#закадром
#отзывы
Представляем вашему вниманию очередного героя нашей рубрики отзывы:
Константин Наумочкин. Продюсер, сценарист, лауреат премии ТЭФИ, академик РАТ (Российской Академии Телевидения), выпускник ФМШ 1977 года, выпускник НГУ 1982 года.
«Для тех, кого привлекает наука, для тех, кто вообще ценит знания, GetAClass — это лучшее, на мой взгляд, что сейчас есть в Интернете. В детстве я запоем читал книги Я. И. Перельмана, сейчас же (уже с высшим физическим образованием) с не меньшим интересом смотрю талантливые, очень современные ролики, слушаю интервью с учеными. Хотя я вроде и не целевая аудитория )). Ну, а старшеклассникам — GetAClass просто рекомендую. Не оторваться!».
#отзывы
Представляем вашему вниманию очередного героя нашей рубрики отзывы:
Константин Наумочкин. Продюсер, сценарист, лауреат премии ТЭФИ, академик РАТ (Российской Академии Телевидения), выпускник ФМШ 1977 года, выпускник НГУ 1982 года.
«Для тех, кого привлекает наука, для тех, кто вообще ценит знания, GetAClass — это лучшее, на мой взгляд, что сейчас есть в Интернете. В детстве я запоем читал книги Я. И. Перельмана, сейчас же (уже с высшим физическим образованием) с не меньшим интересом смотрю талантливые, очень современные ролики, слушаю интервью с учеными. Хотя я вроде и не целевая аудитория )). Ну, а старшеклассникам — GetAClass просто рекомендую. Не оторваться!».
#physics
#физика
Сегодня мы расскажем о таком полупроводниковом устройстве, как тиристор. Так же как у обычного диода, у тиристора есть анод и катод, но со стороны катода имеется ещё один дополнительный управляющий электрод.
Включим тиристор в прямом направлении последовательно с лампочкой и подадим напряжение, однако лампочка не горит — тиристор закрыт. Но подадим на управляющий электрод напряжение с плюса источника, и лампочка загорелась — тиристор открылся. Чтобы снова закрыть его и выключить лампочку, надо подать на управляющий электрод напряжение с минуса источника. Таким образом, тиристор работает как электронный ключ.
Если подать на управляющий электрод то же самое напряжение через резистор с достаточно большим сопротивлением, тиристор перестаёт открываться. Значит, он управляется не напряжением, а током. Будем постепенно увеличивать напряжение источника. Пока тиристор закрыт, ток невелик и определяется сопротивлением управляющей цепи, затем тиристор открывается, ток становится гораздо больше, и теперь он протекает в основном через тиристор и нагрузку. Будем уменьшать напряжение, и тиристор снова закроется, только когда оно станет совсем небольшим.
Основу тиристора составляют 4 слоя чередующихся от анода к катоду полупроводников с дырочной и электронной проводимостью: pnpn. При прямом включении два крайних pn-перехода открыты, а средний np-переход оказывается закрытым, на нём падает почти всё поданное на тиристор напряжение. Управляющий электрод присоединён к p-области, примыкающей к катоду, и когда мы подаём на него положительное напряжение, средний переход тоже открывается. Он остаётся открытым и при снятии напряжения с управляющего электрода до тех пор, пока не будет снято напряжение с катода и анода.
Соберём на основе тиристора простейший диммер, устройство для управления яркостью лампы, для этого достаточно поставить в цепь управления тиристора переменный резистор. Подадим на лампу переменное напряжение, и тиристор работает как обычный диод, срезая отрицательные полуволны напряжения. С увеличением сопротивления резистора тиристор открывается при всё большем напряжении и теперь срезает переднюю часть положительных полуволн. Лампочка горит всё слабее, а когда напряжение отсечки доходит до максимальной амплитуды, тиристор закрывается, и лампочка гаснет.
Смотрите наш новый англоязычный ролик «How does thyristor work?» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Как работает тиристор?» на различных платформах.
[Поддержите нас]
#физика
Сегодня мы расскажем о таком полупроводниковом устройстве, как тиристор. Так же как у обычного диода, у тиристора есть анод и катод, но со стороны катода имеется ещё один дополнительный управляющий электрод.
Включим тиристор в прямом направлении последовательно с лампочкой и подадим напряжение, однако лампочка не горит — тиристор закрыт. Но подадим на управляющий электрод напряжение с плюса источника, и лампочка загорелась — тиристор открылся. Чтобы снова закрыть его и выключить лампочку, надо подать на управляющий электрод напряжение с минуса источника. Таким образом, тиристор работает как электронный ключ.
Если подать на управляющий электрод то же самое напряжение через резистор с достаточно большим сопротивлением, тиристор перестаёт открываться. Значит, он управляется не напряжением, а током. Будем постепенно увеличивать напряжение источника. Пока тиристор закрыт, ток невелик и определяется сопротивлением управляющей цепи, затем тиристор открывается, ток становится гораздо больше, и теперь он протекает в основном через тиристор и нагрузку. Будем уменьшать напряжение, и тиристор снова закроется, только когда оно станет совсем небольшим.
Основу тиристора составляют 4 слоя чередующихся от анода к катоду полупроводников с дырочной и электронной проводимостью: pnpn. При прямом включении два крайних pn-перехода открыты, а средний np-переход оказывается закрытым, на нём падает почти всё поданное на тиристор напряжение. Управляющий электрод присоединён к p-области, примыкающей к катоду, и когда мы подаём на него положительное напряжение, средний переход тоже открывается. Он остаётся открытым и при снятии напряжения с управляющего электрода до тех пор, пока не будет снято напряжение с катода и анода.
Соберём на основе тиристора простейший диммер, устройство для управления яркостью лампы, для этого достаточно поставить в цепь управления тиристора переменный резистор. Подадим на лампу переменное напряжение, и тиристор работает как обычный диод, срезая отрицательные полуволны напряжения. С увеличением сопротивления резистора тиристор открывается при всё большем напряжении и теперь срезает переднюю часть положительных полуволн. Лампочка горит всё слабее, а когда напряжение отсечки доходит до максимальной амплитуды, тиристор закрывается, и лампочка гаснет.
Смотрите наш новый англоязычный ролик «How does thyristor work?» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Как работает тиристор?» на различных платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
How does thyristor work?
A thyristor is a semiconductor electronic key that allows large currents to be turned on with small control currents. In AC circuits, thyristors can be used to control the power consumed in the load.
Keywords: trinistor, control electrode, dynistor, dimmer…
Keywords: trinistor, control electrode, dynistor, dimmer…
#physics
#физика
Мы уже сняли ролик «Сколько весит падающая цепочка?», но на этот раз вас ждёт нечто ещё более интересное!
Подвесим металлическую цепочку за один конец, а другой конец возьмём в руку вместе со стальным шариком и поднимем так, чтобы получилась длинная петля. Отпустим цепочку и шарик одновременно и снимем их движение на скоростную камеру. Сначала они падают рядом друг с другом, но затем конец цепочки всё быстрее уходит вперёд, и когда цепочка разворачивается на всю свою длину, шарик пролетает только 73% этого расстояния. Моделирование в программе «Algodoo» даёт в точности такой же результат.
Получается, что ускорение конца цепочки больше ускорения свободного падения!
Ясно, что дополнительное ускорение сообщает цепочке не сила тяжести, а какая-то другая сила, и связана она с нижней частью петли, где звенья цепочки останавливаются и дёргают движущийся конец. Эта сила постепенно увеличивается, потому что приходится останавливать звенья, которые разгоняются до всё большей скорости. С другой стороны, падающий конец цепочки становится всё короче, и его масса уменьшается. Получается, что на всё меньшую массу действует всё большая сила, и ускорение конца цепочки непрерывно растёт.
Можно сказать и по-другому: исходная потенциальная энергия половины цепочки переходит в кинетическую энергию всё меньшей массы её конца, так что получается своеобразный кумулятивный эффект. Чтобы продемонстрировать этот эффект, мы подвесили на конце цепочки шайбу массой 2,5 грамма на капроновой нити, которая выдерживает груз массой 2,5 кг— в тысячу раз больше. Отпускаем шайбу, она падает и рвёт нить, а значит в самом низу ускорение шайбы превышало ускорение свободного падения как минимум в тысячу раз!
А ещё мы составили и проинтегрировали уравнения движения конца цепочки и нашли время её полного распрямления, и оказалось, что за это время свободно падающий шарик должен пролететь расстояние, равное 72% длины цепочки — прекрасное согласие теории с экспериментом!
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Chain fall acceleration» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Ускорение падающей цепочки» на различных платформах.
[Поддержите нас]
#физика
Мы уже сняли ролик «Сколько весит падающая цепочка?», но на этот раз вас ждёт нечто ещё более интересное!
Подвесим металлическую цепочку за один конец, а другой конец возьмём в руку вместе со стальным шариком и поднимем так, чтобы получилась длинная петля. Отпустим цепочку и шарик одновременно и снимем их движение на скоростную камеру. Сначала они падают рядом друг с другом, но затем конец цепочки всё быстрее уходит вперёд, и когда цепочка разворачивается на всю свою длину, шарик пролетает только 73% этого расстояния. Моделирование в программе «Algodoo» даёт в точности такой же результат.
Получается, что ускорение конца цепочки больше ускорения свободного падения!
Ясно, что дополнительное ускорение сообщает цепочке не сила тяжести, а какая-то другая сила, и связана она с нижней частью петли, где звенья цепочки останавливаются и дёргают движущийся конец. Эта сила постепенно увеличивается, потому что приходится останавливать звенья, которые разгоняются до всё большей скорости. С другой стороны, падающий конец цепочки становится всё короче, и его масса уменьшается. Получается, что на всё меньшую массу действует всё большая сила, и ускорение конца цепочки непрерывно растёт.
Можно сказать и по-другому: исходная потенциальная энергия половины цепочки переходит в кинетическую энергию всё меньшей массы её конца, так что получается своеобразный кумулятивный эффект. Чтобы продемонстрировать этот эффект, мы подвесили на конце цепочки шайбу массой 2,5 грамма на капроновой нити, которая выдерживает груз массой 2,5 кг— в тысячу раз больше. Отпускаем шайбу, она падает и рвёт нить, а значит в самом низу ускорение шайбы превышало ускорение свободного падения как минимум в тысячу раз!
А ещё мы составили и проинтегрировали уравнения движения конца цепочки и нашли время её полного распрямления, и оказалось, что за это время свободно падающий шарик должен пролететь расстояние, равное 72% длины цепочки — прекрасное согласие теории с экспериментом!
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Chain fall acceleration» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Ускорение падающей цепочки» на различных платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Chain fall acceleration
The end of a doubled chain falls downward with an acceleration noticeably greater than the acceleration of free fall, and when the chain is straightened, it experiences very significant overloads.
Key words: Newton's laws, momentum, energy.
What a whip…
Key words: Newton's laws, momentum, energy.
What a whip…
#физика
Адиабатическими называются процессы, которые происходят без подвода и отвода тепла, и в которых вся работа внешних сил идёт на изменение внутренней энергии системы.
Газы при адиабатическом сжатии нагреваются, а при адиабатическом расширении охлаждаются, и этот эффект используется в тепловых двигателях и холодильных установках.
Скоро на наших платформах будет опубликован выпуск «Адиабатический нагрев и охлаждение». А нашим подписчикам в Boosty мы предлагаем посмотреть этот выпуск прямо сейчас!
P.S. Backstage этого выпуска можно посмотреть здесь.
[Поддержите нас]
Адиабатическими называются процессы, которые происходят без подвода и отвода тепла, и в которых вся работа внешних сил идёт на изменение внутренней энергии системы.
Газы при адиабатическом сжатии нагреваются, а при адиабатическом расширении охлаждаются, и этот эффект используется в тепловых двигателях и холодильных установках.
Скоро на наших платформах будет опубликован выпуск «Адиабатический нагрев и охлаждение». А нашим подписчикам в Boosty мы предлагаем посмотреть этот выпуск прямо сейчас!
P.S. Backstage этого выпуска можно посмотреть здесь.
[Поддержите нас]
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
#закадром
Неделю назад Андрей с Алексеем провели трехдневный мартовский методический семинар СибТЮФ.
На семинаре разбирали задачи «Линейка-пушка», «Звук против пламени» и «Ускоритель спагетти» (по мотивам этой задачи мы уже сняли ролик, он будет опубликован восьмого апреля).
Тренировали не просто смотреть на явление, но видеть его и при этом описывать, что там происходит, а также делать блиц-обзоры о самом важном за одну минуту.
А вот отзыв от одного из участников семинара — Вешторт Сергея:
В целом, для меня это был самый продуктивный и интересный семинар, на котором я был, хотя моя задача не обсуждалась.
Такие семинары приносят не только опыт и понимание в решении задач, но также более глубокое понимание всех ролей на турнире. А самое главное — это большой жизненный опыт.
Благодаря представленным докладам и долгим обсуждениям мы смогли очень подробно разобрать, что происходит во время движения шарика, каким образом увеличивается его скорость. А также провели простые моделирования в «живой физике» и сравнили с настоящим движением. При помощи камеры в 1000 кадров провели ряд занимательных экспериментов.
Во второй задаче мы подробно обсудили основные аспекты сути самого явления. Это то, как горит свеча, что такое звук, и что такое звук, создаваемый нашим динамиком. И какая причина настоящего тушения пламени таким образом. Провели забавный эксперимент, где потушили музыкой.
Самое главное для меня, что на семинаре мы сократили время на свой монолог. Таким образом мы можем выделить самое главное и не зацикливаться на мелочах.
Также простые и, казалось бы, лежащие на поверхности советы от Андрея Ивановича и Алексея Александровича могут быть настолько полезными не только при решении задач, но и в жизни. То, что не нужно хвататься за проблему целиком, проще решить простую задачу, отдаленную от реальности, которую можно всё совершенствовать и совершенствовать, дополнять пока она не станет именно тем, что нам казалось невозможным.
Спасибо организаторам семинара, его ведущим и всем, кто принял участие в нем!
Неделю назад Андрей с Алексеем провели трехдневный мартовский методический семинар СибТЮФ.
На семинаре разбирали задачи «Линейка-пушка», «Звук против пламени» и «Ускоритель спагетти» (по мотивам этой задачи мы уже сняли ролик, он будет опубликован восьмого апреля).
Тренировали не просто смотреть на явление, но видеть его и при этом описывать, что там происходит, а также делать блиц-обзоры о самом важном за одну минуту.
А вот отзыв от одного из участников семинара — Вешторт Сергея:
В целом, для меня это был самый продуктивный и интересный семинар, на котором я был, хотя моя задача не обсуждалась.
Такие семинары приносят не только опыт и понимание в решении задач, но также более глубокое понимание всех ролей на турнире. А самое главное — это большой жизненный опыт.
Благодаря представленным докладам и долгим обсуждениям мы смогли очень подробно разобрать, что происходит во время движения шарика, каким образом увеличивается его скорость. А также провели простые моделирования в «живой физике» и сравнили с настоящим движением. При помощи камеры в 1000 кадров провели ряд занимательных экспериментов.
Во второй задаче мы подробно обсудили основные аспекты сути самого явления. Это то, как горит свеча, что такое звук, и что такое звук, создаваемый нашим динамиком. И какая причина настоящего тушения пламени таким образом. Провели забавный эксперимент, где потушили музыкой.
Самое главное для меня, что на семинаре мы сократили время на свой монолог. Таким образом мы можем выделить самое главное и не зацикливаться на мелочах.
Также простые и, казалось бы, лежащие на поверхности советы от Андрея Ивановича и Алексея Александровича могут быть настолько полезными не только при решении задач, но и в жизни. То, что не нужно хвататься за проблему целиком, проще решить простую задачу, отдаленную от реальности, которую можно всё совершенствовать и совершенствовать, дополнять пока она не станет именно тем, что нам казалось невозможным.
Спасибо организаторам семинара, его ведущим и всем, кто принял участие в нем!
#физика
Сделаем опыт с воздушным огнивом, толстостенным прозрачным цилиндром из оргстекла, в который вставлен плотно прилегающий к стенкам поршень. Поместим в цилиндр маленькую прядь расправленной ваты, резко ударим рукой по поршню — и вата на мгновение вспыхивает! Воздух при таком быстром сжатии нагрелся до нескольких сотен градусов и не успел отдать тепло стенкам цилиндра.
Молекулярно-кинетическая теория так объясняет нагрев газа: когда молекула сталкивается с движущимся ей навстречу поршнем, она увеличивает свою скорость, а тем самым и кинетическую энергию. Эта добавочная энергия уже за счёт столкновений между молекулами постепенно перераспределяется между ними, средняя энергия молекул растёт, а значит температура газа повышается.
Кстати, о том, как нагревается при сжатии одномерный одноатомный газ, состоящий всего из одной молекулы, мы подробно рассказали в ролике «Что такое адиабатический инвариант?»
С макроскопической точки зрения работа, затраченная на сжатие газа, полностью идёт на увеличение его внутренней энергии, если можно пренебречь теплообменом газа с окружающей средой. Для этого сжатие должно происходить достаточно быстро, и такой процесс называется адиабатическим.
Главным применением адиабатического сжатия является предварительный нагрев воздуха в различных тепловых двигателях. В дизельном двигателе внутреннего сгорания воздух нагревается до такой температуры, что топливо воспламеняется само, а в бензиновом двигателе степень сжатия меньше, и топливную смесь приходится зажигать с помощью свечи.
Понятно, что в обратном процессе адиабатического расширения газ должен охлаждаться, и мы демонстрируем это, прокалывая шурупом баллончик со сжатым углекислым газом. Термодатчик показывает, что в струе расширяющегося газа температура шурупа понижается до –40°С. Процесс адиабатического расширения хладагента используется для получения низких температур и в обычном холодильнике.
А теперь возьмём воздушный шарик и резко растянем его над бесконтактным термодатчиком — и температура резины неожиданно увеличивается на 12°! Подождём, пока резина охладится до комнатной температуры, и теперь при быстром сокращении её температура падает на те же 12°. Получается, что резина ведёт себя совсем не так, как газ: при растяжении нагревается, а при обратном сжатии охлаждается. Это связано с необычным строением резины, которая состоит из множества переплетённых между собой макромолекул каучука длиной в несколько десятков тысяч звеньев, при этом звенья каждой молекулы находятся в непрерывном тепловом движении. И нам удалось с помощью простой механической модели продемонстрировать, как за счёт работы, совершаемой при растяжении резины, увеличивается кинетическая энергия молекул и тем самым температура резины в целом.
А ещё из нашего нового ролика «Адиабатический нагрев и охлаждение» вы узнаете об уравнении адиабаты и о том, какие опыты по адиабатическому сжатию и расширению воздуха можно сделать с помощью автомобильного насоса и пятилитровой пластиковой бутылки. Смотрите и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти выпуск «Адиабатический нагрев и охлаждение» на различных платформах.
[Поддержите нас]
Сделаем опыт с воздушным огнивом, толстостенным прозрачным цилиндром из оргстекла, в который вставлен плотно прилегающий к стенкам поршень. Поместим в цилиндр маленькую прядь расправленной ваты, резко ударим рукой по поршню — и вата на мгновение вспыхивает! Воздух при таком быстром сжатии нагрелся до нескольких сотен градусов и не успел отдать тепло стенкам цилиндра.
Молекулярно-кинетическая теория так объясняет нагрев газа: когда молекула сталкивается с движущимся ей навстречу поршнем, она увеличивает свою скорость, а тем самым и кинетическую энергию. Эта добавочная энергия уже за счёт столкновений между молекулами постепенно перераспределяется между ними, средняя энергия молекул растёт, а значит температура газа повышается.
Кстати, о том, как нагревается при сжатии одномерный одноатомный газ, состоящий всего из одной молекулы, мы подробно рассказали в ролике «Что такое адиабатический инвариант?»
С макроскопической точки зрения работа, затраченная на сжатие газа, полностью идёт на увеличение его внутренней энергии, если можно пренебречь теплообменом газа с окружающей средой. Для этого сжатие должно происходить достаточно быстро, и такой процесс называется адиабатическим.
Главным применением адиабатического сжатия является предварительный нагрев воздуха в различных тепловых двигателях. В дизельном двигателе внутреннего сгорания воздух нагревается до такой температуры, что топливо воспламеняется само, а в бензиновом двигателе степень сжатия меньше, и топливную смесь приходится зажигать с помощью свечи.
Понятно, что в обратном процессе адиабатического расширения газ должен охлаждаться, и мы демонстрируем это, прокалывая шурупом баллончик со сжатым углекислым газом. Термодатчик показывает, что в струе расширяющегося газа температура шурупа понижается до –40°С. Процесс адиабатического расширения хладагента используется для получения низких температур и в обычном холодильнике.
А теперь возьмём воздушный шарик и резко растянем его над бесконтактным термодатчиком — и температура резины неожиданно увеличивается на 12°! Подождём, пока резина охладится до комнатной температуры, и теперь при быстром сокращении её температура падает на те же 12°. Получается, что резина ведёт себя совсем не так, как газ: при растяжении нагревается, а при обратном сжатии охлаждается. Это связано с необычным строением резины, которая состоит из множества переплетённых между собой макромолекул каучука длиной в несколько десятков тысяч звеньев, при этом звенья каждой молекулы находятся в непрерывном тепловом движении. И нам удалось с помощью простой механической модели продемонстрировать, как за счёт работы, совершаемой при растяжении резины, увеличивается кинетическая энергия молекул и тем самым температура резины в целом.
А ещё из нашего нового ролика «Адиабатический нагрев и охлаждение» вы узнаете об уравнении адиабаты и о том, какие опыты по адиабатическому сжатию и расширению воздуха можно сделать с помощью автомобильного насоса и пятилитровой пластиковой бутылки. Смотрите и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти выпуск «Адиабатический нагрев и охлаждение» на различных платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Адиабатический нагрев и охлаждение
Адиабатическими называются процессы, которые происходят без подвода и отвода тепла, и в которых вся работа внешних сил идёт на изменение внутренней энергии системы. Газы при адиабатическом сжатии нагреваются, а при адиабатическом расширении охлаждаются, и…
#физика
На следующей неделе мы опубликуем ролик «Косинус разности и вечный двигатель», в котором доказываем формулу косинуса разности, исходя из утверждения о невозможности вечного двигателя.
Предлагаем нашим подписчикам в Boosty посмотреть этот выпуск прямо сейчас!
[Поддержите нас]
На следующей неделе мы опубликуем ролик «Косинус разности и вечный двигатель», в котором доказываем формулу косинуса разности, исходя из утверждения о невозможности вечного двигателя.
Предлагаем нашим подписчикам в Boosty посмотреть этот выпуск прямо сейчас!
[Поддержите нас]
#physics
#физика
Если у вас есть большая морская раковина, приставьте её к уху, оставив небольшую щель, и вы услышите «шум моря». Ну, а если вам не повезло, и раковины нет, замените её обычной стеклянной банкой — «шум моря» будет ничуть не хуже, поэтому закрадывается подозрение, что море здесь не при чём. Прижмите банку вплотную к голове, и звук пропадёт: банка действует как резонатор, выбирая из внешнего шума какие-то звуки и усиливая их.
Сделаем ещё один простой опыт — возьмём пластиковую бутылку, подуем на край горлышка, и бутылка издаёт низкий однотонный звук. Это явление хорошо описывается моделью, которую предложил в 1863 году в своей книге «Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки» выдающийся немецкий учёный Герман Гельмгольц.
Он рассуждал так: когда бутылка звучит, воздух в горлышке быстро движется, а внутри бутылки он сжимается и расширяется, оставаясь почти неподвижным, и это похоже на колебания груза на пружине. Воздушная «пробка» в горлышке играет роль груза, а воздух внутри сосуда — роль пружины. Когда «пробка» входит внутрь, воздух в сосуде сжимается, давление становится больше атмосферного, и избыточное давление выталкивает «пробку» назад. А когда "пробка" выходит наружу, давление в сосуде понижается, и избыток атмосферного давления заталкивает «пробку» назад. При этом «пробка» каждый раз по инерции проскакивает положение равновесия и совершает периодические колебания.
Из этой модели следует, что квадрат частоты колебаний пропорционален площади поперечного сечения горлышка и обратно пропорционален длине горлышка и объёму сосуда: чем длиннее горлышко, тем больше масса «пробки»; чем больше объём, тем меньше жёсткость воздушной пружины. Мы проверили на опыте зависимость частоты звука от всех трёх параметров — длины горлышка, его сечения и объёма бутылки, и получили хорошее согласие с теорией.
Конечно, воздушная «пробка» существует только в модели, а на деле воздух приходит в движение и рядом с горлышком, и физики в этом случае говорят, что эффективная длина горлышка несколько больше. Ещё в модели предполагается, что давление внутри сосуда всюду одно и то же, и это хорошее приближение: для характерных частот 150 Гц длина звуковой волны составляет 2 метра, что гораздо больше размеров бутылки. Интересно, что в сферических резонаторах, которые сам Гельмгольц использовал в своих исследованиях физиологии слуха, вместо горлышка было сделано обычное отверстие.
Но вернёмся к способности резонатора выделять и усиливать только определённые звуки. Мы включили динамик, опустили внутрь бутылки микрофон и сняли её амплитудно-частотную характеристику. На графике получился достаточно узкий резонансный пик, соответствующий собственной частоте колебаний 210 Гц. Теперь подадим на динамик белый шум с очень широким спектром, и резонатор выделяет звук на частотах, близких к собственной, тот самый «шум моря».
Из резонатора Гельмгольца можно сделать настоящую звуковую ракету. А его главное практическое применение — не усиление, а гашение шума выхлопных систем автомобилей и мотоциклов.
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Helmholtz resonator», слушайте шум моря и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Резонатор Гельмгольца» на различных платформах.
[Поддержите нас]
#физика
Если у вас есть большая морская раковина, приставьте её к уху, оставив небольшую щель, и вы услышите «шум моря». Ну, а если вам не повезло, и раковины нет, замените её обычной стеклянной банкой — «шум моря» будет ничуть не хуже, поэтому закрадывается подозрение, что море здесь не при чём. Прижмите банку вплотную к голове, и звук пропадёт: банка действует как резонатор, выбирая из внешнего шума какие-то звуки и усиливая их.
Сделаем ещё один простой опыт — возьмём пластиковую бутылку, подуем на край горлышка, и бутылка издаёт низкий однотонный звук. Это явление хорошо описывается моделью, которую предложил в 1863 году в своей книге «Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки» выдающийся немецкий учёный Герман Гельмгольц.
Он рассуждал так: когда бутылка звучит, воздух в горлышке быстро движется, а внутри бутылки он сжимается и расширяется, оставаясь почти неподвижным, и это похоже на колебания груза на пружине. Воздушная «пробка» в горлышке играет роль груза, а воздух внутри сосуда — роль пружины. Когда «пробка» входит внутрь, воздух в сосуде сжимается, давление становится больше атмосферного, и избыточное давление выталкивает «пробку» назад. А когда "пробка" выходит наружу, давление в сосуде понижается, и избыток атмосферного давления заталкивает «пробку» назад. При этом «пробка» каждый раз по инерции проскакивает положение равновесия и совершает периодические колебания.
Из этой модели следует, что квадрат частоты колебаний пропорционален площади поперечного сечения горлышка и обратно пропорционален длине горлышка и объёму сосуда: чем длиннее горлышко, тем больше масса «пробки»; чем больше объём, тем меньше жёсткость воздушной пружины. Мы проверили на опыте зависимость частоты звука от всех трёх параметров — длины горлышка, его сечения и объёма бутылки, и получили хорошее согласие с теорией.
Конечно, воздушная «пробка» существует только в модели, а на деле воздух приходит в движение и рядом с горлышком, и физики в этом случае говорят, что эффективная длина горлышка несколько больше. Ещё в модели предполагается, что давление внутри сосуда всюду одно и то же, и это хорошее приближение: для характерных частот 150 Гц длина звуковой волны составляет 2 метра, что гораздо больше размеров бутылки. Интересно, что в сферических резонаторах, которые сам Гельмгольц использовал в своих исследованиях физиологии слуха, вместо горлышка было сделано обычное отверстие.
Но вернёмся к способности резонатора выделять и усиливать только определённые звуки. Мы включили динамик, опустили внутрь бутылки микрофон и сняли её амплитудно-частотную характеристику. На графике получился достаточно узкий резонансный пик, соответствующий собственной частоте колебаний 210 Гц. Теперь подадим на динамик белый шум с очень широким спектром, и резонатор выделяет звук на частотах, близких к собственной, тот самый «шум моря».
Из резонатора Гельмгольца можно сделать настоящую звуковую ракету. А его главное практическое применение — не усиление, а гашение шума выхлопных систем автомобилей и мотоциклов.
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Helmholtz resonator», слушайте шум моря и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Резонатор Гельмгольца» на различных платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Helmholtz resonator
A Helmholtz resonator is a volumetric vessel with a neck in which air vibrates. It amplifies external sounds close to its natural frequency.
Keywords: resonance, natural frequency, goodness of fit, Helmholtz resonance, Helmholtz resonator
Thank you for…
Keywords: resonance, natural frequency, goodness of fit, Helmholtz resonance, Helmholtz resonator
Thank you for…
#физика
Недавно благодаря нашему другу и активному участнику обсуждений наших роликов Александру Бердникову мы открыли для себя сайт профессора математики Пенсильванского университета Марка Леви с замечательным разделом «Mathematical Curiosities» — «Математические диковинки». И там есть статья, мимо которой мы пройти не смогли, — доказательство формулы косинуса разности на основе принципа невозможности вечного двигателя.
Идея заключается в следующем: работа, совершаемая силой тяжести, не может зависеть от пути, по которому перемещается тело из начальной точки в конечную. Если бы это было не так, мы прошли бы до конечной точки по пути, на котором работа силы тяжести больше, а затем вернулись в исходную точку по другому пути, при этом работа силы тяжести меняет знак на противоположный, но по величине остаётся меньше, чем на первом пути. Тогда при обходе замкнутого контура работа оказывается положительной, и мы получаем вечный двигатель, что невозможно.
А теперь выберем в поле тяжести два специальных пути: пусть один из них проходит по гипотенузе, а другой — по двум катетам прямоугольного треугольника. Приравнивая работу силы тяжести по этим путям, мы легко получаем формулу косинуса разности двух углов!
И тут возникает вопрос: неужели вся тригонометрия выводится из невозможности вечного двигателя? Мы, конечно, знаем, что физика часто помогает математике, но не настолько же! Все тригонометрические соотношения выводятся чисто геометрически из определений основных тригонометрических функций в прямоугольном треугольнике и теоремы Пифагора. В чём же тут дело?
Смотрите наш новый ролик «Косинус разности и вечный двигатель», размышляйте о взаимосвязи и взаимопроникновении физики и математики и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти данный выпуск на различных платформах.
[Поддержите нас]
Недавно благодаря нашему другу и активному участнику обсуждений наших роликов Александру Бердникову мы открыли для себя сайт профессора математики Пенсильванского университета Марка Леви с замечательным разделом «Mathematical Curiosities» — «Математические диковинки». И там есть статья, мимо которой мы пройти не смогли, — доказательство формулы косинуса разности на основе принципа невозможности вечного двигателя.
Идея заключается в следующем: работа, совершаемая силой тяжести, не может зависеть от пути, по которому перемещается тело из начальной точки в конечную. Если бы это было не так, мы прошли бы до конечной точки по пути, на котором работа силы тяжести больше, а затем вернулись в исходную точку по другому пути, при этом работа силы тяжести меняет знак на противоположный, но по величине остаётся меньше, чем на первом пути. Тогда при обходе замкнутого контура работа оказывается положительной, и мы получаем вечный двигатель, что невозможно.
А теперь выберем в поле тяжести два специальных пути: пусть один из них проходит по гипотенузе, а другой — по двум катетам прямоугольного треугольника. Приравнивая работу силы тяжести по этим путям, мы легко получаем формулу косинуса разности двух углов!
И тут возникает вопрос: неужели вся тригонометрия выводится из невозможности вечного двигателя? Мы, конечно, знаем, что физика часто помогает математике, но не настолько же! Все тригонометрические соотношения выводятся чисто геометрически из определений основных тригонометрических функций в прямоугольном треугольнике и теоремы Пифагора. В чём же тут дело?
Смотрите наш новый ролик «Косинус разности и вечный двигатель», размышляйте о взаимосвязи и взаимопроникновении физики и математики и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти данный выпуск на различных платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Косинус разности и вечный двигатель
Доказываем формулу косинуса разности, исходя из утверждения о невозможности вечного двигателя :)))
Ключевые слова: консервативные силы, тригонометрия, сложение векторов.
"Mathematical curiosities" https://www.marklevimath.com/sinews
-------------------…
Ключевые слова: консервативные силы, тригонометрия, сложение векторов.
"Mathematical curiosities" https://www.marklevimath.com/sinews
-------------------…
#physics
#физика
В далёком 2007 году на ХХ Международном турнире юных физиков игралась задача «Духовое ружьё», где надо было исследовать движение снаряда в духовом ружье и определить условия, при которых достигается максимальная скорость, если воздух нагнетается ртом. В общем, почувствовать себя охотниками из тропических стран, стреляющими отравленными колючками.
И мы взяли длинную водопроводную трубу из пластика, зарядили в неё маркер с резиновым наконечником, резкий выдох — и маркер с силой бьёт по мишени! Но мы не просто охотники: во время выстрела мы измерили избыточное давление внутри трубы, создаваемое лёгкими, и в максимуме оно составило 15 килопаскалей или 0,15 атмосферы.
Пусть длина трубы равна L, а её поперечное сечение S. В самой простой модели будем считать, что избыточное давление p остаётся постоянным во время движения снаряда. Тогда сила давления pS совершает на длине трубы работу pSL, которая переходит в кинетическую энергию снаряда mV²/2. Получаем квадрат скорости V² = 2pSL/m. Мы измерили и подставили в эту формулу размеры трубы и массу маркера и расчётная скорость составила 23 м/с. И точно такое же значение скорости было получено в эксперименте!
Как же увеличить скорость вылета? Избыточное давление поднять выше 15 кПа с помощью лёгких не удаётся. Объём трубы SL нельзя сделать больше объёма лёгких, иначе воздуха на выстрел не хватит. На деле это ограничение ещё сильнее, потому что за время выстрела выдуть под постоянным давлением можно только небольшую долю воздуха, запасённого на вдохе. Остаётся уменьшать массу снаряда, и сначала кажется, что за счёт этого можно достичь сколь угодно большой скорости вылета .
Но ведь мы разгоняем не только снаряд, но и воздух в трубке, масса которого равна ρSL. Подставим эту массу в формулу и получаем V² = 2p/ρ. Наша модель даёт предельную скорость вылета 150 м/с — почти половину скорости звука! Трудно поверить, но если дуть изо всей силы через трубочку с тонким соплом, воздух вылетает из неё со скоростью больше 500 км/ч!
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Air gun experiments» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Опыты с духовым ружьём» на различных платформах.
[Поддержите нас]
#физика
В далёком 2007 году на ХХ Международном турнире юных физиков игралась задача «Духовое ружьё», где надо было исследовать движение снаряда в духовом ружье и определить условия, при которых достигается максимальная скорость, если воздух нагнетается ртом. В общем, почувствовать себя охотниками из тропических стран, стреляющими отравленными колючками.
И мы взяли длинную водопроводную трубу из пластика, зарядили в неё маркер с резиновым наконечником, резкий выдох — и маркер с силой бьёт по мишени! Но мы не просто охотники: во время выстрела мы измерили избыточное давление внутри трубы, создаваемое лёгкими, и в максимуме оно составило 15 килопаскалей или 0,15 атмосферы.
Пусть длина трубы равна L, а её поперечное сечение S. В самой простой модели будем считать, что избыточное давление p остаётся постоянным во время движения снаряда. Тогда сила давления pS совершает на длине трубы работу pSL, которая переходит в кинетическую энергию снаряда mV²/2. Получаем квадрат скорости V² = 2pSL/m. Мы измерили и подставили в эту формулу размеры трубы и массу маркера и расчётная скорость составила 23 м/с. И точно такое же значение скорости было получено в эксперименте!
Как же увеличить скорость вылета? Избыточное давление поднять выше 15 кПа с помощью лёгких не удаётся. Объём трубы SL нельзя сделать больше объёма лёгких, иначе воздуха на выстрел не хватит. На деле это ограничение ещё сильнее, потому что за время выстрела выдуть под постоянным давлением можно только небольшую долю воздуха, запасённого на вдохе. Остаётся уменьшать массу снаряда, и сначала кажется, что за счёт этого можно достичь сколь угодно большой скорости вылета .
Но ведь мы разгоняем не только снаряд, но и воздух в трубке, масса которого равна ρSL. Подставим эту массу в формулу и получаем V² = 2p/ρ. Наша модель даёт предельную скорость вылета 150 м/с — почти половину скорости звука! Трудно поверить, но если дуть изо всей силы через трубочку с тонким соплом, воздух вылетает из неё со скоростью больше 500 км/ч!
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Air gun experiments» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Опыты с духовым ружьём» на различных платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Air gun experiments
An air gun is a hunting weapon of the inhabitants of tropical countries in which a small arrow is accelerated by air blown sharply from the lungs. By reducing the mass of the arrow, its speed can be increased. However, this velocity cannot become greater…
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
#закадром
Среди прочих проектов, объединенных словом и смыслом GetAClass, мы время от времени делаем программы с исследователями и инженерами — просто чтобы делиться тем энтузиазмом, что часто заполняет пространство между извилинами головного мозга после хороших (порой случайных) разговоров с большими и умными людьми.
На начало 2025 года у нас снято 16 программ цикла «Дайте подумать!» и еще 10 программ цикла «Просто наука» (тут интервью у ученых берут школьники).
Если руки дойдут, то в этом году еще несколько программ «Дайте подумать!» сделаем — типа вот таких, о которых уже в этом канале говорили:
- Григорий Фалькович. Информация к выживанию
- Григорий Фалькович. Сказка сказывается, как теорема доказывается
- Михаил Цодыкс. Вспомнить все
- Андрей Щетников. Свободный художник
- Шимон Левит. Как учить физика
- Эдуард Коркотян. Эволюция сознания
- Ульяна Шиманович. Амилоиды
- Игорь Колоколов. Профессия физик-теоретик
- Игорь Колоколов. Физика атмосферы
- Илья Бетеров. Квантовый компьютер. Часть 1 - Физические принципы
- Илья Бетеров. Квантовый компьютер. Часть 2 - Приложения
- Карл Сабельфельд. Профессия математик
Среди прочих проектов, объединенных словом и смыслом GetAClass, мы время от времени делаем программы с исследователями и инженерами — просто чтобы делиться тем энтузиазмом, что часто заполняет пространство между извилинами головного мозга после хороших (порой случайных) разговоров с большими и умными людьми.
На начало 2025 года у нас снято 16 программ цикла «Дайте подумать!» и еще 10 программ цикла «Просто наука» (тут интервью у ученых берут школьники).
Если руки дойдут, то в этом году еще несколько программ «Дайте подумать!» сделаем — типа вот таких, о которых уже в этом канале говорили:
- Григорий Фалькович. Информация к выживанию
- Григорий Фалькович. Сказка сказывается, как теорема доказывается
- Михаил Цодыкс. Вспомнить все
- Андрей Щетников. Свободный художник
- Шимон Левит. Как учить физика
- Эдуард Коркотян. Эволюция сознания
- Ульяна Шиманович. Амилоиды
- Игорь Колоколов. Профессия физик-теоретик
- Игорь Колоколов. Физика атмосферы
- Илья Бетеров. Квантовый компьютер. Часть 1 - Физические принципы
- Илья Бетеров. Квантовый компьютер. Часть 2 - Приложения
- Карл Сабельфельд. Профессия математик
#physics
#физика
Подвесим цепочку за концы к перекладине так, чтобы вниз свисала достаточно длинная петля, при этом ширина петли должна быть немного больше внутреннего диаметра кольца. Держим кольцо двумя пальцами горизонтально, пропускаем сквозь него петлю и поднимаем кольцо наверх. Что произойдёт, если теперь отпустить кольцо?
Кажется, что оно будет скользить вниз по цепочке и упадёт на стол, и обычно так и получается. И вот тут-то и скрыт маленький секрет мастерства — можно отпустить кольцо так, что цепочка завяжется на нём узлом, и кольцо повиснет, не долетев до стола!
А в чём заключается этот секрет, как выглядит движение кольца по цепочке на скоростной съёмке, и при чём здесь теория волн, вы узнаете из нашего нового англоязычного ролика «Chain and ring trick».
P.S. Смотрите также русскоязычную версию «Фокус с цепочкой и кольцом», показывайте его друзьям и близким и не забывайте ставить лайки!
[Поддержите нас]
#физика
Подвесим цепочку за концы к перекладине так, чтобы вниз свисала достаточно длинная петля, при этом ширина петли должна быть немного больше внутреннего диаметра кольца. Держим кольцо двумя пальцами горизонтально, пропускаем сквозь него петлю и поднимаем кольцо наверх. Что произойдёт, если теперь отпустить кольцо?
Кажется, что оно будет скользить вниз по цепочке и упадёт на стол, и обычно так и получается. И вот тут-то и скрыт маленький секрет мастерства — можно отпустить кольцо так, что цепочка завяжется на нём узлом, и кольцо повиснет, не долетев до стола!
А в чём заключается этот секрет, как выглядит движение кольца по цепочке на скоростной съёмке, и при чём здесь теория волн, вы узнаете из нашего нового англоязычного ролика «Chain and ring trick».
P.S. Смотрите также русскоязычную версию «Фокус с цепочкой и кольцом», показывайте его друзьям и близким и не забывайте ставить лайки!
[Поддержите нас]
YouTube
Chain and ring trick
The ring is put on a dangling loop of chain, falls down - and hangs from the chain, which is tied around the ring in a knot. How is this possible?
https://www.youtube.com/watch?v=Di03jod88FM
Thank you for your interest in our work!
If you like what we…
https://www.youtube.com/watch?v=Di03jod88FM
Thank you for your interest in our work!
If you like what we…
#закадром
Всем привет!
Представляем вашему вниманию новые рубрики: #щетников и #колчин.
С такими hashtags будем публиковать здесь все посты Андрея и Алексея в сообществах наших YouTube каналов и посты из их соцсетей, имеющие непосредственное отношение к GetAClass.
Читайте, получайте интеллектуальное удовольствие, думайте, спорьте в комментариях и вообще. А Андрей с Алексеем будут ваши комментари читать и отвечать, еслибудете себя хорошо вести захотят, конечно…
Всем привет!
Представляем вашему вниманию новые рубрики: #щетников и #колчин.
С такими hashtags будем публиковать здесь все посты Андрея и Алексея в сообществах наших YouTube каналов и посты из их соцсетей, имеющие непосредственное отношение к GetAClass.
Читайте, получайте интеллектуальное удовольствие, думайте, спорьте в комментариях и вообще. А Андрей с Алексеем будут ваши комментари читать и отвечать, если
#щетников
Под каким роликом 95% комментариев — это бессмысленный бред доморощенных скептиков?
Конечно же, под этим!
«Физики до сих пор не знают, что такой электрический ток», и всё такое прочее. А ролик получился хороший, и cнят он не для того, чтобы разговаривать с людьми, ничего не понимающими в физике и считающих себя самыми умными, но как простое школьное введение в этот раздел учения об электричестве.
Под каким роликом 95% комментариев — это бессмысленный бред доморощенных скептиков?
Конечно же, под этим!
«Физики до сих пор не знают, что такой электрический ток», и всё такое прочее. А ролик получился хороший, и cнят он не для того, чтобы разговаривать с людьми, ничего не понимающими в физике и считающих себя самыми умными, но как простое школьное введение в этот раздел учения об электричестве.
YouTube
Что такое электрический ток?
В ролике обсуждается, что такое электрический ток, как связаны направление тока и направление движения его носителей, и как определяется сила тока в 1 ампер.
Ключевые слова: сила тока, электрический заряд, амперметр.
Наш канал с дополнительными материалами…
Ключевые слова: сила тока, электрический заряд, амперметр.
Наш канал с дополнительными материалами…
#физика
Молнии, бьющие из грозовых облаков на землю, заряжают «земной конденсатор» и создают электрическое поле земли.
Скоро на наших платформах будет опубликован ролик «Атмосферное электричество».
А нашим подписчикам в Boosty мы предлагаем посмотреть этот выпуск прямо сейчас!
[Поддержите нас]
Молнии, бьющие из грозовых облаков на землю, заряжают «земной конденсатор» и создают электрическое поле земли.
Скоро на наших платформах будет опубликован ролик «Атмосферное электричество».
А нашим подписчикам в Boosty мы предлагаем посмотреть этот выпуск прямо сейчас!
[Поддержите нас]
#закадром
Сегодня наш англоязычный канал «GetAClass — Physics» пересек психологическую отметку в 50 000 подписчиков.
При этом, самый популярный ролик «Bernoulli’s principle» набрал 2,3 миллиона просмотров, повторив, в некотором смысле, неожиданный успех своего русскоязычного оригинала «Закон Бернулли», набравшего уже 9,3 миллиона просмотров.
В общем, физика, если о ней говорить интересно, вполне может конкурировать с котиками как на русском, так и на английском языках ))
Сегодня наш англоязычный канал «GetAClass — Physics» пересек психологическую отметку в 50 000 подписчиков.
При этом, самый популярный ролик «Bernoulli’s principle» набрал 2,3 миллиона просмотров, повторив, в некотором смысле, неожиданный успех своего русскоязычного оригинала «Закон Бернулли», набравшего уже 9,3 миллиона просмотров.
В общем, физика, если о ней говорить интересно, вполне может конкурировать с котиками как на русском, так и на английском языках ))
#щетников
Почему одни живут так, а другие иначе?
Встал сегодня рано, пока завтракал, слушал Любарского, «Почему одни страны богатые, а другие бедные?». Бог с ними, со странами, меня больше интересует вопрос «почему одни команды турнира юных физиков растут и делают успехи, а другие нет?».
И ответ здесь для меня очевиден: растут команды, тренеры которых задумываются, что надо делать, чтобы команда росла, где для тренера именно этот вопрос является приоритетом, с которым согласуется текущая работа. А где этого нет, там нет и роста. Если тренер ставит такую цель, он идёт вперёд сам, участвует в семинарах тренеров, размышляет о том, что он делает - и ведёт за собой команду.
Это не так сильно зависит от полученного им образования (физфак университета или пединститут, хотя образование в плане физики здесь разнится очень сильно), как от сознательной постановки цели и стремления к движению вперёд. А если этого нет, то и на какие-то успехи рассчитывать не приходится. Всё определяется тем, видят ли люди своё будущее или нет. А остальное приложится.
{Иллюстрация предложена ChatGPT в ответ на текст этого поста в качестве промпта}
Почему одни живут так, а другие иначе?
Встал сегодня рано, пока завтракал, слушал Любарского, «Почему одни страны богатые, а другие бедные?». Бог с ними, со странами, меня больше интересует вопрос «почему одни команды турнира юных физиков растут и делают успехи, а другие нет?».
И ответ здесь для меня очевиден: растут команды, тренеры которых задумываются, что надо делать, чтобы команда росла, где для тренера именно этот вопрос является приоритетом, с которым согласуется текущая работа. А где этого нет, там нет и роста. Если тренер ставит такую цель, он идёт вперёд сам, участвует в семинарах тренеров, размышляет о том, что он делает - и ведёт за собой команду.
Это не так сильно зависит от полученного им образования (физфак университета или пединститут, хотя образование в плане физики здесь разнится очень сильно), как от сознательной постановки цели и стремления к движению вперёд. А если этого нет, то и на какие-то успехи рассчитывать не приходится. Всё определяется тем, видят ли люди своё будущее или нет. А остальное приложится.
{Иллюстрация предложена ChatGPT в ответ на текст этого поста в качестве промпта}
#щетников
Почему Сибирский турнир юных физиков живёт и здравствует, а про оcтальные региональные турниры это трудно сказать?
Здесь есть несколько причин, и я постараюсь их перечислить. Но если сказать кратко, то ответ бывет простым: потому что нынешний СибТЮФ именно таким был задуман и реализован в 2010–2015 году, и это его устройство действует. А теперь по порядку.
1) Прежде всего, у нашего турнира — разумные цели. Мы проводим его не для того, чтобы «дети поиграли в исследования», но для того, чтобы школьники чему-то полезному научились. СибТЮФ проводится в конце января, а не до Нового года, как некоторые другие региональные турниры. Это значит, что у команд есть пять месяцев на подготовку. Плюс к этому, многие команды участвуют после этого в РосТЮФ. Это позволяет тренерам организовать систематическую работу над задачами, чтобы ТЮФ стал не скоротечным разовым мероприятием, но частью жизни, постоянно действующим школьным или внешкольным кружком.
2) У нашего турнира — осмысленная система управления. Он принадлежит не какому-то «оргкомитету», но Общественному движению СибТЮФ. Участники этого движения (в основном это тренеры команд, но не только) раз в год собираются на общее собрание. Здесь выбирается исполком, управляющий текущими делами турнира, и президент, представляющий турнир во внешнем мире. Любые изменения в правилах и регламенте турнира принимаются Советом тренеров (по одному голосу от каждой команды, участвовавшей в последнем турнире) путём голосования. Общественное движение СибТЮФ взаимодействует с НГУ, с фондом «Образование» и т.д. — но все свои вопросы решает самостоятельно и никому не подчиняется; никто не может навязать ему, каким быть турниру. Мы не просим, но сотрудничаем — и поэтому нас уважают.
3) В турнире с самого начала его существования налажена методическая работа с тренерами. (Надо заметить, что так же обстояли дела и в первой инкарнации турнира при Шелесте.) Многие тренеры прошли через учебные семинары, на которых они сами решали исследовательские задачи, готовили презентации, участвовали в учебных боях, учились ставить оценки. Об этом я ещё напишу отдельно, но уже сейчас скажу, что именно поэтому наши тренеры — самые лучшие и беспристрастные члены жюри, наши команды играют в верхушке РосТЮФ и регулярно выигрывают финалы.
4) В нашем турнире принят открытый, дружелюбный стиль жизни и общения. Наши команды любят играть друг с другом тренировочные бои, они в процессе публикуют на своих страничках в контакте фотографии своих установок и опытов, и понимают, что такая открытость продвигает всех, и турнир от этого становится только интереснее. И конечно, я надеюсь, что этот стиль сохранится и дальше.
Почему Сибирский турнир юных физиков живёт и здравствует, а про оcтальные региональные турниры это трудно сказать?
Здесь есть несколько причин, и я постараюсь их перечислить. Но если сказать кратко, то ответ бывет простым: потому что нынешний СибТЮФ именно таким был задуман и реализован в 2010–2015 году, и это его устройство действует. А теперь по порядку.
1) Прежде всего, у нашего турнира — разумные цели. Мы проводим его не для того, чтобы «дети поиграли в исследования», но для того, чтобы школьники чему-то полезному научились. СибТЮФ проводится в конце января, а не до Нового года, как некоторые другие региональные турниры. Это значит, что у команд есть пять месяцев на подготовку. Плюс к этому, многие команды участвуют после этого в РосТЮФ. Это позволяет тренерам организовать систематическую работу над задачами, чтобы ТЮФ стал не скоротечным разовым мероприятием, но частью жизни, постоянно действующим школьным или внешкольным кружком.
2) У нашего турнира — осмысленная система управления. Он принадлежит не какому-то «оргкомитету», но Общественному движению СибТЮФ. Участники этого движения (в основном это тренеры команд, но не только) раз в год собираются на общее собрание. Здесь выбирается исполком, управляющий текущими делами турнира, и президент, представляющий турнир во внешнем мире. Любые изменения в правилах и регламенте турнира принимаются Советом тренеров (по одному голосу от каждой команды, участвовавшей в последнем турнире) путём голосования. Общественное движение СибТЮФ взаимодействует с НГУ, с фондом «Образование» и т.д. — но все свои вопросы решает самостоятельно и никому не подчиняется; никто не может навязать ему, каким быть турниру. Мы не просим, но сотрудничаем — и поэтому нас уважают.
3) В турнире с самого начала его существования налажена методическая работа с тренерами. (Надо заметить, что так же обстояли дела и в первой инкарнации турнира при Шелесте.) Многие тренеры прошли через учебные семинары, на которых они сами решали исследовательские задачи, готовили презентации, участвовали в учебных боях, учились ставить оценки. Об этом я ещё напишу отдельно, но уже сейчас скажу, что именно поэтому наши тренеры — самые лучшие и беспристрастные члены жюри, наши команды играют в верхушке РосТЮФ и регулярно выигрывают финалы.
4) В нашем турнире принят открытый, дружелюбный стиль жизни и общения. Наши команды любят играть друг с другом тренировочные бои, они в процессе публикуют на своих страничках в контакте фотографии своих установок и опытов, и понимают, что такая открытость продвигает всех, и турнир от этого становится только интереснее. И конечно, я надеюсь, что этот стиль сохранится и дальше.
#физика
#physics
В школе мы узнаём о круговороте воды в природе, а наш новый ролик посвящён «круговороту» атмосферного электричества.
С точки зрения электростатики Земля — это огромный отрицательно заряженный проводник, электрическое поле которого направлено перпендикулярно к поверхности.
В ясную погоду напряжённость этого поля составляет в среднем 130 вольт на метр, так что на высоте, равной росту человека, падает напряжение около 200 вольт. Почему же мы его никак не ощущаем? Дело в том, что тело человека является проводником, поэтому внутри него электрическое поле отсутствует, а внешнее поле компенсируется за счёт перераспределения зарядов по поверхности тела.
Измерить поле Земли не так-то просто. Если разнести две металлические пластины по вертикали и попробовать измерить напряжение между ними с помощью обычного вольтметра, то наведённые на пластинах малые заряды очень быстро перераспределятся, и вольтметр ничего не успеет показать. А вот если замыкать и размыкать пластины с достаточно большой частотой, протекающий при этом переменный ток уже можно зарегистрировать. Существуют разные варианты такого прибора, и мы изготовили демонстрационную модель одного из них. С её помощью удаётся обнаружить сильное поле заряженной пластиковой трубы, а вместо электрического поля Земли мы видим только наводки от сети, от которых в студии не избавиться.
Зная напряжённость электрического поля ясной погоды, можно рассчитать полный заряд на поверхности земного шара, он составляет –500 000 кулон. Электрическое поле Земли быстро убывает с высотой и почти исчезает на высоте 10 км. Это означает, что атмосфера имеет положительный заряд +500 000 кулон и вместе с земной поверхностью образует гигантский конденсатор. Воздух не является идеальным изолятором, и ток утечки этого конденсатора составляет 1800 ампер, так что он разрядился бы всего за 5 минут. Как же он подзаряжается?
Оказывается, это происходит за счёт гроз! В грозовом облаке водяные пары поднимаются вверх, конденсируются и на большой высоте превращаются в мелкие кристаллики льда, которые затем увеличиваются в размерах, слипаются и падают вниз. Частицы льда во встречных потоках воздуха электризуются трением, так что грозовое облако представляет собой своеобразную электростатическую машину. Нижняя часть облака заряжается отрицательно, верхняя — положительно, и в целом оно образует электрический диполь.
Облако наводит на поверхности земли под собой положительный заряд и создаёт электрические поля, гораздо большие, чем поле ясной погоды, при этом характерные напряжения достигают ста миллионов вольт. Происходит пробой, и загорается молния, которая переносит с нижней части облака на землю отрицательный заряд. А положительный заряд с верхней части облака стекает в атмосферу в слой ионизированного воздуха с высокой проводимостью, созданный космическими лучами. На всём земном шаре вспыхивает в среднем 100 молний каждую секунду, и эти локальные токи зарядки как раз компенсируют глобальный ток утечки со всей поверхности Земли.
Смотрите наш ролик «Атмосферное электричество», погружайтесь в тайны метеорологии и электростатики и не забывайте ставить лайки!
P.S. Кстати, параллельно с этим выпуском вышла его англоязычная версия «Atmospheric electricity».
P.P.S. По этой ссылке можно посмотреть ролик на наших альтернативных платформах.
[Поддержите нас]
#physics
В школе мы узнаём о круговороте воды в природе, а наш новый ролик посвящён «круговороту» атмосферного электричества.
С точки зрения электростатики Земля — это огромный отрицательно заряженный проводник, электрическое поле которого направлено перпендикулярно к поверхности.
В ясную погоду напряжённость этого поля составляет в среднем 130 вольт на метр, так что на высоте, равной росту человека, падает напряжение около 200 вольт. Почему же мы его никак не ощущаем? Дело в том, что тело человека является проводником, поэтому внутри него электрическое поле отсутствует, а внешнее поле компенсируется за счёт перераспределения зарядов по поверхности тела.
Измерить поле Земли не так-то просто. Если разнести две металлические пластины по вертикали и попробовать измерить напряжение между ними с помощью обычного вольтметра, то наведённые на пластинах малые заряды очень быстро перераспределятся, и вольтметр ничего не успеет показать. А вот если замыкать и размыкать пластины с достаточно большой частотой, протекающий при этом переменный ток уже можно зарегистрировать. Существуют разные варианты такого прибора, и мы изготовили демонстрационную модель одного из них. С её помощью удаётся обнаружить сильное поле заряженной пластиковой трубы, а вместо электрического поля Земли мы видим только наводки от сети, от которых в студии не избавиться.
Зная напряжённость электрического поля ясной погоды, можно рассчитать полный заряд на поверхности земного шара, он составляет –500 000 кулон. Электрическое поле Земли быстро убывает с высотой и почти исчезает на высоте 10 км. Это означает, что атмосфера имеет положительный заряд +500 000 кулон и вместе с земной поверхностью образует гигантский конденсатор. Воздух не является идеальным изолятором, и ток утечки этого конденсатора составляет 1800 ампер, так что он разрядился бы всего за 5 минут. Как же он подзаряжается?
Оказывается, это происходит за счёт гроз! В грозовом облаке водяные пары поднимаются вверх, конденсируются и на большой высоте превращаются в мелкие кристаллики льда, которые затем увеличиваются в размерах, слипаются и падают вниз. Частицы льда во встречных потоках воздуха электризуются трением, так что грозовое облако представляет собой своеобразную электростатическую машину. Нижняя часть облака заряжается отрицательно, верхняя — положительно, и в целом оно образует электрический диполь.
Облако наводит на поверхности земли под собой положительный заряд и создаёт электрические поля, гораздо большие, чем поле ясной погоды, при этом характерные напряжения достигают ста миллионов вольт. Происходит пробой, и загорается молния, которая переносит с нижней части облака на землю отрицательный заряд. А положительный заряд с верхней части облака стекает в атмосферу в слой ионизированного воздуха с высокой проводимостью, созданный космическими лучами. На всём земном шаре вспыхивает в среднем 100 молний каждую секунду, и эти локальные токи зарядки как раз компенсируют глобальный ток утечки со всей поверхности Земли.
Смотрите наш ролик «Атмосферное электричество», погружайтесь в тайны метеорологии и электростатики и не забывайте ставить лайки!
P.S. Кстати, параллельно с этим выпуском вышла его англоязычная версия «Atmospheric electricity».
P.P.S. По этой ссылке можно посмотреть ролик на наших альтернативных платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Атмосферное электричество
Молнии, бьющие из грозовых облаков на землю, заряжают "земной конденсатор" и создают электрическое поле земли.
----------------------------------------------
Благодарим вас за интерес к нашей работе!
Получить доступ к дополнительным материалам можно в нашем…
----------------------------------------------
Благодарим вас за интерес к нашей работе!
Получить доступ к дополнительным материалам можно в нашем…