Знаете ли вы физику?

Перельман Яков Исидорович

^{Рис. 31. Задача о двух тонких конических трубках}

Почему?

Куда капли подвигаются: к широкому или к узкому концу трубок?

73

Если на дно стеклянного сосуда с водой положить плотную деревянную пластинку, она всплывет. Если на дно такого же сосуда с ртутью положить стеклянную пластинку,

она не всплывет. Между тем известно, что плавучесть стекла в ртути (разность удельных весов ртути и стекла) гораздо больше, чем дерева в воде.

Почему же деревянная пластинка в воде всплывает, а стеклянная в ртути не всплывает?

74

При какой температуре поверхностное натяжение жидкости равно нулю?

75

С какой, приблизительно, силой сдавливается жидкость своим поверхностным слоем?

76

Почему водопроводный кран устраивают завинчивающимся (рис. 32), а не поворотным, как в самоваре?

^{Рис. 32. Почему водопроводные краны устраиваются завинчивающимися?}

77

Какая жидкость С вода или ртуть С вытечет из воронки скорее, если высота уровней одинакова?

78—79

1. Ванна с отвесными стенками может быть наполнена из крана в 8 минут, а опорожнена через выпускное отверстие (при закрытом кране) в 12 минут. Во сколько времени наполнится она, если при открытом выпускном отверстии держать первоначально пустую ванну под открытым краном?

2. Ванна наполняется в 8 минут; при закрытом кране и открытом выпускном отверстии она опоражнивается также в 8 минут. Сколько воды окажется в первоначально пустой ванне, если целые сутки наливать в нее воду из крана при открытом выпускном отверстии?

3. Решить ту же задачу, если продолжительность наполнения по-прежнему 8 минут, а опорожнения С 6 минут.

4. Решить ту же задачу, если продолжительность наполнения полчаса, а опорожнения С 5 минут.

5. Ванна опоражнивается в срок более короткий, чем продолжительность ее наполнения из крана. Удержится ли в ней хотя бы немного воды, если наливать первоначально пустую ванну и одновременно выпускать из нее воду?

^{Рис. 33. Головоломные задачи о наполнении ванны}

Во всех случаях, чтобы не осложнять решения, можно не принимать во внимание сжатия вытекающей струи и трения жидкости о края отверстия.

80

Опоражнивая ванну, мы замечаем близ выпускного отверстия водяной вихрь. В какую сторону он вращается: по часовой стрелке, против нее?

81

Почему в половодье поверхность реки слегка выпуклая, а в межень (т. е. при низком стоянии воды) – вогнутая (рис. 34 и 35)?

^{Рис. 34. Поверхность реки}

в половодье

^{Рис. 35. Поверхность реки в межень}

82

Почему загибаются гребни морских волн, набегающих на пологий берег (рис. 36)?

^{Рис. 36. Почему гребни волн прибоя загибаются?}

III. Свойства газов

83

Назовите третью по количественному содержанию постоянную составную часть атмосферного воздуха.

84

Назовите самый тяжелый из газообразных элементов.

85

Если поверхность человеческого тела равна 2 м², то можно ли считать, что общее давление атмосферы на тело человека составляет 20 т (рис. 37)?

^{Рис. 37. 320 тысяч килограммов на наших плечах. Таким грузом отягчает нас 300-километровый столб воздуха. Не ощущаем мы его потому, что он действует не только сверху, но и снизу, а также изнутри, и потому уравновешивается (Рисунок и подпись С из научно-популярной книги)}

86

Насколько отличается от 1 атмосферы давление выдыхаемого и выдуваемого нами воздуха?

87

Давлением скольких примерно атмосфер пороховые газы выталкивают снаряд артиллерийского орудия?

^{Рис. 38. Почему бумажный лист не отпадает?}

88

В каких единицах выражают давление воздуха?

89

Общеизвестен опыт с листком бумаги, который не отпадает от краев опрокинутого стакана с водой (рис. 38). Опыт описывается в учебниках начальных классов и часто фигурирует в популярных книгах. Объяснение обычно дается такое: снизу на бумажку давит извне воздух с силою одной атмосферы, изнутри же напирает на бумажку сверху только вода с силою, во много раз меньшею (во столько раз, во сколько 10-метровый водяной столб, соответствующий атмосферному давлению, выше стакана); избыток давления и прижимает бумажку к краям стакана.

Если такое объяснение верно, то бумажка должна придавливаться к стакану с силою почти целой атмосферы (0,99 ат). При диаметре отверстия стакана 7 см на бумажку должна действовать сила приблизительно ¹/₄ · 7² = 38 кг. Известно, однако, что для отрывания бумажного листка такой силы не требуется, а достаточно самого незначительного усилия. Пластинка, металлическая или стеклянная, весящая несколько десятков граммов, вовсе не удерживается у краев стакана, С она отпадет под действием тяжести. Очевидно, обычное объяснение опыта несостоятельно.