Багато приладів і пристосування для наочної демонстрації тих чи інших фізичних явищ і законів носять назви географічних місць, де вони були розроблені або де використовувалися. Сьогодні ми Вам хочемо представити один з таких приладів. Це картезіанський водолаз - прилад для дослідження умов плавання тіл і демонстрації закону Архімеда.
Як же можна виготовити картезіанський водолаз? За основу потрібно взяти циліндричну тонкостенную пробірку або схожий посудину. Потім налити близько третини обсягу води і помістити плавати в банку з водою. Далі наповнимо нашого водолаза водою за допомогою піпетки до рівня, коли він плаває, виступаючи над поверхнею води в банку на висоту 1-1,5 мм. Тепер картезіанський водолаз готовий до занурення. А плавати водолаз буде в високому прозорій посудині, наприклад, мензурки. Причому треба врахувати, що посудину потрібно буде закривати зверху тонкою гумовою плівкою або пробкою.
А як же, наповнений водою, картезіанський водолаз перенести з банки в мензурку? Це не так просто з першого разу, але після певного тренування вийде. Отже, пробірку-водолаза виймають з банки, закривши зверху щільно пальцем, потім перевертають, опускають в мензурку з водою і під водою прибирають палець. Все, водолаз може плисти - при успішному зануренні пробірка плаває у воді практично повністю зануреною в неї.
Щоб занурити картезіанський водолаз, потрібно закрити мензурку тонкої гумою, наприклад від хазяйських або медичних рукавичок. А краще закрити посудину гумовою пробкою зі скляною трубкою, на яку одягнути гумову трубку завдовжки близько 10 см. Вільний кінець гумової трубки також закрити пробкою.
Демонструвати умови плавання тіл можна наступним чином. Натискаючи на гумову кришку або стискаючи за допомогою пальців гумову трубку, будемо спостерігати занурення або спливання нашого водолаза. Можна підбирати такі умови, коли картезіанський водолаз буде внизу посудини, вгорі або посередині.
Як можна пояснити бачимо з точки зору фізики? Стискаючи гумову трубочку або натискаючи на гумову перегородку, ми збільшуємо тиск всередині приладу і в пробірку-водолаза входить трохи води (до речі, це можна також побачити - слід лише якось, наприклад, за допомогою нитки або гумки, вказати початкове положення води в пробірці ). Вага пробірки стає більше від сили, що виштовхує і пробірка тоне. При відпуску гумової трубки або перегородки стислий в пробірці-водолази повітря видавлює зайву воду, пробірка легшає і спливає.
Поведінка картезіанського водолаза дуже добре демонструє принципи занурення підводних човнів. У корпусі судна є цистерни, в які для занурення човна набирають забортну воду. Коли ж потрібно спливати, то стисненим повітрям цю воду видавлюють за межі човна.
Відразу хочемо сказати, що тут описана тільки загальна схема такого цікавого фізичного експерименту-демонстрації, як картезіанський водолаз. Звичайно, хтось пробірку розмалює різними кольорами або намалює на ній водолаза, наприклад, за допомогою лаку для нігтів. А хтось приклеїть фігурку зверху. При відсутності пробірки можна поекспериментувати з очною піпеткою. Так чи інакше, тут немає обмеження фантазії і Ваш картезіанський водолаз може бути оригінальним і неповторним. Як і шлях в неймовірно цікавий світ науки.