| Регистрация | / | ВХОД |
Сказки воздуха. Занимательная физика
Глава сорок первая
Про плавательный пузырь и подводную лодку
Как-то раз вечером, устроившись на постели у мальчика в ногах, кот Василий принялся рассказывать глухим голосом:
— Давным-давно это было... Появилось в море-океане страшное чудище. Огромное и стремительное, настигало оно корабли и пробивало их борта своими острыми бивнями. «Что это за зверь? — в страхе гадали люди. — Может, это просто неизвестная науке гигантская рыба-кит? Или поднявшееся из океанских глубин древнее божество? Поднялось и мстит людям за вмешательство в морские дела?» Ужас охватил моряков и жителей побережий. Он прокрадывался узкими портовыми улочками, заползал в доки и дома, нашёптывал леденящие подробности, — Василий посмотрел, какое впечатление это производит на Алёшу. — Но нашлись смельчаки, которые решили снарядить экспедицию и поймать это чудовище. Отлично вооружённый фрегат вышел в море, долго бороздил волны и вот: вперёдсмотрящий увидел громадную спину неизвестного зверя... Началась страшная битва...
Кот замолчал.
— А дальше?
— Но это только присказка, — широко зевнул кот, — сказка впереди.
— Какая сказка?
— Длинная, — назидательно ответил Василий. — Во время схватки с борта фрегата сорвались в воду три человека, но не утонули и не были проглочены морским чудовищем. Потому как это было не гигантское животное, а удивительное судно. Люди очутились на борту подводной лодки Наутилус под командованием таинственного капитана Немо. Тут-то и начались их приключения.
— Какая же это сказка? — удивился мальчик.
— Да, это не совсем сказка, — откликнулся робот Сэм. — Это роман писателя Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой». Василий назвал его сказкой, потому что во время его написания подводные лодки были, в общем-то, ещё достаточно фантастическими судами. Хотя люди уже пробовали их конструировать и испытывать. Но ничего подобного кораблю капитана Немо ещё не было создано.
— Да, это не совсем сказка, потому что подводные лодки успешно применяют настоящую силу воздуха! — добавил кот.
— Зачем же подлодкам сила воздуха? Они же под водой плавают? Там-то воздуха нет! — удивился мальчик.
— Вот именно, нет! — кивнул кот. — А лодке нужно уметь погружаться, всплывать и плыть на определённой глубине. — Так у неё же моторы есть, — не сдавался мальчик.
— Моторы у лодки, конечно, есть, и даже несколько, — согласился Василий. — Но их нужно использовать очень экономно. Зачем же тратить энергию, если с помощью воздуха можно всплывать, используя всем известный закон Архимеда!
— Но откуда же он там?
— Сжатый воздух подлодка берёт с собой, когда отправляется в плавание. Без этого не обойтись. Дело в том, что погружение и всплытие лодки управляется противодействием двух сил: силы притяжения к Земле, которая тянет лодку на дно, и выталкивающей силы Архимеда.
— Как у воздушного шара! — вспомнил Алёша.
— Мнэ-э... — протянул кот. — Отчасти верно. И на воздушном шаре, и на подводной лодке для подъёма делают корабль легче, чтобы сила Архимеда победила силу тяжести. На воздушном шаре для этого включают посильнее горелку, чтобы подогреть воздух внутри оболочки, а на подводной лодке воздух используют по-другому. Дело в том, что стены лодки — двойные. Снаружи — лёгкий корпус, который создаёт хорошо обтекаемую форму. Внутри — прочный, который бережёт моряков и оборудование. Пустое место между этими корпусами разбито переборками на несколько частей — отсеков: носовой, кормовой и средний. Эти отсеки называют цистернами и используют для погружения и всплытия. При погружении их заполняют водой. Для этого в днище открывают специальные клапаны — кингстоны, а наверху — клапаны вентиляции. Воздух выходит через вентиляцию, вода заполняет цистерны, лодка становится тяжелее и плавно тонет... Мнэ-э... Я хотел сказать, погружается.
Погружение подводной лодки (вид в разрезе). Рисунок автора.
— И долго она погружается? — спросил мальчик.
— Воды в цистерны берут ровно столько, чтобы обеспечить нулевую плавучесть, которая получается, когда уравновешиваются сила тяжести и сила Архимеда. В этом случае лодка будет висеть под водой на выбранной глубине: не тонуть и не всплывать. А глубина выбирается с помощью специальных рулей.
— А причём же здесь сила воздуха?
— Мнэ... Сила воздуха нужна, чтобы всплыть! Ведь лодка не может вечно находиться под водой! Для всплытия сжатый воздух направляется в среднюю цистерну и выдавливает балластную воду наружу через кингстоны. Это называется «продуть» цистерну. Лодка без балласта становится легче и сила Архимеда плавно поднимает её вверх. А вот носовые и кормовые цистерны служат немного для других целей.
— Для каких?
— Здесь сила воздуха помогает лодке висеть под водой ровно. Если нос или корма задраны, то внутри становится очень неудобно. Как, скажем, матросы будут есть и пить, если стол стоит наклонно?
Алёша тихо засмеялся:
— Я помню, в сказке про муми-троллей, когда плавучий дом–театр сел на мель, пол встал дыбом... Муми-папа приколотил мебель к полу гвоздями. Он пробовал и тарелки прибить, но они раскалывались,... — мальчик потянулся к книжной полке, достал книжку, погладил её. — А ещё у них там была театральная крыса Эмма, которая из-за этого не могла пол подмести: мусор всё время скатывался!
Василий пренебрежительно хмыкнул:
— Крыса! Что она понимает! На подлодке, продувая или заполняя водой носовую и кормовую цистерны, добиваются равновесия. Для подводного плавания это очень важно, чтобы пол не «вставал дыбом»!
— А рыба? — вспомнил Алёша.
— Что «рыба»? — кот принюхался. — Рыбой не пахнет!
— Как же рыба плавает?
Василий облизнулся:
— Многие рыбы используют силу воздуха! Только у них вместо цистерны есть плавательный пузырь. Он заполнен воздухом и даёт рыбе то же, что и подводной лодке: нулевую плавучесть! Рыба — селёдка, или, скажем, осётр — сохраняет своё положение на глубине, не прикладывая к этому ни малейших усилий!
— А как же акулы? Я слышал, что акула должна всё время плыть, всё время грести хвостом, чтобы не утонуть, — сказал мальчик.
— Это миф! Легенда! Выдумка! — буркнул кот. — А всё потому, что у акул нет плавательного пузыря.
— А откуда ты знаешь? — заинтересовался Алёша.
— Мнэ-э... У меня есть, так сказать, тёзки, мнэ-э... Кошачьи акулы, — неохотно откликнулся Василий. — Даже бывают усатые кошачьи акулы...
— Усатые акулы! — восхитился мальчик.
— Да, акулы бывают необыкновенной красоты, — подтвердил робот Сэм. — Бывают полосатые, бывают пятнистые... Какие изящные формы! Какие грациозные движения! Не случайно есть акулы тигровые, леопардовые, собачьи...
Китовая акула
— Хм, собачьи, — недовольно хмыкнул кот.
— Я хотел продолжить: куньи, — поправился робот. — Отсутствие плавательного пузыря не мешает им держаться на глубине. А помогает то, что у них облегчённый скелет: не костный, а хрящевой. Кроме того, у них большая и лёгкая печень. Ну и, конечно, огромные плавники, которые создают подъёмную силу, как крыло самолёта. Да, акулы почти всегда в движении, но некоторые из них любят отдыхать, лёжа на дне. Например, усатая акула-нянька...
— Акула-нянька? — удивился мальчик. — Значит, они не все такие страшные хищники?
— Конечно, — зевнул кот Василий, — как и мы, настоящие кошачьи...
Справка для детей и родителей
«Плавательным пузырём» может служить обычная пластиковая бутылка объёмом 2 литра. Такую пустую бутылку с плотно завинченной крышкой можно брать с собой и плавать, держа её в руках. Она даст ребёнку «нулевую плавчесть». Взрослому понадобится, наверное, две такие бутылки...
© Автор идеи, текстов, заданий: Антонина Лукьянова,
специально для портала «Солнышко» — solnet.ee,
опубликовано 8 ноября 2019 г.
специально для портала «Солнышко» — solnet.ee,
опубликовано 8 ноября 2019 г.
Комментарии к публикации
Сказки воздуха. Занимательная физика
28.01.2018, 05:02
Юлия Мазнина
Отличная идея! С нетерпением ждем продолжения!
02.02.2018, 18:00
Людмила
Очень интересно. Вместе с сыном ждем продолжение.
26.03.2018, 00:30
Наталья
Спасибо! Ждем продолжения каждую пятницу.
25.01.2019, 16:33
Ирина
Очень понравилось.Ждём новых глав.Хочу поздравить Татьяну Евтюкову с днём Татьяны и сказать спасибо от всех детей и их родителей за создание этого сайта,желаю Вам вдохновения и творческих успехов
04.04.2019, 08:26
Оля
Познавательно и не скучно. Спасибо автору! Ждем с детьми каждую новую главу!
02.10.2019, 13:27
Аня
Рады, что есть продолжение. Очень познавательно и интересно! Спасибо!
29.11.2019, 12:40
Наталья
Спасибо за увлекательное путешествие в мир физики! Будем с ребенком ждать новые главы!
17.12.2019, 22:22
Виктория
СПАСИБО! Интересно и полезно! Читали с дочками и обсуждали.
31.07.2020, 11:15
Наталья
Ура-ура! долгожданное продолжение! Спасибо, будем и дальше учиться с Солнышком! :)
04.09.2020, 19:53
Инна
Прочитали с ребенком все главы. Очень понравилось. Спасибо автору за нестандартный, "неучебниковый" подход!
08.11.2021, 01:48
smirnova_ma
Очень интересно, познавательно и главное - полезно! Спасибо автору!
05.11.2022, 17:36
данияр
сказка понравилась и эксперимент мы с бабушкой сделали
24.12.2022, 09:58
Аглая
Начала читать.Понравилось. По-моему, доступно для детей.
Оставить свой комментарий