Hydro-pokusy s pingpongovou loptičkou

Otázka:

Do pohára s vodou dáme pingpongovú loptičku. Ako ju donútime, aby ostala v strede hladiny?
A. dolejeme vodu, aby bola „kopcom“
B. vhodíme do vody magnet
C. pridáme sódu bikarbónu s octom

Správna odpoveď A
Pokus č.1: Kúzelná loptička „raz sem – raz tam“
Pomôcky: pingpongová loptička, sklenený pohár, voda
Postup:
1. Do pohára nalej vodu asi 2cm od horného okraja
2. Na hladinu vody polož pingpongovú loptičku a pozoruj
3. Do pohára dolej vodu doplna tak, aby jej hladina sa zaoblila
4. Na hladinu vody polož pingpongovú loptičku a pozoruj

Priebeh pokusu:

Vzájomné pôsobenie povrchových síl a loptičky. Červené šípky znázorňujú výslednice síl a modré pôsobenie povrchových síl a smer pohybu loptičky.
Vysvetlenie:
Zakrivenie voľného povrchu kvapaliny je spôsobené tým, že molekuly kvapaliny, ktoré sú na jej voľnom povrchu a súčasne v blízkostí steny nádoby, pôsobia navzájom nielen medzi sebou, ale aj s časticami nádoby a vzduchu nad voľným povrchom kvapaliny. Ak výslednica síl tohto pôsobenia smeruje von z kvapaliny, tak voľný povrch kvapaliny pri stene nádoby je dutý. Keď výslednica síl smeruje do vnútra kvapaliny, voľný povrch kvapaliny pri stenách nádoby je vypuklý.

Pokus č.2: Pascalova banka
Pomôcky: ihla na šitie, pingpongová loptička, injekčná striekačka, tavná pištoľ
Postup:
1. do pingpongovej loptičky urob pomocou ihly dierky (1väčšiu)
2. do väčšej dierky vlož ústie striekačky
3. tavnou pištoľou zlep striekačku s loptičkou
4. vyber piest zo striekačky a nalej do nej vodu
5. stláčaj piest striekačky a pozoruj smer vytekajúcej vody

Priebeh pokusu:

Vysvetlenie:
Vonkajšia sila pôsobiaca na povrch kvapaliny pri stlačení piestu vyvolala vo všetkých miestach kvapaliny rovnaký tlak šíriaci sa všetkými smermi (Pascalov zákon)

Pokus č.3: Loptička ako zátka

Pomôcky: sklenená fľaša so širším hrdlom, voda, pingpongová loptička

Postup:
1. Naplň fľašu vodou až po okraj jej hrdla
2. Otoč fľašu s loptičkou o 180°
3. K hrdlu prilož loptičku a pozoruj

Priebeh pokusu:

Vysvetlenie:
Atmosferický tlak pa pôsobiaci na hladinu vody, sa rovná súčtu hydrostatického tlaku ph a zvyšného tlaku vzduchu p1. Atmosférický tlak vo fľaši je zmenšený o hydrostatický tlak vody. Voda je v pokoji.
pa = ph + p1

Pokus č.4: Prenes loptičku bez dotyku z bodu A do bodu B
Pomôcky: tanier, pingpongová loptička, sklenený pohár hore zúžený (horný prierez pohára je menší ako dolný).
Postup:
1. na stôl polož misku A s pingpongovou loptičkou.
2. prikry loptičku pohárom
3. prudko roztoč pohár s loptičkou
4. premiestni loptičku do druhej misky B

Vysvetlenie:

Na loptičku pôsobia dve sily – gravitačná Fg smerom nadol a normálová sila F1  ktorou pôsobí pohár na loptičku kolmo na povrch pohára v mieste dotyku. Výslednicou týchto dvoch síl je sila pôsobiaca smerom kolmo na os otáčania pohára – dostredivá sila Fd . Dôležité je, aby steny pohára neboli rovné, ale aby sa pohár zužoval, t. j. aby jeho horný prierez bol menší ako dolný.

Pokus č.5: Loptička, ktorá je z banky vymrštená
Pomôcky: sklenená banka, pigponová loptička
Postup:
1. do hrdla fľaše polož pingpongovú loptičku
2. fúkni do hrdla fľaše

Priebeh pokusu:

Vysvetlenie:

Pri rýchlom prúdení vzduchu v hrdle banky vzniká podtlak. Vnútorný tlak v banke je väčší ako v jej hrdle, preto je loptička vymrštená von.

Pokus č.6: Sila ktorá napína…
Pomôcky: plastová fľaša,nožnice, špagát, pingpongová loptička, tavná pištol
Postup:
1. Z plastovej fľaše vystrihneme jej hornú časť, aby vznikla nádoba
2. V strede jej dna vyvŕtame otvor pre špagát
3. V pingpongovej loptičke pomocou ihly urobíme 2 otvory
4. Jeden koniec špagátu prevlečieme cez stred nádoby a druhý cez loptičku
5. Otvory zalepíme tavnou pištoľou
6. Do nádoby nalievame postupne vodu
Priebeh pokusu:

Vysvetlenie:

Na loptičku so špagátom pôsobí vztlaková sila smerom nahor a vyrovnáva špagát.

Pripravila: Mgr. Ľubica Morková, AMAVET klub 973