ГРАВИТАСКОП

Сделайте для школы
ЮТ 1972 N12

Силы взаимного притяжения между двумя любыми телами, расположенными на расстоянии в один метр друг от друга и при массе каждого из них в одну тонну, составляют всего около 0,006 г. Гравитационные силы настолько малы, что наблюдать их действие можно лишь с помощью громоздких устройств, которые используются разве что в университетах и планетариях.

Между тем для учебных и познавательных целей важно иметь приборы, позволяющие наблюдать гравитационные силы между телами, масса которых не превышала бы нескольких килограммов. Трудность изготовления подобных приборов состоит в том. что они должны фиксировать почти неощутимое.

Но трудное - не всегда невозможное. Опытный педагог и заслуженный изобретатель РСФСР Ш. Л. Лившиц все же сделал такой прибор, причем конструкция его чрезвычайно проста.

Основа прибора - прозрачный сосуд 1, склеенный из оргстекла. Внутри сосуд симметрично разделен примерно до половины высоты перегородкой 2, которая выходит и наружу. С обеих сторон перегородки в сосуд вмонтированы трубки 3 и 4 сечением 1 мм2. Из сосуда выходят еще две короткие трубки 5 и 6 большего сечения, оснащенные краниками. Все соединения прибора должны быть герметичными.

Прибор устанавливают горизонтально на неподвижной площадке - например, на столе. Затем внутрь малых трубок вводят по капле подкрашенной жидкости. Обе капли должны находиться на одинаковом уровне. После этого через короткие трубки сосуд заполняют водой или любой другой жидкостью до уровня, при котором нижняя часть перегородки полностью погрузится в жидкость, а до крышки сосуда останется слой воздуха в 2-3 мм. Когда жидкость в сосуде успокоится, краны закрываются. Прибор готов к работе.

Теперь если к одному из торцов прибора приблизить пробный груз или просто подойти человеку поверхность жидкости под действием гравитационной силы наклонится. При этом часть жидкости из одной половинки сосуда перейдет в другую - в ту, к которой приблизили предмет или подошел человек. А поскольку движение жидкости в разделенных частях сосуда сопряжено с движением воздушной прослойки, то переместятся и подкрашенные капли жидкости в малых трубочках. В нашем случае правая капля поднимется на некоторую высоту, а левая на столько же опустится. Удаление пробного груза от правого торца прибора или приближение груза к противоположному концу вызовет обратные смещения подкрашенных капелек.

Чувствительность данного прибора обеспечивается соотношением сечения меньших трубок и площади поверхности жидкости в резервуаре. Например, если площадь поверхности жидкости в каждой половине сосуда будет 8 дм², а площадь сечения тонких трубок 1 мм², изменение уровня жидкости на каждый микрон вызовет смещение окрашенных капелек относительно друг друга на несколько сантиметров. Этого вполне достаточно для наблюдения взаимного притяжения между пробным телом и жидкостью в сосуде.