Яков Перельман - Занимательные опыты и задачи по физике

Занимательные опыты и задачи по физике
Название: Занимательные опыты и задачи по физике
Автор:
Жанры: Детская познавательная и развивающая литература | Физика | Научно-популярная литература
Серия: Простая наука для детей
ISBN: Нет данных
Год: 2017
О чем книга "Занимательные опыты и задачи по физике"

Кто сказал, что наука – это сложно? Это весело и очень интересно!

В книге популяризатора науки Якова Перельмана «Занимательные опыты и задачи по физике» легко, понятно и увлекательно рассказывается о скорости и движении, теплопроводности и вращении, преломлении света и «вечных двигателях» и еще многом-многом другом. Головоломки и замысловатые вопросы, забавные задачи и парадоксы помогут любознательному читателю не только лучше узнать, но и полюбить физику.

Для среднего школьного возраста.

Бесплатно читать онлайн Занимательные опыты и задачи по физике


Глава первая

Скорость. Сложение движений

Как быстро мы движемся?

Спортивную дистанцию 1,5 км хороший бегун пробегает примерно за 3 мин 50 с (мировой рекорд 1958 г. – 3 мин 36,8 с). Для сравнения с обычной скоростью пешехода – 1,5 м в секунду – надо сделать маленькое вычисление; тогда окажется, что спортсмен пробегает в секунду 7 м. Впрочем, скорости эти не вполне сравнимы: пешеход может ходить долго, целые часы, делая по 5 км в час, спортсмен же способен поддерживать значительную скорость своего бега только короткое время. Пехотная воинская часть перемещается бегом втрое медленнее рекордсмена; она делает 2 м в секунду, или 7 с лишком километров в час, но имеет перед спортсменом то преимущество, что может совершать гораздо большие переходы.

Интересно сравнить нормальную поступь человека со скоростью таких – вошедших в пословицу – медлительных животных, как улитка или черепаха. Улитка вполне оправдывает репутацию, приписываемую ей поговоркой: она проходит 1,5 мм в секунду, или 5,4 м в час – ровно в тысячу раз меньше человека! Другое классически медленное животное, черепаха, не намного перегоняет улитку: ее обычная скорость – 70 м в час.

Проворный рядом с улиткой и черепахой, человек предстанет перед нами в ином свете, если сопоставить его движение с другими, даже не очень быстрыми движениями в окружающей природе. Правда, он легко перегоняет течение воды в большинстве равнинных рек и не намного отстает от умеренного ветра. Но с мухой, пролетающей 5 м в секунду, человек может успешно состязаться разве только на лыжах. Зайца или охотничью собаку человек не перегонит даже на лошади карьером. Состязаться в скорости с орлом человек может лишь на самолете.

Машины, изобретенные человеком, делают его самым быстрым существом мира.

Сравнительно недавно в СССР был построен пассажирский теплоход с подводными крыльями, развивающий скорость 60–70 км/ч. На суше человек может двигаться быстрее, чем на воде. На некоторых участках пути скорость движения пассажирских поездов в СССР доходит до 100 км/ч. Новая легковая автомашина ЗИЛ-111 может развивать скорость до 170 км/час, семиместный легковой автомобиль «Чайка» – до 160 км/ч.


Рис. 1. ГАЗ-М-20 «Победа» развивает скорость до 130 км/ч.


Рис. 2. Пассажирский реактивный самолет.


Эти скорости далеко превзошла современная авиация. На многих линиях Гражданского воздушного флота СССР работают многоместные лайнеры ТУ-104 и ТУ-114 (рис. 2). Средняя скорость их полета составляет около 800 км/ч.

Еще не так давно перед авиаконструкторами ставилась задача перешагнуть «звуковой барьер», превысить скорость звука (330 м/с, т. е. 1200 км/ч).

Сейчас эта задача решена. Скорости небольших самолетов с мощными реактивными двигателями приближаются к 2000 км/ч.

Аппараты, создаваемые человеком, могут достигать еще больших скоростей. Искусственные спутники Земли, летающие вблизи границы плотных слоев атмосферы, движутся со скоростью около 8 км/с. Космические аппараты, направляющиеся к планетам солнечной системы, получают начальную скорость, превышающую вторую космическую скорость (11,2 км/с у поверхности Земли).

Читатель может просмотреть следующую таблицу скоростей:


В погоне за временем

Можно ли в 8 часов утра вылететь из Владивостока и в 8 часов утра того же дня прилететь в Москву? Вопрос этот вовсе не лишен смысла.

Да, можно. Чтобы понять этот ответ, нужно только вспомнить, что разница между поясным временем Владивостока и Москвы составляет девять часов. И если самолет сможет пройти расстояние между Владивостоком и Москвой за это время, то он прибудет в Москву в час своего вылета из Владивостока.

Расстояние Владивосток – Москва составляет примерно 9000 км. Значит, скорость самолета должна быть равна 9000: 9 = 1000 км/ч. Это вполне достижимая в современных условиях скорость.

Чтобы «перегнать Солнце» (или, точнее, Землю) в полярных широтах, нужна значительно меньшая скорость. На 77-й параллели (Новая Земля) самолет, обладающий скоростью около 450 км/ч, пролетает столько же, сколько успевает за тот же промежуток времени пройти точка земной поверхности при вращении Земли вокруг оси. Для пассажира такого самолета Солнце остановится и будет неподвижно висеть на небе, не приближаясь к закату (при этом, конечно, самолет должен двигаться в подходящем направлении).

Еще легче «перегнать Луну» в ее собственном обращении вокруг Земли. Луна движется вокруг Земли в 29 раз медленнее, чем Земля вокруг своей оси (сравниваются, конечно, так называемые «угловые», а не линейные скорости). Поэтому обыкновенный пароход, делающий 25–30 км в час, может уже в средних широтах «перегнать Луну».

О таком явлении упоминает Марк Твен в своих очерках «Простаки за границей». Во время переезда по Атлантическому океану от Нью-Йорка к Азорским островам «стояла прекрасная летняя погода, а ночи были даже лучше дней. Мы наблюдали странное явление: Луну, появляющуюся каждый вечер в тот же час в той же точке неба. Причина этого оригинального поведения Луны сначала оставалась для нас загадочной, но потом мы сообразили, в чем дело: мы подвигались каждый час на 20 минут долготы к востоку, т. е. именно с такой скоростью, чтобы не отставать от Луны!».

Тысячная доля секунды

Для нас, привыкших мерить время на свою человеческую мерку, тысячная доля секунды равнозначна нулю. Такие промежутки времени лишь недавно стали встречаться в нашей практике. Когда время определяли по высоте Солнца или длине тени, то не могло быть речи о точности даже до минуты (рис. 3); люди считали минуту слишком ничтожной величиной, чтобы стоило ее измерять. Древний человек жил такой неторопливой жизнью, что на его часах – солнечных, водяных, песочных – не было особых делений для минут (рис. 4, 5). Только с начала XVIII века стала появляться на циферблате минутная стрелка. А с начала XIX века появилась и секундная стрелка.


Рис. 3. Определение времени дня по длине тени.


Рис. 4. Водяные часы.


Рис. 5. Старинные карманные часы.


Что же может совершиться в тысячную долю секунды? Очень многое! Поезд, правда, может переместиться за этот промежуток времени всего сантиметра на три, звук – уже на 33 см, самолет – примерно на полметра; земной шар пройдет в своем движении вокруг Солнца в такую долю секунды 30 м, а свет – 300 км.

Мелкие существа, окружающие нас, если бы они умели рассуждать, вероятно, не считали бы тысячную долю секунды за ничтожный промежуток времени. Для насекомых, например, величина эта вполне ощутима. Комар в течение одной секунды делает 500–600 полных взмахов крылышками; значит, в тысячную долю секунды он успевает поднять их или опустить.

Человек неспособен перемещать свои члены так быстро, как насекомое. Самое быстрое наше движение – мигание глаз, «мгновение ока», или «миг», в первоначальном смысле этих слов. Оно совершается так быстро, что мы не замечаем даже временного затмения поля нашего зрения. Немногие, однако, знают, что это движение – синоним невообразимой быстроты – протекает в сущности довольно медленно, если измерять его тысячными долями секунды. Полное «мгновение ока» длится, как обнаружили точные измерения, в среднем ⅖ секунды, т. е. 400 тысячных долей ее. Оно распадается на следующие фазы: опускание века (75–90 тысячных секунды), состояние неподвижности опущенного века (130–170 тысячных) и поднятие его (около 170 тысячных). Как видите, один «миг» в буквальном смысле этого слова – промежуток довольно значительный, в течение которого глазное веко успевает даже немного отдохнуть. И если бы мы могли раздельно воспринимать впечатления, длящиеся тысячную долю секунды, мы уловили бы «в один миг» два плавных движения глазного века, разделенных промежутком покоя.


С этой книгой читают
Книга Святослава Сахарнова «Как открывали Землю» расскажет об отважных первопроходцах, открывателях новых земель: от древних финикийцев и греков до Христофора Колумба, Джеймса Кука, Руаля Амундсена. Какие трудности и опасности их поджидали? Кто впервые совершил кругосветное плавание? Чья экспедиция раньше всех достигла Южного полюса Земли? Также вы познакомитесь с различными типами кораблей и жителями морей и океанов, узнаете, что такое промилле
Книга Сергея Петровича Аржанова «Занимательная география» поможет побывать в разных уголках Земли, не выходя из дома. Вы узнаете, какой из полюсов, Северный или Южный, холоднее, почему долина реки Нил отличалась завидным плодородием, какие растения могут жить в пустыне, как возникают реки и озера, горы и вулканы, какое влияние на климат оказывает ветер. Вы прочтете очерки о жизни в Ташкенте и о том, как местные жители спасаются от жары, а также о
Имя замечательного писателя-фантаста Кира Булычева известно и детям, и взрослым. Однако И.В. Можейко, работавший под псевдонимом Кир Булычев, был не только мастером фантастики, но и ученым – историком и востоковедом. Его книги о прошлом не менее занимательны, чем произведения о далеком будущем. Книга «Тайны античного мира» расскажет читателю о загадках, бередивших умы людей вот уже не одну сотню лет. Существовали ли сокровища Приама? Как началась
Книга В. А. Маркина «Увлекательная география» расскажет о материках и странах, морях и океанах, о том, какой бывает рельеф, почему возникают землетрясения, ураганы и извержения вулканов, о подвигах великих первооткрывателей и еще многом другом.Для среднего школьного возраста.
В книге раскрываются математические загадки, зашифрованные в приключенческих и фантастических рассказах известных авторов Герберта Уэллса, Жюля Верна, Курда Лассвица и др. Возможно ли путешествие на мыльном пузыре? Существует ли механизм для произвольного движения в четвертом измерении? Ответы на эти и другие – непременно интересные – вопросы любознательный читатель найдет здесь.
Предлагаемая Вашему вниманию очередная книга Я. И. Перельмана содержит парадоксы, задачи, опыты, замысловатые вопросы и рассказы из области физики, относящиеся к кругу повседневных явлений или взятые из общеизвестных произведений научной фантастики. Задача книги не столько сообщить читателю новые знания, сколько помочь ему оживить уже имеющиеся, возбудить деятельность научного воображения. Привычные вещи, знакомые явления показываются с новой, не
Очередная книга знаменитого популяризатора наук с помощью образных примеров и увлекательных задач заново знакомит юных читателей с уже встречавшейся им в школе механикой – одним из разделов физики, – а взрослым помогает освежить ее в памяти и, возможно, увидеть с другой стороны. Не как сухие тексты учебников, а как глубинные законы, которым подчиняется все на нашей планете и постигать которые по-настоящему интересно. С помощью науки объясняются с
Сотня увлекательных головоломок для юных математиков. Это непростые, но интересные задачи научат логически рассуждать и нестандартно мыслить.
Однажды взрослые ученые решили провести исследование: как отличаются результаты детей в школе, которые активно занимались летом или просто отдыхали на каникулах. Исследование показало, что дети, которые во время отдыха от школы не только гуляли и играли, но и читали, писали, считали, в сентябре легко осваивали новую программу, сразу получали хорошие оценки, радовали учителей и родителей. Ирина Поддубская, педагог, мама двух дочек, автор книги "Ка
На волшебной планете, где животные разговаривают и обладают магией, надвигается опасность – загадочная Тень стремится уничтожить всё живое. Трое друзей – Настя, Артём и Никита – случайно попадают в этот удивительный мир и получают шанс спасти его. Им предстоит разгадывать загадки, преодолевать страхи и учиться доверять друг другу, встречая на пути мудрого медведя, говорящую лису и строгого филина."Планета чудесных животных" – это не просто сказка
В новогоднюю ночь в маленьком городке произошло чудо – снеговик, который стоял во дворе, ожил! Он стал настоящим другом детям и поведал им важную задачу: вернуть потерянные новогодние огоньки, которые исчезли, и без которых не может быть полноценного праздника. Вместе с детьми снеговик отправляется в захватывающее приключение, где они преодолевают трудности, учат важным урокам о дружбе, вере в чудеса и сохранении духа праздника. Это история о том
Саша и Алёша – родные братья, и не просто родные братья, а близнецы. Каждому из них ровно по семь лет, восемь месяцев и девять дней, и они очень похожи друг на друга. Всё лето, надев школьную форму, близнецы любовались своим отражением в зеркале и думали о том, что скоро, очень скоро у них начнётся новая жизнь. Но они совсем не догадывались, какие приключения их ожидают. Всё началось сразу после первого сентября, когда Саша и Алёша в первый раз п
Серийный убийца – на свободе…Идеальные для него «охотничьи угодья» – пустынные побережья Норфолка, где снова и снова находят растерзанные женские тела.Местная полиция лишь строит догадки – и тогда на поиски маньяка отправляется лондонский детектив, случайно оказавшийся на месте преступления.Он задает вопросы – и получает на них очень странные ответы.Он разрешает загадку за загадкой, но каждая влечет за собой новые тайны…Охота продолжается?
В новом романе Джонатан Троппер снова рассказывает о мужчине, переживающем кризис сорокалетних. Дрю Сильвер, некогда известный музыкант, после развода не живет, а плывет по течению. Перебивается случайными заработками, обитает в убогой квартирке, общается в основном с такими же неудачниками. Даже с дочерью почти потерял контакт, и о своей беременности она сообщает ему только потому, что надо с кем-то поделиться, а маму огорчать не хочется. А еще
Вожена Рынска – российская журналистка, блогер, писательница, «светская львица». Важным для биографии Рынской моментом продвижения в карьере стали блоги в социальных сетях. Она вела «ЖЖ-блог» под ником «becky-sharpe» (это имя – Becky Sharp – одной из героинь романа «Ярмарка тщеславия», авантюристки, пытавшейся пробиться в светское общество).«Как простожители воображают себе мир богатых и знаменитых? Блестящие, богатые, успешные, красивые сверх-лю
Я сделала ошибку, когда начала встречаться с Дереком.И еще одну – когда позволила ему убедить меня, что все происходящее между нами – нормально.И я продолжаю ошибаться. Доказательство тому я снова вижу в зеркале: губы разбиты, на шее синяки, в глазах пустота.Вот уже год я не могу выбраться из удушающей паутины наших отношений. Он то заказывает для меня еду из любимого ресторана, то заставляет стоять на крыльце под ледяным дождем, заперев дверь на