Физика без преград. Увлекательные научные факты, истории, эксперименты
Шрифт:
Как выпрыгну! Снова о транспорте
В фильмах мы видели, как герои выскакивают на полном ходу из движущегося вагона или автомобиля. А что скажут физики – как правильно это делать?
Прыгать вперед, по ходу движения? Но поскольку инерция и так толкает вас вперед, «прыгун» увеличит скорость и риск травмы. Тогда назад? С точки зрения физики это верно, но обезопасить себя сложнее, ведь упадете-то вы скорее всего на спину! Каскадеры часто прыгают назад относительно движения поезда и при этом располагаются спиной по направлению прыжка. Но для неопытного человека это из области фантастики.
№ 23
Тихо! Я слушаю ультразвук!
Понятие «волна» связано не только с водой. Волны могут распространяться и в газообразной среде, и даже в твердой.
Звук тоже распространяется в виде волн! Причем важен не только источник звука (то, что его вызвало), но и то, как его воспринимают (или не воспринимают) наши органы чувств. Чем выше частота колебаний, тем выше звук. Чем ниже частота – тем, соответственно, звук ниже. Но дело в том, что человеческое ухо способно слышать лишь звуки определенного диапазона. В среднем мы способны воспринимать волны, частота которых от 16 до 16 000–20 000 колебаний (герц) в секунду. Если частота выше – большинство из нас такой звук просто не услышит. Обычно к ультразвукам относят все те, частота которых превышает 20 000 колебаний. Чтобы услышать их, потребуется специальная аппаратура.
№ 24
Частоты, рождающие панику. Инфразвук
Если ультразвук – это звук высокочастотный, то инфразвуком принято называть звуковые волны, частота которых ниже, чем может воспринимать человек. Обычно это ниже 16 герц. В природе инфразвук возникает в коре планеты при землетрясениях, во время урагана; в условиях, далеких от природных, он может генерироваться тяжелой техникой: турбинами, двигателями, шахтным оборудованием. Инфразвук очень хорошо распространяется, а у крупных объектов вызывает вибрацию.
Его коварство в том, что, будучи неслышимым человеческим ухом, инфразвук в то же время может оказать сильное негативное воздействие: вызвать приступ страха, беспокойства, сбой сердечного ритма, а в особо серьезных случаях даже повреждения внутренних органов.
В воде инфразвук распространяется на сотни километров и помогает ориентироваться китам и другим животным.
№ 25
Иерихонская труба: правда или вымысел?
Выражение «Иерихонская труба» давно стало крылатым. В Ветхом Завете есть рассказ о взятии города Иерихона: «И вострубили в трубы, народ восклицал громким голосом, и от этого обрушилась стена до основания, и войско вошло в город, и взяли город». То есть, согласно легенде, стены рухнули из-за воздействия звука невиданной силы! Но возможно ли звуками труб – пусть даже очень больших – разрушить крепостную стену? С точки зрения исследователей, такой вариант был бы возможен, если бы благодаря звуку тысяч труб возник резонанс, из-за которого и обрушились укрепления. Но это маловероятно, так как стена слишком неоднородная. Возможно, Иерихон погиб в результате землетрясения – или нужно допустить, что древним израильтянам были доступны технологии, превосходящие современные…
№ 26
Он вернулся!
То, что бумеранг – орудие охоты австралийских аборигенов – после броска возвращается к своему владельцу, всегда вызывало восхищение у всех, кто видел этот полет. (Справедливости ради, скажем, что подобные метательные орудия существуют не только в Австралии. А большинство современных бумерангов предназначены вовсе не для охоты – это скорее игрушки.) Так чем же объясняется особенность бумеранга?
Если он попадет к вам в руки, рассмотрите его «крылья». Вы наверняка обратите внимание, что по форме они напоминают крыло самолета – плоские снизу и чуть выпуклые сверху. Помимо этого, каждая лопасть бумеранга обычно толще в передней части и становится тоньше в задней. Это не единственный вариант, существует довольно много разновидностей! Но все объединяет одно: важна не только форма, но и то, как именно бросать бумеранг.
Аборигены перед броском держат его вертикально и с силой запускают вперед. Бумеранг полетит, вращаясь, и тут вступит в действие подъемная сила. Так называется сила, перпендикулярная направлению движения тела, которая возникает из-за того, что поток (воздуха, газа, жидкости) обтекает тело несимметрично. Кроме того, включается так называемый гироскопический эффект – устойчивость при вращении в пространстве. (Еще один пример простого гироскопа – юла, или волчок.) Сочетание этих замечательных факторов – вращения, гироскопического эффекта и подъемной силы – и заставляет бумеранг, описав круг, вернуться к тому, кто его запустил.
Бумеранги применялись еще в позднем палеолите
Если бумеранг все же поразил цель, например птицу, он уже не полетит к владельцу, а упадет на землю
№ 27
Опасно! Болота и зыбучий песок
«Страшилки», связанные с таинственными болотами и песками, способными скрыть в своих глубинах животное, человека или даже автомобиль, известны каждому. Но чем объясняется это странное действие? Начнем с песка.
Как ни странно, в поведении зыбучего песка «виноват» не сам песок, а вода. Дело в том, что для появления засасывающего эффекта необходим источник воды, который находится в глубине. Если вода по какой-то причине просачивается к поверхности, она как бы обволакивает песчинки и образует рыхлую песочно-водяную «подушку», в которой прослойка воздуха между песчинками заменяется водой. При этом на поверхности песок может оставаться до поры до времени сухим.
Если же на этот песок что-то начинает давить, например ноги человека или лапы животного, вся неустойчивая масса приходит в движение и пытается «вернуть» на место перемешанные с водой песчинки, сдвинутые этим воздействием. Начинается засасывание. Выбраться крайне сложно, так как любое действие порождает еще большее противодействие…
Что же касается болот, то засасывающим эффектом обладают только болота трясинные – такие, на дне которых образовался слой гниющих органических отходов. Трясина относится к особому типу жидкости, которая становится тем более вязкой, чем сильнее на нее воздействовать. Если на этот слой попадает тело небольшого веса, оно не тонет. Относительно тяжелое – тонет. Ведь любое движение увеличивает давление на опору, в данном случае – трясину. Поэтому живое существо, попавшее туда, практически всегда обречено…