#physics
#физика

Наш новый англоязычный ролик «Capacity and potential» посвящён базовым понятиям электростатики.

Пусть имеются два изолированных проводящих тела, одно заряженное, а другое — нет. Соединим их проводом, и часть заряда перетечёт на незаряженное тело.

Этот процесс аналогичен перетеканию воды из заполненного сосуда в пустой, когда открывают кран в соединяющей их внизу трубке. Здесь все понятно: вода прекращает течь, когда выравниваются давления на дно каждого из сообщающихся сосудов. Что же касается объемов воды в сосудах, они будут зависеть от их сечения.

А от чего зависит распределение зарядов на «сообщающихся проводниках»? Чтобы ответить на этот вопрос, мы вводим понятия электрической ёмкости и потенциала, рассчитываем на этой основе ёмкость шара и оцениваем ёмкость Земли. Смотрите наш ролик и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычную версию выпуска «Ёмкость и потенциал» на удобной платформе.

#закадром

Сегодня предлагаем разгадать очередную установку для нашего нового эксперимента. Пишите в комментариях, для чего такая конструкция предназначена?

#физика
#physics

Наш новый ролик посвящён обзору проблем и достижений астрономии обширного периода от древних греков до Коперника. Всё это время поддерживалась единая традиция, заложенная Клавдием Птолемеем, жившим в Александрии Египетской во II веке нашей эры. В своём труде «Великое математическое построение по астрономии в тринадцати книгах» Птолемей собрал практически все накопленные в эпоху Античности астрономические знания, так что эта книга стала образцом, который затем воспроизводился в течение более чем тысячелетия, в основном последующими поколениями астрономов мусульманского мира. В процессе передачи книга стала называться кратко «Альмагест», что означает «Великое», и под этим именем вернулась в Европу.

Согласно Птолемею Земля является неподвижным шаром, находящимся в центре мира очень далеко от вращающейся сферы неподвижных звёзд. Он описывает движение Солнца и Луны, обсуждает теорию солнечных и лунных затмений, даёт первое в истории астрономии полное и весьма точное теоретическое описание движения планет. Птолемей в своей небесной механике последовательно применяет плоскую и сферическую тригонометрию, для чего ему пришлось составить таблицу хорд с шагом в половину градуса. В «Альмагест» включён и обширный звёздный каталог, содержащий координаты 1022 звёзд. Описаны и основные астрономические инструменты того времени — армиллярная сфера, квадрант, диоптр и другие.

В последующую эпоху составленные по этому образцу справочные руководства, содержащие все необходимые для практической работы сведения, готовились во всех крупных обсерваториях. В мусульманском мире такое руководство называлось «зидж», и до наших дней дошло более ста зиджей.

В 1428 году правитель большого государства и замечательный учёный Улугбек построил в Самарканде прекрасную обсерваторию вокруг самого большого в мире квадранта, радиус дуги которого составлял 40 метров! При этом квадрант уходил на 12 метров под землю, и именно эта сохранившаяся часть была обнаружена археологами. Измерения в обсерватории Улугбека проводились на пределе точности, возможной без использования телескопов, и уже в 1437 году сотрудники Улугбека изложили результаты своих наблюдений и расчётов в «Гургандском зидже», который затем был переведён на латынь и стал одним из основных астрономических руководств в Западной Европе.

Более подробно мы расскажем об этом в одном из следующих фильмов, а сейчас смотрите наш ролик «Астрономия во времена Улугбека» и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. Кстати, параллельно с этим выпуском вышла его англоязычная версия «Astronomy in the days of Ulugh Beg».

P.P.S. По данной ссылке можно посмотреть ролик «Астрономия во времена Улугбека» на наших альтернативных платформах.

#реклама

Физика в НГУ

Физики ценятся за универсальность, системность, умение решать сложные задачи. Физики из НГУ ценятся за это во всем мире.

Среди выпускников НГУ руководитель ускорительного направления знаменитой лаборатории Энрико Ферми, директор Института ядерной физики СО РАН, известные и успешные ученые и предприниматели.

Физический факультет НГУ хорошо заметен на глобальной карте высшего образования.

На ФФ НГУ все основные дисциплины преподают научные сотрудники, профессионально занимающиеся тем, чему учат. Кроме того, благодаря шаговой доступности большего числа исследовательских институтов, студенты уже с первого курса могут проходить практику в разных лабораториях, экспериментально определяя свои предпочтения. Из новых значимых исследовательских центров недалеко от Физического факультета скоро начнет работу СКИФ – Сибирский кольцевой источник фотонов.

Направления подготовки на ФФ НГУ:

- Физика. Фундаментальные исследования, прорывные технологии и их приложения
- Физика. Физическая информатика
- Прикладные математика и физика

У выпускников ФФ НГУ, как правило, нет проблем с дальнейшей карьерой, чем бы и где бы они не решили дальше заниматься: наукой, работой в корпорациях, предпринимательством - да чем угодно (кроме, пожалуй, балета и профессионального спорта).

Очень рекомендуем!

Реклама. Рекламодатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет». ИНН: 5408106490 ERID: 2VtzqvHSgB6

#физика

Воспроизводим опыт, видео с которым нам прислал один из наших подписчиков, и объясняем его в разных системах отсчёта.

На следующей неделе мы опубликуем ролик «Приливная волна в тарелке». Кстати, экспериментальную установку именно из этого выпуска вы пытались разгадать ранее.

А чтобы посмотреть ролик прямо сейчас, подписывайтесь, пожалуйста, на Boosty, нам очень помогают ваши донаты, а поддерживая нас, вы делаете ваш личный вклад в общее дело просвещения, образования и здравого смысла!

[Поддержите нас]

#физика

Готовим еще один интересный ролик с демонстрацией и объяснением нетривиального явления.

Пока публикуем здесь видео, снятое на телефон исключительно для нашего Telegram канала – смотрите и накидываете ваши варианты объяснения в комментариях!

Тех, кто сможет правильно объяснить, можем упомянуть в итоговом ролике, который скоро выйдет на основном YouTube канале ))

#physics
#физика

Сегодня мы поговорим о том, как вода вытекает из сосуда по вертикальной трубке. И сначала кажется, что тут всё понятно — вода вытекает под действием силы тяжести. Но когда начинаешь разбираться с тем, как именно это происходит, появляется несколько вопросов.

С одной стороны, под действием силы тяжести каждый элемент водяного столба в трубке должен двигаться с ускорением вниз. Но с другой стороны, вода в трубке движется как одно целое и не разрывается на части, поэтому её скорость остаётся постоянной. Тогда по второму закону Ньютона равнодействующая всех сил, действующих на воду, должна быть равна нулю. Если пренебречь вязкостью, силу тяжести может компенсировать только направленная вверх сила давления, поэтому давление воды внутри трубки уменьшается снизу вверх! На нижнем срезе давление равно атмосферному, а на входе в трубку оно уменьшается на величину гидростатического давления, создаваемого столбом воды в трубке.

Теперь пойдём сверху: на поверхности воды в сосуде давление равно атмосферному, а с глубиной оно увеличивается. Значит, на входе в трубку со стороны сосуда давление максимально, а дальше резко падает, и именно этот скачок давления на коротком участке вблизи входа в трубку ускоряет воду!

А что показала экспериментальная проверка этого вывода, вы узнаете из нашего нового англоязычного ролика «Flowing water paradox». Смотрите и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычную версию выпуска «Парадокс вытекающей воды» на удобной платформе.

#физика

Подписчик нашего канала Валерий Зайцев недавно прислал очень интересное видео, и сегодня вы увидите ролик, снятый по его мотивам. Для этого мы собрали похожую установку: в ней нижний неподвижный электромотор вращает перекладину, на конце которой закреплён второй двигатель, и он в свою очередь раскручивает баночку с водой. В воду добавили немного кофейной гущи, чтобы лучше видеть возникающие течения. Запускаем оба двигателя, вода в баночке отбрасывается к стенке, и в ней устанавливается вихрь. Почему же это происходит?

Запустим только нижний электромотор, тогда в связанной с его осью вращающейся неинерциальной системе отсчёта на воду действует центробежная сила и отбрасывает её к противоположной от оси стенке. Вода успокаивается и пребывает в неподвижности. Теперь включим второй двигатель и посмотрим на происходящее из связанной с ним системы отсчёта. Баночка за счёт вязкости пытается затянуть воду во вращение, но центробежная сила по-прежнему отбрасывает её на стенку, и в результате в воде раскручивается вихрь.

И вот теперь самое время вернуться к видео Валерия Зайцева. Здесь в баночке бежит волна, которая не похожа на то, что мы наблюдали на нашей установке. В чём же тут дело? Смотрите наш новый ролик «Приливная волна в тарелке», разгадывайте загадки гидродинамики и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. По этой ссылке можно посмотреть данный выпуск на наших альтернативных платформах.

#закадром
#щетников

Анонс для тех, кто сейчас в Новосибирске.

20 июня в 19:00 случится лекция Андрея Щетникова: «История исламского геометрического орнамента».

Орнаменты, украшающие мечети, мавзолеи и медресе мусульманских стран, поражают своей геометрической изощренностью, и у всякого, кто их видит, возникает закономерный вопрос: как такое можно придумать?

Вот Андрей и расскажет о том, когда и в какой среде возникли эти орнаменты, что за люди их придумывали, с помощью каких искусных приемов они изобретаются и строятся, и какую эволюцию они претерпели от 10 века до наших дней.

Место проведения: Арт-пространство Цоколь, Вокзальная магистраль, 16.

P.S. В качестве оплаты нужно купить напиток в баре.

#physics
#физика

Когда мы сняли ролик про прямоточный воздушно-реактивный двигатель, несколько наших подписчиков написали в комментариях, что примером такого двигателя может служить паяльная лампа. Но так ли это на самом деле?

Вместо паяльной лампы мы взяли обычную газовую горелку, закрепили на ней пластину из пеноплекса и пустили получившийся кораблик в аквариум. Зажигаем газовую струю, и кораблик под действием реактивной тяги переплывает аквариум. А теперь включим струю, но не будем её зажигать, — и кораблик переплывает аквариум за то же самое время! Значит реактивную тягу создаёт газ, вытекающий из горелки, а пламя всего лишь делает видимой струю, но ничего не добавляет к тяге.

Мы разобрали горелку и выяснили, что газ вытекает из баллончика через очень тонкое сопло, и именно не скомпенсированное давление напротив сопла создаёт силу, разгоняющую кораблик. Затем газ проходит через более широкую трубку, здесь давление понижается, за счёт этого снаружи подсасывается воздух и образуется газо-воздушная смесь, и только на выходе из трубки загорается пламя. Получается, что в газовой горелке нет камеры сгорания, поэтому пламя и не создаёт реактивной силы.

Сделаем ещё один опыт: поставим на весы подставку, положим на неё пластинку, направим струю на пластинку, а затем зажжём газ. И весы показывают, что после зажигания сила давления струи не увеличилась, а уменьшилась в 2 раза! В чём же тут дело? Смотрите наш новый англоязычный ролик «Does the flame gun create a jet thrust?», разгадывайте загадки газодинамики и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Создаёт ли пламя горелки реактивную тягу?» на наших альтернативных платформах.

#физика

На следующей неделе мы опубликуем выпуск «Как работает гистерезисный двигатель?», в котором объясняем необычный эффект, показанный ролике Игоря Белецкого. И в процессе приходим к выводу, что имеем дело с моделью гистерезисного двигателя.

Кстати, экспериментальную установку именно из этого фильма вы пытались разгадать ранее.

А мы призываем вас подписываться на нашу платформу в Boosty, поддерживая нас, вы помогаете развивать наши проекты и делаете личный вклад в общее дело просвещения, образования и здравого смысла.

На сегодняшний день платформа набрала 63 платных подписчика и 38 наблюдателей, а с момента последнего отчёта мы собрали 18 710 ₽ донатами и регулярными платежами. Ещё раз спасибо огромное всем, кто оказывает поддержку нашей деятельности.

[Поддержите нас]

P.S. А в качестве небольшого бонуса, подписчики в Boosty смогут посмотреть этот выпуск сейчас!

#physics
#физика

Наш новый англоязычный ролик посвящён одному из базовых понятий электродинамики — понятию электрического поля, и при этом мы ограничиваемся рамками электростатики. Вообще-то для описания взаимодействия неподвижных зарядов достаточно представления о дальнодействующих силах и можно обойтись без введения поля.

По-настоящему понятие поля работает в электродинамике движущихся зарядов. Поэтому не случайно впервые электромагнитное поле как особый объект стал рассматривать Майкл Фарадей в своих исследованиях электромагнитной индукции, а на электростатику понятие поля было перенесено, так сказать, обратным ходом.

И всё же изображение электрического поля с помощью силовых линий и семейства всюду перпендикулярных им эквипотенциальных поверхностей весьма полезно. Умение читать и чертить такие карты электрических полей значительно углубляет понимание явлений электростатики и готовит к изучению электродинамики.

И конечно, в ролике обсуждается силовая характеристика создаваемого электрическими зарядами поля — его напряжённость, а также единицы её измерения.

Смотрите англоязычный ролик «Electric field» и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. Предлагаем также посмотреть русскоязычную версию фильма «Электрическое поле» на различных платформах.

#закадром

Сегодня предлагаем разгадать очередную установку для нашего нового эксперимента. Пишите в комментариях, какой опыт мы сейчас делаем и что хотим увидеть?

#задачиоценки

В деле преподавания / изучения физики, помимо освоения различных концепций (что отчасти решается показом / просмотром наших роликов) есть еще один очень важный элемент - тренировка в деле решения задач-оценок.

Это такие задачи, на которые может и не быть точного ответа и для решения которых очень важно уметь строить модели, описывающие системы, явления, процессы и т.п., корректно учитывающие наиболее важные их аспекты и пренебрегающие неважными.

Шелест Владимир Иванович (и не только он, конечно) во многом строил работу с учениками вокруг решения задач-оценок. И вот уже много лет назад мы предложили и уговорили Владимира Ивановича подготовить, а после издать такой задачник - в некотором смысле в качестве квинтэссенции его многолетней работы.

Очень надеемся к началу этого учебного года издать первый том «Механика» - там все почти готово, ждём еще несколько отзывов и правок от редакторов.

А пока будем здесь их публиковать по одной. Делать это будем так: на основном канале (то есть здесь) будем формулировать саму задачу и предлагать вам обсуждать ее в комментариях (можно обсуждать как саму задачу, так и опыт использования ее в работе с учениками), а на вспомогательном канале будем публиковать pdf файл с авторским решением - иногда это целое произведение с рассуждениями и ссылками.

Ну вот со следующего поста и начнем, ок?

#задачиоценки

Какая хоккейная шайба, вращающаяся вокруг своей оси или не вращающаяся, пройдет больший путь до остановки на льду? Начальная скорость центров шайб одинакова.

Подразумевается, что вы знаете:
- Как расставить силы, действующие на шайбы.

Подсказка 1:
- Как направлена сила трения, действующая на вращающуюся шайбу, если ее центр неподвижен?

Подсказка 2:
- Как направлена сила трения, действующая на вращающуюся шайбу, если ее центр движется?

Авторское решение: [здесь].

#закадром

Наблюдаем параметрическое возбуждение масляной звезды с симметрией 5-го порядка на частоте 17,4 Гц. Колебания в периферийных пучностях происходят на частоте 8,7 Гц, в центральной пучности на частоте 17,4 Гц. Съёмка велась с частотой 480 fps.

А вообще-то это задача ТЮФ 2014, там предлагалось изучать такие звёзды.

#физика

Недавно на канале Игоря Белецкого мы увидели замечательный опыт: в его установке на оси электродвигателя закреплён диск, а по окружности диска на равных расстояниях установлены 8 неодимовых магнитов, полюса которых чередуются. Игорь накрывает быстро вращающийся диск крышкой, кладёт на неё стальной шарик от шарикоподшипника, и шарик удивительным образом вращается в сторону, противоположную направлению вращения диска! Если вращать диск медленно, шарик притягивается к одному из магнитов и движется вместе с ним по направлению вращения и, казалось бы, то же самое должно происходить и при быстром вращении, однако это не так!

Нас этот опыт очень заинтересовал, и мы воспроизвели установку с диском и магнитами, провели опыты с шариками различного диаметра и выяснили, что чем меньше шарик, тем легче он приходит во вращение, и тем больше его скорость, которая практически не зависит от оборотов электромотора. А ещё на скоростной съёмке хорошо видно, что шарик быстро вращается вокруг почти вертикальной оси и за счёт её наклона сравнительно медленно катится вокруг диска. Как же это можно объяснить?

В комментариях к ролику Игоря некоторые пытаются связать это явление с токами Фуко, однако за счёт них шарик должен увлекаться по направлению вращения диска, а не против него, и об этом у нас есть ролик «Электродвигатель с затенённым полюсом». И действительно, немагнитный латунный шарик ведёт себя именно так. Значит, дело тут всё-таки в силах магнитного притяжения. Другие связывают необычное движение стального шарика с действием силы трения и инерцией. Но каждый из магнитов увлекает шарик сначала в одну, а потом в другую сторону, и в такой симметричной ситуации он вообще должен оставаться на месте. Увы, подписчики нашего Телеграм-канала тоже не смогли приблизиться к разгадке этого явления.

И тем не менее, хотя ролик Игоря называется «Магнитная аномалия. Эксперимент, который никто не может объяснить», мы такое объяснение придумали! Когда магниты пролетают под шариком, они создают магнитное поле, которое быстро вращается в сторону, противоположную их движению, так что шарик находится в этом поле и должен постоянно перемагничиваться. И тут надо вспомнить, что сталь для шарикоподшипников — это магнитотвёрдый материал, поэтому за счёт гистерезиса шарик не успевает перемагнититься, и направление его намагниченности не совпадает с направлением магнитного поля. За счёт этого и возникает момент силы, который заставляет его вращаться. Угол между магнитным полем и намагниченностью, а значит и момент силы, связаны с характеристиками материала шарика и почти не зависят от скорости вращения поля, то есть оборотов электромотора.

Объяснение оказалось не таким уж сложным, и как только мы его получили, по поиску в интернете мы узнали, что уже давно выпускаются двигатели, работающие на этом принципе, которые так и называются — гистерезисные. А о других интересных опытах, которые мы проделали на этой установке, вы узнаете из нашего нового ролика «Как работает гистерезисный двигатель?». Смотрите и не забывайте ставить лайки!

[Поддержите нас]

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Как работает гистерезисный двигатель?» на наших альтернативных платформах.