Pytagoras sa okrem slávnych matematických vzťahov preslávil dômyselným pohárom, ktorým trestal svojich žiakov za chamtivosť, ak si doň naliali viac vína, ako bolo únosné. Keďže obdobie hodov sa už skončilo, môžeme smelo uverejniť jeho tajomstvo.
Videonávod tohto experimentu, ako aj všetkých predchádzajúcich, nájdete na stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
Pomôcky
Dva plastové poháre, slamka s kĺbom, tavná pištoľ, lepiaca páska, víno alebo iná tekutina vhodná na pitie
Postup
Nahrejeme si tavnú pištoľ. Do dna obidvoch plastových pohárov ňou vypálime otvor s priemerom slamky. Do jedného pohára zasunieme slamku do stredového otvoru tak, aby kĺb slamky bol vnútri pohára. Slamku ohneme tak, aby jej otvorený koniec smeroval ku dnu pohára, ale zároveň aby medzi otvorom slamky a dnom zostala medzera približne 1 mm.
Slamku utesníme v otvore pomocou tavnej pištole. Druhý z pohárov zrežeme asi v jednej tretine jeho výšky od dna. Nastokneme ho odspodu hore dnom na slamku prvého pohára a pomocou tavnej pištole poháre zlepíme. Slamku, ktorá presahuje spodný pohár, odstrihneme. Lepiacou páskou olepíme spodok pohára, aby sme prekryli výstup slamky a prípadne aj lepidlo z tavnej pištole.
Pozorovanie
Pohár umiestnime nad umývadlo alebo misku a začneme do neho nalievať zvolenú tekutinu. Ak sme do pohára naliali tekutinu iba pod úroveň horného ohybu slamky, pohár slúži ako štandardný pohár. Môžeme sa z neho napiť a tekutina nebude unikať. Zmizne iba to, čo vypijeme.
Ak však do pohára nalejeme tekutinu nad ohyb slamky, začne unikať z jej spodnej časti. Môžeme si všimnúť, že keď tekutina začne unikať, bude sa vylievať aj potom, ako hladina tekutiny klesne pod ohyb slamky. V pohári zostane tekutina iba na dne.
Vysvetlenie
Princíp spočíva v jednoduchom nástroji, ktorý používajú vinári či akvaristi – násoske. Násoska je hadička na premiestňovanie kvapaliny nasávaním. Ak máme nádobu naplnenú tekutinou a potrebujeme ju vyčerpať, môžeme na to použiť hadičku. Jeden koniec hadičky ponoríme do tekutiny a cez druhý koniec do nej podtlakom nasajeme tekutinu a uzavrieme ho. Uzavretý koniec umiestnime nižšie, ako je nádoba s tekutinou a otvoríme. Z hadičky začne vytekať tekutina. Tento jav je spôsobený hydrostatickým tlakom.
Hydrostatický tlak v kvapalinách je tlak spôsobený ich hmotnosťou. V gravitačnom poli Zeme pôsobí tiaž silou na vrstvy pod nimi. Gravitačná sila prepočítaná na plochu vyjadruje hydrostatický tlak v danej výške (hĺbke). Takže výškový rozdiel medzi hladinou vody v nádobe a koncom hadice je presne tá hĺbka, ktorá spôsobuje, že kvapalina je tlačená z nádoby von. Aj náš pohár pracuje na takom istom princípe. Ak do pohára nalejeme tekutinu pod ohyb slamky, v slamke zostane vzduchová bublina, ktorá bráni vytekaniu tekutiny. Ak však nalejeme viac, slamka sa vyplní tekutinou a bude fungovať ako násoska.
Samozrejme, v období Pytagora nebol tento pohár plastový, ale keramický. Ako vyzeral, si môžete pozrieť na internete alebo v predajniach so suvenírmi, kde tento nápad ešte vždy radi využívajú.
PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Foto a video Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu: sona.gazakova@fmph.uniba.sk.
