міфів

ТОП 10 найпоширеніших міфів - фізика

Сонце жовте, блискавки ніколи не потрапляють в одне і те ж місце двічі, і солона вода кипить швидше - це лише три з багатьох тверджень, про які багато людей непохитні. Однак, як це часто буває, реальність відрізняється від віри. Ми вибрали десять найпоширеніших фізичних міфів, на які ми проливаємо більше світла.

1. Завдяки чому літак може літати?

У багатьох підручниках, науково-популярних книгах і навіть посібниках для пілотів ви прочитаєте, що принцип, за яким літають літаки, можна пояснити рівнянням Бернуллі.

Там сказано наступне: коли повітря обтікає криволінійну вершину крила, воно проходить більшу відстань, ніж повітря, що проходить під крилом. Верхній струм повинен обходити крило одночасно з нижнім струмом, щоб він рухався швидше. Згідно з рівнянням Бернуллі, повітря, яке тече повільніше, створює вищий тиск під крилом. Отже, тиск нижче крила. В результаті створюється висхідна сила, а літак тримається в повітрі.

Це пояснення не зовсім правильне. Якби це було так, пілотажні літаки розбивались би негайно при повороті. Навіть паперові літаки, у яких крила абсолютно прямі, не могли літати.

"Популярне пояснення роздруківки швидко, звучить логічно і дає правильну відповідь. З іншого боку, він вносить помилкові уявлення, використовує абсурдні фізичні аргументи і неправильно використовує рівняння Бернуллі ", - говорить експерт з аеродинаміки Холгер Бабінський з Кембриджського університету.

Перш за все, не існує фізичного принципу, який вимагає, щоб повітря циркулювало крило зверху в той самий час, що і знизу. Як видно з відео нижче, це зовсім не так. Повітря над крилом тече набагато швидше, ніж повітря під ним, і два потоки взагалі не повинні поєднуватися.


Потік повітря навколо крила (джерело: Кембриджський університет)

Основний аргумент, що літаки літають через різницю тисків, є істинним. Однак ця різниця не пов'язана з різною швидкістю руху повітря навколо крила. Вирішальним фактором є форма крила та його нахил.

Завдяки специфічній формі крила повітря, що тече зверху, долає більшу відстань, ніж струм, що обтікає крило знизу. В результаті молекули повітря, що оточують крило, зсуваються ближче одна до одної знизу, і таким чином під крилом створюється вищий тиск, ніж над ним, де молекули мають більше простору. Нахил крила кінчиком вгору посилює цей ефект.

Однак аргумент із використанням рівняння Бернуллі не може пояснити, чому пілотажний літак не падає, коли летить догори ногами. Літаки, які мають лише верхню частину крила, округлені, дійсно почнуть падати при повороті. Однак пілотажні літаки мають симетричні крила, закруглені з обох боків і спрямовані трохи вгору.

Під час звичайного польоту повітря розбивається так, що певна частина стікає вниз, що штовхає крило вгору. Коли літак повертається, пілот регулює напрямок повітряного потоку за допомогою заслінок. Звичайні літаки таким же чином згинають повітряний потік. Але коли крило повернене, потік повітря вже не створює достатньо реактивної сили, щоб запобігти падінню літака.

А як щодо паперового літака з прямими крилами? Оскільки воно зроблене з паперу, крила під час польоту згинаються так, щоб початок крила був вище кінця. В основному це той же принцип, що і для пілотажних літаків.

Різні форми крил, що використовуються в авіації (джерело: amaflightschool.org)

2. Скло у вікнах повільно тече

Розплавлене скло тече і його порівняно легко формувати. Він зберігає свою рідинну внутрішню структуру навіть після затвердіння. Тому виглядає розумним сказати, що він тече дуже повільно навіть у твердому стані. Тож якщо почекати досить довго - а деякі джерела стверджують до 10 мільйонів років - все скло з вікон з часом потече вниз.

Нічого подібного насправді не відбудеться. Форма склянки абсолютно не змінюється. У гіршому випадку хтось тим часом її зламає. Міф про «повзання скла» виник, тому що деякі скляні вікна в середньовічних будівлях внизу трохи товщі.

Однак дослідження показують, що більшість середньовічних вікон досить плоскі. У деяких випадках лише одна область на вікні ширша, а бічна - ні. Їх вік однаковий. Різні товщини скляних листів не мають нічого спільного з повзучістю. Насправді це наслідок самого процесу виробництва скла. У середні віки було дуже важко зробити віконну панель з постійною товщиною.

Крім того, подібних деформацій не було виявлено ні в одних інших виробах зі скла, хоча вони набагато старші.

Міф остаточно розвіяв група вчених з Університету Брістоля та Університету Кіото. За допомогою комп’ютерного моделювання він показав, що розташування частинок у склі змінюється з часом. Однак у результаті він стає все сильнішим.

3. Чергування пір року як наслідок орбіти Землі навколо Сонця.

Багато людей вірять, що коли наша планета найближча до Сонця, настає літо. Зима, коли знову найдальше. Пори року насправді виникають в результаті нахилу осі обертання Землі. Він коливається від 22,1 ° до 24,5 °.

Нахил осі обертання Землі (джерело: NASA)

4. Велика Китайська стіна, побачена з космосу

Велика Китайська стіна, як кажуть, є єдиним штучним об’єктом, який видно з космосу, а також Місяця. Але ні екіпаж Аполлона, ні будь-який інший астронавт ніколи не підтверджували, що вони впізнали будь-яку структуру на Землі. З орбіти можна спостерігати лише нічне освітлення місць.

Наша планета вночі. (джерело: NASA)

5. Сонце жовте

Напевно, кожна маленька дитина малює Сонце жовтим кольором. І багато дорослих вважають, що сонце справді жовте. Це спростовується зображеннями з космосу, на яких чітко видно, що він білий. Поява жовтого кольору виникає лише внаслідок заломлення світла в атмосфері. З тієї ж причини він набуває червонуватого відтінку на заході.

6. Вода стікає праворуч у північній півкулі та ліворуч у південній півкулі

Цей ефект пояснюється дією сили Коріоліса. Це так звана фіктивна сила, що виникає внаслідок обертання Землі. Наприклад, це змушує циклони в північній півкулі обертатися проти годинникової стрілки, а в південній - за годинниковою стрілкою. Однак це не впливає на обертання водяного вихору в унітазі або раковині. При таких малих розмірах ефект сили Коріоліса є мізерно малим.

Напрямок потоку тоді залежить від форми посудини, невеликих нерівностей у витіканні, початкового імпульсу води і навіть потоку повітря. Тож не має значення, знаходиться контейнер для води в північній чи південній півкулі. Вода в обох півкулях може обертатися або не обертатися в тому ж напрямку, в якому вона стікає.

7. Блискавка ніколи не потрапляє в одне і те ж місце двічі

Це одне з найдавніших і найвідоміших забобонів про блискавку. Але немає закону фізики, який заважає блискавці двічі потрапити в одне і те ж місце. Навпаки. Під час грози блискавка неодноразово вражатиме високі або найкращі електропровідні області. Це також доведено вимірами НАСА, яке розробило прилад, здатний точно визначати місце удару блискавки.

8. Імовірність того, що монета впаде на той чи інший бік, становить рівно 50%

Дослідники Стенфордського університету спростували цю заяву в 2009 році. Вони дозволили впасти приблизно на один цент долара приблизно в 10 000 разів і записали, на яку сторону він приземлиться. Потім результати оцінювали статистично. Аналіз показав, що монета, як мінімум, на 51% приземляється на ту сторону, яка була опущена перед киданням. Залежно від способу утилізації, вірогідність може сягати до 60%. Ні потік повітря, ні тип монети не вплинули на результат.

Якщо долар обертається на столі, до 80% шансів вдарити його догори дном. Ця сторона містить трохи більше металу, тому вона важча.

9. Монета, що падає з великої висоти, може вбити людину

Багато людей думають, і я часом думав, що монета, викинута з високого будинку, наприклад, може серйозно поранити або навіть вбити людину. Але простий розрахунок, який передбачає ідеальне середовище без опору повітря, показує, що це не так.

Ми випустимо монету зі знаменитого Емпайр Стейт Білдінг. Припустимо, ми дуже сміливі і піднімаємось аж до вершини. Ми знаходимось на висоті 381 метр. Оскільки ми перебуваємо в США, ми випустимо вже згадану монету в один цент. Його вага досягає 2,5 грам. Швидкість при ударі складе близько 86,46 км/год.

Хоча це може здатися чималим, така падаюча монета нікому не зашкодить, навіть якщо вона потрапить у гострий край. Щоб заряд з подібною вагою вбив людину, йому довелося б літати зі швидкістю майже 1000 км/год. Крім того, ми не врахували опір повітря, який уповільнює рух, при розрахунку швидкості монети. У цьому випадку монета досягає максимальної швидкості 80 км/год. Однак, залежно від поточної погоди, падіння може сповільнитися до 50 км/год. У якийсь момент не має значення навіть висота будівлі. На відстані близько 15 метрів від землі ефект опору та сили тяжіння точно компенсується, і монета більше не буде прискорюватися.

10. Солона вода швидше закипає

Сіль насправді призводить до прямо протилежного і збільшує температуру кипіння. Це перешкоджає руху молекул води. Але це не суттєва різниця. Чайна ложка солі в каструлі з водою призведе до того, що вода закипить приблизно секунду пізніше.

Сіль може значно прискорити кипіння води лише в крайніх випадках. Уявіть ситуацію, коли в одну каструлю ми наливаємо 100 г води, а в іншу 80 г води, в яку наливаємо 20 г солі. Час, необхідний для закипання води у другому посуді, буде на 25% коротшим. Причина проста. Цей горщик містить менше води, яка має вищу температуру кипіння, ніж сіль.

Температура, коли вода починає кипіти, також залежить від висоти над рівнем моря. Наприклад, на горі Еверест вона кипить при 71 ° C.

Для економії енергії додайте у воду стільки солі, щоб вона більше не танула, і звикайте пити надзвичайно солону каву. Або відмов, щоб налити каву на гору Еверест.

Як бонус ми додаємо міф про те, що НАСА витратило мільйони доларів на розробку пера, яке воно пише в космосі. Цьому ми присвятили цілу статтю.

Ми змогли представити вам цю статтю завдяки підтримці Patreone. Символічний внесок також допоможе нам публікувати більше якісних статей.