Vill du ha en ubåt? En ny militär ubåt kostar ca 5€ miljarder, men om du är på en stram budget kan du göra din egen för nästan ingenting. Den här artikeln beskriver hur man gör en lysande "cartesianska dykaren," en mycket enkel ubåt, med enbart vatten och paket krydda. Även om du inte kan utforska havet i det, det är ett stort projekt för att lära sig mer om principen av flytförmåga.
Steg
- 1Få tre eller fler oöppnade kryddade paketen. Små eller mayo paket som de du får på snabbmat restauranger är perfekt. Se till att de är fulla och har inga revor eller hål.
- 2Välj ett paket. Släpp alla kryddade paketen i en pint glas vatten. De kommer i allmänhet alla flyta på något olika nivåer, och en eller flera kan sjunka. Välj ett paket som flyter med dess spets bara knappt ovanför vattnet.
- 3Släpp det valda paketet i en nästan full flaska vatten (gjord av plast, inte glas!). Du kan behöva böja paketet lite för att få den igenom flaskhalsen. Var noga med att inte bryta paketet öppnas när du gör det.
- 4Fyll flaskan helt med vatten. Tillsätt mer vatten till flaskan tills den är helt full. Det är väsentligt att flaskan vara full.
- 5Skruv på flaskkapsylen så tätt som möjligt.
- 6Kläm sidorna av flaskan. Observera vad paketet gör. Den bör sjunka till botten av flaskan.
- 7Släpp flaskan. När du slutar klämma, kommer paketet att stiga tillbaka upp till toppen.
- 8Variera hur hårt du klämma på flaskan. Du kommer att upptäcka att ju hårdare du klämma på flaskan, desto snabbare paketet kommer dyka till botten.
Alternativ metod
- Placera den förseglade flaskan i en kastrull med vatten och värma pannan långsamt på spisen. Upphettning av vattnet orsakar den att expandera, vilket ökar trycket på insidan av flaskan, som sedan gör dykaren sjunka till botten.
- Låt flaskan svalna, och vattnet kontrakt, tryckfall, och dykaren stiger till ytan igen. Var noga med att värma den förseglade flaskan i en kastrull med vatten - inte direkt på spisen eller i mikrovågsugn. Flaskor för kolsyrade drycker tål stora påfrestningar (väl över 130 psi), så chansen för sprängning är liten, men rimlig försiktighet bör användas.
- Fortsätt inte att värma flaskan efter dykaren sjunker - ta det från värmen och låt den svalna och du bör vara fina.
Tips
- Det finns många varianter av de kartesiska dykarens metoder, såsom att göra en från lera, ett gem och ett sugrör.
Varningar
- För att undvika brännskador, bör barnen försöka inte den alternativa metoden utan uppsikt av vuxen.
Varför det fungerar
- Om ett objekt sänkor eller flyter beror på om den totala vikten av objektet är större eller mindre än vikten av vattnet det förskjuter. När ett paket knappt flyter de delar som är mindre tät än vatten (luft) är bara knappt avbryta de delar som är tätare än vatten (paket och ketchup). Den cartesianska dykaren fungerar eftersom det tryck du utövar på flaskan överförs till luftbubbla inuti paketet, vilket gör det mindre, vilket ökar dess densitet. När detta sker, paketets sänkor som luften inte längre avbryter ketchup. När du släpper trycket, expanderar bubblan igen, och paketet stiger. Fisken har en luftsäck i deras kroppar, och genom att kontrollera mängden luft i säcken, de använder samma princip för att stiga och sjunka. Ubåtar använder också denna princip att dyka och yta.
- Dessutom är enligt Pascals lag (även kallad Pascals princip), trycket i en vätska som utövas lika i hela vätskan. Oavsett var du ihop flaskan, upptill eller nedtill, kommer trycket utövas lika och samma dykning effekt kommer att inträffa.
- Samma princip ligger på arbetet i en dykarens flytkraft ersättning enhet (BC) eller lungorna vid djup under vattnet. Släppa ut luft från BC (eller lungorna), kommer det att komprimera den återstående volymen, och du sjunka. Lägg till lite volym (genom att lägga mer luft till din BC eller lungorna), och du kommer att stiga till ytan. Mastering dessa två färdigheter är ABC för dykning.
Saker du behöver
- 3 eller mer krydda paket (t.ex. ketchup och majonnäs)
- 1 pint glas fullt med vatten
- 1 stor flaska vatten
- 1 kanna vatten (till toppen av flaskan)