В гидравлических машинах действующие части приводятся в движение жидкостью, а в пневматических — газообразным веществом, таким как воздух. В гидравлической машине должен быть цилиндр, наполненный жидкостью (например, маслом), и поршень, который ходит в нем вперед и назад. Давление жидкости заставляет поршень перемещаться, передавая усилие с одного конца цилиндра на другой. В простых пневматических устройствах поршень перемещает сжатый воздух.
В первом из экспериментов вы сделаете гидравлическую машину, работающую на давлении воды, которая поступает из центрального резервуара в цилиндр (трубку). Вода наполняет пластиковую емкость, заставляя расширяться и подавать вверх поршень (крышку), а тот, в свою очередь, поднимает груз. Многие краны и тягачи используют именно этот принцип, чтобы справляться с большой нагрузкой. Выполняя второй опыт, вы поймете, каков принцип работы обычного пылесоса. Наконец, мы сделаем миниатюрный вакуумный очиститель. Воздух в нем будет втягиваться с одной стороны и выталкиваться с другой, а специальный клапан не даст ему перемещаться внутрь или наружу через те отверстия, которые не участвуют в совершении полезной работы.
Сделаем гидравлический толкатель
Вам понадобится:
Большая пластиковая бутылка; ножницы; герметичный пластиковый пакет; пластиковая трубка; скотч; пластмассовая воронка; крышка (колпачок) от аэрозольного баллончика; увесистая книга; кувшин с водой.
Срежьте верхушку большой пластиковой бутылки. Она должна быть герметичной, и в ее горлышко нужно заправить кусок пластиковой трубки. Приклейте скотчем к трубке пластиковый пакет. Срежьте верхушку большой пластиковой бутылки. Она должна быть герметичной, и в ее горлышко нужно заправить кусок пластиковой трубки. Приклейте скотчем к трубке пластиковый пакет.
К другому концу трубки прикрепите воронку. Проделайте отверстие у основания бутылки и введите через него пакете присоединенной к нему трубкой. Пакет должен уместиться в нижней части бутылки у ее донца.
Положите колпачок от аэрозольного баллончика на пакет, увесистую книгу — на верхнюю часть бутылки. Поднимите повыше тот конец трубки, к которому присоединена воронка и начните лить туда воду. Что будет происходить с колпачком и книгой?
Сделаем воздушный насос
Вам понадобится:
Большая пластиковая бутылка; ножницы; молоток; маленькие гвозди; деревянная палочка или длинная шпонка; линейка; тонкий картон; скотч; шарик от пинг-понга.
Срежьте одну треть, считая от донца, у большой пластиковой бутылки. Разделите нижнюю часть вдоль — с тем, чтобы ее можно было поместить в верхнюю часть бутылки.
Попросите кого-нибудь из взрослых прикрепить гвоздиком шпонку к донцу пластиковой бутылки. Так у вас получится поршень для воздушного насоса.
Сделайте поперечный надрез шириной в 1 см около горловины бутылки. Вырежьте кусочек картона 2 х 2 см. Приклейте его скотчем с одной стороны к бутылке прямо над прорезанным отверстием — получится клапан.
Опустите шарик от пинг-понга в верхнюю часть бутылки, так чтобы он улегся в горлышке. Вставьте нижнюю часть бутылки (поршень) в верхнюю (цилиндр).
Подвигайте поршнем вверх и вниз, чтобы почувствовать, как воздух втягивается через одно отверстие внутрь и выталкивается через другое наружу. А как работает клапан? Картонка-заслонка должна сама собой прилегать к бутылке, закрывая отверстие, когда вы тянете поршень вверх.
Сделаем мини-пылесос (вакуумный очиститель)
Сделайте воздушный насос, как описано в предыдущем проекте, но без картонного клапана. Прикрепите бечевку или крепкую нитку к шарику, пропустите ее внутрь — и пусть шарик остается в подвешенном состоянии на бечевке, располагаясь ближе к горлышку бутылки.
Сделайте пакетик из китайской шелковой бумаги (тонкой упаковочной) и приклейте его поверх отверстия ближе по высоте к горлышку бутылки. Воздух, втягиваемый насосом, должен проходить сначала через пакетик, поэтому туда будет попадать все, что засасывает вакуум.
Попробуйте захватить несколько тонких клочков бумаги. Чтобы втянуть их в «мини-пылесос», энергично потяните вверх ручку поршня, создавая вакуум в цилиндре-бутылке. А теперь не слишком резко опустите поршень, чтобы втянутые внутрь бутылки листочки сила воздуха втолкнула в бумажный пакет.