Физика природы для начинающих

Подробности

Обновлено 04.06.2023 10:34

Чем бы вы ни заполнили свой день: будете ли вы кататься  на велосипеде или на лодке, будете ли играть в  теннис,  займетесь ли вы другим спортом, или  будете   развлекаться музыкой или пением, везде, на каждом шагу вы встретите физический  явления.  И в  любой работе  найдется много поучительных примеров того, как знание  физических законов дает возможность расчетливо использовать разнообразные  силы природы.

Что с водой не так? - особенности теплового расширения воды для начинающих.

Вода при  температурах от 0° С до 4° С представляет замечательное исключение  из общего правила расширения тел при нагревании.
В указанных   границах температуры вода сжимается при   нагревании и, наоборот, расширяется при охлаждении.
При 4° С вода  занимает наименьший объем.

Если охлаждать воду, начиная от   комнатной температуры, то до 4° С вода, подобно всем телам, уменьшается  в объеме, но при дальнейшем охлаждении, до 0°, она слегка   расширяется.
При 0° С вода замерзает и в момент замерзания сильно   увеличивается в объеме.  

Чтобы проследить эти изменения объема воды, возьмем   небольшую  стеклянную бутылку, наполним ее водой, оставив лишь небольшой пузырек  воздуха, и плотно закупорим пробкой.

Положим затем эту  бутылку  боком в смесь снега с солью так, чтобы часть колбы с пузырьком   воздуха была видна.
По мере охлаждения воды пузырек воздуха сперва  будет увеличиваться, потом когда температура воды перейдет 4° С,  станет заметно уменьшаться.
Наконец, при 0° С, вода замерзает и,  расширяясь, разбивает бутылку.

Энергия при ходьбе – физика для начинающих

Вы  идете домой.
Ходьба приятно разогревает вас. 
Постойте!
Не кажется ли вам, что в этом явлении нарушается закон   сохранения энергии?

Ведь для работы требуется затрата теплоты.
Затрачивая  работу на передвижение своего тела, вы должны бы были терять теплоту —  охлаждаться, а вы не только не охлаждаетесь, а еще разогреваетесь. 

Нетрудно выяснить неправильность этого наивного соображения, которое  выставлялось когда-то против учения о превращении теплоты в работу.

При   движении человека в его организме происходят усиленные химические реакции, при  которых, как при горении, выделяется теплота. Как в паровой машине, только  часть этой теплоты обращается в энергию движения. 
Думать, что человек разогревается оттого, что производит работу, так  же неправильно, как думать, что паровоз, стоявший без работы холодным,   разогревается оттого, что везет поезд.

Световые явления на природе - оптика для начинающих

Вы смотрите на горизонт и у вас точно «рябит» в   глазах, воздух дрожит, мерцая и переливаясь. Лучи света  преломляются в струях горячего воздуха, и вид дальнего  леса искажается, как в неровном оконном стекле. 

Недалеко от мостков, на небольшой глубине, полузарывшись в песке, лежит  двустворчатая ракушка. Попробуйте попасть в нее концом тростинки. Вы   направляете тросточку прямо в ракушку, но попадаете выше: вас обмануло преломление  лучей.
Обман тем больше, чем более  полого   приходится вам смотреть.

Вот кстати случай наблюдать преломление лучей света; посмотрите, как   изменяется высота солнца при взгляде из-под воды, посмотрите также, какими   ломанными представляются прямые сваи мостков, концами погруженные  в воду.

Вот еще забавное световое явление.
Станьте по пояс в воде спиной к солнцу,  пустите перед собой  побольше  мелких брызг, и вы увидите яркую радугу, получающуюся при преломлении лучей солнца в капельках воды совершенно так же, как  настоящая радуга получается в каплях дождя. 

Если за завтраком ваш чай еще не остыл,  можете заняться изучением своего  лица, так безобразно  отражающегося в различных изгибах   никелированного чайника или самовара, а то и просто блестящей металлической ложки. Придвиньте  лицо поближе к какому-нибудь   сильно выпуклому месту. Как  смешно вытягивается нос у вашего  отражения! 

О прочности – физика природы для начинающих

Обратите внимание на мягкие,   дряблые стебли подводных растений, которые  послушно гнутся по течению воды.   Постоянно поддерживаемые давлением окружающей воды, эти растения не нуждаются  в прочных стеблях.

Но как удивительно прочны длинные тонкие стебли,  поддерживающие тяжелые колосья. Как низко иногда  пригнет их ветер, а они все выпрямляются во весь рост.  Ни в одной инженерной постройке не достигается  такой прочности при таком ничтожном весе!  Принесите как-нибудь домой несколько длинных  соломинок ржи. Если нижнюю часть соломинки   надломить зигзагом и опустить в бутылку с водой (можно  целый графин), то, потянув за соломинку, можно   поднять бутылку, вся тяжесть которой будет держаться на  надломленной соломинке.

Воздухоплавание – физика для начинающих

Водород — самый легкий из газов: мыльные пузыри, наполненные водородом,  быстро взлетают к потолку комнаты.
Водород горит в воздухе: мыльные пузыри  с водородом загораются, при соприкосновении с пламенем.

Углекислый снег – физика испарения для начинающих

Жидкую углекислоту обычно хранят в   прочных металлических  герметизированных сосудах-баллонах. 
Если струю жидкой углекислоты выпустить наружу, то вследствие очень  быстрого испарения получается такой холод, что часть углекислоты отвердевает  и получаются  белые хлопья углекислого «снега». 

Закрыв отверстие, из которого вытекает углекислота,   легко собрать этот углекислый снег, который постепенно улетучивается,   обращаясь из твердого состояния непосредственно прямо в газ. 
Холодом углекислого снега, а его температура составляет около 55° мороза по термометру Реомюра, легко замораживается ртуть.

Источник: по книге «Начальная физика». Автор А. Цингер

Следующая страница