Удивительная физика! Загадки, задачи

15 years




Открываю топик, посвященный удивительной науке! Вспомните известных популяризаторов науки 20-го века, таких ученных как Брайн Грин, Стивен Хокинг, Фритьев Капра, Сергей Капица и конечно же Яков Перельман, который, собственно и ввел в отечественной литературе такое понятие как "удивительная наука". Популяризацией науки занимались не только профессиональные ученные, но и писатели фантасты, умело вплетая последние научные открытия в художественную мысль и пытаясь предвосхитить (иногда вполне успешно) связанные с этим перемены в обществе и общественном устройстве. Жуль Верн, Айзек Азимов, Стивен Кинг, Александр Беляев и множество других удивительных людей.

Предлагаю ввести на нашем форуме раздел посвященный популяризации науки, разумеется на столько на сколько мы сможем потянуть его своими силами И писать сюда, разнообразные загадки, интересные факты, любопытные задачи или просто мысли, связанные с наукой, или людьми ее продвигающими.

Разумеется, я первый предлагаю вашему вниманию такую задачку.
Есть старая легенда, утверждающая что Архимед, помог царю обнаружить обман со стороны царского ювелирного мастера, взявшегося сделать золотую царскую корону. Мастер получил для этих целей некоторое количество золота. Однако решил пустить не все золоту в корону, а частично заменить его серебром, а остаток золота присвоить. Архимед опустив корону в воду и измерив вытесненное количество воды, тем самым измерил объем короны. Зная плотность золота он получил удельный вес присутствующего золота в короне - он оказался меньше, чем давалось. Тем самым Архимед уличил царского мастера в обмане. Однако, легенда гласит, что Архимед точно сказал сколько именно мастер утаил золота. Но по тем данным которыми располагал Архимед, он никак не мог этого сказать Он действительно мог фиксировать факт воровства, но не мог определить количественную составляющую хищения. Почему?

Как всегда, первому давшему правильный ответ - подниму репутацию
загадки, наука, физика

avatar
atotsup
10 May 2009

Удивительная физика! Загадки, задачи
48,7K
views
85
members
674
posts

=9xwHVKe
27 May 2009


araleng
цитата:
А я что написал?

Это неправильный ответ
avatar
araleng
27 May 2009


Enott
цитата:
Оно выцеливать конкретно в Землю будет?

Оно будет выстреливать куда попало. Но "попало" может быть и в Землю.
leonbn
цитата:
Это неправильный ответ 

"Не пересечет" - неправильный?
avatar
atotsup
27 May 2009


9
=9xwHVKe:

Циклоны, которые родились в сев. полушарии крутятся против час. cтрелки, а которые родились в южном – по часовой. Как быть с циклоном, который соберется пересечь экватор?

как и было сказано ранее, кориолисова сила, оказывает крайне несущественное воздействие на направление закручивания водоворота. Определяющую роль играет отнюдь не она, а конструктивные особенности сливов. И в любом полушарии можно совершенно легко наблюдать закручивание водоворотов как по часовой. так и против часовой стрелки.

В случае с циклонами, направление их движения определяет вовсе не кориолисова сила, а атмосферные явления, и климатические особенности местности. На движение воздушных масс, направление закручивания, возникновение циклонов, их температуру и прочее влияет ОГРОМНОЕ количество, постоянно меняющихся факторов. До сих пор, метеорологи, не имеет адекватной модели предсказания возникновения и поведения подобных природных явлений. Так что никуда он не сгинет, при прохождении через экватор, а спокойно проследует дальше не обращая на экватор никакого внимания Да и причем тут силы трения?
=9xwHVKe
27 May 2009


п.у.п.с.
цитата:
а спокойно проследует дальше не обращая на экватор никакого внимания

Неа
цитата:
Да и причем тут силы трения?

Шутю
avatar
araleng
27 May 2009


п.у.п.с.
Циклоны НИКОГДА не пересекают экватор. И не образуются в непосредственной близи от него.
=9xwHVKe
27 May 2009


araleng
цитата:
Циклоны НИКОГДА не пересекают экватор

Ага
Еще чуть-чуть, куда же они ...
avatar
atotsup
27 May 2009


avatar
araleng:

Когда эта байда долетит до нашей планеты, то начнется очень сильная магнитная буря, в результате которой все высоковольные трансформаторы на Земле сгорят и наступит кирдык современной электрической цивилизации.

1. Хотелось бы четко понимать что именно приведет к сгоранию всех трансформаторов? Само по себе магнитное поле не может нарушить работу электроцепей. Для того что бы возникли проблемы, потребуется не просто магнитное поле, а переменное магнитное поле, которое в свою очередь приведет к возникновению индукционных токов, причем в проводниках расположенных в определенном направлении к вектору напряженности магнитного поля. Очевидно что, наверняка, где-то сильные хаотичные кол...ия вектора напряженности магнитного поля, вызовут непредусмотренные токи, которые, в свою очередь могут привести к нарушению работы электроники или даже перегоранию отдельных ее компонентов. И это касается не только трансформаторов высокого напряжения Это касается всего того что работает с использованием электричества.

2. Такой сценарий повторяется с завидной регулярностью Солнце денно и ношно бомбардирует Землю выбросами солнечного вещества, и самым разнообразным излучением, в том числе и магнитным. Однако собственное магнитное поле Земли, атмосфера нивелирует 99,9% того вреда который могло бы причинить Солнце. И пока трансформаторный коллапс Землю не постиг



9
=9xwHVKe:

п.у.п.с.
цитата:
а спокойно проследует дальше не обращая на экватор никакого внимания

Неа

ты никогда не видел фотографий крупных циклонов из космоса? Там где один циклон находясь прямо на экваторе спокойно накрывает и часть южного и часть северного полушария?
=9xwHVKe
27 May 2009


п.у.п.с.
цитата:
ты никогда не видел фотографий крупных циклонов из космоса?

Ну ка, покажи мне такую фотку
avatar
atotsup
27 May 2009


цитата (п.у.п.с. @ Сегодня в 12:28)
В случае с циклонами, направление их движения определяет вовсе не кориолисова сила, а атмосферные явления, и климатические особенности местности.

Почитал про циклоны... похоже я слошил

"Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием теоремы Брауэра о неподвижной точке является наличие в атмосфере как минимум одного циклона или антициклона."

И далее:
"оздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном."

хм...

9
=9xwHVKe:

п.у.п.с.
цитата:
ты никогда не видел фотографий крупных циклонов из космоса?

Ну ка, покажи мне такую фотку

Да вот ищу... фоток то много, только вот найти такие фотки, что бы было ОДНОЗНАЧНО понятно что именно под ним... Очертания материков или еще что... пока не вижу...
avatar
araleng
27 May 2009


leonbn
цитата:
куда же они ...

"Подвижные циклоны перемещаются в атмосфере в общем с З. на В. В каждом отдельном случае направление перемещения определяется направлением общего переноса воздуха в верхней тропосфере. Средние скорости перемещения Ц. порядка 30-45 км/ч, но встречаются Ц., которые движутся быстрее (до 100км/ч). Перемещаясь, Ц. способствует переносу тёплого воздуха в передней (восточной) части к высоким широтам и холодного воздуха в тыловой части (западной) к низким широтам. В южной части Ц. в нижних слоях создаётся тёплый сектор, ограниченный тёплым и холодным фронтами (стадия молодого Ц.). В последующем, при смыкании холодного и тёплого фронтов (окклюзия Ц.) происходящего вследствие большей скорости холодного фронта нежели тёплого он всегда догоняет последний, смешиваясь, они образуют сложный фронт именуемый фронтом окклюзии. Тёплый воздух оттесняется холодным от земной поверхности в высокие слои. Тёплый сектор ликвидируется и в Ц. устанавливается более равномерное распределение температуры (стадия окклюдированного Ц.) (рис.6). Запас энергии, способной превратиться в кинетическую, в Ц. иссякает; Ц. затухает, размывается или объединяется с другим Ц.(стадия старого Ц.). " (с)
avatar
atotsup
27 May 2009


9
=9xwHVKe:

araleng
цитата:
Циклоны НИКОГДА не пересекают экватор

Ага
Еще чуть-чуть, куда же они ...

циклоны появляются в зонах не ближе 5 градусов от экватора!
avatar
araleng
27 May 2009


п.у.п.с.
цитата:
Хотелось бы четко понимать что именно приведет к сгоранию всех трансформаторов?

Об этом и вопрос.
цитата:
Солнце денно и ношно бомбардирует Землю выбросами солнечного вещества, и самым разнообразным излучением, в том числе и магнитным.

Речь о катастрофическом солнечном взрыве. Такие явления не происходят каждый день. Последнее было зафиксировано 150 лет назад. Но тогда вопрос с электричеством на Земле был неактуален.
avatar
atotsup
27 May 2009


avatar
araleng:

Речь о катастрофическом солнечном взрыве. Такие явления не происходят каждый день. Последнее было зафиксировано 150 лет назад. Но тогда вопрос с электричеством на Земле был неактуален.

полагаю, что все что эксплуатирует электрический ток, и имеет электрические проводники, независимо от того включено оно или нет, может выйти из строя.
=9xwHVKe
27 May 2009


araleng
Да все гораздо проще. Циклоны зарождаются вблизи экватора и уходят в сторону "своего" полюса
avatar
araleng
27 May 2009


Небольшая иллюстрация.
"08:42 16/05/2005
ВАШИНГТОН, 16 мая - РИА "Новости", Аркадий Орлов. Правительство США в лице национальной администрации по океанам и атмосфере предупредило о зафиксированной в воскресенье сильнейшей геомагнитной буре, угрожающей системам связи и линиям электропередач, а также космическим спутникам.

Охарактеризовав геомагнитную бурю как "экстремальное событие", администрация сообщила, что сила бури достигла максимальной величины в девять баллов, которой измеряется предельное отклонение магнитного поля Земли в течение трехчасового отрезка измерения.

"Возможные последствия такой геомагнитной бури включают обширные проблемы по управлению напряжением в энергетических системах. Ряд систем электропередач могут полностью выйти из строя или отключиться. Могут быть повреждены трансформаторы", - говорится в официальном предупреждении администрации.

Предупредив об опасности для космических аппаратов, их ориентации и работе систем спутниковой связи, администрация сообщает также, что "низкочастотные системы навигации могут выйти из строя на многие часы".

При этом сообщается, что ряд упомянутых последствий геомагнитной бури уже зафиксирован на территории США. Отмеченная в воскресенье буря стала результатом вспышки на солнце, произошедшей в пятницу, 13 мая."
п.у.п.с.
цитата:
полагаю, что все что эксплуатирует электрический ток, и имеет электрические проводники, независимо от того включено оно или нет, может выйти из строя.

Т.е. изготовление "в запас" бессмысленно?
avatar
atotsup
27 May 2009


leonbn
циклоны никогда не пересекают экватор, обычно они рождаются вблизи экватора, а затем двигаются по направлению к одному из полюсов.

upd:
блин опередил!
avatar
araleng
27 May 2009


leonbn
цитата:
Циклоны зарождаются вблизи экватора

Не все.
"Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические. Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона. Среди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т.д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны обладают колоссальными запасами энергии; именно с южными циклонами в средней полосе России и СНГ связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды"
цитата:
уходят в сторону "своего" полюса 

Это не окончательный ответ. Что значит "уходят"? Уходят а потом?
avatar
atotsup
27 May 2009


avatar
araleng:

Т.е. изготовление "в запас" бессмысленно?

ну если только "запас" прятать в специальных бункерах с электромагнитной непроницаемостью.
=9xwHVKe
27 May 2009


araleng
цитата:
Что значит "уходят"? Уходят а потом?

Затухает
avatar
Vladimir_E
27 May 2009


avatar
araleng:

leonbn
цитата:
Циклоны зарождаются вблизи экватора

Не все.
"Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические. Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона. Среди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т.д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны обладают колоссальными запасами энергии; именно с южными циклонами в средней полосе России и СНГ связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды"
цитата:
уходят в сторону "своего" полюса

Это не окончательный ответ. Что значит "уходят"? Уходят а потом?

А потом:
"Основной источник энергии тропических циклонов — выделение тепла при конденсации водяного пара в восходящем воздушном потоке, этим так же объясняется то что попадая на сушу, они быстро затухают. Также известно, что для зарождения циклона температура у поверхности воды должна подняться минимум до 27°С."
avatar
araleng
27 May 2009


п.у.п.с.
цитата:
полагаю, что все что эксплуатирует электрический ток, и имеет электрические проводники

Давай рассуждать как люди, имеющие техническое образование. Полагаю, что ты неправ. ИМХО, речь может идти только об устройствах работающих на принципах магнитной индукции, т.е. катушках с сердечниками. Конечно, и в простом электропроводе, помещенном в магнитное поле будет возникать эл. ток, но вряд ли настолько сильный, чтобы его (провод) разрушить.

Vladimir_E
цитата:
Основной источник энергии тропических циклонов

Речь шла о циклонах вообще, а не только трпических.
leonbn
цитата:
Затухает

Ну так а я о чем написал?
avatar
atotsup
27 May 2009


avatar
araleng:

Давай рассуждать как люди, имеющие техническое образование.

Давай

цитата:
Конечно, и в простом электропроводе, помещенном в магнитное поле будет возникать эл. ток, но вряд ли настолько сильный, чтобы его (провод) разрушить.

Ну ты сам предложил отталкиваться от "Речь о катастрофическом солнечном взрыве". Обычных солнечных всплесков, явно недостаточно что бы внести сколько-то серьезные проблемы в работу электрооборудования. Но если предположить, что всплеск будет очень сильный, ОЧЕНЬ, эдакий МЕГА-всплеск, то можно предположить, что возникший индукционный ток, будет очень большим, и станет причиной перегорания проводников и других электрических элементов. И это касается не только устройств работающих на принципах магнитной индукции, а всего того где МОЖЕТ возникнуть индукционный ток, то есть по сути в ЛЮБЫХ электропроводниках. А уж на сколько этот неучтенный ток окажется опасен для той или иной схемы, зависит от конкретного прибора. Представь что в спирали отключенного от розетки чайника наведется ток в несколько десятков ампер. Или такой же ток наведется в неработающем ДВД-плеере

Знаешь, иной раз для чувствительной электроники, достаточно перепутать полярность, вставляя батарейки, что бы это стало причиной выхода ее из строя.
avatar
Vladimir_E
27 May 2009


avatar
araleng:

п.у.п.с.
Vladimir_E
цитата:
Основной источник энергии тропических циклонов

Речь шла о циклонах вообще, а не только трпических.
leonbn
цитата:
Затухает

Ну так а я о чем написал?

Извиняюсь. Тогда вот так:
"В процессе развития внетропический циклон проходит несколько стадий: волна, молодой циклон, окклюдированный циклон...
Окклюзия - стадия развития циклона, при которой происходит смыкание холодного и теплого фронтов в области циклона, приводящее к заполнению последнего холодным воздухом и вытеснение теплого воздуха от поверхности Земли в более высокие слои тропосферы. При этом возрастает его вертикальная мощность, уменьшается скорость и циклон постепенно затухает (осадки ослабевают и прекращаются, давление в центре повышается). "
=9xwHVKe
27 May 2009


Vladimir_E
Да ты не извиняйся, вопрос-шутка был про циклон и экватор, а не про "как сдать ЕГЭ по географии"
avatar
araleng
27 May 2009


п.у.п.с.
цитата:
Обычных солнечных всплесков, явно недостаточно что бы внести сколько-то серьезные проблемы в работу электрооборудования.

Судя по вышеприведенной мной ссылке - вполне достаточно.
цитата:
И это касается не только устройств работающих на принципах магнитной индукции, а всего того где МОЖЕТ возникнуть индукционный ток, то есть по сути в ЛЮБЫХ электропроводниках.

Это так, но "трансформаторах" он будет значительно больше, по умолчанию. "Что русскому здорово, то немцу-смерть" (с)
цитата:
Или такой же ток наведется в неработающем ДВД-плеере

Ну давай мух отдельно. ДВД - плеер - это набор элементов.
цитата:
для чувствительной электроники, достаточно перепутать полярность, вставляя батарейки, что бы это стало причиной выхода ее из строя.

Это, ИМХО, немного другое. Полупроводники. Туда провожу - обратно сгораю.
avatar
Vladimir_E
27 May 2009


9
=9xwHVKe:

Vladimir_E
Да ты не извиняйся, вопрос-шутка был про циклон и экватор, а не про "как сдать ЕГЭ по географии"

А че я сдал!?
avatar
araleng
27 May 2009


Ну че все попрятались? Кто цивилизацию за вас спасать будет бездельники?
=9xwHVKe
27 May 2009


araleng
Все уже предусмотрено. На даче свечи, вилы, лопаты, колодец, картоха, морква, свЕкла...
avatar
atotsup
28 May 2009


avatar
araleng:

Ну че все попрятались? Кто цивилизацию за вас спасать будет бездельники?

ага!!! Соскучился!
avatar
atotsup
28 May 2009


avatar
araleng:

Судя по вышеприведенной мной ссылке - вполне достаточно.

в приведенной тобой ссылке опять только прогнозы, как я понял. Или уже были прецеденты глобального выхода из строя всех трансформаторов в мире?

цитата:
Это так, но "трансформаторах" он будет значительно больше,

Так... Ну давай разбираться
Трансформаторы работают на токе переменного напряжения. То есть, для возникновения индукционного тока в одной из обмоток трансформатора, в другой обмотке, напряжение должно изменяться, что бы породить изменение электромагнитного поля.

Индукцио́нный ток — электрический ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур. Величина и направление индукционного тока определяются законом электромагнитной индукции и правилом Ленца.

Постоянное магнитное поле не может наводить индукционных ток в проводнике. Если я неправ - пусть меня поправят местные физики-теоретики

Именно по этому в генераторах тока используют обмотку строго определенной геометрии, относительно магнитного сердечника и вектора напряженности поля, равно как и в трансформаторах используют геометрию контуров обмоток, строго определенной геометрии. Что бы добиться максимального использование ИЗМЕНЕНИЯ напряженности магнитного поля, и исключить взаимокомпенсацию возникающих токов.

Теперь давай посмотрим что произойдет когда до Земли долетит мощнейший выброс магнитного поля от Солнца. Очевидно, что в процессе нарастания и спада магнитного поля, во всех (без исключения) проводниках будет наводится индукционный ток. Но геометрия: взаиморасположение проводников, относительно друг друга, и относительно вектора напряженности магнитного поля будет совершенно хаотичным. То есть наводки конечно будут, но возникающие токи в разных участках проводников, соединенных между собой в единую схему будут складываться или вычитаться, да еще и влиять друг на друга через ту же индукцию (взаимоиндукция). И где именно этот ток будет больше, а где меньше, можно только гадать.

Если я ошибся в рассуждениях - поправь меня

цитата:
Ну давай мух отдельно. ДВД - плеер - это набор элементов.

Магнитному полю до лампочки что перед ним, трансформатор или ДВД, состоящий из кучи элементов. Для него это все проводники в которыз может возникнуть индукционный ток. А уж особенность схемыи и направление изменения вектора напряженности магнитного поля, пришедшего от Солнца, где-то конкретно наведет больший ток, где-то меньший.

цитата:
Это, ИМХО, немного другое. Полупроводники. Туда провожу - обратно сгораю.

у любого полупроводника есть напряжение пробоя. И если в цепи, в которую включен полупроводник появится ток, обратный проводимости полупроводника, с напряжением выше напряжение пробоя, то погорят все полупроводники. Об этом я и говорю. А уж какой получится суммарный ток в том или ином участке цепи, и с каким направлением мы не угадаем.

Из всего сказанного следует, что опасно не только сила магнитного поля, но и расположение (геометрия) проводника относительно вектора магнитной индукции. А в силу того что трансформаторы, и генераторы ориентирована на строго определенную геометрическую локализацию циркуляции магнитного поля, то любое СТОРОННЕЕ поле, пусть даже и очень сильное, не причинит им больше вреда чем любым другим проводникам. То есть, что-то где то сгорит, что-то где-то нет.

Знаешь, я думаю что за трансформаторы так опасаются, потому что они обычно подключены к магистральным сетям, большой протяженности, то есть к кабелям почти прямолинейного расположения относительно вектора солнечного магнитного поля будет. ЛЭП например. И в них по всей видимости наведется максимальный ток, который уже и сожжет магистральные трансформаторы на всех электроподстанциях.

1 person online

1 person online

Log in to leave a message or Sign up


up