Лист фольги можно скомкать в шарик или сложить лодочкой. Материал останется тем же, а поведение в воде может измениться. Чтобы увидеть роль формы, сделайте две лодочки из одинаковых квадратов: одну с широким дном и низкими бортами, другую — с более узким дном и высокими. Затем добавляйте в них одинаковые монеты и записывайте, что происходит.
Для честного сравнения важны не красивые борта, а одинаковые условия. Возьмите фольгу из одного рулона, не подклеивайте одну лодочку и не наливайте воду заново перед вторым запуском. Взрослый остаётся рядом с ребёнком у ёмкости с водой на протяжении всего опыта.
Что понадобится
Подготовьте два квадрата фольги размером 16 × 16 см. Их удобно отмерить линейкой и вырезать взрослому: края фольги могут быть острыми. Ещё нужны широкая прозрачная ёмкость с водой, сухое полотенце, линейка, бумага для записей и несколько одинаковых монет одного номинала. Монет должно хватать для обеих лодочек; в каждом сравнении используйте одинаковое число. Если монеты заметно загрязнены, положите каждую в маленький одинаковый кусочек пищевой плёнки и плотно заверните: такие свёртки станут грузами.
Выберите ёмкость, в которой обе лодочки могут свободно плавать, не касаясь стенок и друг друга. Налейте воду до удобного уровня и отметьте его снаружи полоской малярной ленты. Проверьте уровень перед запуском: обе лодочки останутся в одной воде до конца сравнения. Если вода пролилась до запуска, верните её к отметке.
Не используйте для груза предметы с острыми концами. Прокол на дне превратит опыт о форме в опыт о дырявой лодке. Под рукой лучше держать полотенце для монет и края ёмкости. Лодочки не вынимают и не вытирают между добавлениями груза: каждой отведён один запуск.
Сложите широкую лодочку
Положите первый квадрат фольги на стол. Отогните полосу шириной 2 см вдоль каждой из четырёх сторон вверх, чтобы получились борта, а в центре осталось квадратное дно примерно 12 × 12 см. На каждом углу встретятся две отогнутые полосы. Сожмите лишнюю фольгу уголка в складку, направьте её к наружной стороне одного борта и плотно прижмите пальцами. Повторите на остальных трёх углах.
Посмотрите на лодочку сбоку: все четыре борта должны стоять примерно одинаково, а угловые складки — быть выше линии дна. Поставьте её на сухой стол. Если один угол провисает, поправьте складку до запуска; после этого форму уже не меняйте. Герметичность здесь создают непрерывный лист и прижатые уголки, а не клей.
Второй квадрат сложите тем же способом, но отгибайте полосы шириной 3 см. Дно получится примерно 10 × 10 см, а борта — выше. Углы также сложите наружу и прижмите. Проверьте вторую лодочку на столе. Получились две конструкции из равных по размеру листов, с одинаковым числом складок и без добавочных деталей. Различается заданная ширина бортов.
Проведите сравнение
Сначала решите, какую одинаковую нагрузку проверите. Например, начните с двух сухих монет в каждой лодочке. Положите их рядом в центре дна, а не на борту. Опустите обе лодочки на воду так, чтобы они не касались друг друга, и уберите руки. Когда вода успокоится, отметьте для каждой лодочки, держится ли она на плаву, насколько близко вода к верхнему краю борта и не попала ли вода внутрь.
Запишите наблюдения для обеих лодочек, даже если они ведут себя одинаково. Равный результат тоже полезен: при выбранной нагрузке разницу между этими двумя формами не удалось заметить.
Если обе лодочки сухие внутри, целые и держатся на плаву, добавьте в центр каждой по две сухие монеты. Дождитесь спокойной воды и сравните лодочки при четырёх монетах; затем можно так же проверить шесть. Каждый раз добавляйте одинаковый груз в обе лодочки, не вынимая и не меняя их форму. Если вода попала внутрь хотя бы одной лодочки, прекратите серию для этой пары: следующий груз уже нельзя сравнить в прежних условиях. Остановитесь также, если борта оказались у воды или монеты закончились. Не давите лодочки вниз рукой.
| Число монет | Широкая лодочка: уровень борта и вода внутри | Высокая лодочка: уровень борта и вода внутри |
|---|---|---|
| 2 | ||
| 4 | ||
| 6 |
Числа в таблице — пример шагов нагрузки, а не обещание, что лодочки выдержат именно столько. Если первая попытка уже закончилась попаданием воды внутрь, оставьте следующие строки пустыми. При необходимости нарисуйте рядом два силуэта лодочек и отметьте, где была вода относительно борта: ребёнку так проще сравнить запись с увиденным.
Что показывает опыт
Лодочка вместе с грузом давит на воду и занимает в ней место. Вода, которую она оттеснила, действует на лодочку вверх. Пока этого действия достаточно, лодочка плавает. Форма меняет то, как дно и борта располагаются в воде и сколько воды лодочка может оттеснить до того, как вода перельётся через край.
Поэтому нельзя заранее объявить победителем широкую или высокую лодочку. Широкое дно распределяет груз иначе, зато более низкий борт может раньше приблизиться к воде. Высокий борт даёт другой запас до переливания, но его дно уже. Складки, точное положение монет и случайная капля тоже влияют на исход. Ваш вывод должен звучать как описание наблюдения: «При четырёх монетах у этой лодочки край был ближе к воде». Не заменяйте его общим правилом для любой лодки.
Можно показать ребёнку контрольный вопрос без нового запуска: «Если положить все монеты у одного угла, сравнение останется честным?» Нет, потому что лодочка накренится из-за положения груза. Именно поэтому монеты клали в центр и одинаково для обеих форм.
Игра «Доставь груз»
Если после сравнения одна лодочка осталась сухой и целой, её можно превратить в маленькую транспортную задачу. Цель — перевезти заранее выбранные две монеты от одного края ёмкости к другому, не касаясь лодочки руками после старта. Подготовьте лодочку с монетами в центре и отметьте две точки на внешнем крае ёмкости бумажками «Старт» и «Финиш».
В одном ходе ребёнок легко дует на лодочку один раз. Затем все ждут, пока она остановится, и смотрят, не сдвинулся ли груз. Ход повторяют, пока нос лодочки не окажется напротив финишной метки или вода не попадёт внутрь. Так у игры есть понятное завершение, а наблюдение за равновесием остаётся главным. Если лодочка поворачивается боком, в следующем ходе меняют направление струи воздуха, а не толкают её пальцем.
Если наблюдения трудно сравнить
Лодочка может коснуться стенки и получить опору, которой нет у второй. Запускайте обе ближе к центру ёмкости и записывайте наблюдения, когда вода успокоится. Если одна лодочка коснулась стенки или протекла через плохо прижатый угол, прекратите серию. Для нового сравнения сложите две сухие лодочки из новых одинаковых квадратов. Чинить только одну лодочку во время серии нельзя.
Когда монета скатывается в складку, груз перестаёт лежать одинаково. Разложите монеты плоско в центре ещё до спуска на воду. Если они не помещаются, выберите более мелкие одинаковые грузы и начните сравнение заново. Не смешивайте крупные и мелкие монеты, даже если их общее число совпадает.
Другие домашние проверки того, как предметы ведут себя в воде, собраны в статье «Опыты с водой для детей 6–7 лет: пять идей дома». Здесь же достаточно одного сравнения: две формы, равные листы и равные грузы.
Частые вопросы
Можно ли использовать фольгу разной толщины?
Для этого сравнения лучше взять оба квадрата из одного рулона. Разная толщина меняет массу листа и жёсткость бортов. Тогда станет трудно понять, повлияла форма или сам материал.
Почему лодочка утонула только после того, как в неё попала вода?
Когда вода переливается через борт, она оказывается внутри и добавляет нагрузку. Кроме того, лодочка уже не сохраняет прежнюю форму поверхности, которая оттесняла воду. В записи отделите момент «борт у воды» от момента «вода внутри»: это два разных наблюдения.
Что делать, если обе лодочки выдержали весь приготовленный груз?
Не нужно объявлять, что форма не влияет. Запишите, что при выбранной нагрузке обе лодочки остались на плаву, и сравните высоту борта над водой. В другой день можно повторить опыт с большим числом одинаковых грузов и новыми листами фольги.
Нужно ли менять воду перед новым сравнением?
Если вода не пролилась и в неё ничего не добавляли, менять её не требуется. Перед новым сравнением проверьте отметку уровня воды и возьмите две сухие, целые лодочки.