Beztížný stav

MOTIVACE:
Těleso na zemské povrchu tlačí na podložku silou, kterou nazýváme „tíha“ a ta je vyvolána zemskou přitažlivostí. Jestliže padá těleso k Zemi volným pádem, je v beztížném stavu, ačkoliv je v gravitační poli Země. Kosmonauti na oběžné dráze kolem Země pracují v beztížném stavu. Jistě jste viděli např. v televizi záběry z vesmírné stanice a na nich „plovoucí“ kosmonauty. V rámci nácviku na pobyt ve vesmíru cvičí kosmonauti také pobyt v beztížném prostoru. Kromě dostatečně přesné simulace beztížného stavu v bazénu provádějí nácvik při volném pádu dopravního letadla.

POMŮCKY:
plastová láhev, zátka s otvorem, brčko (na jednom konci zúžené), potravinářská barva, fotomiska

POSTUP:
Do zátky vyvrtáme otvor a prostrčíme jím prostrčíme brčko. Jeden jeho konec musí být zúžený (nahřejeme a vytvarujeme nebo vlepíme část trubičky náplně od propisovačky. Do láhve nalijeme obarvenou vodu a dobře utěsníme místo, kterým brčko prochází zátkou (lepidlo, plastelína).
Láhev postavíme na fotomisku a brčkem do ní nafoukáme trochu vzduchu. Počkáme až skončí malý vodotrysk, vezmeme láhev opatrně do rukou (nemačkat!) a vystoupíme s ní na židli, stůl, štafle, či nějaké jiné vyvýšené místo. Pak necháme láhev volně padat do koše na odpadky (vystlaného papíry nebo hadrem – aby dopad nebyl příliš tvrdý).
Během pádu pozorujeme, že brčkem opět stříká voda – vodotrysk se obnovil.

VYSVĚTLENÍ:
Když voda z láhve přestane stříkat (poté co jsme do láhve fouknuli), je tlak vzduchu nad hladinou v láhvi roven součtu hydrostatického tlaku vodního sloupce v brčku a atmosférického tlaku. Voda z láhve neuniká. Začne-li láhev padat (síla rukou na ni přestane působit), je tíha vodního sloupce rovna nule (beztížný stav) a tedy i hydrostatický tlak vodního sloupce v trubici je nulový. V láhvi vzniká přetlak vzduchu, který způsobí objevení se fontánky.

POZN:
1. Je vhodné použít obarvenou vodu. Pozor na to, aby byla kontrastní vůči pozadí. Neprovádějte pokus proti oknu!
2. Působí na těleso ponořené v kapalině v podmínkách beztížného stavu (např. v umělé družici Země) vztlaková síla?