Физика без преград. Увлекательные научные факты, истории, эксперименты
Annotation
В этой книге спрятано 99 секретов физики. Откройте ее и узнайте, как открывали Вселенную, законы притяжения и относительности и другие интересные явления вокруг нас.
Картинки, фото и схемы вещей «в разрезе» покажут вам, как что устроено. Забавные и простые тексты расскажут о том, как Николай Коперник сменил картину мира, как происходит «круговорот» энергии в природе, как «шутит» инерция.
Да здравствует наука БЕЗ занудства и непонятных терминов!
Валерия Черепенчук
Важные физические открытия
№ 1
№ 2
№ 3
№ 4
№ 5
№ 6
№ 7
№ 8
№ 9
№ 10
№ 11
№ 12
№ 13
№ 14
№ 15
№ 16
Физика макромира
№ 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
№ 45Родословная сосулек. Как и почему они появляются?
№ 46
№ 47
№ 48
№ 49
№ 50
№ 51
№ 52
№ 53
№ 54
№ 55
№ 56
№ 57
№ 58
№ 59
№ 60
№ 61
Физика микромира
№ 62
№ 63
№ 64
№ 65
№ 66
№ 67
№ 68
№ 69
№ 70
№ 71
№ 72
№ 73
№ 74
№ 75
Не только физика
№ 76
№ 77
№ 78
№ 79
№ 80
№ 81
№ 82
№ 83
№ 84
№ 85
№ 86
№ 87
№ 88
№ 89
№ 90
№ 91
№ 92
№ 93
№ 94
№ 95
№ 96
№ 97
№ 98
№ 99
Валерия Черепенчук
Физика без преград. Увлекательные научные факты, истории, эксперименты
© ИП Сирота, 2017
© Оформление. ООО «Издательство «Э», 2017
Важные физические открытия
№ 1
Из чего сделана Вселенная? Первые версии
Древнегреческие мыслители задавались вопросом о природе «первоначала»: из чего состоят все имеющиеся на земле предметы и вещества? Широкую известность приобрели теории Фалеса (624–547 гг. до н. э.), считавшего «первоначалом» воду. Он утверждал, что вода может «загустевать», образуя землю; испаряться, превращаясь в воздух, и так далее. Так рождались первые попытки научного объяснения мира.
В системе Демокрита (ок. 460 г. до н. э. – ок. 370 г. до н. э.) особое место заняло понятие «атом», то есть «неделимый». Так он именовал мельчайшую неделимую частицу вещества; все тела, по мнению Демокрита, – просто комбинации атомов, хаотично двигающихся в пространстве Вселенной и обладающих способностью соединяться, формируя материю. В своей основе эта идея была подтверждена спустя тысячелетия.
Аристотель (384 г. до н. э. – 322 г. до н. э.) ввел в научный оборот слово «физика» (от греческого «физис» – «природа»). Движение, по его мнению, вечно существует в мире и связывает воедино все сущее. А первопричиной этого движения является высшая сила – Бог. Познать природу, изучить физику – значит разобраться в причинах всего происходящего.
Происхождение Вселенной
Аристотель стоял на позициях геоцентризма, характерного для ученых Древней Греции, – считал, что Земля является центром мироздания. Многие выводы великого ученого (а в его книгах представлена практически вся система знаний того времени – логика, политика, физика, астрономия) впоследствии были опровергнуты, но это не умаляет его заслуг.
Аристотель ввел в научный оборот слово «физика» (от греческого – «природа»)
№ 2
Архимед и его ванна. Первый закон гидростатики
Легенда гласит, что однажды Сиракузский тиран Гиерон повелел Архимеду проверить работу придворного ювелира: владыка подозревал, что часть золота, отпущенная на изготовление венца, была заменена на более дешевый металл и осела в руках ушлого мастера. Архимеду предстояло для начала определить объем короны; в задумчивости он решил принять ванну. Она была наполнена до краев, и, залезши в воду, ученый часть ее расплескал по полу. Далее произошло то, что описано во множестве книг: Архимед выскочил из ванны и помчался по улицам, крича: «Эврика!» («Нашел!») А «нашел» рассеянный математик первый закон гидростатики. Он гласит: «Всякое тело при погружении в жидкость потеряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость». Или, в более современном варианте, «на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объеме погруженной части тела». Этот закон потом получил имя Архимеда… «Выталкивающая сила» – тоже. В виде формулы это выглядит так:
FA=ρgV,
где ρ – это плотность жидкости или газа, g – ускорение свободного падения (в среднем 9,8 м/с2), а V – объем тела.
Чем завершилась история с короной? Большинство сходится на том, что Архимед, погрузив ее в наполненный водой сосуд и замерив объем вылившейся воды, а потом повторив опыт с более легкими металлами, доказал: ювелир и в самом деле обманул Гиерона. О том, какова оказалась судьба нечистого на руку мастера и получил ли какую-либо награду Архимед, история умалчивает.
Всякое тело при погружении в жидкость теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость
Архимед завещал нарисовать на своем надгробии шар, вписанный в цилиндр, чтобы потомки помнили: их объемы и поверхности соотносятся как 2/3.
№ 3
Дайте мне точку опоры… и зеркало. Наука и война
Еще до наступления нашей эры физика, объединившись с математическими методами исследования, сильно продвинулась вперед в разделах механики (изучение движения материальных тел) и оптики. Основные заслуги здесь принадлежат Евклиду (ок. 325–265 гг. до н. э.) и Архимеду. Последний, произнеся знаменитую фразу «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!», заинтересовал своей самоуверенностью правителя Сиракуз. По приказу владыки на берег вытащили большой корабль и набили его трюм разнообразными грузами. Ученый же, соорудив систему блоков и рычагов, при помощи каната протащил громоздкую махину по берегу. Есть, правда, и другой вариант легенды: корабль никак не могли спустить на воду и лишь благодаря Архимеду справились с этой задачей.
В итоге Архимед формулирует закон равновесия сил на рычаге. (Рычаг – это твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.) F1/F2 = l2/l1, при этом F1 и F2 – действующие на рычаг силы, а l2 и l1 – плечи этих сил. Рычаг находится в равновесии тогда, когда действующие на него силы обратно пропорциональны плечам сил. И если мы хотим меньшей силой уравновесить большую, нужно увеличить ее плечо.
По легенде, свои механизмы, способные поднимать и метать вдаль огромные валуны, Архимед применял во время осады Сиракуз римлянами, приводя в смятение врага. Древние историки описывают также удивительные машины, прозванные «когтями Архимеда». Судя по всему, внешне они напоминали подъемные краны и были предназначены для того, чтобы цепляться крюками за борта вражеских кораблей и переворачивать их.
Дайте мне точку опоры, и я сдвину землю!