Космос в рюмке - опыт для детей

Поздравляю всех с Днем космонавтики! И хочу поделиться с вами эффектным и простым космическим опытом, которым можно развлечь детей в этот праздник. Давайте сделаем кусочек космоса в рюмке? На самом деле это не только красиво и забавно - это еще и несет обучающий момент :) В ходе этого эксперимента мы узнаем, почему капли воды в невесомости приобретают круглую форму, почему планеты тоже круглые и, кроме того, смоделируем процесс образования планет. 

Этот опыт я готовила для проекта #узнай_с_нами, который проходит в Инстаграме (мой профиль там @tavika.ru Каждый месяц несколько творческих и увлеченных людей готовят тематическую недельку по теме месяца (в этот раз тема #узнай_космос): @spacegiraffe_ru поделится интересными фактами, я проведу опыт, @tokarinos смастерит поделку, @knigra расскажет, какие книги читать, @earlystudy подарит вдохновение для тематического занятия, а @shkurinamaria напишет сказку. 

А любой желающий может к нам присоединиться и под тегом месяца тоже добавлять свои работы. В конце из лучших из них будет собран коллаж и помещен в профиле @spacegiraffe_ru так что следите за нами в Инстаграме :) 

Ну а более подробные развернутые статьи, как обычно, я буду размещать у себя в блоге.

Итак, начинаем делать космос в рюмке!

Для опыта понадобиться:

Рюмка 250 грамм :) Растительное масло, спирт (не водка - а именно медицинский спирт, его можно купить в аптеке), вода, пипетка.

Материалы для космического опыта

1. Наливаем в рюмку грамм 100-150 спирта

Шаг.1. Делаем космическую среду

2. Пипеткой осторожно капаем в него большую каплю масла. если у вас пипетка маленькая, то капать вам надо будет несколько раз в одно и то же место.

Понаблюдайте за каплей. В воде бы она всплыла и растеклась по поверхности круглым пятнышком жира (дети таки по тарелке борща ложкой гоняют :) А в спирте капля сразу же опустилась на дно! И выглядит она не как плоский кружок, а как красивый золотистый шар!

Почему масло в спирте ведет себя иначе, чем в воде? Все дело в плотности этих трех жидкостей! Разные жидкости имеют разную плотность и, соответственно, разный удельный вес. Тяжелые жидкости "тонут" в более легких.  Те, кто уже занимался со мною опытами, помнит как мы делали слоистый коктейль из жидкостей разной плотности и мешали из них волшебное зелье!

Шаг 2. Создаем планету

Почему же масло превратилось именно в шар? Тут дело в том, что шар - это самая экономичная фигура. У шара площадь поверхности минимальная при максимальном объеме. То есть говоря простым языком - у него снаружи на оболочку пойдет минимум вещества, а внутри поместиться больше вещества, чем в любой другой фигуре. Поэтому все на свете при отсутствии других сил стремиться принять форму шара. И капли воды и планеты. Поэтому-то и показывают в космических съемках, как вода летает в невесомости в виде шариков - ведь на нее там не действует сила тяжести, заставляющая воду на Земле принимать форму поверхности или сосуда. И поэтому наша капля масла в спирте стала круглой - спирт давит на поверхность капли со всех сторон одинаково поэтому она в нем находится все равно что в невесомости.

Почему планета приобретает форму шара?

3. Но если мы хотим, чтобы наш масляный шар не просто лежал на дне, а парил как планета в космосе, нам надо сделать спирт немного менее плотным. А попросту добавить в него чуть-чуть воды. Воду добавляйте маленькими порциями до тех пор, пока шар не начнет "левитировать" над дном рюмки.  Дело в том, что масло и вода, масло и спирт являются несмешиваемыми жидкостями. Поэтому граница между ними всегда четкая. А вот спирт и воду можно легко смешать - и получится новая жидкость уже с другими свойствами, в частности, плотность у нее будет больше, чем у чистого спирта. Поэтому и масло со дна начнет всплывать.

Шаг 3. Получаем парящую планету

4. Чтобы сделать опыт поярче, надо или брать какое-то цветное масло, а не магазинное подсолнечное осветленное. Или подкрасить воду, в которой масло плавает. Лучше, конечно, первый вариант - он эффектнее. Но так как у нас не было выбора, мы покрасили воду. Для этого взяли обычный пищевой краситель.

Наш космос будет зеленого цвета :)

Пока в космосе только одна планета. Вид сверху

Вид снизу.

5. Теперь можно исследовать свой новый космос. Дайте ребенку шпажку и пипетку и пусть он экспериментирует со свойствами жидкостей - добавляет новые планеты, соединяет их в одну огромную или, наоборот, разделяет их на несколько. В своем собственном космосе ребенок  - могущественный творец! :)

Создаем новые планеты

Моделируем Юпитер и Уран :)

Планеты в рюмке

6. А если сначала быстро-быстро перемешать жидкости палочкой, а потом наблюдать за их поведением, то мы сможем своими глазами увидеть, как по этому же принципу 4,6 миллиардов лет назад возникала наша планетарная система из космического газопылевого облака.

Маленькие пузырьки, вращаясь, собираются в какое-то подобие облака или диска. Это будет наша модель протопланетного диска, из которого потом образовались все планеты. 

Пузырьки сталкиваются, сливаются друг с другом, крупные выходят при вращении на свои орбиты, мелочь движется по своим. Так и образовывались планеты. В конце-концов ближе к середине получились планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс, а дальше расположились газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. А всякую мелочь вынесло за границу Нептуна в пояс Койпера и облако Оорта.

Только вот в нашей модели возникновения планетарной системы сама центральная звезда, наше Солнце, так и не образовалась. И это неудивительно, ведь для того, чтобы внутри вещества начались термоядерные процессы и оно стало излучать энергию, необходимо гораздо большая плотность и гораздо большие скорости движения. Интересно, можно ли реально так быстро размешивать жидкость в нашей рюмке, чтобы масло в ней превратилось в звезду? И какие еще условия мы должны соблюсти, чтобы в рюмке образовалась планетарная система? Это тема для целого исследовательского проекта! Можно брать его на следующий год для конкурса "Я исследователь" )))

Здесь можно увидеть еще посты о космосе и астрономии для детей:
Лэпбук "Солнечная система"
Лэпбук "Первый полет человека в космос"
Брошюрки с заданиями для распечатки "Детям о Большой Медведице" и "Детям о Созвездии Орион"
Опыты по астрономии
Звездоскоп
Опыт: Космос в рюмке
Интерактивная выставка "Космонавтом быть хочу"
Как увидеть Землю из космоса
Сценарий детского праздника ко Дню космонавтики  "Космический квест"
Галерея космических поделок
Космическая коробка для урока в школе
Полет к астероиду Бенну (миссия "Осирис-Рекс")
Почему у Большой Медведицы хвост?
Как увидеть МКС
Кто из живых существ первым полетел в космос?
Где кончается Вселенная?
Как почувствовать невесомость?
"Почему Луну видно днем?"
Постеры с планетами для школы
Обучающий плакат "Космос"
Рзвивающее занятие для малышей "Луна"
Наши имена на Марсе
Полигон для лунохода
Музей космонавтики в Артеке,
Астрофизическая обсерватория
Список программ и приложения для астрономических наблюдений