промежутки). При диаметре от 500 мм и выше
можно делить 15-минутные промежутки еще на три
части (5-минутные промежутки). Стержень, тень кото-
рого и показывает время, сделайте из гвоздя, прово-
локи или булавки. Наибольшая длина его рекомендуется
в 2,5 раза меньше радиуса окружности, в 5 раз меньше
диаметра циферблата.
Установлен стержень должен быть строго перпен-
дикулярно (отвесно) к плоскости циферблата. Задняя
стенка должна сохранять постоянство наклона основа-
84
ния с циферблатом. Угол наклона зависит от геогра-
фической широты данного места.
Основание — доска, на которой и устанавливают
циферблат с задней стенкой.
Чтобы часы точно показывали время, необходимы
следующие условия: циферблат должен освешаться
солнечными лучами непосредственно, чтобы не было
тени или отраженного света.
Угол наклона вычисляется так: широта Москвы
около 56°. Отняв эту величину от 90°, получим 34°.
Следовательно, для Москвы угол наклона циферблата
к основанию —34°. Для Ленинграда угол наклона будет
30°, в Киеве — 40°, в Баку — 50° и т. д. Нижняя часть
стенки опирается на доску основания. Циферблат уста-
новите точно на север. Сделайте это так: по компасу
установите циферблат приблизительно на север. В час
дня проследите за тенью стержня. В тот момент, когда
тень становится наиболее короткой, проверьте время
по обычным часам. Теперь циферблат солнечных часов
поверните так, чтобы тень стержня показывала на них
то же время. В таком положении окончательно закре-
пите циферблат. В направлении тени на циферблате
85
Доска циферблата
Стержень
Основание
Рис. 106.
Задняя
стенна
проведите полуденную линию север — юг, а под прямым
углом к ней линию восток — запад (рис. 105).
Часы называются экваториальными, потому что пло-
скость их циферблата параллельна плоскости экватора.
Рисунок 106 изображает часы сбоку, а рисунок 107—
со стороны циферблата.
Солнечные часы установите в цветочной клумбе, на
столбе и других местах для того, чтобы все могли ими
пользоваться.
Карманные солнечные часы
Большой аккуратности требует изготовление кар-
манных солнечных часов, потому что размеры их не-
велики. Диаметр циферблата сделайте таким, как на
рисунке 108, примерно в 30—50 мм. Внешний вид таких
часов в установленном виде дан на рисунке 109. Зад-
нюю стенку скрепите с доской циферблата (по линии
В Г) петлями, куском материи или клеенки, прочно
прикрепленными к тыловой стороне циферблата и зад-
ней стенке.
Нижняя часть стенки должна опираться на доску
основания. На доске основания сделайте паз (по ли-
нии Д) для крепления стенки отвесно к основанию.
Надо, чтобы часы удобно складывались. При сги-
бании задняя стенка должна поместиться между доской
циферблата и основания. Часы изготовьте из тонкой
фанеры или даже толстого картона, обклеенного для
прочности с задней стороны материей или клеенкой.
Правила установки часов такие же, как и для описан-
ных ранее.
86
линия сгиба
а) широта = 69°
б) широта = 60°
б широта =56°
г) широта = 45°
д) широта = 35°
Рис. 108.
Рис. 109.
Как увидеть невидимый предмет
Свойства луча света менять направление при пере-
ходе, например, из воздуха в воду можно прове-
рить на опыте. Возьмите непрозрачную металличе-
скую или фарфоровую
кружку. На дно ее по-
ложите стопкой 5—6
монет. Теперь, не
спуская взгляда с мо-
нет, отводите голову
до тех пор, пока край
кружки не закроет их
от вас. Не меняя по-
ложения головы, мед-
ленно лейте в кружку
воду. Монеты снова
станут видимыми. Ри-
сунок 110 объясняет
это явление. Лучи, от-
ражаемые монетами, по выходе из воды преломляются
и попадают в глаз. При этом монеты и дно кружки,
представляясь на прямом продолжении лучей зрения,
кажутся приподнятыми.
С этим явлением мы сталкиваемся постоянно. Возь-
мите стакан, наполните его водой, опустите в него
ложку. Вы увидите, что в том месте, где ложка входит
в воду, она как бы преломляется, ломается.
Иголка-невидимка
Вода является оптической средой более плотной,
чем воздух. При переходе светового луча из оптиче-
ской среды более плотной в менее плотную может
произойти явление полного внутреннего отражения.
Луч света полностью отразится от поверхности воды,
как будто это не вод?, а поверхность зеркала. Это
получится при определенных углах- падения луча на
поверхность раздела — поверхность воды. Величина
этого угла между падающим лучом и перпендикуляром
к точке падения зависит от вещества. Например, для
88
воды наименьший угол, при
котором возможно это явле-
ние, равен 48° 35', для ал-
маза — 23° 55'. Предельным
углом полного внутреннего
отражения и называется этот
наименьший угол.
Проделайте простой опыт,
доказывающий существова-
ние этого явления. Воткните
Рис. 111.
булавку или гвоздик в плоский пробковый или дере-
вянный кружочек. Положите кружок плавать на воду,
налитую в миску так, чтобы булавка оказалась под
водой. Если пробка не слишком широка, то, как бы
вы ни наклоняли голову, вы не увидите булавку. Это
объясняется явлением полного внутреннего отражения
(рис. 111).
Как при помощи стакана с водой получить спектр
В. 1667—1668 годах Ньютон, великий английский
ученый, производил опыты со светом и открыл, что
белый луч света не простой, а сложный. При некото-
рых условиях, например при прохождении через стек-
лянную призму, световой луч разлагается на лучи раз-
ных цветов.
Явление разложения света называется дисперсией.
Окрашенная полоса, полученная на экране при про-
хождении света через призму, называется спектром.
Опыты Ньютона положили начало спектроскопии —
науки о составе света и разложении световых
лучей.
В природе мы наблюдаем дисперсию света в виде
радуги. Капельки дождя играют ту же роль, что и
призмы.
Ученые открыли, что каждое вещество — твердое,
жидкое или газообразное — в сильно раскаленном со-
стоянии испускает свой спектр.
Открыв это, ученые научились определять по спект-
рам, чтб за вещества и в каких количествах содержат-
ся в сплавах металла, пищевых продуктах, атмосфе-
ре и даже в небесных телах.
89
Сделайте опыты с получением спектра водяными
призмами. Возьмите тонкостенный стеклянный стакан.
Налейте в него чистой воды и накройте куском стекла.
Места соединения стекла со стаканом залепите плас-
тилином или воском. Теперь наклоните стакан так,
как показано (рис. 112), направляя свет лампы на полу-
чившуюся водяную призму. На белом листе бумаги,
на столе, вы увидите красивый спектр. Здесь же вы
увидите, что больше всего отклонится к основанию
призмы фиолетовый цвет, меньше всего — красный.
Очень наглядный опыт, одновременно показываю-
щий и прямолинейное распространение света, прелом-
ление света и разложение белого луча на основные
цвета, проделайте с помощью круглого стакана с водой,
плотного картона с двумя прямоугольными прорезями
и экрана — листа белой бумаги.
Рисунок 113 показывает схему расположения раз-
личных предметов при проведении опыта.
Если у вас есть трехгранный стеклянный флакон,
наполните его водой и поставьте на пути лучей. Он
будет очень хорошо выполнять роль призмы.
Цвета-невидимки
На пути лучей, выходящих из призмы, поставьте
цветное прозрачное стекло, например красное.
На экране получите красную полосу.
Заменив красное стекло зеленым, вы получите
зеленую полосу. Окрашенное стекло, или, как его
называют, светофильтр, задерживает часть цветных
90
лучей и пропускает лучи того цвета, в который оно
само окрашено.
Положите на спектр, полученный на белом листе
бумаги, кусок красной материи. Вы увидите, что
только красная часть спектра будет освещенной, а во
всех остальных частях спектра красный материал будет
казаться темным. Красный материал отразил только
красные лучи, а остальные поглотил.
Свойство светового луча проходить через цветные
преграды или задерживаться ими используют в фото-
графии, кинематографии, при декоративном освещении,
для защиты глаз от вредных излучений — при электро-
сварке, работе в литейных цехах и многих других
случаях.
Вооружившись цветными стеклами, цветными каран-
дашами и листом бумаги, вы сможете проделать ряд
интересных опытов.
Нарисуйте и раскрасьте какой-либо рисунок или
напишите какую-либо фразу цветными карандашами.
Рассматривая рисунок или буквы через стекла разных
цветов, будете терять то один, то другой цвет и на-
блюдать изменение цветов.
Так, например,* рассматривая красные буквы через
зеленое стекло, вы увидите не красные, а темные
буквы. Это означает, что красная поверхность погло-
тила зеленые луни и не отразила их. По этой причине
цветные ткани меняют оттенок при искусственном ос-
вещении.
Перископ
Действие ряда оптических приборов основано на
законах отражения света. Человек давно заметил, что,
принимая на зеркало солнечные лучи, можно получить
световой зайчик. Повороты зеркала изменяют положе-
ние зайчика. Были найдены законы отражения от пло-
ского зеркала: лучи падающие и отраженные лежат
в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным
в точке падения; угол падения равен углу отражения.
Чтобы понять действие и устройство перископа,
возьмите ручное зеркало, поставьте его на уровне глаз
и поворачивайте в разные стороны. С каждым поворо-
том зеркала будет изменяться и обзор местности. Вы
91
сможете, не повора-
чивая головы, видеть
всё, что происходит
сзади вас, сверху,
внизу, сбоку На
автомашинах и авто-
бусах вы, конечно,
видели такие устрой-
ства. Шофер смотрит
только вперед, а ви-
дит всё, что делается
сзади и сбоку.
Для перископа
потребуется два кру-
Рис. 114.
глых или квадрат-
ных зеркальца. Для
зеркал сделайте из толстого картона или тонкой фа-
неры трубку соответствующей формы. Если трубка
квадратная, поставьте по углам деревянные реечки,
на которые приклейте и прикрепите боковые стенки.
Длина трубки может быть от 500 мм. На концах
трубки, наклонно под углом в 45°, параллельно друг
другу поставьте и закрепите ваши зеркала. Луч света,
отразившись от верхнего зеркала, пойдет вниз,
отразится от нижнего зеркала и выйдет наружу,
параллельно первоначальному направлению. Отверстие
круглой или квадратной формы сделайте точно
против центра каждого зерка/та (рис. 114). Прикрепите
зеркала к колодочкам, прибитым к задней и перед-
ней стенкам или же к выемкам, сделанным в этих
стенках.
Внутреннюю поверхность трубы перископа обклейте
черной бумагой или выкрасьте черной краской или
тушью. Торцы трубы надо закрыть. Свет должен падать
на зеркала только через отверстия, сделанные против
центра каждого зеркала. Для защиты глаз от отражен-
ных солнечных лучей к верхнему отверстию приделайте
жестяной козырек. Если прибор покрасите водонепрони-
цаемой краской, замазав ею все щели и пазы, его
можно использовать не только для наблюдения из-за
укрытия, но и для наблюдения под водой. Для этого
погрузите один конец перископа в воду и ведите на-
блюдения через верхнее отверстие.
92
Стробоскоп
Спицы быстро вращающегося колеса дают картину
сплошного заполненного внутри обода. Если вращать
тлеющую лучинку, вы увидите огненное кольцо. Кино-
лента при достаточно быстрой подаче отдельных непо-
движных снимков (кадров) создает впечатление движе-
ния. Дело в том, что наш глаз сохраняет зрительное
впечатление в течение около 0,1 доли секунды. Если
передвижения происходят быстро, то зрительные впе-
чатления сливаются одно с другим. Глаз как бы еше
видит исчезнувшее изображение, хотя оно уже смени-
лось другим. Стробоскоп — несложная самоделка, даю-
щая некоторое представление о принципе получения
движущихся фигур от отдельных рисунков.
Из плотного картона или фанеры вырежьте кружок
диаметром в 125 мм, а из плотной бумаги (черной)—
полоску длиной в 410 мм и шириной в 80 мм. Для
удобства приклеивания нарежьте на одной стороне
полоски зубчики. На равном расстоянии друг от друга
сделайте на полоске двенадцать прорезей в 5 мм
шириной и 30 мм высотой. Если бумага белая, —
Лента с рисунками
Боковая лента
Рис. 115.
93
окрасьте ее в черный цвет. Когда она просохнет,
наклейте ее на кружок, — получите круглую коробочку
(рис. 115).
Изготовьте из дерева ручку и вбейте в нее
гвоздь без шляпки. В центре дна коробки сделайте
отверстие для гвоздя. На отверстие насадите втулку
из жести или плотной бумаги высотой в 20—30 мм.
Коробка, насаженная на гвоздик, должна свободно
вращаться.
Сделайте полоску из белой плотной бумаги высотой
в 40 мм. Длина полоски должна быть равной внутрен-
ней окружности коробки. На полоске нарисуйте 13 фи-
гур с последовательными изменениями движений. По-
ложите полоску с рисунками в коробку так, как пока-
зано, и вращайте коробку за ручку вокруг оси гвоздика.
Посмотрите в прорези; вам покажется, что фигура
пришла в движение.
Как посадить птицу в клетку
Вырежьте из плотного картона кружок диаметром
в 50—80 мм. У противоположных краев кружка сде-
лайте по отверстию. Проденьте через отверстия толстые
94
суровые нитки. Закрепите нитки так, чтобы можно было
быстро вращать кружок, взявшись за концы ниток. На
одной стороне кружка нарисуйте контур птичьей клетки.
На другой стороне нарисуйте птичку, но в перевернутом
виде (рис. 116 а).
Теперь возьмите за концы ниток и придайте кружку
быстрое вращение. Вы увидите, что птичка попала в
клетку (рис. 116 б). Нарисуйте на картонном квадратике
клетку, а с другой стороны — птичку, теперь уже
в прямом виде (рис. 117 а). Укрепите картон вертикально
на оси волчка. Вращая волчок, получите такое же
зрительное впечатление, — птичка окажется в клетке
(рис. 117 б).
Через непрозрачное тело
Возьмите в левую руку трубку длиной в 150—200мм,
свернутую из бумаги, а в правую — любой непрозрач-
ный предмет — книгу, тетрадь, дощечку. Смотрите ле-
вым глазом в трубку на отдаленный предмет, например
на другую сторону улицы, держа трубку тоже левой
рукой. Правой рукой держите книгу так, чтобы она
почти касалась трубки (рис. 118). Вам покажется, что
правый глаз смотрит в круглое отверстие, сквозь книгу.
Вместо книги поднесите к трубке ладонь правой руки.
Результат будет такой же. Вы „увидите" через непро-
зрачный предмет. На самом же деле вот что проис-
ходит. Хрусталики глаз, эти
своеобразные линзы, приспо-
собились, всегда оба вместе
сжимаясь соответственным
образом, для рассматривания
удаленного предмета. Если
вы закроете книгой правый
глаз, то он увидит близкий
предмет — книгу — неясно. В
то же время левый глаз про-
должает отчетливо видеть от-
даленный предмет. В резуль-
тате этого зрительное впечат-
ление и даст вам как бы спо-
собность „видеть" сквозь не-
прозрачное тело.	Рис. 118.
95
Свойство глаза как оптического прибора и его воз-
можности очень важно знать и учитывать при создании
оптических приборов.
Опыт с булавкой
В нашем глазу изображения получаются в перевер-
нутом виде. Однако мы, приспосабливаясь с раннего
детства к жизни в „неперевернутом мире“, бессозна-
тельно переворачи-
ваем все получен-
ные зрительные впе-
чатления и образы
в нормальное поло-
жение. К этому при-
учает нас опыт с
первых сознатель-
ных шагов при зна-
комстве с окружаю-
щим миром.
Сделайте опыт,
доказывающий нашу
укрепившуюся способность переворачивать полученные
изображения сверху вниз, справа налево.
Посмотрите на закругленную головку булавки или
шпильки на фоне светлого круглого отверстия, проко-
лотого в листке картона (рис. 119). Вам покажется,
что булавка находится позади отверстия в перевернутом
виде. Необходимо только головку булавки поставить
очень близко к зрачку глаза.
Если вы передвинете булавку чуть вправо, — вам
покажется, что она передвинулась влево, и наоборот.
Опустите ее вниз, — вам покажется, что она передви-
нулась вверх.
Самодельный микроскоп
Используя явление преломления лучей света, человек
создал много полезных приборов: микроскоп, линзовый
телескоп, зрительную трубу, бинокль, аппараты, дающие
изображение на экране, такие, как фото- и киноаппарат,
эпидиаскоп и многое другое.
96
Рассмотрим принцип устройства микроскопа.
Если поставить предмет перед линзой так, чтобы
получить увеличенное изображение, а затем рассмотреть
это изображение через другую линзу, — предмет будет
казаться еще больше увеличенным.
Первая линза, дающая изображение, называется
объективом. Вторая — играющая роль лупы для рас-
сматривания увеличенного изображения — называется
окуляром. Не вдаваясь в подробности, укажем, что
общее увеличение, даваемое микроскопом, равно про-
изведению увеличений объектива и окуляра. Оно .за-
висит от расстояния предмета до объектива. Величина
фокусных расстояний объектива и окуляра тоже влияет
на общее увеличение.
Рисунок 120 изображает схему хода лучей в микро-
скопе. На схеме видно, что увеличение микроскопа
получается вследствие увеличения угла зрения.
Изготовление микроскопа несколько сложно, однако
при старании каждый сможет его изготовить сам.1
1 Предлагаемая простая конструкция Л. Померанцева.
7 В. Смирнов
97
Единственные части, которые самому не изгото-
вить, — это две собирающие линзы + 10 диоптрий,х
диаметром около 20 мм каждая. Линзы можно купить
в аптеке или оптическом магазине. Если нет такого
диаметра (обычно он больше), попросите обточить
линзы до диаметра в 20 мм. Можно взять линзы другого
диаметра, но тогда соответственно меняйте диаметры
трубок. Всё остальное найдется под руками — жесть,
тонкий картон, куски фанеры, гвоздики, зеркальце. Ваш
микроскоп (рис. 121), как и настоящий, будет состоять
из следующих основных частей: основания, ножки,
тубусодержателя, тубуса, окуляра, объектива, пред-
1 Фокусное расстояние линзы +10 диоптрий равно 0,1 м. Знак
плюс обозначает собирающую линзу. Знаком минус обозначают
рассеивающую линзу.
98
Рис. 122.
метного столика, поворотного осветительного зеркала
и регулировочного винта.
Начните с изготовления и сборки оптической части.
Склейте из картона, в несколько слоев, две трубки
длиною по 50 мм с внутренним диаметром, соответст-
вующим имеющимся линзам. Внутренняя часть должна
быть черной.
У каждой трубки один из концов заклейте картон-
ными шайбами с отверстием, диаметром в 10 мм, по-
середине. Положите в каждую трубку по линзе и при-
жмите картонными цилиндриками. Тубус склейте также
из картона в несколько слоев, длиной в 200 мм. Его
внутренний диаметр должен быть таким, чтобы в него
плотно, „впритирку* входили окулярные и объективные
трубки, линзами наружу. Внутренняя часть тубуса тоже
должна быть черной. Тубусодержатель вырежьте из
двух одинаковых кусков фанеры. В верхних частях
тубусодержателя сделайте отверстие для регулировоч-
ного валика. Колодку для тубуса сделайте из дерева.
Колодка для поддержки предметного столика тоже де-
ревянная. Предметный столик из фанеры. К нему при-
крепите две полоски, служащие для удержания пред-
метного стеклышка, на которое кладут изучаемый
предмет.
Под предметным столиком следует установить диа-
фрагму — жестяной, закрашенный черной краской кру-
жок с различными отверстиями. Отверстия служат
для пропускания большего или меньшего пучка света
зеркалом, освещающим предмет.
Рамки для соединения тубуса с тубусодержателем,
рамки для зеркала, шайбочки могут быть из жести.
Регулировочный валик сделайте из деревянного валика
и двух половинок катушки. Посередине наденьте рези-
новую трубочку.
Трубочка при вращении винта перемещает тубус
вследствие трения резины о картон.
После сборки этой части обе половины катушки
закрепите на валике гвоздиками. Очень важно так
отрегулировать валик, чтобы тубус передвигался плавно
и без толчков. Основанием может служить любая доска,
например размером 150 X 150 мм, толщиною 20—25 мм.
Рисунок 122 изображает детали микроскопа и их вза-
имное расположение.
100
Получение изображения на экране
Возьмите деревянный ящик без крышки. Окрасьте
его внутри черной краской. Вместо крышки поставьте
матовое стекло или натяните промасленную бумагу.
Просверлите в днище ящика посередине маленькое
отверстие. В яркий солнечный день выставьте ящик на
окно. Если в комнате будет темно, вы увидите на ма-
б
Рис. 123.
товом стекле перевернутое изображение удаленных
предметов, с их естественной окраской (рис. 123).
В фотоаппарате на месте матового стекла, или не-
посредственно на пленке или пластинке, тоже полу-
чается перевернутое изображение. В фотоаппарате
изображение дает линза.
Получение изображений через малые отверстия
было известно несколько столетий назад. Люди также
заметили и свойство увеличительного стекла — лупы —
давать изображения.
В 1570 году в старинной книге дано описание такого
способа: „Надлежит закрыть все окна так, чтобы не
оставалось ни одной щели, через которые мог бы про-
никнуть свет. Но в одной из ставней надо сделать
круглое отверстие с мизинец диаметром и у отверстия
помесгить чечевицеобразное стекло. Если против стекла
повесить бумагу или белое полотно, то все предметы,
освещенные солнцем, какие находятся и движутся на
улице, представятся на полотне, как антиподы [вверх
ногами] и что с правой стороны, то налево... Увидишь
и лица проходящих людей, платья, цвета, движения —
101
всё как будто происходит вблизи. Зрелище так приятно,
что нельзя надивиться“.
Закрепления полученного изображения на особой,
светочувствительной бумаге добились только в начале
XIX века, около 115 лет назад.
Эпидиаскоп
Эпидиаскоп — очень полезный и нужный проекци-
онный прибор, при помощи которого можно получить
на экране изображения рисунков и чертежей из книг
в увеличенном виде и с сохранением естественной
окраски. Эпидиаскоп можно использовать и в качестве
диаскопа, для показа прозрачных диафильмов и диапо-
зитивов.
Эпидиаскопы бывают разных типов. Самый простой
тип дает изображения надписей в перевернутом виде.
Правая сторона оказывается на изображении левой, и
наоборот (зеркальное изображение). Более совершен-
ный, но несколько и более сложный тип эпидиаскопа
делается с зеркалом, переворачивающим изображения
в нормальное положение.
Оптическая часть простейшего эпидиаскопа состоит
из круглой двояковыпуклой линзы от 8 до 13 диоптрий,
диаметром в 35—40 мм. Такие линзы продаются в апте-
ках или в оптических магазинах.
Начните с изготовления трубки для линзы.
Трубка делается из картона, склеенного в несколько
слоев, длиною в 75—80 мм. Внутреннюю часть ее вы-
красьте в черный цвет или сделайте из черной бумаги.
Внутренний диаметр трубки должен соответствовать
диаметру имеющейся линзы. Оправу для линзы сде-
лайте так: из толстого картона или фанеры вырежьте
три кольца с наружным диаметром, равным внутрен-
нему диаметру трубки. Одно кольцо сделайте таким,
чтобы в него можно было плотно вставить линзу. Два
других кольца должны иметь внутренний диаметр на
2—3 мм меньше диаметра линзы. Линзу вставьте в
первое кольцо, а два других приклейте к первому
с обеих сторон линзы. Когда оправа высохнет, по-
красьте ее в черный цвет, смажьте клеем ребра колец
и вставьте в трубку. Другую часть, трубку — тубус —
102
склейте из картона, тоже окрашенного изнутри в черный
цвет. Длина тубуса — около 60 мм. Внутренний диа-
метр его должен соответствовать наружному диаметру
первой трубки. Трубка должна плотно входить в тубус,
н® иметь возможность свободно перемещаться. Ре-
комендуется в одном конце тубуса вырезать зубчики,
которые потом понадобятся для прочной приклейки
тубуса к приставке. Из картона склейте цилиндриче-
ский корпус, в котором предварительно вырежьте пря-
моугольное отверстие размером 80 X 125 мм (рис. 124 а).
Дно тоже может быть картонное. Приклейте его к кор-
пусу с помощью зубчатой бумажной полоски. Полоску
приклейте вокруг корпуса, а зубчики отогните и при-
хватите ими при склеивании дно. Верхнюю крышку
сделайте из фанеры. В крышке посередине закрепите
патрон электролампочки. К ребру крышки приклейте
картонный бортик. Крышка должна быть съемной. Вы-
кройка для изготовления приставки из картона дана
на рисунке 124 б.
Как видно из рисунка, приставка представляет собой
коробку без верхней крышки. Круглое отверстие должно
соответствовать наружному диаметру тубуса, а прямо-
угольное — такому же отверстию корпуса. Внутри при-
ставка должна быть черной. В круглое отверстие
вклейте тубус. Приставку установите на нужной вы-
соте на какой-либо подставке или приклейте к ней
1	' '""	 4
Полоска для приклейки основание Раз!ертка обмеики борта крышки
(она) корпуса	r	r г
Рис. 124.
103
ножки из фанеры или толстого картона (рис. 124 в).
Для лучшего отражения света корпус внутри выкрасьте
в белый цвет или окрасьте изнутри белой бумагой.
Нить накала лампы должна быть расположена против
центра отверстия приставки. Больше 40 ватт лампочку
брать не следует, во избежание большого нагрева. <
Теперь включите лампочку и приложите к заднему
отверстию приставки перевернутый рисунок. Трубку
с линзой передвигайте в тубусе до тех пор, пока не
установите на экране четкое изображение.
Самодельный фотоувеличитель
Фотография представляет собой полезное, интерес-
ное и увлекательное занятие. Но часто интересные
снимки нуждаются в увеличении.
Описание устройства такого увеличителя и приво-
дится ниже.1
Изготовление и монтаж его сложнее многих других
самоделок, но сделать его вы всё-таки сможете, посте-
пенно подобрав весь нужный материал и, конечно,
приложив старание и смекалку. С помощью такого
фотоувеличителя можно получить хорошие отпечатки,
увеличенные в 5 раз.
В любом увеличителе должны быть: источник света
(например электролампа в 100 в), освещающий негатив;
конденсоры, система линз, вместе с матовым стеклом
дающие равномерное освещение негатива; объектив,
проектирующий изображение негатива на светочувст-
вительную бумагу. Негатив всегда помещается между
конденсором (или матовым стеклом) и объективом. Чем
дальше отстоит объектив от бумаги, тем больше будет
отпечаток. Рисунок 125 изображает фотоувеличитель
в разрезе с показом схемы расположения отдельных
чгсгей. Рисунок 126 изображает фотоувеличитель в
собранном виде.
Для облегчения устройства сама камера фотоаппарата
„Любитель“ вместе с объективом может стать основ-
ной оптической частью прибора. Для этого следует
1 Конструкция В. Михалева для фотоаппарата .Любитель*.
104
Рис. 125.
Рис. 126.
снять заднюю крышку и
вытолкнуть штифт шарнира
иглой или гвоздиком. Таким
образом, не надо делать
довольно сложное устрой-
ство для конденсоров и для
объектива и раздобывать
дорогостоящий объектив и
конденсорные линзы.
По существу, устройст-
во сводится к аккуратному
изготовлению корпуса, шта-
тива и некоторых других
несложных частей. Материа-
лом вам послужит фанера,
Рис. 127.
жесть, деревянные дощечки
и рейки и очень немного
других легкодоступных материалов. Рисунок 127 изо-
бражает различные части увеличителя с указанием
размеров и формы деталей. Некоторые из них вы смо-
жете и разнообразить, в зависимости от имеющегося
материала и возможностей. В увеличителе очень важно,
чтобы камера была светонепроницаема и нужные пере-
мещения производились плавно. Начните с устройства *
закрытой камеры (рис. 128).
Камера должна состоять из следующих частей: двух
фанерных корпусов (7-3) и рукава (2). Неподвижный
корпус (7) крепится на штативе. В неподвижной части
установлена матовая электролампа. При отсутствии
такой лампы можно пользоваться лампой с колбой,
выкрашенной в белый цвет. На корпусе (7) крепятся
рамка для перемещения негативной пленки и ролики,
удерживающие подвижную часть камеры (3), в которой
находится фотоаппарат. На обеих частях закрытой
камеры закрепляется рукав из плотной светонепрони-
цаемой материи черного цвета. Подвижная часть (3)
делается из четырехмиллиметровой фанеры. Соедине-
ние дощечек — гвоздями и столярным клеем. Внутри
прибиты две рейки (4) для рамки (5), поддерживаю-
щей камеру фотоаппарата. Рамка (5) делается из фане-
ры. Окно специально расположено не симметрично, не
по середине рамки, для того чтобы при помещении
камеры фотоаппарата было место для ручки. С одной
107
Рис. 128.
стороны рамка (5) оклеивается черным бархатом или
сукном таким образом, чтобы материя выступала за
кромки рамки на 5 мм. Эго создает хорошую свето-
непроницаемость. Свет ог лампы не пройдет между
корпусом и стенками фотоаппарата.
Перед склейкой рамки (5) заложите ее в корпус (3)
на рейки (•/) и проверьте, хорошо ли устанавливается
фотоаппарат, свободно ли проходят объективы в окно
рамки. Снизу изнутри к задней стенке подвижной
части прибивают деревянную рейку (6). На ней крепят
фанерную рамку (7) для красного стекла (3). Такие
стекла продают в любом фотомагазине.
Переходим к устройству верхней неподвижной
части (/). Как видно из рисунка 128, ее внутренние
размеры должны соответствовать наружным размерам
подвижной части (3). Поэтому обратите большое вни-
мание при сколачивании этих двух ящиков на отсут-
ствие перекосов и гладкую отделку соприкасающихся
частей. Подвижная часть должна легко входить в не-
подвижную.
В передней и задней стенках части (7) сделайте
два прямоугольных отверстия для роликов (9) и одно
горизонтальное для направляющих стекол (70), между
которыми будет пропускаться негативная пленка. Из
фанеры сделайте крышку для неподвижной части кор-
пуса.
К одной стороне крышки прибейте четыре рейки,
которые должны плотно входить в корпус. В крышке
высверлите отверстие для имеющегося лампового пат-
рона (73). Если патрон металлический, он держится на
„шейке“, после чего закрепляется фарфоровым коль-
цом. Пластмассовый патрон держится на выточке у
цоколя. В этом случае надо проложить фанерную
шайбу нужной толщины, потому что выточка несколько
шире толщины фанеры. Тогда верхний колпачок пат-
рона хорошо закрепит патрон в крышке. Вокруг пат-
рона сделайте не менее 10 отверстий диаметром в
12—15 лги. Это необходимо для создания хорошей вен-
тиляции и недопущения перегрева камеры. Чтобы
свет не выходил наружу, необходимо под крыш-
кой (77) прибить на рейках квадратный кусок фанеры
(72) с круглым отверстием по диаметру патрона. При
просмотре сверху все отверстия крышки (77) должны
109
быть на поверхности „козырька*. Нижнюю часть крыш-
ки и „козырька" окрасьте в черную краску.
„Козырек" в передней и задней стенках не должен
подходить вплотную, для того чтобы нагретый воздух
мог свободно выходить наружу. На конец патрона
наденьте жестяной конусообразный рефлектор (14)
диаметром в 100 мм, для более полного использования
силы света.
Рисунок 127 изображает схематически вид узла
смонтированного осветителя. По этому виду можно
наметить центр отверстия для патрона и сделать реф-
лектор. Дальше (рис. 128) на уровне больших попереч-
ных щелей передней и задней стенок корпуса (/), на
боковых стенках его укрепите две прочные направля-
ющие рейки (15) из жести или другого материала. Ро-
лики (9) вырежьте из твердой резины. Насадите их на
круглые валики, хотя бы кусок круглого карандаша или
ручки, и закрепите на них булавками. На одном конце
валика жестко насадите и закрепите круглую деревянную
ручку. Валик должен вращаться в подшипниках (16)
из прочных жестяных или алюминиевых полосок раз-
мером в 45 мм. Эти подшипники прикрепите к корпусу
(1) маленькими шурупами. Задача роликов — прочно
удерживать подвижную часть (3). Диаметр роликов
зависит от зазора между неподвижной и подвижной
частями камеры.
Следующая работа — изготовление рамки для нега-
тива. Запаситесь двумя прозрачными стеклянными пла-
стинками (10). Верхняя из них должна быть матовой.
Если вы не сможете достать такую пластинку, то можно
верхнее стекло закрыть сверху калькой. По краям
проложите и приклейте между стеклами две полоски
бумаги или картона толщиною в 0,5 мм. Размер одной
полоски 150X16 мм, а другой 150X21 мм. Между
пластинками (10) получится щель, через которую вы
и будете пропускать негатив.
Под поперечными щелями прикрепите два желобка
(17) из жести. Они нужны для поддерживания концов
негативной пленки. Вставьте склеенные стекла через
поперечные щели по направляющим рейкам (15) внутрь
корпуса (/).
Устройство кронштейна (18), крепление корпуса (1)
к кронштейну посредством металлических скоб (19) с
НО
деревянной колодкой (20) между ними и основанием
(21) ясны из рисунка.
Рекомендуется к основанию приделать снизу рези-
новые ножки (22).
Несколько слов об отделке прибора. Подвижную
часть окрасьте изнутри и снаружи черной краской.
Неподвижную часть — тоже, за исключением внутрен-
ней части, где помещается лампа. Эту часть окрасьте,
для усиления силы света, в белый цвет. Деревянные
части хорошо прошлифуйте шкуркой, пропитайте оли-
фой или натрите раствором воска в скипидаре. Рукав
(2) надо плотно надеть и приклеить к неподвижной
части камеры. Теперь вставьте фотокамеру в подвиж-
ную часть и вдвиньте ее в неподвижную, предвари-
тельно закатав рукав кверху. В свободный конец ру-
кава проденьте резинку и натяните его на подвижную
часть камеры. Зарядив патрон, установив на основании
выключатель, можно приступать к работе по увеличе-
нию снимков. Вставьте в щель между склеенными
стеклами негативную пленку. Включив свет, получите
на листе бумаги увеличенное изображение негатива.
Нужный размер установите перемещением камеры
по стойке штатива. Наводки на резкость достигаете
вращением валика с роликами, отчего подвижная часть
перемещается вместе с фотокамерой.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Опыты и	самоделки,	основанные	на свойствах воздуха	.	.	3
Опыты и	самоделки,	основанные	на свойствах воды ...	30
Опыты и	самоделки,	основанные	на тепловых явлениях	.	.	44
Опыты и	самоделки,	связанные с	звуковыми явлениями	.	.	49
Опыты и самоделки по механике............................. 52
Опыты и самоделки из области электричества и магнетизма. 71
Опыты и самоделки, основанные на явлениях оптики и
света :................................................... 82
ДЛЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
Смирнов Всеволод Александрович. «Опыты и самоделки по физике»
Ответственный редактор Г. П. Гроденский. Художник-редактор Ю. Н Ки-
селев. Технич.-редактор 3. П. Коренюк и В. И. Никонова, Корректоры
А. К- Петрова и А. П. Нарвойш.
Подписано к набору 16/Х 1954 г. Подписано к печати 14/XI I 1954 г.
Формат 84 V 1О81'з2. Физ. п. л. 34а. Усл. печ. л. 5,75. »Уч.-изд. л. 4,87
Тираж 100 000 экз. М-59808. Цена 2 р. 45 к. Ленинградское отделение
Детгиза. Ленинград, наб. Кутузова, 6. Заказ № 141. 2-я фабрика детской
книги Детгиза Министерства Просвещения РСФСР.
Ленинград, 2-я Советская, 7.

юлка к
СССР
у
Библиотека
бесплатных
учебников на
сайте:
ussrvopros.ru
(перейти
каталогу