Класс!ная физика



Почему возникают круги на льду?

Много интересных случаев связано с наблюдениями необычных явлений в воздухе, в космическом пространстве и даже на поверхности льда.


Загадка ледяных кругов

Зимой на льду небольшой реки группа энтузиастов - уфологов обнаружила... место посадки НЛО. Круг диаметром в несколько метров, выделяющийся более тонким подтаявшим льдом, в сравнении с толстым льдом, покрывающим реку в остальных местах. Но оказалось, что замеры дна выявили глубокую яму как раз под этим кругом.


Помешивая ложечкой в чашке, наблюдай чаинки, в ней пребывающие.

Существует легенда, что Альберт Эйнштейн, помешивая ложечкой чай, любил наблюдать за поведением воды. В 1926 году Эйнштейн сделал в Прусской Академии доклад, где в качестве примера обсудил поведение чаинок в стакане:
«Представим себе чашку с плоским дном, полную чая.

Пусть на дне ее имеется несколько чаинок, которые остаются там, так как оказываются тяжелее вытесняемой ими жидкости. Если с помощью ложки привести во вращение жидкость в чашке, то чаинки быстро соберутся в центре дна чашки, т.к. вращение жидкости приводит к появлению центробежных сил.

Эти силы сами по себе не могли бы привести к изменению потока жидкости, если бы последняя вращалась как твердое тело. Но слои жидкости, находящиеся по соседству со стенками чашки, задерживаются благодаря трению, так что угловая скорость, с которой они вращаются, оказывается меньше, чем в других местах, более близких к центру. Результатом этого явится круговое движение жидкости, ...которое возрастает до тех пор, пока под влиянием трения не станет постоянным. Чаинки сносятся в центр круговым движением, чем и доказывают его существование».

Эйнштейн утверждает, что вращение жидкости в неподвижной чашке возбуждает циркуляцию, поднимающую жидкость вдоль оси вращения и опускающую вдоль стенок. Поэтому вблизи дна жидкость движется от стенок к середине и собирает там осевшие на дно чаинки. Когда мы раскручиваем ложечкой чай, центробежная сила инерции пытается отодвинуть жидкость от оси вращения к краю чашки. Избыток несжимаемой жидкости поднимается вдоль краев сосуда, и ее свободная поверхность принимает вогнутую форму. От этого давление вдоль горизонтальных слоев жидкости перестает быть постоянным: оно возрастает с удалением от оси вращения, поскольку в этом направлении возрастает высота столба жидкости над слоем. Возникшая разность давлений как раз и является той причиной, которая обеспечивает жидкости движение по кругу.

Что же происходит, когда жидкость раскручена в неподвижной чашке?

Возникают так называемые краевые эффекты, вызванные трением жидкости о стенки и дно чашки. Вблизи дна жидкость тормозится. Поэтому горизонтальная разность давлений превышает там центробежную силу инерции и перемещает жидкость вдоль дна от краев к середине чашки. Вместе с жидкостью переезжают к середине и чаинки. Встретившись у оси вращения, потоки жидкости устремляются вверх (поскольку вниз пути нет), и возникает циркуляция. Жидкость поднимается, а тяжелые чаинки образуют в центре донышка курганчик.


Разгадка ледяных кругов.

Вспомните - под кругом на дне реки была глубокая яма. Течение реки неравномерно: чем ближе к середине потока, тем интенсивнее. Поэтому с одной стороны ямы вода движется чуть быстрее, чем с другой, и в яме возникает круговое движение воды - водовороты.

Слои воды различаются по плотности: внизу -более плотные, наверху - менее. «Эффект Эйнштейна» подхватит более плотную воду ( а зимой и более теплую ) со дна ямы и выбросит ее наверх, к нижней кромке льда.


Источник: по материалам ж,"Квант", авт. В.Сурдин





Знаете ли вы?

Способности растений

Оказывается, что...

... усик винограда чувствует шерстяной волосок весом всего 0,00025 миллиграмма. Для сравнения заметим: лучшие микроаналитические весы способны оценить вес с точностью до 0,01 миллиграмма.

... кончики побегов мышиного горошка реагируют на свет электрической лампочки мощностью в 25 ватт на расстоянии в 30 километров. Говоря другими словами, чувствительность растения сравнима с чувствительностью лучших астрономических приборов современности.

... разложение перекиси водорода на кислород и водород в растениях происходит в 1000 раз быстрее, чем в лучших современных технических установках.


Любознательным

Нимбы

Как-нибудь утром, когда трава блестит от росы, посмотрите на тень своей головы на траве. Вы увидите вокруг тени яркий ореол, нимб. Каким образом роса создает такое сияние и почему им окружена не вся тень, а только тень головы? Играет ли в этом явлении какую-то роль сама трава, если не считать того, что на ней удерживаются капли росы? Как объяснить происхождение очень яркого нимба, который астронавты наблюдали на Луне?

Оказывается...
Свет, падающий на каплю росы, сильно отражается назад в направлении, обратном его приходу. Частично отражение происходит на передней поверхности капли, частично — на задней. Свет, падающий на каплю под другими углами, может также проходить внутрь капли и отражаться на ее обратной стороне. Если бы капля была строго сферической, ее поверхность отражала бы солнечный свет равномерно во все стороны. Преломленные же световые лучи сжимались бы, освещая сравнительно небольшой участок внутренней поверхности капли. Часть света отражалась бы от этого участка и выходила наружу. Его интенсивность уже зависела бы от направления. Несферичность формы капли приводит к тому, что интенсивность света, отраженного как передней, так и задней поверхностями капли, максимальна в направлении к Солнцу.

Источник: «Физический фейерверк» Дж. Уокер




Устали? - Отдыхаем!

Вверх