banner banner banner
Физика: парадоксальная и объяснимая. 100 открытых задач
Физика: парадоксальная и объяснимая. 100 открытых задач
Оценить:
 Рейтинг: 0

Физика: парадоксальная и объяснимая. 100 открытых задач


Морские гребешки – это двустворчатые моллюски с очень красивой раковиной. Они обитают во всех океанах мира. У гребешков нет ни плавников, ни каких-либо иных конечностей, но в случае опасности они могут изменить привычке к малоподвижному образу жизни и довольно резво «убежать» от опасности.

Гребешок гигантский (лат. Crassedoma giganteum)

Как морским гребешкам удаётся быстро перемещаться?

Контрольный ответ

При опасности морские гребешки резко сжимают створки раковины и с силой выталкивают из неё воду. Такой водомётный движитель использует принцип реактивного движения. Чем с большей скоростью выталкивается из раковины струя воды, тем большую скорость приобретает сама раковина.

Кстати…

Принцип реактивного движения используют многие обитатели морей и океанов. Медузы, кальмары, осьминоги передвигаются на реактивной тяге. Скорость движения зависит от разных факторов, но самым значимым из них является скорость передачи нервного импульса от мозга к мышцам животного. От этого зависит, с какой частотой оно сможет выпускать реактивную струю. Например, кальмар на полный цикл «двигателя»: забор воды, прокачку её через тело и выталкивание – тратит доли секунды! Это позволяет ему достигать скорости 70 км/ч и выше.

ЗАДАЧА 9. КУБИК-ШАРИК…***

Игральную кость обычно называют кубиком. На каждой из 6 его граней нанесены точки от 1 до 6. Кубик бросают – и случайным образом выпадает 1 из 6 чисел. Но, оказывается, бывают игральные «кубики» в форме шара!

Круглый 6-сторонний «кубик» / Wikimedia, Clеment Bucco-Lechat, CC BY-SA 3.0

Несмотря на форму, игральная кость останавливается почти сразу после броска. Почему?

Контрольный ответ

Внутри этого игрального кубика-шарика находится ещё один тяжёлый шарик, который может свободно перекатываться по внутренней поверхности.

Положение внутреннего шарика изменяет положение центра тяжести тела в целом. Если бы тяжёлый внутренний шарик был закреплён, игральная кость всегда останавливалась бы в одном положении, как кукла неваляшка. Но он может произвольно перекатываться внутри. Поэтому положение, в котором остановится такая игральная кость, непредсказуемо. Что и требуется по правилам игры в кости.

Хотите знать больше?

Видео по теме см. по запросу «Почему Неваляшка не падает и встаёт обратно?».

У многих игральных кубиков углы закруглены. Благодаря этому кубик катится почти как шар. При этом вероятность выпадения любого числа становится одинаковой, даже если бросающий намеренно выбирает определённое начальное положение кости и бросает её с целью, чтобы выпало задуманное число.

Кстати…

Где азартная игра, там и обман! Нечестные игроки – шулеры – пользовались игральными костями со смещённым центром тяжести. Такой кубик повышает вероятность выпадения определённого числа и даёт обманщику преимущество в игре.

ЗАДАЧА 10. АНТАРКТИЧЕСКИЙ ЛЁД***

Летом в Антарктиде тает лёд, и вода ручьями стекает в океан.

Но талые воды антарктического льда ещё долго не перемешиваются с водой океана. Они скользят по поверхности океана своим потоком, как будто вода ледников и морская вода – это две разные жидкости, не желающие смешиваться.

Почему талая вода плохо перемешивается с водами океана?

Контрольный ответ

Вода от растаявшего ледника пресная, её плотность ниже плотности океанской воды. Поэтому при стекании в солёную воду океана пресная вода оказывается наверху, и перемешивание происходит медленно.

Верхний слой – пресный, он словно бы плывёт по более плотному нижнему солёному слою и не стремится вниз. Окажись солёная вода наверху, перемешивание пошло бы гораздо быстрее.

Хотите знать больше?

Плотность воды зависит не только от солёности, но и от температуры. Холодная вода имеет большую плотность. Почему так, легко понять, если вспомнить, что жидкости при нагревании расширяются. Объём горячей жидкости будет чуть больше, чем объём холодной той же массы. А если объём тела при той же массе больше, то плотность этого тела меньше.

У воды, однако, есть одно необычное свойство: её плотность максимальна при температуре 4 ?, а при дальнейшем понижении температуры плотность воды начинает уменьшаться. Также плотность льда меньше плотности воды, и лёд в воде не тонет. Это уникальное свойство воды делает возможной жизнь в реках и озёрах. Иначе зимой водоёмы неизбежно промерзали бы до дна, и это сделало бы жизнь в них невозможной для большинства организмов.

Когда плавится арктический лёд, образуется пресная вода. Но почему? Разве не из океанской воды когда-то возникли эти глыбы льда? Не совсем. Часть льда образовалась благодаря осадкам, а осадки состоят из пресной воды. Но дело даже не в этом. Вымораживание – это один из способов опреснения солёной воды. Когда солёная вода замерзает, кристаллы льда образуются из молекул воды, при этом молекулы соли вытесняются из кристалла наружу.

Подумайте…*

Вам понятно теперь, почему при замерзании больших объёмов солёной воды повышается солёность океана?

ЗАДАЧА 11. АНОМАЛИЯ НА ПЛОТИНЕ ГУВЕРА**

Плотина Гувера – одно из самых грандиозных сооружений в США. Некоторым туристам при посещении плотины демонстрируют гравитационную аномалию.

Человек, стоя на плотине, выливает из бутылки воду. Но вместо того чтобы течь вниз, вода, разбиваясь на капли, летит вверх!

Видео с этим фокусом см. по запросу «Вода из бутылки льётся вверх на плотине Гувера». Возможно, если вы будете смотреть внимательно, вы найдёте подсказку на вопрос задачи.

Как можно объяснить, что вода, вылитая из бутылки, течёт вверх?

Контрольный ответ

Ветра, дующие в глубоком каньоне реки Колорадо, встретив на пути высокую вертикальную стену плотины, изменяют направление движения. Снизу вверх вдоль стены плотины движется сильный воздушный поток. Он-то и заставляет брызги воды лететь вверх. (Если внимательно смотреть видео, то видно, что волосы девушки колышутся от ветра.)

Хотите знать больше?

Гравитационные аномалии действительно существуют, это не вымысел! Но их влияние на силу тяготения невелико. Из-за особенностей рельефа местности, из-за различной плотности пород, формирующих литосферу, сила тяжести, действующая на тело, может отличаться в разных точках Земли. Но лишь на несколько процентов. И, конечно, смена направления силы гравитации на противоположное – совершенно невозможное явление на нашей планете.

Аналоги

На Земле есть удивительные водопады, в которых потоки воды, оторвавшись от скалы, не падают на Землю, а летят вверх.

Воду вздымает ветер, который дует от подножия горы к вершине, образуя восходящий воздушный поток. Такие «перевёрнутые» водопады – явление редкое. Они встречаются в Австралии, Исландии, Ирландии, Шотландии, Великобритании, на Гавайских островах.

Видео, как сильные ветры переворачивают водопад с ног на голову, можно посмотреть по запросу «Водопад Вайпугия на Гавайях».

ЗАДАЧА 12. НАСТОЯЩИЙ КОСМОНАВТ – НЕ ХРАПИТ!***

Ни космонавты, ни астронавты, ни даже космические туристы, находящиеся на орбите, не храпят во сне. Этот факт был подтверждён исследованиями НАСА и Американским Национальным Институтом Здоровья.

Чтобы решить задачу, рассмотрите, как устроены воздухопроводящие пути человека.

Схема строения ротоглотки

Почему люди, храпящие на Земле, в космосе спят без храпа?