Цікава фізика тиску. Цікаві досліди із атмосферним тиском. Який винахід Піфагора було створено для боротьби з алкоголізмом

Якщо ви вважаєте фізику нудним та непотрібним предметом, то глибоко помиляєтесь. Наша цікава фізика розповість, чому птах, що сидить на дроті лінії електропередач, не гине від удару струмом, а людина, яка потрапила в хиткі піски, не може в них потонути. Ви дізнаєтеся, чи дійсно в природі не існує двох однакових сніжинок і чи був Ейнштейн у школі двієчником.

10 цікавих фактів зі світу фізики

Зараз ми відповімо на питання, що хвилюють багатьох людей.

Навіщо машиніст поїзда здає назад перед тим, як рушити?

Усьому виною сила тертя спокою, під впливом якої знаходяться вагони поїзда, що стоять без руху. Якщо паровоз просто поїде вперед, може не зрушити склад з місця. Тому він трохи відштовхує їх назад, зводячи до нуля силу тертя спокою, а потім надає їм прискорення, але вже в іншому напрямку.

Чи існують однакові сніжинки?

Більшість джерел стверджує: у природі немає однакових сніжинок, оскільки їх формування впливає відразу кілька чинників: вологість і температура повітря, і навіть траєкторія польоту снігу. Проте цікава фізика стверджує: створити дві сніжинки однакової конфігурації можна.

Це експериментально підтвердив дослідник Карл Ліббрехт. Створивши в лабораторії абсолютно ідентичні умови, він отримав два зовні абсолютно однакові снігові кристали. Правда, слід зазначити: кристалічні грати у них все-таки були різними.

Де в Сонячній системі є найбільші запаси води?

Ніколи не здогадаєтесь! Найоб'ємнішим сховищем водних ресурсівнашої системи є Сонце. Вода там перебуває у вигляді пари. Його найбільша концентрація відзначена у місцях, які ми називаємо «плямами на Сонці». Вчені навіть вирахували: у цих районах температура на півтори тисячі градусів нижча, ніж на інших ділянках нашої гарячої зірки.

Який винахід Піфагор був створений для боротьби з алкоголізмом?

Згідно з легендою, Піфагор, щоб обмежити вживання вина, зробив кухоль, який можна було наповнити хмільним напоєм лише до певної мітки. Варто перевищити норму хоч на краплю, і весь вміст кухля випливав назовні. В основі цього винаходу лежить дія закону про сполучені судини. Вигнутий канал у центрі кружки не дозволяє її наповнювати до країв, «позбавляючи» ємність від усього вмісту у разі, коли рівень рідини знаходиться вище за вигин каналу.

Чи можна перетворити воду з провідника на діелектрик?

Цікава фізикастверджує: можна. Провідниками струму є самі молекули води, а що містяться у ній солі, точніше їх іони. Якщо їх видалити, рідина втратить здатність проводити електричний струм та стане ізолятором. Іншими словами, дистильована вода є діелектриком.

Як вижити в падаючому ліфті?

Багато хто вважає: потрібно підстрибнути під час удару кабіни об землю. Однак ця думка неправильна, оскільки передбачити, коли станеться приземлення, неможливо. Тому цікава фізика дає іншу пораду: ляжте спиною на підлогу ліфта, намагаючись максимально збільшити зіткнення з ним. В цьому випадку сила удару буде спрямована не на одну ділянку тіла, а рівномірно розподілиться по всій поверхні, що значно збільшить ваші шанси на виживання.

Чому птах, що сидить на дроті високої напруги, не гине від удару струмом?

Тіла пернатих погано проводять електричний струм. Торкаючись лапами до дроту, птах створює паралельне з'єднання, але оскільки вона є не найкращим провідником, заряджені частинки рухаються не через неї, а кабельними жилами. Але варто птаху доторкнутися до заземленого предмета, і вона помре.

Гори знаходяться до джерела тепла ближче за рівнини, але на їх вершинах набагато холодніше. Чому?

Цей феномен має дуже просте пояснення. Прозора атмосфера безперешкодно пропускає сонячні промені, не поглинаючи їхню енергію. Зате грунт добре вбирає тепло. Саме від неї потім і прогрівається повітря. Причому чим вище його щільність, тим краще він утримує отримувану від землі теплову енергію. Але високо в горах атмосфера стає розрідженою, тому й тепла в ній «затримується» менше.

Чи можуть засмоктати хиткі піски?

У фільмах нерідко зустрічаються сцени, де люди «тонуть» у хиткіх пісках. В реального життя— стверджує цікава фізика — таке неможливе. Вибратися самостійно з піщаного болота у вас не вийде, адже щоб витягнути лише одну ногу, доведеться докласти стільки зусиль, скільки витрачається на підйом легкового автомобіля середньої маси. Але й потонути ви теж не зможете, оскільки маєте справу з неньютонівською рідиною.

Рятувальники радять у таких випадках не робити різких рухів, лягти спиною вниз, розкинути руки убік та чекати на допомогу.

Чи існує в природі ніщо, дивіться у відео:

Дивовижні випадки з життя відомих фізиків

Видатні вчені здебільшого фанатики своєї справи, здатні заради науки на все. Так, наприклад, Ісаак Ньютон, намагаючись пояснити механізм сприйняття світла людським оком, не побоявся поставити досвід собі. Він ввів у око тонкий, вирізаний з слонової кісткизонд, одночасно натиснувши на тильну частину очного яблука. В результаті вчений побачив перед собою райдужні кола і довів таким чином: видимий нами світ — не що інше, як наслідок тиску світла на сітківку.

Російський фізик Василь Петров, який жив у початку XIXстоліття і займався вивченням електрики, зрізав на своїх пальцях верхній шар шкіри, щоб підвищити їхню чутливість. Тоді ще не існувало амперметрів і вольтметрів, що дозволяли вимірювати силу і потужність струму, і вченому доводилося робити це навпомацки.

Репортер запитав А. Ейнштейна, чи він записує свої великі думки, і якщо записує, то куди — в блокнот, записник або спеціальну картотеку. Ейнштейн подивився на об'ємний блокнот репортера і сказав: «Милий мій! Справжні думки приходять так рідко на думку, що їх неважко й запам'ятати».

А ось француз Жан-Антуан Нолле вважав за краще поставити експеримент на інших, проводячи в середині XVIII століття експеримент з обчислення швидкості передачі електричного струму, він поєднав 200 ченців металевими проводами і пропустив за ними напругу. Всі учасники експерименту смикнулися практично одночасно, і Нолле зробив висновок: струм біжить по проводах ну дуже швидко.

Історію про те, що великий Ейнштейн був у дитячі роки двієчником, знає майже кожен школяр. Однак насправді Альберт навчався дуже добре, а його знання з математики були набагато глибшими, ніж того вимагала шкільна програма.

Коли юний талант спробував вступити до вищої політехнічної школи, він набрав вищий бал із профільних предметів — математики та фізики, але з інших дисциплін у нього виявився невеликий недобір. На цій підставі йому було відмовлено у прийомі. На наступний рікАльберт показав блискучі результати з усіх предметів і у віці 17 років став студентом.

Забирай собі, розкажи друзям!

Читайте також на нашому сайті:

показати ще

Здрастуйте, шановні читачі.

У проекті «Граємо у фізику» йде сезон ігор та знайомства з поняттям . Перший огляд досвіду з інтернету був присвячений. А сьогодні подивимося, які експерименти із тиском води ставлять, як із ним грають.

Перше, що я знайшла цю статтю про тиск на сайті «Класна фізика». Багато цікавих завдань – питань щодо тиску рідини. А досвід на малюнку дуже показовий та цікавий, як мені здається. Відразу видно і чітко показано, що на різній глибині тиск рідини різний.

Закон Бернуллі ми у школі (чи інституті?) виводили довго за формулами. В результаті ніхто сенсу не запам'ятав. Я теж. А виявляється все в принципі просто. Але парадоксально. І це особливо цікаво як дорослим, і дітям). На фото досвід із повітрям за цим законом, а можна і з водою.

Цікава гра мені попалася. Це, звичайно, це не для малюків. А ось школярам має бути дуже цікаво так погратись.

А ось відео із демонстрацією фізичного закону. Майже мультик)

Можна поекспериментувати з кулею Паскаля. У принципі, це звичайна бризгалка. А який виявляється науковий прилад) Ми у школі просто верещали при демонстрації цього досвіду. Хоча, здається, це вже дев'ятий клас був)

Досвід із сполученими судинами дуже цікавий. Мені завжди здавалося, що тема це дуже проста та нудна. Ан, ні. У ній досить багато цікавих та важливих моментів.

ЩО МОЖЕ ПОВІТРЯ

Досвід 1

Він, наприклад, може підкинути монету! Поклади на стіл невелику монетку і закинь її собі в руку поштовхом повітря. Для цього, тримаючи руку щитком за монетою, різко подув на стіл. Тільки не те місце, де лежить монета, але в відстані 4-5 див перед нею.

Повітря, стиснуте твоїм подихом, проникне під монету і підкине її прямісінько тобі в жменю.

Кілька спроб - і ти навчишся брати зі столу монету, не торкаючись до неї рукою!

Досвід 2

Якщо є в тебе вузенька конічна чарка, можеш зробити ще один кумедний досвід із монетами. На дно чарки поклади копійку, а зверху – п'ятак. Він ляже горизонтально, наче кришка, хоч і не дістає до краю чарки.
Тепер різко подув на край п'ята.

Він стане ребром, а копійка буде викинута стисненим повітрям. Після цього п'ятак ляже на місце. Так невидимка допоміг тобі дістати з дна чарки копійку, не торкаючись ні до неї, ні до п'ята, що лежить зверху.

Досвід 3

Схожий досвід можна зробити із чарками для яєць. Постав дві такі чарки поряд і в ту, що ближче до тебе, поклади яйце.

На випадок невдачі яйце візьми круте. А тепер сильно і різко дунь у те місце, яке вказано стрілкою на малюнку, якраз у край чарки.

Яйце підскочить і пересяде в порожню чарку!
Невидимка-повітря проскочило між краєм чарки і яйцем, увірвалося в чарку, та так сильно, що яйце підскочило вгору!

У деяких цей досвід не виходить - «бракує духу». Але якщо замість крутого яйця взяти порожню, видуту шкаралупу, вийде напевно!

ТЯЖКЕ ПОВІТРЯ

Візьми широку дерев'яну лінійку (яку не шкода). Врівновавшись її на краю столу, щоб при найменшому натиску на вільний кінець лінійка падала. А тепер розстели на столі поверх лінійки газету. Акуратно розстели, розгладь руками, розправи всі складочки.

Раніше лінійку можна було перекинути пальцем. Тепер додалася газета, та чи багато вона важить? Ану, сміливіше: устань від лінійки збоку і вдари по її кінці кулаком!

Навіть кулак захворів, а лінійка лежить, наче цвяхами прибита. Ну зараз ми їй покажемо, як упиратися! Бери ціпок і бий з усього розмаху. Бах! Лінійка навпіл, а газета лежить як ні в чому не бувало.

Чому ж газета виявилася такою тяжкою?
Та тому, що її зверху тисне повітря. По 1 кг за кожен квадратний сантиметр. А квадратних сантиметрів у газети ой як багато! Ану порахуй, яка це площа? Приблизно 60 х 42 = 2520 см2. Виходить, повітря тисне на неї з силою дві з половиною тисячі кілограмів, дві з половиною тонни!

Підіймай газету повільно - повітря і під неї проникатиме, і знизу тиснути з такою ж точно силою. Але спробуй відірвати її від столу разом, і ти вже бачив, що виходить. Повітря не встигає потрапити під газету - і лінійка ламається навпіл!

ПРИСОСКА ЗІ ШКІЛЬНОЇ ГУМКИ

З трьох предметів, названих у заголовку, найменш зручний для дослідів спрут. По-перше, його важко дістати, а по-друге, зі спрутом жарти погані. Як схопить своїми страшними щупальцями, як присмокчеться присосками – не відірвеш!

Зоологи кажуть, що присоска спрута має форму філіжанки з кільцевим м'язом. Спрут напружує м'яз- чашечка стискається, стає вже. А потім, коли ця чашка притиснеться до видобутку, м'яз розслабляється.

Дивись, як цікаво: щоб утримати видобуток, спрут не напружує м'язи, а розслаблює їх! І все одно присоски присмоктуються. Немов редиска до тарілки!

Досвід

Від дослідів із живим спрутом нам з тобою довелося відмовитись. Але одну присоску ми все-таки зробимо – штучну присоску зі шкільної гумки.

Візьми м'яку гумку і в середині однієї бічної сторони довбати поглиблення. Це буде чашечка присоски. Ну а м'язи використовуємо твої. Адже вони потрібні тільки для того, щоб стиснути присоску спочатку, а потім все одно розслабляються, так що руку можна буде прибрати.
Стисни гумку, щоб чашка зменшилася, і притисні її до тарілки. Тільки змочи спочатку: адже гумка не редиска, у неї свого соку немає. До речі, спрут теж працює мокрими присосками.

Притиснув гумку?
Тепер відпускай, вона присмокталася надійно.
Є й мильниці із гумовими присосками. Вони приліплюються до кахельної стіни ванної. Їх теж треба спочатку змочити, а потім притиснути до стіни та відпустити. Тримаються!

Ну, а тепер про муху!
Скажи, ти ніколи не замислювався над тим, як вона ходить по стіні і навіть по стелі?

Є навіть така загадка: Що над нами вгору ногами? Може, у мухи на кінцях ніжок кігтики? Гачки, якими вона чіпляється за нерівності стін та стелі? Але вона і по шибці гуляє абсолютно вільно, і по дзеркалу. Там-то вже й мусі зачепитися нема за що. Виявляється, на лапках у мухи теж присоски.

От і стверджуй після цього, що між мухою та спрутом немає нічого спільного.

Як випорожнити склянку?

Склянка та пляшка наповнені водою. Потрібно випорожнити склянку пляшкою, не випорожнивши її.
Виконайте в пробці пляшки два отвори і проткніть через них дві соломинки, одну, рівну по Довжині висоті склянки, іншу - вдвічі довшу. Заклейте потім хлібним м'якушем один кінець меншої соломинки і заткніть пляшку пробкою так, щоб у пляшку увійшли відкриті кінці соломинок.

Тепер, якщо ви перевернете пляшку, із великої соломинки почне витікати вода. Перекиньте пляшку над склянкою з водою так, щоб маленька соломинка торкалася дна склянки, і зріжте ножицями її кінець заклеєний хлібним м'якушем. Вода витікатиме з великої соломинки, поки склянка не спорожниться. Чому?

Це так: соломинки виконують роль сифона. Порожнеча, що утворюється витікаючою водою, у пляшці негайно наповнюється водою зі склянки, яку жене у пляшку тиск повітря на поверхні води в склянці.

І знову я дозволю собі торкнутися старих книжок цього разу двотомника «Цікава фізика». Автор цієї чудової у всіх відношеннях книги Яків Ісидорович Перельман, який був найбільшим і найвідомішим популяризатором науки в СРСР.

Його перу належить ціла плеяда науково-популярних книг, серед яких «Цікава фізика» є лише найвідомішою. Вона витримала понад 20 перевидань (я точно не можу сказати, але якщо в Останнім часомїї знову перевидавали, це вже буде близько 30 перевидань). Цей двотомник у тодішньому Союзі мав шалену популярність і тепер його назвали б бестселером.

Я довгий час хотів його собі придбати і він таки був придбаний (це було кілька років тому і шукав я цей двотомник роками). Написаний він дуже простою та зрозумілою мовою, і для того, щоб зрозуміти цю книгу знань шкільного курсуФізики за 7-9 клас вистачає за очі. Навіть більше, за допомогою цієї книги можна в домашніх умовах поставити низку дуже повчальних та серйозних дослідів.

Плюс до всього іншого в ній докладно розглянуті самі типові помилкиписьменників-фантастів, що спеціалізуються на науковій фантастиці (особливо улюблені автором Герберт Уеллс і Жюль Верн), втім і інших авторів та інші твори Яків Ісидорович не оминає стороною. Наприклад взяти того ж Марка Твена, який подарував світові безліч сатиричних творів.

Давайте я просто наведу один із параграфів цього чудового двотомника?

«Суп із барометра»

У книзі «Мандри за кордоном» американський гуморист Марк Твен розповідає про один випадок своєї альпійської подорожі – випадок, зрозуміло, вигаданий:

Неприємності наші скінчилися; тому люди могли відпочити, а в мене нарешті з'явилася можливість звернути увагу на науковий бік експедиції. Насамперед я хотів визначити за допомогою барометра висоту місця, де ми знаходилися, але, на жаль, не отримав жодних результатів. З моїх наукових читань я знав, що чи то термометр, чи барометр слід кип'ятити для отримання показань. Який саме з двох, – я не знав напевно і тому вирішив прокип'ятити обоє.

І все-таки не отримав жодних результатів. Оглянувши обидва інструменти, я побачив, що вони вкрай зіпсовані: у барометра була тільки одна мідна стрілка, а в кульці термометра бовталася грудка ртуті.

Я знайшов інший барометр; він був зовсім новий та дуже гарний. Півгодини кип'ятив я його в горщику з бобовою юшкою, яку варив кухар. Результат вийшов несподіваний: інструмент перестав діяти, але суп набув такого сильного присмаку барометра, що головний кухар – людина дуже розумна – змінив його назву у списку страв. Нова страва заслужила загальне схвалення, так що я наказав щодня готувати суп з барометра. Звичайно, барометр був зовсім зіпсований, але я не дуже шкодував про нього. Якщо він не допоміг мені визначити висоту місцевості, то він більше мені не потрібен.

Відкинувши жарти, постараємося відповісти на запитання: що ж насправді слід було «кип'ятити», термометр чи барометр?

Термометр і ось чому.

З попереднього досвіду ( цей фрагмент був вилучений із основного контексту, про що я обговорювався на самому початку.- прим. моє) ми бачили, що чим менший тиск на воду, тим нижча температура її кипіння. Так як з підняттям в гори атмосферний тиск зменшується, то разом з тим повинна знижуватися і температура кипіння води. І справді, спостерігаються наступні температури кипіння чистої води при різних тисках атмосфери:

Температура кипіння, °C	Тиск, мм рт. ст.
101	787,7
100	760
98	707
96	657,5
94	611
92	567
90	525,5
88	487
86	450

Берн (Швейцарія), де середній тиск атмосфери 713 мм рт. ст., вода у відкритих судинах кипить вже за 97,5 °С, але в вершині Монблана, де барометр показує 424 мм рт. ст., окріп має температуру всього 84,5 °С. З підняттям на кожен кілометр температура кипіння води знижується на 3 °C. Значить, якщо ми виміряємо температуру, при якій кипить вода (за виразом Твена, якщо «кип'ятитимемо термометр»), то, впоравшись у відповідній таблиці, зможемо дізнатися висоту місця І тому необхідно, звісно, ​​мати у розпорядженні заздалегідь складені таблиці, що Марк Твен «просто» забув.

Прилади, що використовуються для цієї мети – гіпсотермометри – не менш зручні для перенесення, ніж металеві барометри, і дають набагато точніші показання.

Зрозуміло, і барометр може бути визначення висоти місця, оскільки він прямо, без жодного «кип'яття» показує тиск атмосфери: що вище ми піднімаємося, тим тиск менше. Але й тут потрібні або таблиці, що показують, як зменшується тиск повітря в міру підняття над рівнем моря, або знання відповідної формули. Все це ніби змішалося в голові гумориста і спонукало його варити суп з барометра.

Цікаво, чи багатьом читачам мого блогу відповідь була відома до закінчення уривка? І хто з них пам'ятає (знає) цю загадкову формулу, що згадується у уривку з книги?

Так, до речі, завдяки атмосферному тиску можна показувати дуже цікаві фізичні фокуси. У свій час учителем фізики в школі я показував школярам під час вивчення теми «атмосферний тиск» простий фокус. Брав скляну трубку з двома відкритими кінцями довжиною приблизно 50 см. Сплюснутим (вужчим) кінцем поміщав трубку в посудину з водою і чекав, коли в трубку набереться вода. Потім затикав ширший край трубки великим пальцем, витягав трубку з судини та перевертав. З вузького краю трубки вода фонтанувала на пристойну висоту. Потім, непомітно підмінивши посудину з водою, я давав можливість повторити фокус школярам і в них нічого не виходило. Починався неминучий «розбір польотів» у якому розкривалася сутність цього фокусу.

Хтось із вас уже здогадався в чому була каверза?

P.S.Гіпсотермометр також відомий під назвою термобарометр. Зазначимо, що при тиску поблизу атмосферної зміни температури кипіння чистої води на 0,1 ° C відповідає зміні атмосферного тиску на 2,5-3 мм рт. ст. (або еквівалентну зміну висоти місцевості приблизно на 30 м). Шкала сучасного термобарометра розділена на соті частки градуса або відповідні одиниці тиску мм рт. ст. До складу приладу, крім термометра зі шкалою, входить кип'ятильник – металева посудина з чистою водою та нагрівач. Незважаючи на свою простоту, термобарометр є зручним та точним приладом, придатним для використання в експедиційних умовах.