Как вырастить Архимеда

Теперь уже трудно вспомнить, когда это все началось.
Отчетливо помнится вот какой случай. Пришли с мороза, сели чай пить. Заварили, ждем, пока остынет.
— Папа, а что, обязательно чай такой горячей водой заваривать?
— Давай проверим!
В два стакана – по щепотке чая. В один – кипяток, в другой – из-под крана. Через минуту результат налицо.
— Понятно?
— А почему так?
Повторяем опыт с сахаром. В горячей воде растворятся однозначно быстрее.
Тут и чаек поостыл. Чаевничаем. Какой чай без беседы! Беседуем о растворимости, о теплоте, о молекулярной теории.
Дети все время задают вопросы. Часто это житейские вопросы, касающиеся отношений между людьми. На такие вопросы у нас, как правило, ответы есть. Мы делимся со своими детьми своим жизненным опытом. Но едва ли не большинство детских вопросов – из области естествознания. А теперь постарайтесь припомнить, какие ответы чаще всего получает ребенок на такие вопросы? На первом месте, пожалуй, окажется такой ответ: «вот будешь проходить в школе физику (химию, биологию), тогда узнаешь». Второе место займет ответ, про который народ сочинил вот такой анекдот:
Лежит отец семейства на диване с бутылочкой пива, смотрит телек, настроение благодушное. А рядом маленький сынишка играет. И по ходу задаёт всякие вопросы:
— Пап, а почему трава зелёная?
— А шут её знает.
— Пап, а почему медведи всю зиму спят?
— Да шут их разберёт, зверей этих…
Тут мать с кухни кричит:
— Да не приставай ты к отцу с глупыми вопросами! Пусть отдыхает.
— Да пускай спрашивает! Кто ему ещё о жизни-то расскажет, кроме отца родного?
Но бывает, что отец все же пытается что-то объяснить малышу. Но и на эту тему есть смешная история:
Едут отец и маленький сынишка в машине. Сын грызёт яблоко и вдруг спрашивает:
— Пап, а почему, когда я яблоко откушу, оно цвет меняет?
Папа, не отрываясь от управления, отвечает:
— Ну, это же тривиально! Когда откусываешь яблоко, атомы железа, содержащиеся в мякоти плода, вступают в простейшую химическую реакцию окисления с атомами кислорода, находящимися в атмосфере. А окислы железа имеют коричневый оттенок.
Немного погодя, сын спрашивает:
— Пап, а с кем это ты сейчас разговаривал?

Фото 1

Фото 1

А ведь, если порыться в своих собственных древних воспоминаниях, то можно обнаружить, что многие представления о мире, полученные в детстве, остаются с нами на многие десятилетия, а то и на всю жизнь! Вот пример. В первом классе учительница нам сказала, что стенки желудка трутся друг о друга (!), перетирая пищу. И поверите, нет, но так я и думал лет до 18-ти!
Итак, наша с вами задача. Во-первых, не увиливать от ответов на детские вопросы. Во-вторых, объяснять так, чтобы ребенок понял по крайней мере то, что он способен понять. Здесь нашим главным оружием становится наглядность объяснения. После опыта с растворимостью у нас с сыном постановка научных опытов стала привычным делом. Для этих опытов не нужно сложного лабораторного оборудования. Вот пожалуйста, зашел разговор о рычагах.
— Иди-ка, сынка, к шкафу и попробуй его приподнять.
— Не могу!
Беру я тогда длинный сосновый брус (его надо взять на балконе или в сарае), подсовываю под шкаф.
— Теперь поднимай.
О чудо! Если орудовать длинным концом рычага, слабая детская ручка приподнимает целый гардероб!
— Понял, почему так получается?
— Нет…
— А ты не заметил, что шкаф приподнялся на 5 сантиметров, а рука твоя с рычагом прошла чуть ли не целый метр?
— Точно!
— Вот насколько меньшее движение сделало короткое плечо рычага, настолько оно стало сильнее твоей руки.
Ломоносовым, наверное, этот ребенок не станет, но принцип рычага он будет теперь знать твердо и правильно его применять.

Фото 2

Фото 2

Когда мне понадобилось объяснить принцип действия гидропресса, я соединил трубочкой носики двух шприцев разного диаметра. Блок и полиспаст мы делали из катушек и веревочки. Ракету для объяснения реактивного движения – из воздушного шарика. Основы оптики мы постигали при помощи сломанного фотоаппарата и зеркалец.
А последние наши опыты были посвящены архимедовой силе, а значит, кораблям и подводным лодкам.
Для опытов с водой нужен аквариум. Проще всего его сделать из пятилитровой бутыли. Такая емкость пригодится неоднократно. Но сегодня мы занимаемся архимедовой силой. Очень наглядный опыт получится, если не полениться и сделать простейшие рычажные весы. Я их сделал из металлического конструктора, но их можно сделать из любой реечки. Удобнее, если такие весы будут оборудованы крюками. У меня нашлись крюки от старого карниза, но их можно и из проволоки согнуть. И вот наш первый опыт. На крюки привешиваем два совершенно одинаковых груза (фото 1). Даже если эти грузы сделаны из такого плотного материала как сталь, груз, погруженный в воду, делается заметно легче висящего свободно в воздухе. Это очень хорошо видно на фото 2.
Объяснение природы возникновения выталкивающей силы и ее численное значение я отложил до будущих времен. Но само выталкивание жидкостью любого погруженного в нее тела, пусть даже такого, которое не плавает, а идет на дно, на этом нехитром опыте настолько наглядно, что его результат ребенок усвоит навсегда.

Фото 3

Фото 3

Можно поэкспериментировать с плавучестью разных предметов. Но самым эффектным опытом будет опыт с подводной лодкой. Ее изготовление может занять от 10-ти до 15-ти минут. К маленькой пластиковой бутылочке любым доступным способом подсоединяем тонкий шланг или гибкую трубку. Я использовал бутылочку с носиком для питья и шланг для аквариумов, купленный в зоомагазине. Внизу бутылочки прорезаем пару довольно больших отверстий и снизу же крепим балласт. В роли балласта у меня выступил гаечный ключ, который я укрепил обычным скотчем. Наполненная водой субмарина погружается (фото 3). Но вот малыш дует в трубочку, плотность системы падает, субмарина всплывает (фото 4). Если этот опыт показывать сразу нескольким детям, нужно следить за очередью, чтобы подуть в трубку, чтоб не вышло потасовки. Одним разом не удовольствуется ни один нормальный ребенок. Придется устроить так, чтобы каждый дал всплытие три, а то и четыре раза.

Фото 4

Фото 4

А напоследок представлю вам одну невыдуманную сценку. По залам обычного для окраины Москвы торгового центра идут папа и сын-второклассник. Они проходят мимо стандартного отдела игрушек. У папы есть немного денег, и он искренне хочет порадовать чем-нибудь сынишку.
— Зайдем?
— Да ну…
— Зайдем, вдруг что-нибудь интересное!
Интересного, как вы догадываетесь, мало. Саморазваливающиеся китайские уродцы, развивающие дебилизм игры «армия тьмы», «Шрек и его друзья», бэтмэны, супермэны… Очень зоркий человек может выцепить глазом засунутый в дальний угол экскаватор, металлический конструктор или относительно приличную сборную модель чего-нибудь относительно приличного, например, советского танка «ИС-3».
— Смотри, сына, машинки вроде неплохие.
— Да ну их…
— А вот вертолет…
— Да ну…
— Тебе что, ничего не интересно?
— Здесь? Ничего.
— Совсем ничего?
— Папа, все равно игрушки, которые ты делаешь, интереснее!