Научный руководитель — К.Д. Сладков, СУНЦ МГУ
Если поместить металлический диск с отверстием в центре в сосуд с водой, то он утонет. Но если в центр диска направить вертикально струю воды, то его можно удержать на плаву. Надо было объяснить это явление и исследовать, как оно зависит от существенных параметров.
В ходе исследования было использовано 15 дисков из четырёх видов металла, таз, кран с водой, 2 штатива, нитки, весы, грузы, линейка. В ходе эксперимента было выяснено, что диск ни при каких размерах (от 10 до 16 см) не плавает. Оказалось, что диску нужно углубление в центре, чтобы поток оставался в центре и диск не смещался. Была найдена зависимость глубины погружения диска от его радиуса, плотности, толщины, от силы, с которой действует на него поток и от плотности жидкости, в которой он плавает. Используя установку с блоками, была измерена сила потока, а остальное известно либо благодаря линейке, либо от производителей материалов. Опыты только подтвердили выявленную зависимость. Также была оценена максимальная глубина погружения, при которой вода не будет наливаться на диск, и экспериментальная глубина не превышала её.
Самый удивительный факт, который был обнаружен – это то, что алюминиевые диски плавали без потока, даже если в них проделать огромное отверстие (диаметром в 2 см). Предположив, что это происходит благодаря силе натяжения воды, мы провели дополнительный опыт в горячей воде, и все эти в прямом смысле слова “непотопляемые” диски потонули, что подтвердило выдвинутую теорию.