Jest trochę dłubaniny ...
Narzędzia i materiały
- Duża, przezroczysta butelka PET (plastikowa) po napojach, wraz z zakrętką,
- malutka fioleczka po lekarstwach, olejku zapachowym do ciast, itp. Musi swobodnie wchodzić do butelki PET.
- gwoździki, druciki, jednym słowem - małe ciężarki,
- gumka recepturka, woda.
Jak?
Zaczniemy od prób i wstępnych testów naszego nurka. Weź miskę z wodą, może jakiś głębszy słoik. Wrzuć tam fiolkę po lekarstwach. Powinna pływać po wierzchu, dopóki nie napełni się wodą. Chcemy jednak, by nasza fiolka pływała otworkiem w dół. Inaczej - by jej otworek był pod wodą. Musimy obciążyć okolicę jej szyjki, tak by w wodzie odwracała się szyjką w dół. Przymocujmy więc do okolic szyjki kilka gwoździków - najlepsza do tego chyba będzie gumka recepturka.
Manewrując liczbą gwoździków, zatkniętych za gumkę i wielkością bąbla powietrza, uwięzionego w odwróconej do góry nogami fiolce doprowadź do precyzyjnego stanu równowagi, gdy fiolka prawie tonie, ale jednak jeszcze pływa, praktycznie nie wystając nad powierzchnię.
Dbaj przy tym, by jednak bąbel powietrza był jak największy - dobry nurek Kartezjusza musi mieć w sobie powietrze. Jeśli osiągniesz równowagę przy bąbelku znikomo małym, nurek może nie działać.
Kończymy fazę przygotowań. Przenieś wyważonego nurka do butelki PET. Wrzuć go do środka a butelkę zakręć.
Ściśnij mocno butelkę. Nurek tonie. Przestań ściskać - nurek wypływa na wierzch. Czy potrafisz utrzymać go w środku toni, tak by ani nie opadał na dno, ani nie wypływał na powierzchnię?
Dlaczego?
Kluczem do zrozumienia zachowania się nurka jest ów bąbelek powietrza, uwięziony pod odwróconą fiolką.
Gdy ściskasz butelkę, wzrasta w środku ciśnienie i w związku z tym bardziej ściskany jest pęcherzyk powietrza we fiolce. Gdybyś uważnie przyjrzał się temu pęcherzykowi, zauważysz, że nieco zmniejsza się podczas ściskania butelki. A to oznacza, że zmniejszyła się wyporność nurka - do środka wlało się więcej wody. Nurek utonął.
Gdy z kolej ciśnienie maleje (znaczy, przestałeś ściskać butelkę), pęcherzyk powiększa się, nurek zwiększa swoją wyporność i wypływa.
Wszystko to jest możliwe między innymi dzięki temu, że powietrze jest łatwo ściśliwe - chętnie zmienia swoją objętość podczas zmian ciśnienia. Gdyby we fiolce nie było powietrza, nurek by nie działał.
Batyskafy to takie ogromne, załogowe nurki oceaniczne. Zdarzyło się kiedyś, w dawnych, pionierskich czasach, że taki batyskaf zaczął coraz szybciej iść na dno. Na szczęście nie było tam ludzi. Woda lekko, niezauważalnie ścisnęła batyskaf, ten zmniejszył swoją wyporność tak jak nasz nurek i zaczął bezpowrotnie tonąć. Czym był głębiej, tym stawał się coraz mniejszy, miał coraz mniejszą wyporność i coraz szybciej tonął. Jakoś nikt nie przewidział tego dramatycznego efektu.
Dzisiejsze batyskafy mają pływaki wypełnione np. lekką benzyną - nie powietrzem. Gdyby było tam łatwo poddające się ciśnieniu powietrze, batyskaf zachowywałby się jak nurek Kartezjusza.