Физика без преград. Увлекательные научные факты, истории, эксперименты - Страница 8

Не забывайте, что воздействие тока на человеческий организм вызывает сильное сокращение мышц. Поэтому положение того, кто схватился за плохо изолированный провод ладонью, гораздо опаснее, чем у того, кто случайно задел провод локтем. В первом случае есть риск под воздействием тока вцепиться в его источник мертвой хваткой.

При ударах током значение имеет и общее состояние здоровья, но к физике это уже не относится…

№ 39

Очень атмосферно! Гром как физическое явление

Почему мы сначала видим молнию, а потом слышим гром? Существует популярная шутка: потому что глаза впереди, а уши чуть дальше! Физика придерживается иного мнения. Когда происходит молниевый разряд, окружающая его атмосфера мгновенно раскаляется до невообразимых пределов и, следовательно, резко расширяется. Возникает ударная волна, которую наши уши воспринимают как гром.

Вспомните: когда вы расчесываете сильно наэлектризованные волосы, вы слышите тихое потрескивание. Конечно, с грозой это не идет ни в какое сравнение, но можно сказать, что при расчесывании мы слышим аналог грома.

Почему возникает «гром среди ясного неба»? Потому что и молния, и гром способны «пробежать» многие километры, прежде чем отразятся в наших органах чувств. Облако, породившее молнию и гром, может находиться очень далеко от нас.

Молнии – серьезная угроза для жизни людей

№ 40

Рожденная облаками: молния

Что общего у молнии и натертого шерстью куска янтаря, о котором мы упоминали ранее? Процесс электризации.

Но как электризуются облака, рождающие молнию? Рассмотрим самый простой вариант. Каждое облако представляет собой огромное скопление пара. На высоте в несколько километров мельчайшие капельки воды в облаке начинают превращаться в льдинки, которые благодаря потокам воздуха находятся в постоянном движении. Сталкиваясь и расходясь, они начинают процесс электризации. Мелкие льдинки, заряженные положительно, поднимаются выше. Более крупные – обладающие отрицательным зарядом – опускаются в нижнюю часть тучи. И когда части грозового облака, обладающие разными зарядами, подходят близко друг к другу, происходит молниевый разряд, обладающий колоссальной силой и яркостью!

№ 41

Волосы дыбом, одежда комом. Статическое электричество

У некоторых веществ частицы атома – электроны – могут достаточно легко перемещаться, создавая дисбаланс положительных и отрицательных зарядов и накапливая излишки. Очень заметно это на ткани: например, юбка то липнет к ногам, но «раздувается» параллельно полу. Если одежда так ведет себя, да еще «искрит» и потрескивает, значит, она сделана из материала, склонного именно к такому дисбалансу.

Причиной возникновения статического поля наиболее часто бывает трение. Но иногда его вызывают, к примеру, резкие перепады температуры. Спрей-антистатик, который призван бороться с этим явлением, действует так: он как бы создает на поверхности тонкую пленочку, не позволяющую накапливаться «разбалансированным» зарядам. Они просто не удерживаются на ней и в итоге не создают никаких неудобств.

№ 42

О чем рассказали железные опилки? Свойства магнита

Вы уже знаете, что магнетизм и электричество прочно связаны. То есть можно сформировать магнитное поле при помощи электрического тока. Можно намагнитить тело, которое до того не проявляло магнитных свойств. Но не всегда требуются «усилия со стороны»: на нашей планете немало тел, обладающих собственным сильным магнитным полем. Да и сама Земля, по сути, большой магнит!

Область вокруг намагниченного предмета, в которой проявляются его особые свойства, именуют магнитным полем. Причем каждый магнит имеет так называемые полюса, которые принято обозначать как S и N («Юг и «Север»). Удивительно, но разломив магнит пополам, мы получим два магнита поменьше, у каждого из которых тоже будут два полюса! Мы можем измельчить магнит буквально на группы молекул (кстати, каждая такая группа именуется доменом), и у каждой группы снова возникнут два полюса – все те же S и N.

Магнитное поле невозможно увидеть невооруженным глазом – так утверждают все учебники. Но мы все же попробуем «проявить» его. Возьмите немного железных опилок и равномерно рассыпьте их по листу бумаги. А потом поместите под него магнит. Опилки на бумаге «сложатся» в очень интересную картинку: большая их часть соберется возле полюсов, а остальные распределятся по бумаге, напоминая то ли барханы в пустыне, то ли концентрические круги на воде. То есть магнитное поле обретет форму, по крайней мере, в нашем зрительном восприятии.

Если вы возьмете два магнита и попробуете совместить их одинаковые полюса, например, N и N, то вы почувствуете явное сопротивление.

Намагниченный предмет можно размагнитить, сильно нагрев его. Нагревание заставляет домены беспорядочно двигаться, в итоге они теряют свои свойства

Опилки располагаются вдоль магнитных силовых линий

№ 43

Упрямая стрелка. Земная ось и компас

Почему стрелка компаса всегда указывает на север? Так как Земля является магнитом, то, соответственно, у нее есть магнитные полюса и магнитное поле. Если представить, что у нас есть возможность провести опыт с железными опилками в масштабах целой планеты, то наиболее густо опилки собрались бы возле полюсов, а сама планета была бы окружена красивыми расходящимися «опилочными» кругами…

Стрелка компаса – это тоже магнит, и у нее тоже есть полюса. Под воздействием земного магнитного поля она обязательно «синхронизируется» с ним и укажет, где по линии меридиана находятся север и юг. Но бывают случаи, когда компасу доверять нельзя. Стрелка может «сойти с ума» в районе залегания больших пластов магнитных руд (классический пример – «Курская магнитная аномалия») либо вблизи крупных намагниченных предметов из металла.

Круговая шкала

Магнитная стрелка

№ 44

Рельсы на вырост. Нагревание и расширение

Когда начинается строительство железной дороги, линии электропередач, моста или другого крупного объекта, инженеры обязательно должны принимать во внимание явление теплового расширения, то есть тот факт, что при нагревании большинство твердых тел, жидкостей и газов увеличиваются в объеме. Конечно, странно было бы предполагать, что металлический рельс в жару будет на метр длиннее, чем в мороз. Изменения не столь велики. Например, считается, что знаменитая Эйфелева башня летом на 13–15 сантиметров выше, чем зимой.

Чем же объясняется это явление?

При нагревании атомы вещества начинают двигаться более активно, нежели в охлажденном состоянии. Амплитуда движения увеличивается, они как бы «расталкивают» своих соседей – и в результате тело немного расширяется. Причем в жидкостях и газах эффект более заметен.

№ 45Родословная сосулек. Как и почему они появляются?

Для жителей севера сосульки на краю крыш являются настолько привычным «украшением», что они не задумываются об их происхождении. А ведь процесс довольно интересный!

Обычно сосульки ассоциируются с оттепелью, когда температура воздуха повышается. Но в это время они просто больше обращают на себя внимание, так как начинают «плакать» и с шумом отваливаться с крыш, балконов и веток деревьев. А вот для образования сосульки нужны иные условия. Идеальный вариант – небольшой мороз и яркое солнце, которое нагревает твердые тела (например, крышу дома), и из-за этого лежащий там снег начинает таять. Тонкие струйки воды под воздействием силы тяжести стекают вниз, по пути застывая на холодном воздухе. Один слой намерзает на другой, и в итоге сосулька может достигнуть длины в несколько метров.