Jak funguje násoska

Více jak funguje násoska? Aha, vy si asi pod pojmem násoska představujete spíš NĚKOHO než NĚCO. Tak to se pokusíme dnes napravit.  Násoska je ohnutá trubice, která slouží k přečerpávání kapaliny z jedné nádoby do druhé. Abychom pochopili fungování násosek, budeme potřebovat dvě nádoby (např. kbelíky nebo hrnce), hadici dlouhou asi 100 - 150 cm a trochu vody. Voda je nejběžnější kapalina a jako jediná se dá použít ve všech dostupných formách – pevné, kapalné i plynné. I proto ji používáme k pokusům s kapalinami nejčastěji, i když má určité vlastnosti, kterými se od ostatních kapalin velmi odlišuje (slyšeli jste například někdy o anomálii vody?)

Jednou ze skvělých vlastností kapalin je vodorovnost její hladiny. Vlastnost, která je tak běžná, že ji snad ani neregistrujeme. Tedy pokud ji právě nepotřebujeme. A kde ji využíváme? Věřím, že byste našli aspoň deset příkladů: určování vodorovnosti povrchu (vodováha), zalévání zahradní konví, pití nápoje ze sklenice, atd.  Díky gravitaci Země se molekuly vody poskládají vedle sebe tak, že voda vždy vytvoří vodorovnou hladinu. Tuto vlastnost nemá pouze voda, nýbrž všechny kapaliny. Ve starém Egyptě využívali této vlastnosti vody při stavění pyramid, když potřebovali postavit základy tak, aby byly vodorovné. Jestliže například stavěli základy na nerovném terénu, vyhloubili příkop, do kterého potom nalili vodu. Hladina se v příkopech ustálila ve stejné výšce a tím vyznačila na bočních stěnách výkopu základů vodorovnou rovinu. Kromě vodorovné hladiny všech kapalin způsobuje gravitace Země rovněž to, že každá kapalina je přitahována směrem dolů na nejnižší místo. Proto teče voda z kohoutku směrem dolů, proto máme vodopády a ne vodostřiky nebo vodolety, proto všechny řeky tečou z kopců do údolí a do moře.

A teď k pokusu. Do jednoho kbelíku nalijte vodu a postavte jej na stůl nebo na nějaké vyvýšené místo. Druhý kbelík dejte na židličku, nebo pod stůl (záleží, jak dlouhou máte hadici). Pokud kbelík na stole je plný vody, pak ten, co dáváte pod stůl, by měl mít přinejmenším stejnou velikost. Jinak hrozí nebezpečí malé, ale přece potopy. Určitě nemusím vysvětlovat proč. Jeden konec hadice ponořte ke dnu kbelíku s vodou (popřemýšlejte, čím hadici zatížit, nebo jak ji připevnit, aby se vám během manipulace s jejím druhým koncem z kbelíku nevysmekla). Sehněte se ke druhému kbelíku, vezměte opačný konec hadice a ústy nasávejte vzduch tak dlouho, dokud se voda nedostane za nejvýše položené místo hadice. Pokud jste byli dostatečně šikovní, bude voda přetékat z horního kbelíku do dolního. A kdo za to může? No přeci gravitační síla Země přemisťuje kapalinu z větší výšky do menší výšky.

Vysátím vzduchu z hadice snížíme atmosférický tlak a vytvoříme tak podtlak. Venkovní tlak vzduchu nažene vodu do hadice a o zbytek se postará gravitace - jakmile voda překoná místo ohybu hadice je přitahována směrem dolu a začne tak vytékat do spodního kbelíku. Tím, že voda vytéká z dolního konce hadice, udržuje podtlak v místě ohybu hadice a voda se tedy přelévá až do okamžiku, kdy hladina vody ve sklenici na stole klesne na úroveň ponořeného konce hadice.

Možná princip přečerpávání kapaliny z jedné nádoby do druhé pomocí hadičky znáte – v tom případě pro vás nebude na něm nic mimořádně kouzelného. Napadnou vás při pozorování přetékající kapaliny nějaké otázky? Jak se výsledek pokusu změní, když použijete jiné hadičky (delší hadičku, hadičku s větším či menším průměrem)? Teče kapalina stále stejnou rychlostí? Dokážete tuto rychlost změřit?  (Tak to by mě hodně zajímalo, jak to budete dělat, v jakých jednotkách budete tuto rychlost měřit a jaké vám vyjdou výsledky. Napište mi na emailovou adresu, uvedenou na konci článku.)  Ovlivní rychlost vytékání kapaliny to, jak vysoko je umístěný první kbelík? Co se stane, když budete druhý konec hadičky pomalu zvedat nahoru  - přestane voda vytékat a pokud ano, tak kdy?

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte! 

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.