Эффектные опыты и яркие демонстрации различных физических эффектов очень способствуют популяризации науки. Их смотрят с интересом и дети и взрослые, а то, что доступно в домашних условиях с радостью повторяют и показывают друзьям и знакомым. Все бы было хорошо, если бы в Интернете не появлялись крайне неудачные подборки таких занимательных опытов, где наряду с демонстрациями реальных физических явлений попадаются фейки и эстрадные фокусы.

Вот типичный пример такого видео в стиле старика Геббельса — 8 из 10 опытов нормальные, а два оставшихся — просто фокусы, которые мало чем могут помочь в популяризации науки:

Первый фокус — это опыт с кольцом и цепочкой. Если просто отпустить кольцо, то оно спокойно упадет и никакой «магии» не произойдет. В ролике кольцо отпускают, незаметно придавая ему вращение вокруг горизонтальной оси, в результате чего оно накручивает на себя цепочку и повисает на узле. Это само по себе забавно и позволяет продемонстрировать кое-какие математические идеи из топологии, но тут нет никакой физики — это просто эффектный фокус.

Второй фокус намного более подлый и его появление в таком видео является просто таки свинством. Это фокус со стаканом воды. Обычный опыт такого рода делается так. Стакан с водой накрывают листом бумаги и аккуратно переворачивают. Вода не выливается, а бумага остается прилипшей к стакану. Вот как это выглядит в честном варианте:

Если в стакане нет воздуха, то этот опыт легко объясним такой штукой как атмосферное давление. На бумажную «крышку» снизу действует атмосферное давление примерно в 760 мм ртутного столба, а сверху — давление столба воды, равного высоте стакана, которое во много раз меньше. Бумажке просто не от чего падать — ее наоборот надежно прижимает к краям стакана.

Если стакан заполнен водой не полностью то ситуация немного усложняется. Теперь на бумагу снизу давят все те же 760 мм ртутного столба, а сверху — они же в виде воздуха в верхней части стакана, плюс столб воды. Однако и в этом случае «крышка» не отваливается за счет молекулярных сил поверхностного натяжения по краям стакана. Когда бумага под весом воды начинает отставать от края, то образуется узенький мениск жидкости, на который действует поверхностное натяжение. Поскольку он очень узкий, то согласно формуле Лапласа под ним создается нехилое давление, компенсирующее вес столба воды и не дающее щели расширяться (вода срабатывает как клей). Кроме этого сама бумага за счет своей эластичности начинает немного прогибаться в центре, увеличивая объем внутри стакана и создавая некоторое отрицательное давление, которое тоже помогает удерживать «крышку». Если во время закрывания стакана еще и немного прогнуть бумагу внутрь, то этот эффект вакуума можно значительно усилить.

Если посмотреть на формулу Лапласа, то сразу понятно, что чем больше радиус мениска тем меньше под ним давление и тем меньший вес он способен держать на себе. Если горлышко сосуда совсем узкое, то все работает и без всякой бумажной «крышки»: переверните, например, наполненный медицинский шприц без иглы — из него ничего не выливается. А вот из бутылки с минералкой уже выливается. Все зависит от соотношения поверхностного натяжения и радиуса горлышка. При большом диаметре поверхность жидкости начинает рваться и сквозь нее «пробулькивают» пузыри воздуха — именно так, толчками, течет вода из бутылки с узким горлом. Из этого сразу же очевидно, что без бумаги удержать воду в стакане невозможно — мениск такой огромной площади не будет стабильным.

Тем не менее в первом видео бумагу эффектно выдергивают, а вода все так же остается в стакане. Это никакая не физика, это примитивный фокус. Используется специальный бутафорский стакан с дырочкой на дне, а на на картонку незаметно укладывается тонкая и прозрачная пластиковая крышка. Когда фокусник накрывает стакан картонкой он на самом деле закрывает его пластиковой крышкой, а сама картонка служит для отвода глаз. Дырка в стакане при этом закрыта пальцем и крышка держится атмосферным давлением и/или силами поверхностного натяжения. Затем картонку убирают и изумленным зрителям демонстрируют чудо (тонкую крышку сбоку они не различают). Затем фокусник сдвигает палец, открывая дырочку, и крышка вместе с водой падает. Заметить ее без стоп-кадра невозможно. Как это делается подробно показано тут.

Такие фокусы дискредитируют саму идею научной популяризации, поскольку подрывают веру зрителя в честность физических экспериментов. Авторы научно-популярных каналов на YouTube, очевидно, просто нагоняют себе просмотры и комментарии такими необъяснимыми «вирусными» опытами — люди спорят и пытаются найти объяснение творящейся «магии», что и способствует подъему таких видео в тренды. Это подло и непорядочно по отношению к зрителю. Фу такими быть.