«Не послушал Колобок бабушку с дедушкой, и съела его лиса!» – подытожила, как полагается, сказку мама. «А если бы послушал, – задумчиво ответила дочь, – они бы его в самом начале сказки сами и слопали. А так – хоть погулял напоследок…» Мы решили помочь Колобку не просто «погулять напоследок» а с пользой для дела и придумали для него научное приключение. Сюжет, как понимаете, для нас не самоцель, главное – среда, в которой наши зрители смогли бы играть, действовать, думать. Как она создавалась и что из этого получалось – в фрагментарных заметках ниже.
Слово «колобок» состоит из двух слов – «коло» и «бок». На старославянском языке слово «коло» означало круг. То есть, колобок – это круглый бок. Таких шариков, дисков да обручей в нашей лаборатории предостаточно, вот и придадим им энергии…
Так вышло, что на наше первое представления группа школьников не приехала. Но, тем не менее, оно состоялось! Не репетиция, а полновесный показ. Всего для двух, но с широко раскрытыми глазами зрителей.
В представлении участвуют 75 (!) колобков: от малого до большого, из разных материалов; один из них кубический, а другой вообще обруч.
Начал представление с поиска причинно-следственных связей в истории: «Папа очень спешил по своим делам, поэтому заяц ел Колобка… Нехотя, через силу, давился, но ел». Зрители в игру включились.
Первые три показа уложились в 65 мин., и я порадовался такой непродолжительности и лёгкости. Но неожиданно уже к пятому показу представление обросло комментариями и вышло на стандартную временную константу – 120 минут.
Знакомясь, Ведущий предлагает зрителям задание – перенести пинг-понговый шарик с помощью коктейльной трубочки. Они сразу догадываются, как это сделать. На четвёртом показе – продолжение: «Какой трубочкой это легче сделать: малого или большого диаметра?» Многие, не задумываясь, дают неправильный ответ. Ошибки рождают азарт на пути разгадывания загадок природы.
При всплытии шарика со дна сосуда я не первый раз, как мне кажется, удачно шучу над его неспособностью заметно выпрыгивать из воды: «разбег на рубль, удар на копейку». Но малыши такого высказывания не слышали, для них «копейка рубль не бережёт».
Начинаем с шарика, всплывающего из-под воды, и выходим в рассуждениях на запуск баллистической ракеты с подводной лодки.
При дуновении снизу из вертикально расположенной воронки шарик не вылетел, но когда мы положили в неё кубик – он там не задержался. На что один из зрителей заметил: «если бы воронка была квадратного сечения…». Надобно приготовить такую.
При обсуждении вопроса «может ли колобок приобрести первую космическую скорость»: – Что это за скорость такая? – Это скорость, с которой бегал первый космонавт.
Замечание учителя математики: «Не сомневалась, что взрослые ребята с иронией воспримут такую детскость, как изображения физиономий колобков на шариках, однако это им понравилось и не отвлекало». Мы взрослые, привычны к абстракциям типа «Из пункта А в пункт В…», а школьникам подавай конкретику. Озорники от скуки пририсовывают усы и бороды к портретам великих учёных в учебниках, а уж безликий шарик точно превратили бы в колобка.
В «полётах колобка» разбираемся в причинах его зависания в воздушной струе, так почему бы не назвать эту историю купанием в «Фонтане Бернулли». Пусть название с самого начала работает на объяснение.
О кинетической энергии вращательного движения известно только избранным старшеклассникам. Как объяснить школьникам, для которых «момент инерции – очень короткая инерция», а «угловая скорость – скорость убегания за угол», превращения энергии при скатывании шариков с горки по рельсам разной ширины. Сегодня на представлении – пятиклассники. «Проводим» для них соревнования по бегу. В процессе движения спортсмены должны пробежать одинаковое расстояние, но совершить при этом разное количество кувырков. Догадываетесь, кто придёт к финишу первым?..
Просим старшеклассников, много знающих о маятниках и колебаниях, объяснить свои действия при раскачивании стоя на верёвочных качелях. Тщётно! Амплитуда возрастает волшебным образом. Но не потому, что мы с усилием давим на них ногами. Возникает то, о чём молчат в базовом учебнике физике – параметрический резонанс. И мы дважды демонстрируем его в эксперименте, сначала периодически изменяя длину подвеса маятника, а затем – поля тяготения. Заинтригованы?..
«Объяснить» явление, лишь показав его и назвав «параметрическим резонансом» – лукавый приём из репертуара научных шоу, с которым мы не согласны. Пытаемся не прятать истину за «красивыми» словами и по возможности не брать её «с потолка»! Мы – почемучки. Вскрывая суть происходящего (в поисках причинно-следственных связей), балансируем, между занимательностью и глубиной объяснения. Для начала «вспоминаем» закон, который знает любой фигурист, балерина или акробат – закон сохранения момента импульса...
Участники соревнования выдувают шарики из воронок, сделанных из горлышек пластиковых бутылок. У каждой по периметру верхней кромки – цветная полоска. Мелочь? Позиция! Для нас важно, чтобы в эксперименте всё было наглядно и эстетично.
Придумать дорогу для квадратного колеса (кубического колобка) не сложно. Но мало. Потенциал опыта не раскрыт. Стоит обсудить, почему переноска тяжёлых грузов на голове, с точки зрения физиологии и физики – самый экономичный для человеческого организма способ.
«Забавный» разговор: – Почему кубик трудно катить по прямой дороге? – интересуется Ведущий. – Потому что у него углы! – Хорошо, но почему кубик с углами трудно катить по дороге? – Углы цепляются! – За что же они цепляются на плоской поверхности? – Кубик упирается углами! – Шарик тоже упирается нижней точкой. – Так у него же нет углов. – Ошибаетесь, бесконечное множество…
Оказалось, что представление, первоначально рассчитанное на учащихся 7-9кл, имеет большой запас прочности. Это подтвердилось при взаимодействии с первокурсниками физического факультета.
В зале нашёлся человек с гитарой, музыкальным слухом и физическим образованием. А Ведущий тем временем демонстрировал механические биения (конечно же, колобков). Вы, наверное, догадались, к чему могло привести столь благоприятное стечение обстоятельств… К экспромту, в результате которого мы смогли услышать пульсации звука (те самые биения), возникающие при настройке двух струн в унисон.
В чудеса со слов верится с трудом, именно поэтому после обсуждения эффективности различных способов переноса грузов, мы предлагаем одному из зрителей прогуляться с пудовой гирей на голове: – Каковы ощущения, коллега?
Побывав на представлении, учитель физики изъявила желание привести свой девятый класс: «Пусть послушают о колебаниях, эта тема у них западает». Понятный утилитарный подход, но задачи представления совсем другие.
Если вертеть курицу в руках, то её голова удивительным образом остаётся на месте. Так и хочется спросить: «Где спрятан гироскоп?» Для курицы – это возможность обеспечения чёткости зрения, для кого-то – видеореклама подвески «Мерседес бенц», а для нас – хорошее пояснение к ношению грузов на голове. Так от находки к находке выстраивается сюжет представления.
Ведущий «превращает» изящную девушку, изображающую раскачивание на качелях, в физическую модель – шарик на нитке. Потеря привлекательности ради упрощения. Жаль, что в школьном преподавании частенько за модельным подобием теряется живая наука.
Многозначительные фразы Ведущего: «Отсчёт потенциальной энергии можно вести от пола, от стола и от фонаря»; «Сказочник придумал очень грубую модель».
Частенько школьники, не объясняют явления, а прячутся за научными терминами. Ведущий: – Почему шарик остановился? Зритель уверенно: – У него момент инерции! Ведущий: – Допустим. А у тебя – фамилия… Но разве ты на свою фамилию тратишь энергию?..
В своём тесте мы предлагали отпускать шарик с глубины 39мм, 39см или ронять его на поверхность воды с высоты 3,9м. Цифры 3 и 9 были взяты не с потолка, а с учётом реального диаметра теннисного шарика. Но вот федерация настольного тенниса увеличила стандарт, ради уменьшения скорости полёта шарика в игре. Пришлось это учесть в своих показах. А как иначе, ведь: обязательно найдётся знаток, обнаруживший несоответствие; физика – наука точная; Ведущий не имеет права на обман. Это позиция. Даже если новое значение отличается от предыдущего всего на один миллиметр.
«Бог ты мой!» – восторженно оценил результат опыта один зритель. «Да нет, это физические законы», – нашёлся Ведущий. Присутствующие улыбнулись. Но привычка – вторая натура и во время заключительной демонстрации вновь прозвучало удивление «Боже!». Но вышло так, что в этот момент рука демонстратора дрогнула, и сосуд с водой опрокинулся. Что делать? Импровизировать! Ведущий в показном бессилии развёл руки в стороны, укоризненно посмотрел на сказавшего под руку, и подытожил: «Вот чем заканчивается вмешательство религии в науку». Шутка сработала.
Увидев кубический колобок, кто-то вспомнил крылатое выражение о том, что в России две беды: дороги и дураки. – Давайте же, это исправим! – нашёлся Ведущий, – придумаем дорогу, по которой легко бы катился кубик!
В названии «НАУЧНЫЕ ПРИКЛЮЧЕНИЯ К😊Л😊БК😊В» нашлись кругляши. Я беру в руки три теннисных шарика, пластиковый стаканчик и показываю фокус. Кругляши улыбаются: «Не дайте себя одурачить. Быстрее разгадывайте секрет, мы заждались вас на представлении!».