Перельман цікава фізика про найпростіші механізми. Гори знаходяться до джерела тепла ближче рівнин, але на їх вершинах набагато холодніше

Назва: Цікава фізика– Книга 1. 1979.

Запропоноване видання Цікавої фізики Я.І. Перельмана повторює чотири попередні. Автор протягом багатьох років працював над книгою, удосконалюючи текст і доповнюючи його, і в останній разза життя автора книга вийшла 1936 р. (тринадцяте видання). Випускаючи наступні видання, редакція не ставила собі за мету докорінну переробку тексту або суттєві доповнення: автор так підібрав основний зміст Цікавої фізики, що воно, ілюструючи і поглиблюючи основні відомості з фізики, не застаріло досі. З іншого боку, часу після 1936г. пройшло вже так багато, що бажання відобразити новітні досягненняФізика призвела б і до значного збільшення книги, і до зміни її обличчя. Наприклад, авторський текст про принципи космічних польотівне застарів, а фактичного матеріалу у цій галузі вже так багато, що можна лише адресувати читача до інших книг, спеціально присвячених цій темі.

ЗМІСТ
Від редакції
З передмови автора до тринадцятого видання.
Глава перша. Швидкість. Складання рухів.
Як швидко ми рухаємося?
У гонитві за часом.
Тисячна частка секунди.
Екранна лупа часу.
Коли ми рухаємося навколо Сонця швидше - вдень чи вночі?
Загадка візкового колеса.
Найповільніша частина колеса.
Завдання не жарт.
Звідки плив човен?
Розділ другий. Тяжкість і вага. Важіль. Тиск.
Встаньте!
Ходьба та біг.
Як треба стрибати з вагона, що рухається?
Спіймати бойову кулю руками.
Кавун-бомба.
На платформі терезів.
Де речі важчі?
Скільки важить тіло, коли воно падає?
З гармати на місяць.
Як Жуль Верн описав подорож на Місяць і як вона мала б відбуватися.
Правильно зважити на неправильних терезах.
Сильніше за себе.
Чому загострені предмети колючі.
На кшталт Левіафана.
Розділ третій. Опір середовища.
Куля та повітря.
Наддалека стрілянина.
Чому злітає паперовий змій?
Живі планери.
Безмоторне літання рослин.
Затяжний стрибок парашутиста.
Бумеранґ.
Розділ четвертий. обертання. "Вічні двигуни".
Як відрізнити варене яйце від сирого?
"Колесо сміху".
Чорнильні вихори.
Ошукана рослина.
"Вічні двигуни".
"Зачіпочка".
Акумулятор Уфімцева.
"Диво і не диво".
Ще "вічні двигуни".
"Вічний двигун" часів Петра I.
Розділ п'ятий. Властивості рідин та газів.
Завдання про двох кавників.
Чого не знали стародавні.
Рідини тиснуть... нагору!
Що важче?
Природна форма рідини.
Чому дріб круглий?
"Бездонний" келих.
Цікава особливість гасу.
Копійка, яка у воді не тоне.
Вода у решеті.
Піна на службі техніки.
Уявний "вічний" двигун.
Мильні бульбашки.
Що найтонше?.
Сухим із води.
Як ми п'ємо?
Поліпшена вирва.
Тонна дерева і заліза тонни.
Людина, яка нічого не важила.
"Вічний" годинник.
Розділ шостий. Теплові явища.
Коли Жовтнева залізниця довша – влітку чи взимку?
Безкарне розкрадання.
Висота Ейфелевої вежі.
Від чайної склянки до водомірної трубки.
Легенда про чобіт у лазні.
Як влаштовувалися чудеса.
Годинник без заводу.
Повчальна цигарка.
Лід, що не тане в окропі.
На лід чи під лід?
Чому дме від зачиненого вікна?
Таємнича вертушка.
Чи гріє шуба?
Яка пора року у нас під ногами?
Паперова каструля.
Чому лід слизький?
Завдання про крижані бурульки.
Розділ сьомий. Промені світла.
Впіймані тіні.
Курча в яйці.
Карикатурні фотографії.
Завдання про сонячний схід.
Розділ восьмий. Відображення та заломлення світла.
Бачити крізь стіни.
"Відрубана" голова, що говорить.
Попереду чи ззаду?
Чи можна побачити дзеркало?
Кого ми бачимо, дивлячись у дзеркало?
Малювання перед дзеркалом.
Розважлива поспішність.
Політ ворони.
Нове та старе про калейдоскоп.
Палаци ілюзії та міражів.
Чому і як заломлюється світло?
Коли довгий шляхпроходить швидше, ніж короткий?
Нові Робінзони.
Як видобути вогонь за допомогою льоду?
За допомогою сонячних променів.
Старе та нове про міражів.
"Зелений промінь".
Розділ дев'ятий. Зір одним і двома очима.
Коли не було фотографії.
Чого багато хто не вміє?
Мистецтво розглядати фотографії.
На якій відстані треба тримати фотографію?
Дивна дія збільшувального скла.
Збільшення фотографій.
Найкраще місце у кінотеатрі.
Порада читачам ілюстрованих журналів.
Розгляд картин.
Що таке стереоскоп?
Наш природний стереоскоп.
Одним і двома очима.
Простий спосіб викривати підробки.
Зір велетнів.
Всесвіт у стереоскопі.
Зір трьома очима.
Що таке блиск?
Зір при швидкому русі.
Крізь кольорові окуляри.
"Чудеса тіней".
Несподівані перетворення забарвлення.
Висота книги.
Розміри баштового годинника.
Біле та чорне.
Яка літера чорніша?
Живі портрети.
Застромлені лінії та інші обмани зору.
Як бачать короткозорі.
Розділ десятий. Звук та слух.
Як розшукувати відлуння?
Звук замість мірної стрічки.
Звукові дзеркала.
Звуки у театральній залі.
Відлуння з дна моря.
Гудіння комах.
Слухові обмани.
Де стрекоче коник?
Курйози слуху.
"Чудеса черевомовлення".

Лупа часу.
Коли Уеллс писав свій "Новий прискорювач", він навряд чи думав, що щось подібне колись здійсниться насправді. Йому довелося дожити до цього: він міг на власні очіпобачити - щоправда, лише з екрані - ті картини, які створило колись його уяву. Так звана "лупа часу" показує нам на екрані в уповільненому темпі багато явищ, що протікають зазвичай дуже швидко.

"Лупа часу" - це кінематографічний фотоапарат, що робить в секунду не 24 знімки, як звичайні кіноапарати, а набагато більше. Якщо зняте так явище проектувати на екран, пускаючи стрічку зі звичайною швидкістю 24 кадри в секунду, то глядачі побачать явище розтягнутим - що відбувається в відповідне числораз повільніше за нормальний. Читачеві траплялося, мабуть, бачити на екрані такі неприродно плавні стрибки та інші уповільнені явища. За допомогою складніших апаратів того ж роду досягається уповільнення ще більш значне, що майже відтворює те, що описано в оповіданні Уеллса.

На цій сторінці я збиратиму відомі мені книги з цікавої фізики: книги, які є в мене вдома, посилання на розповіді та огляди про такі книги.

Додайте, будь ласка, і ви в коментарях, які цікаві наукові книжки знаєте.

Н.М. Зубкова «Смачна наука»Досліди та експерименти на кухні для дітей від 5 до 9 років. Просте тоненька книжечка. Я б вік знизила, надто прості та відомі експерименти, типу плавання яйця в солоній воді та загортання морозива в шубу. Здебільшого відповіді на дитячі «чому?». Хоча, може, я надто вимоглива) Так, у принципі, все симпатично і зрозуміло)

Л. Генденштейн та ін. «Механіка»- Книга з мого дитинства. У ній у формі коміксів друзі знайомляться із законами механіки. Знайомство це відбувається у грі, у розмові, загалом між справою. Мені дуже вона подобалася тоді, та й зараз. Може, саме з неї і почалося моє захоплення фізикою?

«Дитяча енциклопедія». Цей талмуд теж із мого дитинства. У ньому 5 томів. Є і про мистецтво, і про географію, біологію, історію. А це за природознавством. Скільки разів його відкриваю, стільки переконуюсь, що колишні енциклопедії, не те що нинішні. Малюнки правда чорно-білі (в основному), але інформації значно більше.

А. В. Лук'янова «Справжня фізика для хлопчиків та дівчаток». Перша книжка з фізики, яку я придбала вже сама. Що сказати? Одразу не вразила. Книга великого формату, малюнки красиві, папір щільний, ціна велика. А по суті мало. Але, в принципі, читати можна з дитиною картинки розглядати.

А. Дмитрієв «Дідусь скриня». Ось ця маленька брошура подобається мені набагато більше. Майже самвидав з оформлення, але всі досліди, наукові іграшкиописані дуже доступно та просто.

Том Тіт «Наукові забави». Усюди цю книгу дуже хвалять, а мені теж не дуже сподобалася. Досвіди, так, цікаві. Але пояснень немає. А без пояснення якось мізерно виходить.

Я. Перельман «Цікава механіка», «Фізика на кожному кроці», «Цікава фізика». Перельман, звісно, класика жанру. Правда його книги не для найменших)

Бруно Донат «Фізика в іграх». Схоже на Тома Тіта, тільки якось легше на моє сприйняття та пояснення всіх дослідів та ігор наведено.

Л.А. Сікорук «Фізика для малюків». Схоже на мою «Механіку» Генденштейна з дитинства. Ні, тут не комікси, але знайомство з фізичними законамиприроди йде у розмові та між справою. У продажі я цю книжку не знайшла, тому вона у мене лише у роздруківці.

Я. І. Перельман

Цікава фізика

ВІД РЕДАКЦІЇ

Запропоноване видання “Цікавої фізики” Я.І. Перельмана повторює чотири попередні. Автор протягом багатьох років працював над книгою, удосконалюючи текст і доповнюючи його, і востаннє за життя автора книга вийшла 1936 р. (тринадцяте видання). Випускаючи наступні видання, редакція не ставила собі за мету докорінну переробку тексту чи суттєві доповнення: автор так підібрав основний зміст “Цікавої фізики”, що він, ілюструючи та поглиблюючи основні відомості з фізики, не застарів досі. З іншого боку, часу після 1936г. пройшло вже так багато, що бажання відобразити нові досягнення фізики призвело б і до значного збільшення книги, і зміни її “обличчя”. Наприклад, авторський текст про принципи космічних польотів не застарів, а фактичного матеріалу в цій галузі вже так багато, що можна адресувати читача до інших книг, спеціально присвячених цій темі.

Чотирнадцяте та п'ятнадцяте видання (1947 та 1949 рр.) вийшли за редакцією проф. А. Б. Млодзеєвського. У підготовці шістнадцятого видання (1959 – 1960 рр.) взяв участь доц. В.А.Угаров. При редагуванні всіх видань, що вийшли без автора, лише замінено застарілі цифри, вилучено проекти, що не виправдали себе, зроблено окремі доповнення та примітки.

У цій книзі автор прагне не так повідомити читачеві нові знання, скільки допомогти йому "дізнатися те, що він знає", тобто поглибити і оживити вже наявні у нього основні відомості з фізики, навчити свідомо розпоряджатися ними і спонукати до різнобічного їх застосування . Досягається це розглядом строкатого ряду головоломок, хитромудрих питань, цікавих оповідань, кумедних завдань, парадоксів і несподіваних зіставлень з галузі фізики, що належать до кола повсякденних явищчи черпаються із загальновідомих творів науково-фантастичної белетристики. матеріалом останнього родуукладач користувався особливо широко, вважаючи його найбільш відповідним цілям збірника: наведені уривки з романів та оповідань Жюля Верна, Уеллса, Марка Твена та ін. Описувані в них фантастичні досліди, крім їхньої привабливості, можуть і при викладанні грати важливу роль як живі ілюстрації.

Упорядник намагався, як міг, надавати викладу зовні цікаву форму, повідомляти привабливість предмету. Він керувався тією психологічною аксіомою, що інтерес до предмета підвищує увагу, полегшує розуміння і, отже, сприяє свідомішому та міцнішому засвоєнню.

Попри звичай, що встановився для подібного роду збірок, у “Займальній фізиці” дуже мало місця приділяється опису кумедних та ефектних фізичних дослідів. Ця книга має інше призначення, ніж збірники, які пропонують матеріал для експериментування. Головна мета"Цікавої фізики" - порушити діяльність наукової уяви, привчити читача мислити на кшталт фізичної наукиі створити в його пам'яті численні асоціації фізичних знань з різнорідними явищами життя, з усім тим, з чим він зазвичай входить у дотик. Установка, якої укладач намагався дотримуватися під час переробки книжки, було дано У. І. Леніним у таких словах: “ Популярний письменникпідводить читача до глибокої думки, до глибокого вчення, виходячи з найпростіших і загальновідомих даних, вказуючи за допомогою нескладних міркувань чи вдало обраних прикладів. висновкиз цих даних, наштовхуючи думаючого читача на подальші та подальші питання. Популярний письменник не припускає не думає, не бажає чи не вміє думати читача, - навпаки, він передбачає в нерозвиненому читачі серйозний намірпрацювати головою та допомагаєйому робити цю серйозну і важку роботуведе його, допомагаючи йому робити перші кроки і навчаючийти далі самостійно” [Ст. І. Ленін. Зібр. тв., вид. 4, т. 5, стор 285].

Зважаючи на інтерес, який виявляють читачі до історії цієї книги, наводимо деякі бібліографічні дані про неї.

"Цікава фізика" "народилася" чверть століття тому і була первістком у численній книжковій сім'ї її автора, що налічує зараз кілька десятків членів.

“Цікавій фізиці” пощастило проникнути – як свідчать листи читачів – до найглухіших куточків Союзу.

Значне поширення книги, що свідчить про живий інтерес широких кілдо фізичним знанням, Накладає на автора серйозну відповідальність за якість її матеріалу. Свідомістю цієї відповідальності пояснюються численні зміни та доповнення у тексті “Цікавої фізики” при повторних виданнях. Книжка, можна сказати, писалася протягом усіх 25 років її існування. У останньому виданнівід тексту першого збережено лише половину, а від ілюстрацій - майже жодної.

До автора надходили від інших читачів прохання утримуватися від переробки тексту, щоб не змушувати їх “через десяток нових сторінок набувати кожного повторного видання”. Чи подібні міркування можуть звільнити автора від обов'язку всіляко покращувати свою працю. "Цікава фізика" не художній твір, а твір науковий, хоч і популярний. Її предмет - фізика - навіть у початкових своїх підставах безперестанку збагачується свіжим матеріалом, і книга повинна періодично включати його до свого тексту.

З іншого боку, доводиться нерідко чути закиди у тому, що “Цікава фізика” не приділяє місця таким темам, як новітні успіхирадіотехніки, розщеплення атомного ядра, сучасні фізичні теоріїі т. п. Закиди такого роду – плід непорозуміння. "Цікава фізика" має цілком певну цільову установку; розгляд цих питань - завдання інших творів.

До "Цікавої фізики", крім другої її книги, примикає і кілька інших творів того ж автора. Одне призначене для порівняно мало підготовленого читача, який ще не приступав до систематичному вивченнюфізики, і озаглавлено "Фізика на кожному кроці" (видання "Дітивидав"). Два інших, навпаки, мають на увазі тих, хто закінчив вивчення середньошкільного курсу фізики. Це - "Цікава механіка" і "Чи знаєте ви фізику?". Остання книгає хіба що завершенням “Цікавої фізики”.

1936 р. Я. Перельман

Глава перша. ШВИДКІСТЬ. ДОДАТОК РУХІВ.

Як швидко ми рухаємось?

Спортивну дистанцію 1,5 км. хороший бігун пробігає приблизно за 3 хв. 50 сек. (Світовий рекорд 1958 р. - 3 хв. 36,8 сек.). Для порівняння із звичайною швидкістю пішохода – 1,5 м за секунду – треба зробити маленьке обчислення; тоді виявиться, що спортсмен пробігає в секунду 7 м. Втім, ці швидкості не цілком порівнянні: пішохід може ходити довго, цілі години, роблячи по 5 км на годину, спортсмен же здатний підтримувати значну швидкість свого бігу тільки короткий час. Піхотна військова частинапереміщається бігом утричі повільніше за рекордсмена; вона робить 2 м на секунду, або 7 з лишком кілометрів на годину, але має перед спортсменом ту перевагу, що може робити набагато більші переходи.

Цікаво порівняти нормальну ходу людини зі швидкістю таких, що увійшли до прислів'я, повільних тварин, як равлик або черепаха. Равлик цілком виправдовує репутацію, що приписується їй приказкою: він проходить 1,5 мм за секунду, або 5,4 м за годину - рівно в тисячу разів менше людини! Інша класично повільна тварина, черепаха, не набагато переганяє равлик: його звичайна швидкість – 70 м на годину.

Спритний поруч із равликом і черепахою, людина постане перед нами в іншому світлі, якщо зіставити його рух з іншими, навіть не дуже швидкими рухамив навколишньої природи. Щоправда, він легко переганяє течію води у більшості рівнинних річок і не набагато відстає від помірного вітру. Але з мухою, що пролітає 5 м на секунду, людина може успішно змагатися хіба що на лижах. Зайця чи мисливського собаку людина не пережене навіть на коні кар'єром. Змагатися у швидкості з орлом людина може лише літаком.

У цій книзі автор прагне не так повідомити читачеві нові знання, скільки допомогти йому "дізнатися те, що він знає", тобто поглибити і оживити вже наявні у нього основні відомості з фізики, навчити свідомо розпоряджатися ними і спонукати до різнобічного їх застосування . Досягається це розглядом строкатого ряду головоломок, хитромудрих питань, цікавих оповідань, кумедних завдань, парадоксів та несподіваних зіставлень з галузі фізики, що належать до кола повсякденних явищ або черпаються із загальновідомих творів науково-фантастичної белетристики. Матеріалом останнього роду укладач користувався особливо широко, вважаючи його найбільш відповідним цілям збірника: наведені уривки з романів і оповідань Жюля Верна, Уеллса, Марка Твена та ін. живі ілюстрації.

Попри звичай, що встановився для подібного роду збірок, у “Займальній фізиці” дуже мало місця приділяється опису кумедних та ефектних фізичних дослідів. Ця книга має інше призначення, ніж збірники, які пропонують матеріал для експериментування. Головна мета "Цікавої фізики" - порушити діяльність наукової уяви, привчити читача мислити в дусі фізичної науки і створити в його пам'яті численні асоціації фізичних знань з різнорідними явищами життя, з усім тим, з чим він зазвичай входить у зіткнення. Установка, якої укладач намагався дотримуватися при переробці книги, була дана В. І. Леніним у таких словах: “Популярний письменник підводить читача до глибокої думки, до глибокого вчення, виходячи з найпростіших та загальновідомих даних, вказуючи за допомогою нескладних міркувань чи вдало обраних Прикладом є головні висновки з цих даних, наштовхуючи думаючого читача на подальші та подальші питання. Популярний письменник не припускає не думаючого, не бажає або не вміє думати читача, - навпаки, він передбачає в нерозвиненому читачі серйозний намір працювати головою і допомагає йому робити цю серйозну і важку роботу, веде його, допомагаючи йому робити перші кроки і йти далі самостійно ”.

“Цікавій фізиці” пощастило проникнути – як свідчать листи читачів – до найглухіших куточків Союзу.

Значне поширення книги, що свідчить про живий інтерес широких кіл до фізичних знань, накладає автора серйозну відповідальність за якість її матеріалу. Свідомістю цієї відповідальності пояснюються численні зміни та доповнення у тексті “Цікавої фізики” при повторних виданнях. Книжка, можна сказати, писалася протягом усіх 25 років її існування. В останньому виданні від тексту першого збережено лише половину, а від ілюстрацій - майже жодної.

До автора надходили від інших читачів прохання утримуватися від переробки тексту, щоб не змушувати їх “через десяток нових сторінок набувати кожного повторного видання”. Чи подібні міркування можуть звільнити автора від обов'язку всіляко покращувати свою працю. “Цікава фізика” не художній твір, а твір науковий, хоч і популярний. Її предмет - фізика - навіть у початкових своїх підставах безперестанку збагачується свіжим матеріалом, і книга повинна періодично включати його до свого тексту.

З іншого боку, доводиться нерідко чути закиди у цьому, що “Цікава фізика” не приділяє місця таким тем, як новітні успіхи радіотехніки, розщеплення атомного ядра, сучасні фізичні теорії тощо. Закиди такого роду - плід непорозуміння. "Цікава фізика" має цілком певну цільову установку; розгляд цих питань - завдання інших творів.

До "Цікавої фізики", крім другої її книги, примикає і кілька інших творів того ж автора. Одне призначено для порівняно мало підготовленого читача, який ще не приступав до систематичного вивчення фізики, і озаглавлено “Фізика на кожному кроці” (видання “Детіздату”). Два інших, навпаки, мають на увазі тих, хто закінчив вивчення середньошкільного курсу фізики. Це - "Цікава механіка" і "Чи знаєте ви фізику?". Остання книга є хіба що завершенням “Цікавої фізики”.

Видавництво «РІМІС» – лауреат Літературної преміїім. Олександра Бєляєва 2008 року.

Текст і малюнки відновлено за книгою Я. І. Перельмана «Цікава фізика», що вийшла у видавництві П. П. Сойкіна (Санкт-Петербург) у 1913 р.

* * *

Визначний популяризатор науки

Співак математики, бард фізики, поет астрономії, герольд космонавтики – таким був і залишився у пам'яті Яків Ісидорович Перельман, чиї книжки розійшлися по всьому світу у мільйонах екземплярів.

З ім'ям цього чудової людинипов'язане виникнення та розвитку особливого – цікавого – жанру наукової популяризації основ знань. Автор понад сто книг і брошур, він мав рідкісний дар захоплююче цікаво розповідати про сухі наукових істинах, збуджувати пекучу цікавість і допитливість – ці перші щаблі самостійної роботирозуму.

Достатньо хоча б навіть побіжно ознайомитися з його науково-популярними книгами та нарисами, щоб побачити особливу спрямованість творчого мисленняїхнього автора. Перельман ставив своїм завданням показати звичайні явища в незвичайному, парадоксальному ракурсі, зберігаючи водночас наукову бездоганність їхнього тлумачення. Головною рисоюйого творчого методубуло виняткове вміння здивувати читача, прикувати його увагу з першого слова. «Ми рано перестаємо дивуватися, – писав Перельман у своїй статті «Що таке цікава наука», – рано втрачаємо здатність, яка спонукає цікавитися речами, які не торкаються безпосередньо нашого існування… Вода була б, без сумніву, самим дивовижною речовиноюу природі, а Місяць – найбільш вражаючим видовищем на небі, якби те й інше не попадалося на очі надто часто».

Щоб показати звичайне у незвичному світлі, Перельман блискуче застосовував метод несподіваного зіставлення. Гострий наукове мислення, величезна загальна та фізико-математична культура, вміле використання численних літературних, наукових та життєвих фактів та сюжетів, їх вражаюче дотепне, зовсім несподіване тлумачення призводили до появи захоплюючих науково-художніх новел та есе, які читаються з неослабною увагою та інтересом. Однак при цьому цікавість викладу не є самоціллю. Навпаки, не науку перетворювати на забаву та розвагу, а жвавість, художність викладу поставити на службу з'ясування наукових істин – така сутність літературного та популяризаторського методу Якова Ісидоровича. «Щоб не було верхогляду, щоб знали факти…» – цієї думки Перельман неухильно дотримувався протягом усієї своєї 43-річної творчої діяльності. Саме у поєднанні суворої наукової достовірності та цікавої, нетривіальної форми подачі матеріалу таїться секрет незмінного успіху книг Перельмана.

Перельман був кабінетним літератором, відірваним від живої дійсності. Він публіцистично оперативно відгукувався на практичні потреби своєї країни. Коли 1918 року було видано декрет РНК РРФСР про запровадження метричної системимір і терезів, Яків Ісидорович перший опублікував кілька популярних брошур на цю тему. Він часто виступав із лекціями у робітників, шкільних та військових аудиторіях (прочитав близько двох тисяч лекцій). На пропозицію Перельмана, підтриманому М. До. Крупської, 1919 року почав виходити (під його редакцією) перший радянський науково-популярний журнал «У майстерні природи». Не залишився Яків Ісидорович і осторонь реформи середньої школи.

Необхідно підкреслити, що справжнім талантом відзначено також педагогічна діяльністьПерельмана. Протягом кількох років він читав курси математики та фізики у вищих та середніх навчальних закладах. Крім того, їм було написано 18 підручників та навчальних посібниківдля радянської Єдиної трудової школи. Два з них – «Фізична хрестоматія», випуск 2-ї, та «Новий задачник з геометрії» (1923 р.) удостоїлися дуже високої честі зайняти місця на полиці Кремлівської бібліотеки Володимира Ілліча Леніна.

У моїй пам'яті зберігся образ Перельмана – широко освіченого, винятково скромного, дещо сором'язливого, гранично коректного та чарівної людини, завжди готового надати потрібну допомогусвоїм колегам. Це був справжній трудівник науки.

15 жовтня 1935 року у Ленінграді почав функціонувати Будинок цікавої науки – зрима, уречевлена експозиція книжок Перельмана. Сотні тисяч відвідувачів пройшли залами цього унікального у своєму роді культурно-освітнього закладу. Серед них був і ленінградський школяр Георгій Гречко – нині льотчик-космонавт СРСР, двічі Герой Радянського Союзу, доктор фізико-математичних наук Доля двох інших космонавтів – Героїв Радянського Союзу К. П. Феоктистова та Б. Б. Єгорова – також пов'язана з Перельманом: у дитинстві вони познайомилися з книгою «Міжпланетні подорожі» та захопилися нею.

Коли почалася Велика Вітчизняна війна, яскраво проявилися патріотизм Я. І. Перельмана, його висока свідомість громадянського обов'язкуперед Батьківщиною. Залишившись у блокованому Ленінграді, він, вже далеко не юнак (йому йшов 60-й рік), стійко переносив разом з усіма ленінградцями нелюдські муки та труднощі блокади. Незважаючи на ворожі артилерійські обстріли та повітряні бомбардуванняЯків Ісидорович знаходив у собі сили, щоб, долаючи голод і холод, ходити пішки з кінця в кінець Ленінграда на лекції у військові частини. Армійським, флотським розвідникам, а також партизанам він читав лекції про вкрай важливу на той час справу – вміння орієнтуватися на місцевості та визначати відстані до цілей без жодних приладів. Так, і цікава наука служила справі розгрому ворога!

На превеликий жаль, 16 березня 1942 року Якова Ісидоровича не стало - він помер у блокаду від голоду.

Книги Я. І. Перельмана і донині продовжують служити народу – їх постійно перевидають у нашій країні, вони мають незмінним успіхом у читачів. Книги Перельмана широко відомі за кордоном. Вони перекладені угорською, болгарською, англійською, французькою, німецькою та іншими іноземними мовами.

Одному з кратерів на звороті Місяця на мою пропозицію присвоєно назву «Перельман».

Академік В. П. Глушко
Витяги з передмови до книги «Доктор цікавих наук»(Г. І. Мішкевич, М.: «Знання», 1986).

Передмова

Пропонована книга за характером зібраного в ній матеріалу дещо відрізняється від інших збірок такого типу. Фізичним дослідам, в точному значенні слова, в ній відведено другорядне місце, на перший же план висунуті цікаві завдання, хитромудрі питання та парадокси з області початкової фізики, які можуть служити цілям розумової розваги. Як подібний матеріал залучені, між іншим, деякі белетристичні твори (Жюля Верна, К. Фламмаріона, Еге. Пое та ін.), порушуються питання фізики. До збірки увійшли також статті з деяких цікавих питань елементарної фізикизазвичай не розглядається в підручниках.

З дослідів у книжку включені переважно ті, які як повчальні, а й цікаві, і, до того ж, можуть бути виконані з допомогою предметів, завжди під рукою. Досліди та ілюстрації до них запозичені у Тома Тіта, Тісандьє, Бойса та ін.

Вважаю приємним обов'язком висловити свою вдячність вченому лісівнику І. І. Полферову, який надав мені незамінні послуги при читанні останніх коректур.

С.-Петербург, 1912
Я. Перельман

Малюнок Стевіна на великій сторінці його книги («Диво і не диво»).

Глава I
Складання та розкладання рухів та сил

Коли ми швидше рухаємось навколо Сонця – вдень чи вночі?

Дивне питання! Швидкість руху Землі навколо Сонця ніяк, здавалося б, не може бути пов'язана зі зміною дня та ночі. До того ж, на Землі завжди в одній половині день, в іншій – ніч, тож саме питання, мабуть, не має сенсу.

Однак, це не так. Йдеться не про те, коли Землярухається швидше, а про те, коли ми, люди рухаються швидше у світовому просторі. А це змінює справу. Не забувайте, що ми здійснюємо два рухи: мчимо навколо Сонця і в той же час звертаємося навколо земної осі. Обидва ці рухи складаються- і результат виходить різний, залежно від того, чи ми знаходимося на денній або нічній половині Землі. Погляньте на креслення – і ви одразу побачите, що вночі швидкість обертання додаєтьсядо поступальної швидкості Землі, а вдень, навпаки, забираєтьсявід неї.

Рис. 1. Люди на нічній половині земної кулірухаються навколо Сонця швидше, ніж на денний.

Отже, вночі ми швидше рухаємось у світовому просторі, ніж удень.

Так як кожна точка екватора пробігає в секунду близько півверсти, то для екваторіальної смуги різниця між південною та опівнічною швидкістю досягає цілої версти в секунду. Для Петербурга (що знаходиться на 60-й паралелі) ця різниця рівно вдвічі менша.

Загадка візкового колеса

Прикріпіть збоку до обода візкового колеса (або до велосипедної шини) білу облатку і спостерігайте за нею під час руху воза (або велосипеда). Ви помітите дивне явище: поки облатка знаходиться в нижній частині колеса, що котиться, вона видно цілком чітко; навпаки, у верхній частині колеса та ж облатка мелькає настільки швидко, що ви не встигаєте її розглянути. Що це таке? Невже верхня частинаколеса швидше рухається, ніж нижня?

Ваше подив ще зросте, якщо ви станете порівнювати між собою верхні і нижні спиці колеса, що котиться: виявиться, що в той час, як верхні спиці зливаються в одне суцільне ціле, нижні залишаються видимі досить чітко. Справа знову ж таки відбувається так, ніби верхня частина колеса швидше котиться, ніж нижня. Проте ми твердо переконані, що колесо у всіх своїх частинах рухається рівномірно.

У чому ж розгадка цього дивного явища? Та просто в тому, що верхні частини всякого колеса, що котиться дійсно рухаються швидше, ніж нижні. Це здається з першого погляду абсолютно неймовірним, а тим часом так і є.

Просте міркування переконає нас у цьому. Згадаймо, що кожна точка колеса, що котиться, здійснює відразу два рухи: обертається навколо осі і в той же час рухається вперед разом з цією віссю. Відбувається складання двох рухів– і результат цієї будови зовсім не однаковий для верхньої та нижньої частини колеса. А саме, у верхній частині колеса обертальний рух додаєтьсядо поступального, тому що обидва рухи спрямовані в ту саму сторону. У нижній частині колеса обертальний рух спрямований в зворотний бікі забираєтьсявід поступального. Перший результат, звісно, більше за друге– і тому верхні частини колеса швидше переміщаються, ніж нижні.

Верхня частина колеса, що котиться, рухається швидше нижньої. Порівняйте переміщення AA" та BB".

Що це дійсно так, легко переконатися на простому досвіді, який рекомендуємо зробити при першому ж сприятливому випадку. Встромте в землю палицю поруч із колесом вартого возатак, щоб ця палиця припадала проти осі (див. рис. 2). На обід колеса, у верхній і в нижній частинах, зробіть позначку крейдою; ці позначки – точки Aі Bна малюнку - прийдуть, значить, проти палиці. Тепер відкотіть віз трохи вперед (див. мал. 3), щоб вісь відійшла від палиці приблизно на 1 фут, - і зверніть увагу на те, як перемістилися ваші позначки. Виявиться, що верхня позначка – A– перемістилася значно більше, ніж нижня – B, Що тільки трохи відсунулася від палиці під кутом вгору.

Словом, і міркування і досвід підтверджують ту дивну на перший погляд думку, що верхня частина будь-якого колеса, що котиться, рухається швидше, ніж нижня.

Яка частина велосипеда рухається повільніше за всіх інших?

Ви знаєте вже, що не всі точки воза, що рухається, або велосипеда переміщаються однаково швидко, і що найповільніше рухаються ті точки коліс, які в даний моментстикаються із землею.

Зрозуміло, все це має місце тільки для котитьсяколеса, а не для такого, що обертається на нерухомій осі. У маховому колесі, наприклад, верхні і нижні точки обода рухаються з однаковою швидкістю.

Загадка залізничного колеса

У залізничному колесі відбувається ще більш несподіване явище. Ви знаєте, звичайно, що ці колеса мають на обід виступаючий край. І ось, нижня точка такого обода при русі поїзда переміщається зовсім не вперед, а назад! У цьому легко переконатися при міркуванні, подібному до попереднього, – і ми надаємо читачеві самому дійти до несподіваного, але цілком правильного висновку, що в поїзді, що швидко мчить, існують точки, які рухаються не вперед, а назад. Щоправда, це зворотний рухтриває лише мізерну частку секунди, але справа від цього не змінюється: зворотне переміщення (і при тому досить швидке – в два рази швидше пішохода) все ж таки існує, всупереч нашим звичайним уявленням.

Рис. 4. Коли залізничне колесо котиться рейкою праворуч, точка Рйого обода рухається назад, ліворуч.

Звідки пливе човен?

Уявіть, що пароплав пливе озером, і нехай стрілка aна рис. 5 зображує швидкість та напрямок його руху. Навпереріз йому пливе човен, і стрілка bзображує її швидкість та напрямок. Якщо вас запитають, звідки відправився цей човен, ви відразу вкажете пункт Aна березі. Але якщо з тим самим питанням звернутися до пасажирів пароплава, що пливе, то вони вкажуть зовсім інший пункт.

Відбувається це тому, що пасажири пароплава бачать човен, що рухається зовсім не під прямим кутом до його руху. Не слід забувати, що вони не відчувають свого власного руху. Їм здається, що самі вони стоять на місці, а човен мчить зі своєю швидкістю в зворотному напрямку(Згадайте, що ми бачимо, коли їдемо у вагоні залізниці). Тому для нихчовен рухається не тільки за напрямком стрілки b, але й у напрямку стрілки c, – яка дорівнює a, Але назад спрямована (див. рис. 6). Обидва ці рухи - дійсний і здається - складаються, і в результаті пасажирам пароплава здається, ніби човен рухається по діагоналі паралелограма, побудованого на bі c. Ця діагональ, позначена на рис. 6 пунктиром, виражає величину і напрямок руху, що здається.

Рис. 5. Човен ( b) пливе навперейми пароплаву ( a).

Ось чому пасажири будуть стверджувати, що човен відправився в B, а не в A.

Коли ми, несучи разом із Землею її орбітою, зустрічаємо промені якоїсь зірки, ми судимо про місце результату цих променів як і неправильно, як і вищезгадані пасажири помиляються у визначенні місця відплиття другого човна. Тому всі зірки здаються нам трохи переміщеними вперед шляхом руху Землі. Але оскільки швидкість руху Землі мізерна в порівнянні зі швидкістю світла (у 10.000 разів менше), то це переміщення вкрай мізерно і вловлюється тільки за допомогою точних астрономічних приладів. Явище це називається «аберації світла».

Рис. 6. Пасажирам пароплава ( a) здається, ніби човен ( b) пливе з точки B.

Але повернемося до розглянутої вище задачі про пароплав і човен.

Якщо вас подібні явища зацікавили, спробуйте, не змінюючи умов попереднього завдання, відповісти на запитання: яким напрямом переміщається пароплав для пасажирів човна? До якого пункту берега пароплав прямує, на думку пасажирів? Щоб відповісти на ці питання, вам потрібно на лінії aпобудувати, як раніше, паралелограм швидкостей. Діагональ його покаже, що для пасажирів човна пароплав здається, що пливе в косому напрямку, ніби збираючись причалити до деякого пункту берега, що лежить (на рис. 6) правіше B.

Чи можна підняти людину на семи пальцях?

Хто ніколи не пробував робити цього досвіду, той напевно скаже, що підняти дорослу людину на пальцях – неможливо. Тим часом це виконується дуже легко та просто. У досвіді має брати участь п'ять осіб: двоє підсовують свої вказівні пальці (обох рук) під ступні піднімається; двоє інших підпирають вказівними пальцями правої рукийого лікті; нарешті, п'ятий підкладає свій вказівний палець під підборіддя піднімається. Потім по команді: – Раз, два, три! – усі п'ятеро дружно піднімають свого товариша, без помітної напруги.

Рис. 7. Сім'ю пальцями можна підняти дорослу людину.

Якщо ви проробляєте цей досвід вперше, то самі здивуєтеся, з якою несподіваною легкістю він виконується. Секрет цієї легкості криється у законі розкладаннясил. Вага дорослої людини дорівнює в середньому 170 фунтів; ці 170 фунтів тиснуть відразу на сім пальців, так що на кожен палець припадає лише близько 25-ти фунтів. Підняти одним пальцем такий вантаж для дорослої людини порівняно неважко.

Графін з водою підняти соломинкою

Цей досвід теж з першого погляду здається неможливим. Але ми вже бачили щойно, як необережно довіряти «першому погляду».

Візьміть довгу цільну міцну соломинку, зігніть її і введіть у графин з водою так, як показано на рис. 8: кінець її повинен упиратися в стінку графіна. Тепер можете піднімати – соломинка утримає графин.

Рис. 8. Графін із водою висить на соломинці.

Вводячи соломинку, треба стежити за тим, щоб частина її, що упирається в стінку графіна, була абсолютно пряма; в іншому випадку соломинка вигнуте - і вся система впаде. Тут вся річ у тому, щоб сила (вага графіна) діяла строго за довжиноюсоломинки: у поздовжньому напрямку солома має велику міцність, хоча легко ламається в поперечному напрямку.

Найкраще попередньо навчитися робити цей досвід з пляшкою і лише потім спробувати повторити його з графином. Недосвідченим експериментаторам ми рекомендуємо про всяк випадок підстилати на підлогу щось м'яке. Фізика - велика наука, Але графини розбивати нема чого…

Наступний досвід має з описаним велика схожістьі ґрунтується на тому ж принципі.

Проткнути монету голкою

Сталь твердіша за мідь, - і отже, під відомим тиском сталева голка повинна пробити мідну монету. Лихо лише в тому, що молоток, ударяючи по голці, зігне її і зламає. Потрібно, значить, обставити досвід так, щоб не дати голці можливості згинатися. Це досягається дуже просто: вставте голку в пробку її осі - і можете приступати до справи. Монету (копійку) покладіть на два дерев'яні брусочки, як показано на рис. 9, а на неї поставте пробку з голкою. Декілька обережних ударів – і монета пробита. Пробку для досвіду треба вибирати щільну та досить високу.

Рис. 9. Голка пробиває мідну монету.

Чому загострені предмети колючі?

Чи замислювалися ви над питанням: чому голка взагалі так легко пронизує різні предмети? Чому сукно чи картон легко проткнути тонкою голкою і так важко пробити товстим стрижнем? Адже в обох випадках діє, начебто, однакова сила.

У тому й річ, що сила не однакова. У першому випадку весь тиск зосереджується на вістря голки, у другому випадку та ж сила розподіляється на набагато велику площукінця стрижня. Площа вістря голки в тисячі разів менше площі кінця стрижня, а отже, і тиск голки буде в тисячі разів більше, ніж тиск стрижня - при одному зусиллі наших м'язів.

Взагалі, коли мова йдепро тиск завжди необхідно, крім сили, брати до уваги також і величину площі, на яку ця сила діє. Коли нам кажуть, що хтось отримує 600 руб. платні, то ми ще не знаємо, чи багато це чи мало: нам треба знати – на рік чи на місяць? Так само і дія сили залежить від того, чи розподіляється сила на квадратний дюйм або зосереджується на 1/100 кв. міліметра.

Цілком з тієї ж причини гострий ніжріже краще, ніж тупий.

Отже, загострені предмети через те колючи, а відточені ножі тому добре ріжуть, що на їх вістрях і лезах зосереджується величезна сила.

Глава II
Сила тяжіння. Важіль. Терези

Вгору по ухилу

Ми так звикли бачити вагомі тіла, що скочуються з похилій площинівниз, що приклад тіла, що вільно котиться по ній вгору, здається з першого погляду мало не дивом. Однак немає нічого легшого, як влаштувати подібне уявне диво. Візьміть смужку гнучкого картону, вигніть у вигляді кружка і склейте кінці – у вас вийде картонне кільце. До внутрішній стороніцього кільця приклейте воском важку монету, наприклад, півтинник. Помістіть тепер це кільце біля основи похилої дощечки так, щоб монета припадала попереду точки опори вгорі. Відпустіть кільце – і воно саме покотиться вгору по ухилу (див. рис. 10).

Рис. 10. Кільце саме вкочується вгору.

Причина ясна: монета, в силу своєї ваги, прагне зайняти нижчу позицію в кільці, але, рухаючись разом з кільцем, тим самим змушує його котитися вгору.

Якщо ви хочете перетворити досвід на фокус і вразити ваших гостей, то повинні обставити його трохи інакше. До внутрішньої бокової сторони порожньої круглої коробки від капелюха прикріпіть якийсь важкий предмет; потім, закривши коробку та помістивши її належним чином на середину похилої дошки, запитайте гостей: куди покотиться коробка, якщо її не утримувати – вгору чи вниз? Зрозуміло, всі в один голос скажуть, що вниз, - і будуть здивовані, коли коробка на їхніх очах покотиться вгору. Нахил дошки має бути для цього, звичайно, не надто великий.

Верста – російська одиниця виміру відстані, що дорівнює п'ятистам сажням або 1 066,781 метра. - Прим. вид.

Фут – (англ. foot – ступня) – британська, американська та староросійська одиниця виміру відстані, що дорівнює 30,48 сантиметрам. Не входить до системи СІ. - Прим. вид.

Дюйм – (від нідерл. duim – великий палець) – російська назвадля одиниці виміру відстані в деяких європейських неметричних системах заходів, що дорівнює 1/12 або 1/10 («десятковий дюйм») фута відповідної країни. Слово дюйм введено у російську мову Петром I у самому початку XVIIIстоліття. Сьогодні під дюймом найчастіше розуміють англійський дюйм, що дорівнює 2,54 см рівно. - Прим. вид.