Метод долоні: як контролювати вагу, крім калорії. Худнемо правильно! Ваша рука визначить, скільки потрібно їсти
МОУ гімназія "Лабораторія Салахова"
XVII гімназійні Дні науки
Тема роботи:
«Міра обсягу та Закон Архімеда. Застосування розрахунків обсягу у домашніх умовах»
Виконала: Морозова Катерина,
учениця 4 "Д" класу.
Керівник: Незговорова Ж. І
Сургут, 2012 рік
Вступ. Як виміряти рідину? …………………………………………….3
Глава 1. Заходи обсягу з найдавніших часів. літр. Зарубіжні заходи обсягу ……………………………………………………………………….…………….4
Глава 2. Заходи обсягу Росії …………………...…………………………....8
Глава 3. Архімед та її закон …………………………………………………..11
Глава 4. Практичні задачі………………………………….…………..…...15
4.1 Визначення об'єму води, що витікає при чищенні зубів, при прийнятті душу, при прийнятті ванни (у тата, у мами, у мене та у брата) …………….15
4.2 Скільки води може заощадити вся наша сім'я на рік, якщо закриватиме кран при чищенні зубів?............................... .......................................17
4.3 Перевірка закону Архімеда на кухні………......................................... .......18
Висновки…………………………………………………………………………...19
Список литературы……………………………………………………………...20
Вступ. Як виміряти рідину?
У далекі історичні часилюдині доводилося поступово осягати як мистецтво рахунки, а й вимірів. Коли наш предок – стародавній, але вже мислячий, спробував знайти для себе печеру, він змушений був порівняти довжину, ширину і висоту свого майбутнього притулку з власним зростанням. Адже це і є вимір. Виготовляючи найпростіші знаряддя праці, будуючи житла, видобуваючи їжу, виникає необхідність вимірювати відстані, та був площі, ємності, масу, час. Наш предок мав лише власне зростання, довжину рук і ніг. Якщо за рахунку людина користувалася пальцями рук та ніг, то при вимірі відстаней використовувалися руки та ноги. Не було народу, який не обрав би свої одиниці виміру. Наприклад, будівельники єгипетських пірамідеталоном довжини вважали лікоть (відстань від ліктя до кінця середнього пальця), древні араби – волосся з ослячої морди, англійці досі користуються королівським футом (у перекладі з англійської фут означає нога), рівним довжиніступні короля.
Однак з усіх вимірювань найважчим є міра рідини, її складно виміряти, наприклад, ліктями. Однак і тут людина вигадала вихід. Так одним із найпростіших "міжнародних" заходів обсягу є жменя (долоня з пальцями, складені човником) і жменя - дві долоні, з'єднані разом. Згодом цього заходу стало недостатньо, і було придумано безліч заходів обсягу, поки, нарешті, не зупинилися на літрі.
Об'єкт дослідження: Розвиток заходів обсягу з давнини до теперішнього часу
Предмет дослідження: Різні заходи обсягу та прийоми визначення обсягу, що використовуються людством.
Мета дослідження: З'ясувати оптимальну витрату води для нашої родини вдома.
Гіпотеза: Якщо економно витрачати воду можна заощадити більше літрів на рік.
1.Дослідити розвиток заходів обсягу з давніх-давен по даний момент.
2. Визначити об'єм води, що витікає при чищенні зубів, при прийнятті душу, при прийнятті ванни (у тата, у мами, у мене та у брата).
4. Перевірка закону Архімеда на кухні.
Глава 1. Заходи обсягу з найдавніших часів. літр. Закордонні заходи обсягу
З давніх часів людині потрібно вимірювати як відстані і довжину, але обсяг чогось.
3,888 г
торгова
1,772 г
Карат
метричний
200 мг
англійська
205 мг
Кварта
Великобританія
імперська
для виміру вина
0, 946л
пруф-кварта
0,649 л
1,1012 л
для вимірювання пива
2,198 л
звичайна
1,145 л
для виміру:
вина та нафти
0,946 л
сипких тіл
1,1012 л
Пікуль
Сянган (Гонконг)
звичайний
60,48 кг
митний
60,45 кг
Індонезія
для виміру
61,76 кг
митний
60,45 кг
121,3 кг
60,65 кг
звичайний (метричний)
60,48 кг
Пінта
Великобританія
імперська (нова)
0,568 л
стара велика
0,551 л
стара мала
0,473 л
для виміру
вина та рідин
0,473 л
Вага: 0,680 кг
оливкової олії
0,431 кг
сипких тіл
0,551 л
Унція
Великобританія, США
тройська (аптекарська)
31,103 г
торгова (евер-дьюпойс)
28,349 г
для вимірювання рідин
28,4 мл
Аргентина, Бразилія
Іспанія, Куба
28,75 г
Бельгія, Нідерланди, ФРН
фунт
старий російський захід
409,5 г
Польща, Великобританія, США
аптекарський
373,242 г
торговий
453,592 г
Аргентина
459,4 г
Бразилія
344,2 г
корабельний
170 кг
Іспанія, Куба, Сальвадор
460,09 г
венеціанський
301,2 г
метричний
сицилійська
Нідерланди
амстердамська
494,1 г
аптекарський
метричний
Норвегія
498,1 г
метричний
Швейцарія
аптекарський
звичайний
аптекарський
356,4 г
звичайний
425,1 г
Глава 2. Заходи обсягу Росії
З мір рідких тіл Стародавньої Русі відомі: бочка, цебро, корчага, насадка, кухоль, чарка ... Основною мірою рідини в Росії було цебро.
Одне відро = 1/40 бочки = 10 кухлів = 30 фунтів води = 20 горілчаних пляшок (0,6) = 16 винних пляшок (0,75) = 100 чарок = 200 шкаликів = 12 літрів
Корчагами (12 кг) міряли мед та віск. Насадка – 2,5 відра. Бочка дорівнювала 4 насадкам або 10 відрам. Бочка могла дорівнювати і 40 відрам під час торгівлі з іноземцями. Дрібніші заходи: штоф – десята частина відра, чарка – сота частина відра, шкалик дорівнював двом чаркам.
міра | Значення |
Штоф (кухоль) | |
Четверик | 26,24 л |
Золотник | |
Гарнець | |
Відро | |
Чверть | 3,075 л |
|
Відро – залізний, дерев'яний або шкіряний посуд, переважно циліндричної форми, з вушками або дужкою для носіння. У побуті, два відра на коромислі повинні бути "підйом жінці". Розподіл на дрібніші заходи проводився за двійковим принципом, відро ділили: · На 2 напіввідра · на 4 чверті відра Бочка , як міра рідин, застосовувалася переважно у процесі торгівлі з іноземцями, яким заборонялося вести роздрібну торгівлю вином на малі заходи. Дорівнювала 40 відрам (492 л). Матеріал для виготовлення бочки вибирали в залежності від її призначення: дуб - для пива та олії,
Як правило, у центральній та західній частинах Росії мірні ємності для зберігання молока були пропорційні добовим потребам сім'ї та являли собою різноманітні глиняні горщики, корчаги, дійниці, глечики, глечики, горлани, дійниці, берестяні бурачки з кришками, туеса, місткість яких становила приблизно 1/4-1/2 відра (близько 3-5 л). Винні заходи
(півлітрівка з'явилася пізніше – у двадцяті роки XX століття) Оскільки у відрі вміщалося 20 пляшок (2 0 * 0,6 = 12 л), а торгівлі рахунок йшов на відра, то ящик досі вміщує 20 пляшок. У Росії її виробляти скло заводським способом почали з 1635 року. До цього часу відноситься і випуск скляних судин. Першу вітчизняну пляшку випустили на заводі, побудованому на території сучасної підмосковної станції Істра, і продукція була спочатку призначена виключно для аптекарів. Штоф(Від ньому. Stof) = 1/10 відра = 10 чаркам = 1,23 л. З'явився за Петра I. Служив мірою обсягу всіх алкогольних напоїв. Кружка(Слово означає - "для пиття по колу") = 10 чаркам = 1,23 л.
Стопка= 1/6 пляшки = 100 г Вважалася величиною разової дози прийому. Четвертинка -півшкалика чи 1/16 частина пляшки = 37,5 грама. Розглянувши основні староросійські заходи життєдіяльності, можна дійти невтішного висновку, що у заходах і посуді, використовуваної для пиття, закладено принцип співвідношення обсягів – 1:2:4:8:16. Глава 3. Архімед та її закон Вважається, що він відкрив цей закон у своїй ванні, коли на замовлення царя Гієрона думав, як визначити, чи зроблена корона царя з чистого золота, або туди підмішане срібло Підозрювали, що майстер приховав частину золота. Архімед знав, що золото набагато важче за срібло, і, зваживши корону спочатку в повітрі, а потім у воді, він зумів відповісти на це запитання. Він уперше вирішив багато важких завдань з геометрії: знайшов правила обчислення площ та обсягів різних тіл, з великою точністю визначив відношення довжини кола до її поперечника. В арифметиці Архімед особливо цікавився дуже великими числами. Одна з його книг так і називається: «Обчислення піщин». Але найбільше Архімед славився серед греків своїми винаходами. Деякі його винаходи живуть і досі. Наприклад, кожна господиня, сама того не знаючи, часто користується «гвинтом Архімеда». Головну частинум'ясорубки - гвинт, який крутиться всередині трубки і штовхає м'ясо до ножів, - винайшов Архімед дві з лишком тисячі років тому. Він вигадав його, звісно, не для м'ясорубки, а для насосів, якими гойдали воду на поля. Архімед жив не в самій Греції, а в грецької колонії - невеликому містіСіракузи на острові Сицилія. Коли Архімеду було близько сімдесяти років, у 212 році до нашої ери, його рідне містообложили війська могутнього Риму і вимагали здачі. Сиракузці вирішили захищатись. Одним із керівників оборони став Архімед. Під керівництвом Архімеда городяни побудували багато військових машин для метання важкого каміння та колод. Машини допомагали їм майже рік відбиватися від багатотисячних римських військ, але врешті-решт римляни таки увірвалися в місто і перебили майже всіх жителів. Серед загиблих був і Архімед. Переказ каже, що коли римський солдат уже замахнувся на Архімеда мечем, він крикнув: «Не чіпай мої креслення!» Переходимо тепер до знаменитому законуАрхімед. Цей закон викладено у творі «Про плаваючі тіла»
Твір Архімеда починається описом природи рідини, яка, за Архімедом, така, «що з її частинок, розташованих на однаковому рівні і прилеглих один до одного, менш стиснуті виштовхуються більш стиснутими, і що кожна з її частинок стискається рідиною, що знаходиться над нею, схилу». Це визначення дозволяє Архімеду сформулювати основне положення: «Поверхня будь-якої рідини, яка встановилася нерухомо, матиме форму кулі, центр якої збігається з центром Землі». Таким чином, Архімед вважає Землю кулею і поверхню важкої рідини, що знаходиться в рівновазі в полі тяжкості Землі, сферичної. Він доводить далі, що тіла однакової питомої ваги з рідиною (він називає їх «рівноважкими з рідиною») занурюються настільки, що їхня поверхня збігається з поверхнею рідини. Більш легке тіло занурюється настільки, що об'єм рідини, що відповідає зануреній частині тіла, має вагу, що дорівнює вазі всього тіла. Шляхом логічних міркувань, Архімед приходить до припущень, що містять формулювання його закону: «VI. Тіла легші, ніж рідина, опущені в цю рідину насильно, виштовхуватимуться вгору з силою, рівної томуваги, на яку рідина, що має рівний об'єм з тілом, буде важчою за це тіло». “VII. Тіла важчі, ніж рідина, опущені в цю рідину, занурюватимуться, поки не дійдуть до самого низу, і в рідині стануть легшими на величину ваги рідини в об'ємі, що дорівнює об'єму зануреного тіла». Як було вже сказано, висновки, отримані Архімедом, були підтверджені та розвинені математиками та механіками XIX ст. Основи гідростатики були закладені Архімедом, і лише наприкінці XVI та першій половині XVII століття були розвинені Стевіним, Галілеєм, Паскалем та іншими вченими. Ґрунтуючись на теоретичній частині закону Архімеда, сучасні вчені побудували математичну модель, що описує падіння метеорита, який призвів до глобальній катастрофі, що називається в Біблії « Всесвітнім потопом». Причому міфи та перекази багатьох народів Землі зберігають пам'ять про цей грандіозний катаклізм, що стався в давнинуі що приніс катастрофічні наслідкивсьому людству.
Кліматичні дані показують, що до Потопу в районі північно-східної Канади (півострів Лабрадор) та в Європі панували льодовики, а Сибір, Аляска та Північний Льодовитий океанперебували у помірній зоні. Таким чином, кліматичні умовиоднозначно вказують, що «допотопний» Північний полюс знаходився орієнтовно десь у районі між 20 та 60 меридіаном західної довготи та між 45 та 75 північною паралеллю
Падіння метеорита мало статися десь на колі, що проходить через старі та сучасні полюси. Тобто мати координати У згаданому районі у західній півкуліслідів падіння великого метеоритані, зате в східній півкулі, значною мірою покритою акваторією Тихого океанурельєф дна дозволяє допустити асоціації з залишковим кратером. Місцем падіння метеорита, що спричинив Потоп, цілком міг бути район Філіппінського моря. Саме там ми бачимо як би маленький "уламок" кори - Філіппінську плиту, яка набагато менше будь-якогоінший на нашій планеті Даний регіон характеризується ще й тим, що його ніби обрамляють найбільш глибоководні западини на Землі, які повністю збігаються за місцем розташування з тектонічними розломами(читай – тріщинами) у земної кори. Саме тут знаходиться і знаменита Маріанська западинаметра глибиною. При нормальній течії геологічних процесівна дні океанів, внутрішніх та окраїнних морівпростежується строга послідовність опадів, але дані геології вказують на те, що в районі Філіппінського моря осадові шари різного вікузнаходяться як би в змішаному стані, що є ще одним підтвердженням на користь припущення про місце катастрофи у Філіппінському морі. Внаслідок падіння метеорита в океан відбулося не лише зміщення полюсів планети, а й виникли величезні хвилі, висота яких сягала кількох кілометрів. Цунамі пройшли вглиб континентів на сотні кілометрів, зносячи при цьому все на своєму шляху і захоплюючи за собою велика кількістьґрунту, дерев та тварин. Наслідки цього жахливого цунамі вчені знаходять у процесі археологічних розкопок на різних континентахяк в Індії, так і в Південній Америці, в Європі, у Західному та Східному Сибіру. Глава 4. Практичні завдання 4.1 Визначення об'єму води, що витікає при чищенні зубів, при прийнятті душу, при прийнятті ванни (у тата, у мами, у мене та у брата) Виміряємо швидкість витікання води із крана. Для цього візьмемо якусь ємність, обсяг якої наперед відомий. Потім заміряємо за допомогою секундоміра час, за який вода заповнить цю ємність. Ми взяли банку об'ємом 3 літри. Декілька разів наповнили її водою з крана. Час заповнення становив 17 секунд.
Після цього вимірюємо час, за який набирається повна ванна. Цей час становив 14 хвилин 15 секунд.
Розраховуємо, який обсяг води у нас зараз у ванній кімнаті. Для цього переводимо час у секунди: 14*60 + 15 = 855 секунд. Потім 855/17 = 50 (і 1/3). Виходить, що за 855 секунд у нас набралося б 50 трилітрових банок. Потім 50*3=150 літрів і додаємо 1 літр (1/3*3=1) виходить, що у ванній набралося води об'ємом у 151 літр. Батько миється під душем 10 хвилин. Перекладаємо час за секунди. Це 600 секунд. Або 105 літрів води. Значить для тата економічніше приймати душ. Мама та я приймаємо душ по 20 хвилин, а Федя по 15 хвилин. Значить витрата води для нас із мамою становить 211 літрів, а для Феді 158 літрів. Значить для мами, Феді та мене приймати ванну економічніше. Для перевірки правильності розрахунків під час заповнення ванни на стінках ванни щохвилини відзначався рівень води. Пізніше, вимірявши відстань між відмітками, отримали, що рівень води піднімався на 5 см кожні 3 хвилини. Для перевірки розрахунків з наповненої ванни зачерпнемо води і виміряємо на скільки опуститься рівень. Води було зачерпнуто в банку об'ємом 3 літри та відро об'ємом 10 літрів. Усього 13 літрів.
Рівень води у своїй опустився на 2 див.
Розраховуємо: скільки за 3 хвилини у ванну набирається води. 3 хвилини * 60 = 180 секунд. 180/17 = 10 (і 2/3) трилітрових банок. 10 (і 2/3) * 3 = 32 літри води. Виходить, що 32 літри води – це шар води у ванні 5 см. Якщо рівень води впав на 2 см, то води зменшилось на 32/5*2 = (приблизно) 13 літрів. А ми якраз і забрали води у відро та банку 13 літрів, отже, наші розрахунки вірні. 4.2 Скільки води може заощадити вся наша сім'я на рік, якщо закриватиме кран під час чищення зубів? Розрахуємо економію води під час чищення зубів. Багато людей, коли чистять зуби, не закривають кран, і вода тече весь час. Я коли чистю зуби, завжди закриваю кран, щоб зайва вода не втекла. Засічемо загальний часчищення зубів, і час коли відкритий кран за допомогою секундоміра. Вийшло, що час чищення зубів становить 2 хвилини, при цьому кран був відкритий три рази, загальна тривалість, коли вода текла, склала 25 секунд. Виміряємо швидкість витікання води з крана в раковині за допомогою трьох літрових банк і секундоміра. Банк повністю набрався за 1 хвилину 16 секунд або за 76 секунд.
3 літри = 3000 мілілітрів ділимо на 76 секунд виходить 39 мл за секунду витікає вода з крана в раковині. Якби я не закрила кран, то витрата води на чищення зубів склала б 2 * 60 * 39 = 4680 мл або 4 літри 680 мл. На я закрила кран і витрата води склала 25 * 39 = 975 мл (трохи менше літра). Економія води 4680 - 975 = 3705 мл. У нас сім'я з 4 осіб, ми чистимо зуби 2 рази на день, загальна економія на день складає 2*4*3705 = 29640 або майже 30 літрів води. Економія на місяць 29640*30 = 889200 мл або 889 літрів. А на рік виходить 365*29640 = мл або майже 10819 літрів. За вартості гарячої води 121 руб. 50 коп. за 1 метр кубічний чи за 1000 літрів. Виходить, що на рік наша родина заощаджує 10819/1000*121,50 = 1315 руб. За результатами останнього перепису населення у 2010 році у м. Сургуті проживало 306 700 осіб. Якщо кожен буде економити воду, то всі жителі нашого міста можуть заощадити на рік 306 700 * 365 * 2 * 3705 = мл або 829 516 м3. Підрахуємо вартість такого обсягу води: 829 516 * 121,50 = руб. чи 100 млн. 786 тис. 194 крб. На ці гроші можна збудувати дитячий садоксереднього розміру. 4.3 Перевірка закону Архімеда на кухні. Якщо занурити у воду будь-який предмет, рівень води збільшиться обсяг цього предмета. Проведемо досвід, для цього візьмемо мірну склянку і кілька різних предметів- Фруктів.
Наллємо води 600 мл, потім опустимо у воду мандарин так, щоб він повністю зник під водою. Об'єм води та мандарину став дорівнює 705 мл. Отже обсяг мандарину становить 705 – 600 = 105 мл. Потім візьмемо яблуко і повністю зануримо у воду рівень води підніметься до позначки 850 мл. Отже обсяг яблука дорівнює 850 – 600 = 250 мл. Потім візьмемо апельсин і покладемо на мірну склянку, рівень води досягне 910 мл. Отже, обсяг апельсину дорівнює 910 – 600 = 310 мл. Висновки Дослідження показали, що з вимірювання обсягів рідини люди використовували найрізноманітніші мірки, найчастіше пов'язані з предметами, у яких цю рідину зберігали, переносили, транспортували. Надалі з розвитком торгівлі така різнопланова система стала незручною, і Міжнародний Комітет заходів та ваг затвердив єдину для всіх мірку літр. Однак і до сьогодні в багатьох країнах ще застосовують традиційні для них заходи обсягу, наприклад, галон або барель. Крім того, в процесі дослідження було розглянуто основний закон Архімеда. Практичні дослідження, проведені в домашніх умовах, ще раз довели правильність висновків, зроблених Архімедом. Крім того, за допомогою закону Архімеда визначили, що метеорит, який викликав всесвітній потім, летів зі швидкістю 50 кілометрів на секунду і мав діаметр близько 20 кілометрів. Крім цього дослідження довели, що для тата економічніше приймати душ, а для мами, Феді та мене приймати ванну економічніше. Сім'я з чотирьох людей може заощадити 10819 літрів води на рік. У рублях це становитиме 1315 руб. Однак якщо всі жителі Сургута заощаджуватимуть, то зможуть заощадити на рік 829 516 м3. чи 100 млн. 786 тис. 194 крб. На ці гроші можна побудувати дитячий садок середнього розміру. Що ще раз доводить, що навіть, здавалося б, прості та нескладні речі можуть призвести до значним результатам, якщо робити їх усі разом. Література 1.Житомирський С. Вчений із Сіракуз (Архімед). М., 1982; 2., . Античний світу термінах, іменах та назвах: Словник-довідник з історії та культури Стародавньої Греції та Риму / Наук. ред. . - 3-тє вид. - Мн: Білорусь, 2001 3. , Устюгов метрологія. Навч. посібник - 2-ге вид. - М: « вища школа», 1975. – 328 с. 4. http://mer. *****/ Стаття «Заходи обсягу в Росії» 5. http://ua. Wikipedia. org/wiki/Стаття «Одиниці вимірювання обсягу» 6. http://*****/stat. htm Скляров А. «Міф про потоп: розрахунки та реальність» |
Сиракузи були портовим та суднобудівним містом. Питання плавання тіл щодня вирішувалися практично, і з'ясувати їхні наукові засади, безсумнівно, здавалося Архімед актуальним завданням.
Ця жахлива планетарна катастрофа, спричинена падінням метеорита, сталася трохи більше. 13 000 років тому. Завдяки накопиченим науковим даним, знайденим артефактам, а також письмовим, що останнім часом відкрилися. 
Математичні розрахунки, проведені вченими, показують, що для зміщення землі на такий кут на Землю по дотичній траєкторії повинен впасти метеорит діаметром близько 1 тисячі кілометрів, що летить зі швидкістю 100 км за секунду. Удар такого метеорита неминуче призвів би до загибелі всього живого на планеті. А оскільки слідів катастрофи такого масштабу не виявлено, то можна припустити, що мав місце розлом 
або в діапазоні 20о ... 60о західної довготи, або 120о ... 160о східної довготи.
Тут зібрані цікаві відомостіта цікаві завдання, пов'язані з водою, з купанням у ванні та на пляжі, з льодом, з айсбергами, бульбашками тощо. Спочатку йдуть п'ять моїх текстів із колонки на "Інформаційному Бумі", потім дві статті з журналу "Наука та життя"
Не потрібна мені з неба манна
Мені б тільки ванна, ванна.
Стара студентська пісня
Якщо ви, купаючись у ванні, не проводите експерименти, то ви зникла людина, і час у ванні витрачаєте марно, про що, як відомо, писав, кидаючи у воду камінці, Козьма Прутков, і кричав любитель купання Архімед. За кількістю та цікавістю всіляких дослідів купання у ванні змагається з комп'ютерними забавами, а спроба їх об'єднати доставить нам чимало приємних хвилин.
Поки набирається вода, подивіться на стіни і підлогу, зазвичай викладені кахлем. Якщо вам пощастило, і у вашій кладці ряди зміщені, ви побачите чудовий ефект - ряди кахлю не паралельні! «Ілюзія кахельної стінки» виникає при розгляданні площини, покритої квадратами, що чергуються, або прямокутниками, які розділені тонкими «швами». Ілюзія полягає в тому, що горизонтальні лінії здаються схожими до лівої або правої сторони. Як думаєте – чому саме горизонтальні?
Накидайте програму, що виводить на екран шахівницю, у якої ряди через один зрушені і поспостерігайте ілюзію. Можете навіть дослідити залежність сходження рядів від величини зсуву, контрастності забарвлення квадратиків і від яскравості та ширини швів між рядами.
А скільки існує варіантів укладання кахлю з однакових правильних багатокутників? А чи з правильних багатокутників двох видів? А трьох видів? Чи можна замостити підлогу однаковими п'ятикутними плитками? А семикутними?
Поки роздумували, вода набралася. До речі, навіть сідаючи у гарячу ванну, ми відчуваємо якусь мить озноб – чому?
Багато купаються у ванні співають під час купання. Як думаєте – чому у ванні приємно співати? Особливо улюблені пісні Михайла Щербакова:
Я ж про цей шторм та шквал
Знати не знав, знати не знав.
Я в цей час по Фонтанці
У білій сорочці гуляв.
Ну, шторм і шквал нам поки що не потрібні з міркувань техніки безпеки, а от брижі або брижі спробуємо отримати. До речі, чи можете ви пояснити комусь, що таке бриж або бриж? Зверніть увагу, що обов'язково при цьому жестикулюєте, допомагаючи собі двома пальцями.
Повібруйте цими двома пальцями на поверхні води, спостерігаючи за тінню хвиль, що виходять. Спробуйте змінити відстані між пальцями і фази вібрації, подивіться, як це позначиться на вузлових точках картини, що виходить. А якщо використати три джерела? Докладніше красиві дифракційні картинки з програмами розглянуті у статті"Водні досліди (хлюпають холодні хвилі)".
Якщо у вас по зрозумілим причиналергія на словосполучення «три джерела» або взагалі ліньки щось робити купаючись, то можна просто поміркувати над деякими питаннями, щоб прийняття ванни не виглядало порожнім проведенням часу.
Що було б, якби показник заломлення води збільшився у десятки чи сотні разів – чи побачили б ми своє тіло під водою? Чи побачили б що-небудь з-під води?
Айсберги під час плавання підтаюють знизу і іноді перевертаються. Як це пояснити - адже як би айсберг не підтавав, все одно він на 7/8 під водою, і центр ваги набагато нижчий від поверхні води? Чи можете ви намалювати конфігурацію айсберга, який має намір перевернутися? А пам'ятайте, у всіх книжках з цікавої фізики наводиться плаваюча свічка, що вертикально горить - вона не гасне, поки весь парафін не витратиться. І не перевертається - вона ж тане зверху, а не знизу.
Якщо ми на айсберзі нанесемо ватерлінію, то вона підніматиметься або опускатиметься під воду в міру танення айсберга зверху від нагрівання сонячним промінням? А за танення знизу?
Втомилися? Чи відпочили? Можна витиратися до наступного купання. На скільки запитань ви відповіли?
Дядько Степа вранці рано
Швидко схоплювався з дивана,
Вікна навстіж відчиняв,
Душ холодний приймав.
Чистити зуби дядько Степа
Ніколи не забував.
Сергій Міхалков. Дядько Степа
Що ви віддаєте перевагу - ванну чи душ?
- Тільки у ванній можна пограти з маленьким жовтим каченям.
З інтерв'ю Алекса Екслера журналу INВЕРСІЯ
Ох вже цей Екслер, взяв і підрізав своєю відповіддю статтю про душу. Не про душ е, наявність якої матеріалісти заперечують, а од уше, наявність якого матеріалісти заперечувати не можуть. Зате прийшла підтримка душа з несподіваного боку. Ви любите крижані ванни чи душ? На думку Миколи Козлова, автора «Філософських казок», який проповідує полегшене ставлення до міжлюдських відносин, ці процедури пов'язані з психоемоційним стресом, що впливає на подальшу поведінку. Зображується в підсвідомості і поза цією моторошною процедурою. Так ось, під крижаним душем ми стоїмо з гордо піднятою (можливо) головою, а у ванні лежимо смиренно, ще й схрестивши руки на грудях, тож вибирайте.
І заразом думайте. Чому тоненький струмінь падає у воду безшумно, при збільшенні потоку до певної межі з'являється шум, причому ще до переходу з ламінарного в турбулентний режим?
Чому суцільний струмок при падінні витончується і починає розриватися на краплі? Як початок розриву на краплі залежить від товщини цівки?
Якщо у гнучкого душу, що висить, відхиляється реактивною силою витікаючої води, при тому ж витраті води зменшити площу дірочок, то як зміниться кут відхилення душу? Чому при поливі зі шланга ми звужуємо вихідний отвір для збільшення дальності польоту струменя? Чим обмежене таке збільшення дальності поливу за рахунок стиснення?
Як працює водяна гармата? За рахунок чого досягається потужність струменя – за рахунок витрати, тиску чи швидкості закінчення?
Якщо вертикальний фонтанчик, на якому тримається кулька, трохи нахилити, що станеться з кулькою? Чи обертається кулька на струмені?
Як поводитиметься на струмені диноподібна кулька?
Направте струмінь на стіну і розгляньте форму розтікання води по стіні - чи це парабола? Як змінюється її вигляд при нахилі струменя? При збільшенні тиску?
Повернемося до фонтану - направимо струмінь вертикально вгору і уявімо, що висота її можна порівняти з радіусом Землі (що нам варто). Чи відхилиться верхівка фонтану від вертикалі? Опір повітря та всі вітри не розглядати. Якщо так, то у якому напрямі? А при падінні води на Землю – чи повернеться вона до джерела чи впаде в іншому місці? При проведенні досвіду на екваторі в яку сторону джерела зміститься точка падіння, на захід чи на схід? В який бік треба нахилити фонтан на екваторі, щоб вода повернулася на джерело? Прикиньте величину кута нахилу при висоті фонтану рівної радіусуЗемлі.
А якщо ми на полюсі? Чи буде крутитися струмінь фонтану, що піднімається вертикально на полюсі? Як позначатиметься її кручення на загортанні вниз та падінні, чи вплине кручення на відхилення місця падіння? А якщо струмінь трохи нахилити – куди повернеться вода під час падіння? Припускаємо, звісно, Земля обертається досить швидко, щоб встигнути створити необхідні ефекти.
Душ і чашка допоможуть експериментально впоратися з непростим завданням. Прямо скажу - родзинкою цікавого купання. Якщо дме вітер, чи зміниться кількість дощової води, що потрапляє у відро порівняно з безвітряним дощем? Очевидно, що так. А якщо в безвітряну погоду не стояти, а йти з цебром? Очевидно, що ні, не зміниться. А якщо при вітрі йти зі швидкістю вітру, природно, за вітром? Очевидно, що? Не поспішайте, це все не так просто.
Найкращий засіб проти депресії - це гаряча ванна і Нобелівська премія.
Доді Сміт
Ванна готова.
У зеленій воді
Плаває волосся.
Володимир Герцик. Антологія руських хайку та тривіршів
Замерзли під душем чи під дощем? Повернемося у ванну, вистачить мерзнути, додамо гарячої води, вирішуючи попутно витончене (оцініть красу умови) завдання. У ванній, наповненій до зливного отвору, було М 1 кг води з температурою Т 1 . Включили кран, що додає М 2 кг за хвилину води з температурою Т 2 , причому таким чином, що вода відразу перемішується і надлишки витікають у зливний отвір. Яка температура води буде за t хвилин? А якщо надлишки не витікають, як зміниться відповідь? Обережно не залийте надлишками нижній поверх.
Якщо підфарбувати вливається в холодну ванну гарячу воду(наприклад, кристаликом марганцівки), то будуть видно її «рукави» і розгалужені відростки, які довго не перемішуються з навколишньою водою. Чому довго тримається кордон?
Якщо акуратно покласти канцелярське скріплення на воду, то воно не втопиться, його утримає поверхневий натяг. Якщо ж додати у воду мила, то скріпка тоне, поверхневий натяг поменшало. Але ж саме мильна водадає піну, чи не здаються вам ці факти суперечливими?
Де лопаються мильні бульбашки?
Звідки на міхурі райдужна смужка?
Якщо в блюдечко з водою занурити кінчик марлевого джгута, що висить, то вся вода, піднімаючись по джгуту, піде в нього. За рахунок яких зовнішніх сил змінився центр ваги системи?
На якому принципі заснована робота керогазу (чи хтось пам'ятає це чудове начиння?) і як регулювалося в ньому полум'я?
Чи горітиме спиртування на космічної станціїу невагомості?
Якщо склянку піднімати з-під води догори дном, то в ній буде вода. Чи запливе туди рибка і що з нею станеться, якщо вона пливтиме вгору? Склянка, природно, не обмежена в розмірах. Рибка, звичайно, не розповість про свої відчуття і, тим більше, не виконає наші безглузді бажання. Що буде з аквалангістом, який піднімається в такій склянці? Наскільки високо він зможе піднятися? Що він відчує під час підйому? Яка температура в Торрічеллієвій порожнечі?
Якщо у банку з водою проробити збоку отвір, то чи буде в нього виливатися вода при вільному падінні банки?
Чому не витікає вода зі шланга, намотаного на барабан?
Чому найбільша щільністьводи спостерігається за чотирьох градусів, і за зниженні температури вода розширюється?
Чай гарячий після ванни - мила справа. Хай простить нас Денис Шумаков за вторгнення в його колонку, але є актуальні питання. Чому при розмішуванні чаю у склянці чаїнки збираються на дні у центрі? А де будуть чаїнки, якщо склянка обертатиметься на диску?
І давнє завдання з «Арифметики» Магніцького (що вийшла вперше 300 років тому) про заварку: хтось має чай трьох сортів – цейлонський по 5 гривень за фунт, індійський по 8 гривень за фунт та китайський по 12 гривень за фунт. В яких частках потрібно змішати ці три сорти, щоби отримати чай вартістю 6 гривень за фунт? Чи єдине рішення? До речі, і Архімед, за легендою, вирішував завдання про частку золота короні грецького царя, коли відкрив свій великий закон. Як би ви знайшли, сидячи у ванній, обсяг свого тіла?
Хто проходив «Грозу» Островського у школі, пам'ятає, як одна купчиха побоювалася: раптом пароплав вийде на глибоке місце – він же втопиться! Якщо ви вважаєте її недалеким, то спробуйте відповісти на запитання: якщо з човна, що плаває в басейні, викинути у воду (ні, не княжну) великий камінь, чи зміниться рівень води у басейні? Не поспішайте, ви, напевно, помиляєтеся. А якщо втопити плаваючий човен, що буде з рівнем води в басейні?
Якщо є олівець, занурте його у воду наполовину і подивіться на його тінь на дні ванни, вона має перемичку? Чому?
Цистерна з водою, що стоїть на візку без тертя, з одного боку має краник, спрямований вниз. Чи зрушить цистерну після того, як вся вода витекла через краник? А у процесі витікання? А якщо краник спрямований горизонтально?
Тепер важке завдання, вигадане мною, навряд чи ви його вирішите, просто оціните гарна умова. на похилій площині(Нехай під кутом α до горизонту) стоїть невагомий циліндричний стакан (радіус кола r), в який капають краплі (масою m кожна). Після якої за рахунком краплі склянка перекинеться?
Однак повернемося у ванну. Всі досліди з рідинами будуть неповні без завдання на переливання, ось найпоширеніша, яка є у всіх цікавих збірниках. Восьмивідерне барило треба розділити навпіл, користуючись трьох-і п'ятивідерними барилами.
І, під завісу, якщо цей вираз підходить до купання, класика «водяних» завдань про труби, що наповнюють басейн. Обидві завдання при вирішенні призводять до несподіваних результатів, спробуйте пояснити їх.
Ванна заповнюється холодною водою за 6 хвилин 40 секунд гарячою за 8 хвилин. Крім того, якщо з повної ванни вийняти пробку, вода витече за 3-3/7 хвилини. Скільки часу знадобиться, щоб наповнити ванну повністю, за умови, що обидва крани відкриті, але ванна не заткнута пробкою?
Холодний кран, повністю відкритий, наповнює ванну за 10 хвилин. Відкриті обидва наполовину холодні і гарячі крани заповнять ванну за 20 хвилин. Скільки хвилин наповнює ванну гарячий кран? Спробуйте пояснити отриманий результат і особливо відтворити його у своїй ванні. Все можна витиратися. Парадокси, пов'язані з лійкою при сливі, співом у ванні, сніжинками, туманом та кесонною хворобою, розглянемо при наступному купанні.
Про айсберги, що перевертаються, і майже все про воду читайте.
Про поверхневий натяг популярно розказано.
Квадратні хвилі та дорогий буквар
Данилов був на гастролях у Ташкенті, коли домовик Іван Опанасович, перетворившись на щось прозоре та зелене, з кришталевим дзвоном злетів у останкінське небо і був віднесений туди, звідки повернення немає. Данилов почув про те, що сталося, засмутився. Він любив Івана Опанасовича.
Володимир Орлов. Альтист Данилов
В. КОТОВ (м. Нижній Новгород)
Давайте сумісний відпочинок на пляжі з розглядом фізичної сутності явищ, що відбуваються при цьому. Звичне диво - сонячне світло. Завдяки йому ми, не торкаючись предметів, маємо уявлення про їх форму, взаємне розташування і характер їх поверхні. Світлану ми зобов'язані багатоцвіття світу. А на пляжі насолоджуємося сонячним теплом – енергією електромагнітного випромінювання Сонця.
Нагадаємо, що між джерелом випромінювання – Сонцем та нашою Землею лежить 150 мільйонів кілометрів майже повного вакууму. Електромагнітне випромінювання долає цю відстань за вісім хвилин майже без втрат, відчутно нагріваючи всі предмети на пляжі.
Підставивши тіло жарким променям, уявимо, яку ж потужність має їхнє джерело. термоядерний реакторСонце, якщо ослаблення розбіжного від нього випромінювання пропорційно квадрату відстані і частку Землі припадає лише близько половини мільярдної частини (0,45 . 10 -9) його випромінювання. Але й цього цілком достатньо для створення сприятливого кліматута умов життя на планеті.
Спектр випромінювання Сонця ширший видимої області. Впливу ультрафіолетових променів, що лежать за її короткохвильовою межею, ми зобов'язані появою засмаги на шкірі.
Порівняйте, як нагрілися під сонцем білий рушник та чорний м'яч. Якщо світлі предмети нагрілися відносно слабко, темні майже обпікають при дотику до них. Чому?
Колір тіл залежить від того, як їхня поверхня відображає електромагнітні хвилі. Предмети, які поглинають електромагнітні хвилі всього, зокрема видимого, діапазону, випромінюють інфрачервоні, теплові промені. Вони сприймаються нами як темні. Ті, що відбивають видиме світло - як світлі. Тому темні предмети нагріваються набагато сильніше світлих: вони поглинають більше енергії. Тепло переходить від нагрітого тіла до менш нагрітого при їх зіткненні також шляхом теплопровідності. Теплопровідність матеріалів, що покривають пляж, чи то пісок чи галька, невелика. Варто в найспекотніший день розрити нагріту поверхню, як доберешся до холодних шарів, що лежать під нею. Недаремно лікарі попереджають: якщо довго лежати на одному місці навіть у спеку, можна застудитися. І винна в цьому теплопередача між тілом людини і холодними шарами піску, що відбирають тепло.
Подивимося інше диво природи - звичайну водуі її, начебто, очевидні нам, але насправді дивовижні властивості.
Вода, на відміну твердих тіл, легко змінює свою форму, але, на відміну повітря, надає при цьому відчутний опір руху і зберігає постійний обсяг.
Тверді тіла зберігають форму і об'єм завдяки великим силам взаємодії, що утримують частинки їх на строго. певних місцях. Для руйнування потрібна велика сила, і вона майже завжди необоротна. У газі молекули безладно переміщуються і взаємодіють лише за зіткненнях.
У воді (та інших рідинах) молекули пов'язані силами меншими, ніж у твердих тілах, і досить легко переміщаються. Тому вода здатна змінювати форму, але зберігає постійний об'єм. Саме завдяки цьому можна легко входити у воду та рухатися в ній, плаваючи та пірнаючи, а також розділяти її на порції, обливаючись та бризкаючись.
Відчуття майже повної невагомості – найбільш яскраве враження при купанні – результат дії сили, що виштовхує.
Плаваючи в рідині, будь-яке тіло заміняє, витісняючи певну її масу. А так як та знаходилася в рівновазі, бо її сила тяжкості (вага) врівноважувалася силою, що виштовхує, з боку навколишньої рідини, то і на будь-яке плаваюче тіло діє виштовхувальна сила, що дорівнює вазі рідини, витісненої тілом (див. "Наука і життя" № 5, 2003 р.).
А тепер настав час у воду.
Якщо спуск на глибину йде схилом, покритим гострими камінчиками, то в міру занурення у воду камінці ріжуть ступні босих ніг все менше. Від неприємних відчуттів рятує сила, що виштовхує, через дію якої зменшується вага тіла, а значить, і його тиск на дно.
Плавці високого класу на змаганнях піднімають голову над водою тільки для вдиху, а видих роблять у воду. І це не забаганка, а необхідність. Справа тут в обліку дії сили, що виштовхує. Завдяки їй доросла людина масою 75-80 кг важить при повному зануреннітіла у воду всього 4-5 кгс. Але варто йому підняти голову та плечі над поверхнею, як вага його збільшується до 30-35 кгс. І плавці намагаються не витрачати зайвих сил, щоб утриматися на плаву.
Яке ж купання без стрибків у воду? Але стрибунів поряд із задоволенням чатує на неприємність - зіткнення з водою, короткочасний процес гальмування нею стрибуна. Гальмування може бути різким або плавним, залежно від швидкості стрибуна та конфігурації його тіла в момент зіткнення з водою. Чим вища швидкість (чим з більшої висоти здійснено стрибок) і чим більша площа торкання тіла з водою в початковий момент занурення, тим різкіше гальмуванняі, отже, болючіша зіткнення з водою. Тому стрибки у воду з піднесення слід здійснювати не розпластавшись, а головою чи ногами вперед - "ластівкою" або "солдатиком".
Якщо немає бажання стрибати, можна провести менш масштабний досвід на воду: вдарте по поверхні водойми спочатку площиною долоні, а потім її рубом. При різкому ударі долонею можна відбити руку! А опір води дуже залежить від швидкості руху. Якщо у воді рухатись повільно, опір майже не відчувається. Але зі зростанням швидкості сила опору різко зростає, і в якийсь момент не вистачає сил, щоб рухатися швидше. Багато риб, щоправда, здатні розвивати величезну швидкість: тунець - до 90 км/год, меч-риба - до 120 км/год, але вони "вміють" сильно знижувати опір води (див. "Наука і життя" № 12, 2001 .).
Серед гальки обов'язково знайдуться плоскі камінці, якими можна пускати млинці по воді. Чому кинуті плоскою стороною вздовж поверхні води каміння не тоне відразу, а рикошетом стрибають і навіть ковзають по поверхні води?
Щоб вода відкинула камінь, потрібно, щоб він не зміг подолати її інертність, або, простіше кажучи, вода не встигла розступитись перед каменем під час удару. Для цього необхідно обмежити силу та час вертикального впливу каменю на воду, тобто вибрати камінь з великою площеюі, отже, малим тиском на поверхню води, і створити невелику вертикальну складову швидкості каменю за значної горизонтальної. Камінь швидко проскакує місце чергового удару об воду, роблячи кілька стрибків.
Рікошет від води у минулому використовували у військовій справі. Він дозволяв канонірам морських знарядь підвищувати дальність стрілянини у 2-3 рази. За свідченнями очевидців тих років, ядра, випущені настильною траєкторією, стрибали з хвилі на хвилю, вражаючи судна супротивника поблизу їх ватерлінії.
Ось ви досягли глибини, де можна плавати, пірнати і бризкатися досхочу.
Наберіть жменю води та киньте її у повітря. Від долоні відірветься безформна грудка. І оскільки в польоті ця грудка знаходиться в стані невагомості (як і будь-яке тіло, що вільно падає), за його формування береться сила поверхневого натягу. Вона виникає через особливих властивостей поверхневого шару води, завдяки взаємодії молекул в якому вода ніби знаходиться в пружній оболонці, що стискається. Сила поверхневого натягу прагне максимально скоротити поверхню води. У тонких місцях грудка та її відростків утворюються перетяжки, і він розбивається на безліч кульок-бризок, бо куля має мінімальну поверхню даного обсягу речовини.
А тепер наберіть у долоні воду і випустіть її тонким струмком. Струмінь, що ллється, помітно звужується: наочний прикладтого що вільне падіннятіл відбувається із прискоренням. Оскільки струмінь нерозривний, то в одиницю часу через його перетин внизу і вгорі проходять однакові обсяги води. А оскільки швидкість зростає, діаметр струмка зменшується.
Не забувайте, що вода, що має велику теплоємність і порівняно низьку температуру, безперервно відбирає тепло у вашого тіла. І чим більша різниця температур між тілом людини та водою, тим швидше йде цей процес. Щоб заповнити втрату тепла, потрібно енергійно рухатись і не доводити себе до появи ознобу.
А тепер на прогрітий пісок, під спекотне проміння сонця!
Ви енергійно розтираєтесь рушником, повертаєтесь до сонця то одним, то іншим боком і відчуваєте, як по тілу розливається приємне тепло. Якщо ж ви не витерли шкіру, та ще й подув вітер, то відразу відчуєте неприємний холод. Випаровування води з вологої шкіри супроводжується зниженням температури тіла, оскільки воно втрачає теплову енергію. Найшвидші молекули води витрачають частину своєї кінетичної енергії на виконання виходу (подолається опір поверхневого шару води), а залишок забирають із собою. При вітрі тепловіддача посилюється: повітря забирає молекули води, що випарувалися з тіла, а з ними і теплову енергію.
А чи замислювалися ви, чому, вийшовши з води, людина взагалі має сохнути? Чому вода залишається у нього на шкірі після купання, а не скочується?
Справа в тому, що шкіра людини, на відміну, скажімо, від покритого жиром оперення водоплавних птахів, змочується водою - молекули води притягуються силами міжмолекулярної взаємодії до шкіри сильніше, ніж одна до одної. Також завдяки змочуванням стає можливим витиратися рушником. Молекули води притягуються до тканини рушника сильніше, ніж до шкіри, і при витиранні зі шкіри на рушник. Уявимо, що рушник пошитий із синтетичної тканини, що відштовхує воду. Тоді воно просто розмазувало б воду, не вбираючи її.
Продовжимо розмову про змочування, тим більше, що один із його проявів під час перебування на пляжі знаходиться в прямому значенніу вас під ногами.
Якщо почати розкопувати сухий пісок на пляжі (що ми вже робили), дуже скоро дійдемо до вологого піску. І чим глибше копати, тим більше водив ньому буде, незважаючи на те, що рівень водоймища розташований набагато нижче. Залежно від розмірів піщин води піднімається на висоту 30-60 сантиметрів!
Тут ми маємо справу з капілярним явищем, заснованим на поверхневому натягу води та її змочують. Піщинки, що нещільно прилягають один до одного, утворюють безліч вузьких ходів - капілярів. Вода змочує піщинки, обволікає їх та піднімається по стінках капілярів за рахунок значних сил молекулярного тяжіння. Чим вже капіляри (дрібніші піщинки), тим менше маса води, що знаходиться в них, і відповідно на велику висоту вона може піднятися.
А тепер спостерігаємо в деталях, як відбувається змочування сухого піску. Висипаємо на мілководді гірку сухого піску і простежимо за кордоном між сухим та вологим піском. Вода, змочуючи пісок, піднімається по капілярах конуса-гірки. Вона охоплює і втягує, укладаючи з максимальною щільністю, одну піщинку за іншою. Основа конуса, де пісок вже намок, виходить більш пологім і щільним, ніж його суха вершина.
Сила молекулярного тяжіння досить велика. Саме вона дозволяє будувати палаци та фортеці на пляжі та в пісочниці. Зведені з сирого піску вигадливі споруди, висохнувши, неминуче обсипаються. Вся гра дітей з формочками та вологим піском заснована на силі молекулярної взаємодії між піском (будівельним матеріалом) та водою (сполучною речовиною) (див. "Наука і життя" № 6, 1998). Це твердження неважко перевірити, спробувавши побудувати щось із піску під водою: нічого, крім пологих пагорбів (ніби з сухого піску), не вийде, оскільки сила взаємодії з водою вже не скріплює піщинки один з одним. Вода знаходиться тепер не лише між піщинками, а з усіх боків оточує їх, дія молекул води на піщинки взаємно врівноважується.
Пройдіть смугою сирого піску біля води. Зверніть увагу на валики світлого, що не містить води піску, що виникають навколо ступнів, які незабаром темніють, просочуючись водою (див. "Наука і життя" № 9, 1978 р.).
Посвітлення піску пояснюється просто: у видавленому вгору піску відстані між сусідніми піщинками збільшуються і вода, що в ньому міститься, вже не може заповнити порожнечі, особливо зовні. Відбувається руйнація колишніх капілярів, а на підйом нової порції води та відновлення капілярів потрібен час. Сам механізм видавлювання піску досить цікавий. Поряд із простим переміщенням піщинок має місце наступне: у насиченому водою піску піщинки розташовані з максимально можливою щільністю (що ми вже спостерігали), а зовнішня дія, що викликає деформацію зсуву, призводить до збільшення об'єму, що займається піском. Це явище вперше пояснив англійський фізик О. Рейнольдс у 1885 році.
Пісок, що покриває пляж, подібно до інших сипучих речовин, може проявляти себе як рідина або як тверде тіло, залежно від зовнішніх умов. Усі чули про зибучих піскахі знають, як пісок тече крізь пальці. І в той же час, на думку будівельників і всупереч відомій приказці, немає кращого фундаменту, ніж пісок, що злежався.
Ось ви ступили на пісок пляжу. Іти сухим піском не так просто - ноги в ньому вязнуть. Якщо пісок так легко поступається дії ніг, то як зручно буде лежати на ньому!
Ви з розмаху кидаєтеся на пісок і відчуваєте, що ваші надії не справдилися: лежати на піску не дуже м'яко. Усі його нерівності не поспішають розгладитись під вагою тіла.
Що ж виходить? Пісок занадто м'який, щоб ним ходити, і недостатньо м'який, щоб було зручно лежати на ньому. Чим пояснюється ця відмінність?
Ну звичайно, різною величиноюсили, що діє на одиницю площі поверхні, - різним тискомваги людини. Влаштуйте в піску ложе, що повторює всі вигини тіла, - вага розподілиться на велику площу, тиск стане малим і буде дуже комфортно лежати.
Наберіть тепер дві жмені сухого піску і повільно висипайте його через щілину між долонями. Спочатку висипаються піщинки, що лежать безпосередньо над отвором. А потім – піщинки з верхнього шару піску, в якому утворюється лійка. Нахиліть долоні. Вирва все одно утворюється точно по вертикалі над отвором. Що заважає раніше висипатися іншим піщинкам, які розташовані навколо отвору в нижніх шарах, тобто ближче до нього?
Продовжимо експеримент. Візьмемо аркуш паперу, згорнемо його в трубку, покладемо горизонтально і засипаємо зовні сухим піском. Конструкція з паперу витримуватиме чималі навантаження. Міцність їй надає як трубчаста форма; потрібно, щоб довкола трубки і зверху товстим шаром лежав сухий пісок. Чому пісок не розплющує трубку, навіть якщо натиснути зверху на пісок долонею? Справа в тому, що під тиском піщинки перебудовуються так, що заклинюють один одного, заважаючи взаємному переміщенню. У науці це явище зветься "поява арочних структур". В арці кожен окремий елементне може переміститися в напрямку дії зовнішньої сили - він затиснутий врозпір сусідніми елементами, яким і передає чинне навантаження. В результаті під тиском (зовнішнім і внутрішнім) пісок втрачає рухливість і набуває властивостей твердого тіла.
З цієї причини в пісочному годиннику пісок пересипається рівномірно, незалежно від висоти його стовпа (на відміну від води!). І першими висипаються піщинки саме верхнього шару, бо не пов'язані арочними структурами.
Після заходу сонця повітря і пісок, що мають малу теплоємність, швидко втрачають накопичене тепло. Вони неприємно холодять тіло. А вода з її великою теплоємністю довше зберігає денне тепло і вабить наостанок викупатися.
На цьому прогулянку пляжем із залученням фізичних знаньзакінчимо. Її можна продовжити самостійно, було б бажання та знання курсу фізики. Про те, що у вас вийшло, напишіть у редакцію. Бажаємо успіхів!
Райдуга в мильній плівці
Кожен, хто хоч раз у дитинстві видував мильні бульбашки, напевно запам'ятав те відчуття свята, яке створювала фантастична граквітів на поверхні. Дивно - плівка з безбарвної рідини, розчин мила у воді, освітлена білим світлом, розцвічується всіма кольорами веселки. Побачимо, чому це відбувається.
Поширення світла – процес хвильовий. Кожній довжині хвилі відповідає відчуття певного кольору. Біле світло - це суміш самих різних квітів, від фіолетового до темно-червоного. І якщо з променя білого світлаякимось чином "вирізати" тільки одну хвилю, а решту "погасити", світло з білого перетвориться на забарвлене.
Мильна бульбашка - це тонка плівка води між двома шарами молекул миючої речовини. Світло, падаючи на поверхню плівки, частково відбивається від першого шару, частково проходить усередину, заломлюється і відбивається від другої поверхні. Хвилі, відбиті від двох поверхонь плівки, складаються. І якщо максимуми двох хвиль збігаються (хвилі йдуть у фазі), амплітуда сумарної хвилі збільшується. Якщо максимум однієї хвилі посідає мінімум інший (хвилі в протифазі), амплітуда зменшиться до повного зникнення сумарної хвилі. Дві світлові хвиліу сумі дадуть темряву. Такий механізм складання хвиль називається інтерференцією.
Ось звідки взялися кольори, які забарвили безбарвну плівку, - вони виникли в результаті інтерференції світлових хвиль, що відбилися від меж мильної плівки. Інтенсивність світла пропорційна квадрату амплітуди світлової хвилі, і якщо хвилі прийшли у фазі, амплітуда сумарної хвилі зросте вдвічі, а яскравість кольорової плями – у чотири. Відповідно так само сильно падатиме інтенсивність хвиль, що йдуть у протифазі. Довжини хвиль видимого світла лежать у діапазоні від 0,4 мікрона (фіолетове світло) до 0,75 мікрона (червоне світло). І якщо одна область міхура пофарбована, скажімо, синій колір(0,45 мкм), а інша - зелений (0,50 мкм), можна з упевненістю сказати, що товщина його стінки змінилася на 0,05 мкм = 5.10 -8 м = 0,00005 мм (або на кратну величину) .
Якщо уважно придивитися до гри фарб на поверхні мильної бульбашкиможна помітити, що рано чи пізно поблизу його верхньої частини з'явиться чорна пляма. Товщина плівки в цьому місці стала дорівнює половині довжини хвилі фіолетової складової видимого світла (найвищою частотою). Бульбашка лопне саме в цьому, найбільш тонкому і слабкому місці.
Таку ж гру фарб можна бачити і на поверхні води, покритої тонкою плівкою олії чи бензину.
За основу підрахунку було взято кількість їжі, що міститься у долонях. Як сказав консультант-дієтолог та представник БДА Сіан Портер, «очевидною перевагою використання рук у визначенні кількості їжі в тому, що вони завжди з вами».
Плюс це пропорційно. Якщо ви велика людина, Ви потребуватимете більшої кількості їжі, але ваші руки теж будуть більше, так що вони не дадуть вам голодувати!
Дієтологи Великобританії з'ясували, що навіть здорова їжа, яка приймається в великих кількостяхможе вести до ожиріння. Але який обсяг їжі вважається нормальною для людини?
Дослідники з БТА з'ясували, що за останні 20 років порції у ресторанах та кафе збільшилися приблизно вдвічі. Враховуючи минулий досвідта існуючі реалії, вчені вирахували середню кількість білків, жирів та вуглеводів, яку людина повинна вживати на день.
Потім виникло наступне питання: як купити потрібну кількість продуктів у магазинах? Не ходити ж із вагами за покупками?
Сіан Портер спростив обчислення, привівши всі розрахунки до кількості їжі, що міститься в долонях.
М'ясо
Риба
Біла риба, наприклад, тріска містить у собі досить не велика кількістьжиру, тому її обсяг можна виміряти за допомогою усієї долоні, включаючи пальці.
Салат зелений
За словами дієтолога, трави повинні бути присутніми при кожному прийомі їжі. В один прийом можна з'їдати цілу жменю, що міститься в обидві долоні. За тиждень виходить цілий мішок.
Ягоди
Прийнятна кількість ягід на день повинна не перевищувати 80 грамів, що саме поміщається у ваші долоні. Те саме стосується і фруктів.
Овочі
Прийнятна кількість овочів, наприклад, броколі, повинна поміщатися в кулак і займати половину тарілки.
Макарони та крупи
Щоб зрозуміти вагу макаронів або рису, необхідно вимірювати їх у сухому вигляді. У кулаку зазвичай міститься 75 грам, що й вважається нормою для споживання.
Горіхи
Нормою горіхів і насіння в день вважається ваша чашоподібна долоня. Також дієтолог радить їсти горіхи не жменькою, а по одному для кращого засвоєння.
Картопля
Вуглеводів при їді повинно бути не більше 200 калорій (250 для чоловіків), що якраз і поміщається в одну руку.
Олія та шоколад
Будь-який жир: вершкове, рослинне або арахісове масло поміщається в чайну ложку, не більше. Якщо чайної ложки під рукою немає, допоможе великий палець. Для виміру шоколаду допоможе вказівний.
Сир
Часом чуєш, перепробувала багато дієти, а результату немає або результат дуже незначний або який толк від дієти, якщо після її завершення знову повертаєшся у свою колишню вагу.
Що це все означає? Це означає лише одне - ви неправильно розраховуєте калорійність продуктів та обсяг споживаних порцій. Для чого необхідно розраховувати щоденні порціїз'їданих? Тут все дуже просто - що б контролюватикількість вжитих за день калорій.
Насамперед,необхідно навчитися правильно, підраховувати калорії. Наприклад, у середній величині груші знаходиться шістдесят кілокалорій, а великого розміруцілих вісімдесят. Подібним чином за кілька днів ви набираєте достатньо неврахованих калорій, які успішно переходять у зайві кілограми. Крім цього, часто неврахованими залишаються заховані калорії втих чи інших продукти.
Давайте спробуємо їх знайти
Як ви розраховуєте свій одноденний раціон? І якою ж має бути індивідуальна для вас порція риби, м'яса, каші, пирога чи салату?
Для цього вам не потрібні вагиабо мірний стакан. Зверніть увагу на вашу долоню, людському тілівсе пропорційно. Наприклад, обсяг їжі, який поміщається у двох ваших долонях, дорівнює обсягувашого шлунка. Ви здивувалися, звичайно, тому що людина завжди переїдаєзавжди з'їдає їжі більш тогообсягу, який є оптимальним для його організму. А потім ще обурюємося, звідки взялися ці зайві ненависні кілограми на ?
Так от є досить простий і доступний спосіб розрахунку вашої оптимальної порції - це розмір ваших рук
Наприклад:
- сто грамів риби, птиці чи м'яса тварини дорівнюють розміру жіночої долоні;
- за розміром, чоловіча долоня, це сто п'ятдесят грамів тих самих продуктів;
- порція двохсотграмової склянки дорівнює обсягу жіночого кулака;
- в одній жіночій долоні вміщується півсклянки приготованих круп або макаронів, салату або, наприклад, 2 столові ложки рідини;
- половина чайної ложки – це розмір нігтя на великому пальціруки, порція приблизно дорівнює п'яти грамам вершкового масла;
- об'єм столової ложки приблизно дорівнює загальному об'єму великих пальцівдвох рук і т.д.
Давайте пошукаємо заховані калорії у напоях:
- у склянці соку в середньому – сто кілокалорій;
- у склянці нектару – сто п'ятдесят кілокалорій;
- у склянці солодкого газування – від вісімдесяти до ста кілокалорій;
- одна склянка сухого вина (залежно від сорту) має від ста до двохсот кілокалорій.
Дієтазаховані калорії закликаєвас бути пильнимищодо контролю калорійності зазначеної виробником. За прийнятими правиламикалорії прописуються з розрахунку на сто грам продукту. Значить, якщо ви п'єте, склянку придбаного напою, то вказану на етикетці калорійністьвідразу подвоювати.
Відповідно до норм харчової піраміди, а також норм авторитетних двісті грамів соку -це порціярівна обсягу трьох чвертей склянки. Купуючи сік,з метою контролю обсягу споживаної порції, особливе увагазвертайте на обсяг тари,в яку упаковано напій. В даний час, у різних виробників існує досить великий діапазон у розмірах тари.
Продовжуємо шукати приховані калорії:
- якщо тушкуйте або варіть м'ясоптахи, неодмінно зніміть шкірку- це зменшить калорійність продукту майже на сто кілокалорій, а також зменшить жирність порції до десяти грамів;
- для заправокзастосовуйте нежирний майонез. Для порівняння в одній столовій ложці жирного майонезу міститься сто кілокалорій, до того ж калорійність такої ж кількості нежирного майонезу наполовину менша. Спробуйте заправлятистрави несолодким натуральним йогуртом- в одній столовій ложці йогурту лише п'ятнадцять кілокалорій;
- з тим щоб зменшитиспожиті калорії від шматка пирогамайже на сто кілокалорій відмовтеся відщільний нижній частині. Відомий факт, що у хлібних скоринках майже вдвічі більше кілокалорій, ніж у м'якіші. Бажаєте зменшити калорійність бутерброду, не використовуйте хлібну скоринку. Обсяг бутерброду візуально не зменшиться, натомість калорій буде значно меншим;
- одневарене яйцесереднього розміру містить 75 кілокалорій, а ось у білку набагато менше калорій. Наприклад, сума калорій в обсязі білка із двох яєцьвсього 33 кілокалорії;
- якщо неможливо виключити споживання твердого сиру, хоча б максимально скоротите його споживання. Переважна більшість сирів маютьзанадто високу калорійністьі жирність на сто грам продукту від трьохсот до п'ятисот калорій. Забезпечити потребиорганізму у кальціїможна вживаючи знежирені чи маложирні молочні продукти.Склянка незбираного молока містить сто двадцять калорій, а от знежирене молоко має всього шістдесят калорій;
- готуйтепродукти, без додаткових жиріввикористовуючи посуд зі спеціальним покриттям. Ну а якщо без жиру обійтися неможливо, то знайте, що у столовій ложці рослинного маслазнаходиться сорок калорій, а в такій кількості маргарину тридцять калорій;
- купуючи порцію морозива раз на сім - десять днів, можна особливо не хвилюватися за з'їдені калорії. Інша справа, якщо ці ласощі ви дозволяєте собі щодня. Пам'ятайте морозиво «молочне»- це сто сорок калорій,у «вершковому» калорій удвічі більше, а у «пломбірі» втричі;
- залиштешкідливу звичку доїдатиза дітьми. Привчіть себе накладати невеликі порції, завжди краще спитати добавку;
- ніколи не харчуйтесь "на ходу".Неприпустимо обід замінювати булочкою з йогуртом, при цьому вас весь день переслідуватиме. почуття голоду, яке провокує безконтрольні перекушування, а це прямий шлях до переїдання. Саме обід, для нашого організму, вважається найціннішим прийомом їжі за день, а тому він має бути повноцінним та якісним;
- не ловіться на рекламну наживку.Купивши дві шоколадки за ціною однієї чи великого розміру батончик з акцією «+50 грам безкоштовно», як на мене, така економія дуже сумнівна. Ну а ось з'їдені вами додаткові калоріїбудуть цілком реальними;
- віддавайте перевага овочам та фруктамневеликого розміру. Наприклад, одна невелика бульба картоплі важить близько ста грамів, а маленьке яблуко - до шістдесяти грамів. Без сумніву, фрукти дуже корисні і необхідні в раціоні харчування, але велика кількість солодких плодів це солідні калорії. Уникайтевеликого споживання солодких сортів винограду та бананів.
