Фізика для маленьких чомучок: Чому ковзани ковзають по льоду?.

Чи вмієш ти кататися на ковзанах? А знаєш, чому ковзани ковзають по льоду? Лід - це замерзла вода, а властивості у води дуже незвичайні.

Чи вмієш ти кататися на ковзанах? Це набагато важче, ніж кататися на лижах. Лижі - довгі і досить широкі, а леза ковзанів - досить короткі і дуже вузькі. Людина на ковзанах тисне усією своєю вагою на зовсім маленький шматочок льоду, і тому це тиск дуже велике.

Так що лижі придумані, щоб зменшити тиск, а ковзани зроблені так, щоб якомога більше збільшити тиск. А навіщо? А щоб легше сковзати!

У чому тут секрет? Секрет тут - у властивостях води і льоду.

Вода - звичайна речовина на землі, а от властивості у неї дуже, дуже незвичайні. Метали і повітря розширюються при нагріванні. Це означає, що при охолодженні вони, навпаки, стискаються. А ось вода поводиться не зовсім так. Якщо її охолоджувати, то вона, дійсно, буде стискатися, поки температура вище 4 градусів тепла. А як тільки температура стане нижче 4 градусів, вода починає розширюватися, і при нулі градусів розширюється ще сильніше і перетворюється на лід.

У рідкій воді молекули розташовані досить близько, але без жодного порядку. Чим сильніше охолодження, тим повільніше рухаються молекули, і при досить сильному холоді молекули починають один з одним зчіплюватися.


В льоду молекули води утворюють ажурні, мереживні споруди. Що це за ажурні споруди, ти, напевно, знаєш, якщо коли-небудь розглядав сніжинки. В льоду молекули води розташовані так, що між ними дуже багато порожнього місця, точно так само, як між променями сніжинки. Тому-то лід легше води і плаває поверх неї, тому-то з невеликої кількості води можна отримати багато льоду. І при цьому сила розширення у льоду така, що якщо замерзає вода в залізній трубі, то розірве і трубу.

А що ж буде, якщо лід почати стискати? Якщо на нього дуже сильно натиснути (навіть при великому морозі), то може впасти ажурне будова льоду, і молекули води зблизяться. А раз немає всередині ажурних споруд, то це буде вже не лід, а вода.

Саме це і відбувається, коли людина їде на ковзанах. Від сильного тиску лід під коником перетворюється на рідку воду, яка працює як мастило для коника. З цієї мастилі він і ковзає. Води утворюється, звичайно, тонюсенький шар, і вона миттєво знову замерзає, як тільки коник з неї з'їжджає. Але її цілком вистачає для легкого й гарного ковзання.

Бачиш, як дивно: здається, що людина на ковзанах ковзає по льоду. А на самій-то справі він ковзає по воді!

А. Лук 'янова. "Фізика для малюків"