Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей

Александр Дмитриев, 2014

В книге собраны сто простых, забавных и эффектных опытов, позволяющих объяснить детям, как устроен мир вокруг нас. Доходчиво и увлекательно автор рассказывает о многих привычных вещах, которые нас окружают и ведут себя по законам физики. Все опыты автор лично проделал сам, большинство сфотографировал, а многое – придумал и испытал. Делая опыты вместе с детьми, папы и мамы не только получат радость от общения, но и сумеют убедить себя и своих детей в справедливости нашего девиза – «Физика – это потрясающе интересно!».

Моему папе, Станиславу Борисовичу Дмитриеву, привившему любовь к окружающему миру и помогавшему в создании этой книги, посвящаю.

«Родился в 1961 году. Это год, который вверх ногами читается так же (попробуйте)! Родился маленьким и дохленьким, потом долго занимался спортом и воспитывал характер. Поэтому привык относиться к жизни спокойно и с юмором.

Получил высшее образование в МВТУ им. Н.Э. Баумана (кибернетика) и второе — в Манчестерском университете (социология). Выучил английский, отшлифовал его в английских общежитиях. Выучил испанский и отшлифовал его, работая на стройках в Куэрнаваке, Мексика. По работе и из интереса объездил весь мир, от Китая и Хабаровска до Гаити и Кубы, от 65 параллели на севере до Тропика Рака на юге. Вырастил двоих детей и стал трижды дедушкой. Попал под крушение советской империи. Работал водителем, продавцом пива, преподавателем, плиточником, инженером, телохранителем, переводчиком, редактором, журналистом, диктором на телевидении… и много кем еще. Сейчас работаю в самой крутой компьютерной компании IBM, участвую в крупных проектах по информатизации России. Напечатал более ста работ, научных и журналистских. Обожаю такс, лошадей и разных зверюшек, гулять по лесу, плавать в море… И самое главное: если бы не моя терпеливая жена Людмила, этой книжки бы не было».

Александр Дмитриев

Уважаемые родители!

Делали ли вы когда-нибудь в детстве опыты? Наверное, мальчики что-нибудь поджигали, а девочки, скорее всего, практически ничего делать не пробовали.

Но оказывается, что на самой обыкновенной кухне можно увидеть вместе с ребенком ТАКОЕ… Галактики в стакане воды, воздушные потоки и разнообразные физические силы — все буквально под рукой! И одно дело, услышать или прочитать, и совсем другое — сотворить самому. А самое главное, наша книга написана так доходчиво, что понять и запомнить все сможет даже пятилетний ребенок.

Предисловие автора

Мои дорогие читатели!

Я знаю, многие из вас думают: боже мой, какая тоска, эти науки… Сложные законы, заумные формулы, непонятные слова. Одни вынесли это чувство из школы, другие только начинают это чувствовать.

Почему же я обещаю, что физика — это интересно? Да потому, что это потрясающе интересно! Ведь как произошла эта наука? Люди смотрели, как бегут облака, как светят звезды, как горят леса, реки прорывают горные завалы, как греет солнце и растет трава, — и задавали себе вопросы.

ПОЧЕМУ? — это главный вопрос, терзавший человека многие тысячи лет. И вот развилась целая наука для того, чтобы ответить на них. Наука-то развилась, да оторвалась от людей и ушла в заоблачные высоты. И снова человек (обычный, нормальный человек) не может ответить на вопросы об окружающем его мире.

Проверим! Почему, когда смотришь через красное стекло на зеленую траву, она кажется черной? Почему в жаркий день облака сверху кудрявые, а снизу — все словно ножом отрезанные на одной и той же высоте? Почему звезды мерцают (а планеты — нет)? Почему стрела не летит хвостом вперед? Почему за самолетом в небе тянется белый хвост? Ну?! Неужели не знаете? Ведь для этого не нужны формулы или мудреные объяснения. Смело заявляю: все это может понять и запомнить даже пятилетний ребенок. Просто надо ему рассказать доходчиво.

Вот об этом — моя книга. Вперед!

Предварительные пояснения

Окружающий нас мир не имеет границ. Не бывает так, чтобы одно явление было отделено от других. Ток, текущий по проводам, земле, дереву или металлу, или дым, вылетающий к небесам из трубы, прямо или кольцами, или след за моторной лодкой по воде — все подчиняется своим законам. Обычный речной поток «содержит в себе» бездну законов — здесь и те, что описывают поверхностное натяжение, и те, что описывают аэродинамические явления, и закон тяготения (река все-таки имеет склонность течь вниз, не так ли?), и гидравлика, и динамика… Поэтому я не буду классифицировать явления природы, разделять их по специальным главам.

Книга эта будет построена из отдельных маленьких рассказов, так чтобы за каждым поворотом, как и в жизни, моего читателя подстерегала неожиданность. Книгу эту можно читать с середины, с «хвоста», а можно и по порядку. Главное, чтобы мамы и папы, старшие братья и сестры участвовали в опытах, читали книгу вместе с детьми, общались с ними. В конце концов, именно это общение и учит ребенка понимать мир.

Общее построение рассказиков я буду стараться сделать одинаковым: простой опыт или описание явления, всем хорошо знакомого, пояснения, рисунки. Для моих опытов не понадобятся сложные приборы или вещества. Соль, сахар, зеленка, кусочек веревки, обрывок газеты. Как говорят восточные мудрецы — весь мир заключен в капле воды. Я обязательно буду давать объяснение опыта, почему происходит то или иное явление. Все опыты абсолютно безопасны, без взрывов, огня или отравляющих веществ. Используем только то, что бывает в шкафах на каждой кухне. Все опыты я проделал сам, большинство фотографировал. Поэтому уверен, что они получатся.

Дело в том, что очень многие авторы перепечатывают из издания в издание опыты, которые были описаны еще в конце XIX (!) века в книге «Том Тит» (перевод с французского). Часть этих опытов включили в свои книги Я. Перельман и М. Гершезон. Это были великие люди и популяризаторы, низкий им поклон. Однако в более поздних изданиях те, кто перепечатывал описания опытов, зачастую сами их не проделывали. Например, «пульверизатор из соломинки» — стариннейший опыт по закону Бернулли, а вот попробуйте его повторить, в трех случаях из четырех ничего не получится. Я включил в книгу некоторые из этих опытов, если они красивые или просто мне очень нравятся. Я расскажу о многих привычных вещах, которые окружают нас и ведут себя по законам физики. Все опыты я лично проделал сам, кое-что взял у других умных людей, а многое — придумал и испытал. Думаю, лучше всего, если мамы и папы вместе с детьми будут делать опыты. Ведь наука наукой, а главное — радость общения с близкими людьми и друзьями. И надеюсь, что моя книга доставит вам, мой читатель, хотя бы несколько радостных минут общения со своими детьми.