Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

скости, придавая ему вращение вокруг горизонтальной оси. Поскольку бумеранг; имеет профиль крыла, на него j действует направленная вбок! подъемная сила , причем на верхнюю часть в большей степени, чем на нижнюю, так как верхняя часть движется ; в том же направлении, что и весь бумеранг, а нижняя - в противоположном. В результате возникает момент. сил, стремящийся наклонить бумеранг, однако он не наклоняется, а весь смещается ; вбок, сохраняя вертикальное положение. Если смещение будет достаточно большим, то бумеранг совершит полет j по замкнутому кругу. ;

2.56. Вы можете раскачивать качели, поднимая свой центр тяжести (то есть выпрямляя ноги, когда вы раскачиваетесь стоя, или поджимая их, когда вы раскачиваетесь сидя) всякий раз, когда качели находятся в нижней точке. За счет совершаемой работы увеличивается энергия качелей и, следовательно, амплитуда качания. Труднее объяснить, как качели выводятся из состояния покоя. Отклоняясь назад и на мгновение как бы падая, вы приобретаете кинетическую энергию и сообщаете качелям момент импульса, при этом систему человек - качели можно рассматривать как двойной маятник. Затем, отклонившись на длину вытянутых рук, вы прекращаете падение и качаетесь вместе с качелями, как простой физический маятник, пока не получите возможности снова отклониться назад.

2.57. Четкий ритм шага военных при марше по мосту

может попасть в резонанс с собственными колебаниями моста. Хотя каждый шаг сообщает колебаниям моста очень небольшую дополнительную энергию, при наличии резонанса энергия будет 1 суммироваться и накапливаться; в результате амплитуда колебаний моста может увеличиться настолько, что мост рухнет (см. также зада- i чу 4.84).

2.58. Кадило раскачивают точно так же, как качели (см. ответ к задаче 2.56).

2.59. Представьте, что на дороге имеется ухаб, при проезде через который у машин начинает колебаться передок . В тех местах, где колебание направлено вниз, шины могут вдавливаться в дорогу. Если в одном и том же месте это происходит со многими автомобилями, то может образоваться еще один ухаб и т. д.

2.60. Бортовая качка корабля отстает по фазе на 90° от ударов волн. Колебания воды в цистернах имеют ту же резонансную частоту, что и колебания корабля, но отстают по фазе от бортовой качки еще на 90° . (Почему?) Поэтому колебания воды в цистернах отстают по фазе от ударов волн на 180° , то есть совершаются в про-тивофазе, противодействуя тем самым бортовой качке корабля.

2.61. Маятник не упадет, если вертикальное ускорение, обусловленное его колебаниями, больше ускорения силы тяжести. Если трение отсутствует, то маятник будет качаться вправо-влево все

время, пока его нижний конец совершает колебания в вертикальной плоскости. Если же трение значительно, то маятник примет устойчивое вертикальное положение.

2.62. Массу груза и упругость и длину пружины нужно подобрать так, чтобы частота чисто упругих колебаний совпадала с частотой чисто маятниковых . Как только в системе начнутся колебания одного из этих типов, из-за изгиба пружины возникнут и другие колебания, и энергия колебаний первого типа будет перекачиваться колебаниям второго типа и наоборот.

Аналогичная связь между двумя типами колебаний (изгибны-ми и крутильными) крыла самолета одно время приводила к разрушению крыла (флаттер).- Прим. ред.

2.63. В двойном маятнике, состоящем из соединенных в одной точке простых маятников (длина и масса у одного из которых меньше, чем у другого), оба маятника будут качаться синхронно вместе. Если такой двойной маятник образуют колокол и его язык, то колокол не будет звонить. Устранить этот дефект можно, значительно удлинив язык колокола, что, судя по всему, и было сделано в Кёльнском соборе.

Соотношение между длинами и массами маятников должно быть таким, чтобы собственные частоты маятников совпадали.- Прим. ред.

2.64. Частота колебаний колесика балансира близка к собственной частоте качания

карманных часов на цепочке. Если корпус часов раскачивается с частотой несколько большей, чем частота колебаний балансира, то часы спешат. Если же частота раскачивания корпуса несколько меньше частоты колебаний балансира, то часы отстают.

2.65. Основная частота вибраций связана с образованием стоячей звуковой волны в столбе падаюшей воды, которая возникает так же, как стоячая волна в трубке с одним открытым концом. Множитель одна четвертая появляется потому, что скорость звука в воде вчетверо больше, чем в воздухе.

2.66. Если мяч попадает на биту в точках возможных пучностей, в бите возбуждаются стоячие волны. Это весьма нежелательное явление, поскольку такие колебания вызывают ожог руки игрока, съедают энергию, которая могла бы быть передана мячу, а иногда даже приводят к поломке биты.

2.67. Когда спускают тетиву, стрела получает от нее и лука боковой импульс. Из-за воз-никаюших колебаний стрела огибает лук, не касаясь его. Но благодаря тому, что взаимодействия стрелы с дугой лука отсутствуют, колебания стрелы происходят около на- меченного направления полета, и поэтому она попадает в цель.

2.68. Горизонтальные и вер- 1 тикальные колебания палочки с зарубками неодинаковы по частоте и амплитуде, по- ( скольку различны ее верти- i кальное и горизонтальное; сечения и нажимают на них 1

разными пальцами. Поэтому конец палочки и прикрепленный к нему гвоздик движутся по эллипсу. В зависимости от того, каким пальцем вы прижимаете палочку и по какой ее стороне проводите другой палочкой, конец палочки и гвоздик движутся либо по часовой стрелке, либо против. Трение же между гвоздиком и пропеллером заставляет пропеллер вращаться в соответствующем направлении.

2.69. Общие законы движения волчков пока неизвестны, хотя некоторые уравнения их движения приводятся в фундаментальных трудах по механике. Асимметричный волчок будет наверняка неустойчив и станет вести себя беспорядочно. Из-за момента силы тяжести волчок будет прецессировать, то есть ось его вращения сама будет вращаться вокруг вертикальной оси. На прецессию накладывается так называемая нутация ( рыскание ), суть которой заключается в следующем. Если вначале ось вращения асимметричного волчка была вертикальной, то она останется таковой, пока скорость вращения волчка велика. Как только скорость вращения из-за трения станет меньше некоторой критической величины, волчок начнет рыскать из стороны в сторону.

2.70. Вращающийся диаболо - это по существу волчок или гироскоп, и чтобы ориентировать его нужным образом, следует умело тянуть за концы нитки. Пусть, например, он вращается против часовой стрелки, так что ось вращения направлена

в противоположную от вас сторону. Что делать, если 1 дальний конец начинает опускаться вниз? Нужно ослабить и чуть опустить конец нитки, которую вы держите в левой руке, а другой конец правой рукой тянуть вверх к себе. Момент сил, которые действуют при этом на игрушку, изменит ее момент импульса и поставит ее снова в горизонтальное положение.

2.71. Поскольку сырое яйцо асимметрично, оно неустойчиво и не будет становиться на конец, как волчок-перевертыш (см. задачу 2.73). Если во время вращения сырое яйцо на мгновение притормозить, то жидкость внутри него будет продолжать вращаться, и, как только вы отпустите палец, яйцо вновь начнет крутиться.

1 2.72. Странное поведение кельтов пока не нашло объяснения. Однако можно предположить следующее. Нижняя поверхность камней не строго эллипсоидальна, а чуть скошена к одному краю. Если вывести камень из равновесия, стукнув по его концу, то сила, действующая со стороны стола, создаст момент, заставляющий камень вращаться. Направление вращения каждого конкретного кельта зависит от того, в какую сторону скошена его нижняя поверхность.

2.73. Если волчок запускают на шероховатой поверхности, то момент силы трения в точке соприкосновения волчка с поверхностью вызывает его прецессию, которая в конце концов переворачивает волчок вверх ногами .

2.74. Из-за трения приливные течения на Луне создают момент сил, замедляющих вращение Луны вокруг собственной оси. В результате оно синхронизировалось с вращением Луны вокруг Земли. Благодаря такому синхронному вращению Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

2.75. Орбита спутника должна лежать в плоскости, проходящей через центр Земли, так как действующая на спутник сила тяжести направлена в эту точку. Спутник не может все время висеть над точкой, расположенной на определенной широте, так как при этом центр его орбиты не совпадал бы с центром Земли.

2.76. Путешествие по восьмерке требует меньших затрат энергии. Для того чтобы долететь до Луны, космический корабль должен по крайней мере достигнуть точки, за которой притяжение Луны преобладает над притяжением Земли, а чтобы осуществить это с наименьшими энергетическими затратами, корабль должен стремиться как можно меньше отходить от линии, соединяющей центры Земли и Луны.

2.77. Луна, как и Земля, обращается вокруг Солнца, притяжение же Земли вносит искажения в ее орбиту.

2.78. Под действием притяжения больших масс близлежащих гор отвес может отклоняться от вертикали на несколько десятых долей угловой секунды.

2.79. Вследствие трения в атмосфере полная энергия спутника уменьшается, но его потенциальная энергия лишь наполовину идет на нагревание. Остальная ее часть преобразуется в кинетическую энергию. В результате, несмотря на сопротивление воздуха, скорость спутника возрастает. Конечно, радиус орбиты при этом уменьшается, так что увеличение скорости происходит только до тех пор, пока спутник не сгорит.

3.1. Объем воздуха, который находится в надувном купальнике, обратно пропорционален давлению в самолете. Как известно, давление на высоте меньше, чем на уровне земли, поэтому объем купальника увеличился. Если бы герметизация пассажирского салона самолета неожиданно нарушилась и давление в нем резко упало бы до величины атмосферного давления за бортом самолета, то купальник скорее всего бы взорвался.

3.2. Поскольку атмосферное давление падает с высотой, то при одной и той же температуре печи на большей высоте из пирога будет выпариваться больше воды. Поэтому в тесто нужно добавить больше воды. Кроме того, при пониженном атмосферном давлении образующийся внутри пирога газ заставит пирог сильнее подниматься. При этом стенки газовых пузырьков внутри теста могут не выдержать, и пирог опадет. Чтобы пирог не пропал, можно, например, уменьшить количество сахара в тесте - тогда газа будет образовы-

ваться меньше. Однако недостаточное количество сахара может испортить вкус пирога, поэтому в рецепте рекомендуется не уменьшать количество сахара, а увеличивать количество муки - результат будет тот же. Еще одна сложность. На большой высоте при той же температуре печи пирог не будет хорошо подрумяниваться, так как вода там кипит при более низкой температуре (см. задачу 3.62). Чтобы пирог тем не менее получился румяным, следует повысить температуру печи. Конечно, важно, чтобы при всех этих изменениях в рецепте пирог оставался пышным и мягким. Избыток муки увеличивает прочность теста на разрыв, а значит, и жесткость пирога. Однако более сильное расширение теста и меньшая температура внутри пирога (что замедляет свертывание белка) примерно в той же степени уменьшат жесткость пирога.

3.3. Этот барометр измеряет не давление. Он чувствителен к изменению влажности, которым обычно сопровождается изменение давления. Фигурки приводятся в движение кусочком скрученного кетгута, длина которого меняется в зависимости от влажности.

3.4. Хотя, вообще говоря, уровень воды в колодце зависит от количества осадков в данной местности, изменения атмосферного давления могут приводить к изменению уровня воды в колодце примерно на несколько сантиметров. Когда во время бури давление падает, уро-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.