3. Tri oriešky vzorové riešenie

Ako prvú vec potrebnú na realizovanie tohto pokusu si musíme zohnať orechy (aspoň jeden). To sa však určite dá zvládnuť aj v tomto ročnom období, keď nám orechy nerastú. Akonáhle získame orechy, môžeme zvoliť niekoľko metód, ktorými sa vieme dopracovať k našej superkvapaline.

Metóda pokusu a omylu

Prvým spôsobom je jednoducho skúšať kvapaliny rôznych hustôt. Ak ich budeme skúšať systematicky, po pomerne krátkom čase narazíme na kvapalinu so správnou hustotou, v ktorej jadro bude plávať a škrupina padne na dno.

Metóda zistenia hustoty jadra a škrupiny

Táto metóda sa môže zdať zložitejšia, avšak vďaka jej pomoci vieme objaviť aj kvapaliny, ktoré nám nie sú dostupné.

Najjednoduchšie sa hustota meria nepriamo, čiže zmeraním hmotnosti a objemu. Hmotnosť zvládne zmerať každý s ako-tak presnou váhou. Objem sa však meria zložitejšie. Keď máte presný odmerný valec, do ktorého sa zmestí orech¹, tak ho naplňte vodou a potom vložte dnu časť orecha². Zmerajte rozdiel medzi pôvodnou výškou hladiny a tou po vložení časti orecha.

Pokiaľ však nemáte dostatočne presný odmerný valec, objem viete zmerať nepriamo aj pomocou rovnoramenných váh a Archimedovho zákona³ alebo aj pomocou obyčajnej váhy. V takom prípade treba odvážiť najprv časť orechu, ktorú meriame, potom plný pohár vody a následne plný pohár vody aj s časťou orecha. V tomto postupe využijeme, že objem vody, ktorý vytiekol, keď sme vložili orech, sa rovná objemu časti orecha, ktorú sme vložili. A teda ak poznáme hustotu vody, vieme jednoducho vyrátať objem časti orecha a teda aj jej výslednú hustotu.

Keď už vieme rozpätie hustôt, v ktorom sa má nachádzať naša kvapalina, môžeme zistiť, čo je to za kvapalinu. Nie je problém nájsť kvapalinu pre jednotlivé orechy. Pre môj prvý orech je to heptán, pre druhý voda a pre tretí napríklad benzín. Nájsť však jednu konkrétnu kvapalinu nie je možné, najmä preto, že každý orech je inak vyschnutý, narastený, … .

Malý chyták na záver

Aby sme teda našli nejakú univerzálnu kvapalinu, v ktorej väčšina orechových jadier padne na dno a škrupiny ostanú plávať, musíme využiť jeden dôležitý fakt a to tvar škrupiny. Škrupina je totiž schopná plávať na hladine ako lodička. Takže stačí nájsť akúkoľvek kvapalinu, v ktorej jadro padne na dno a škrupina sa udrží na hladine. Ja som to testoval s olejom a fungovalo to, aj keď podľa mojich nameraných hodnôt by nemalo. To je pravdepodobne spôsobené tým, že hmotnosť som meral s presnosťou na gramy a objem s presnosťou na mililitre.