#закадром

Предлагаем разгадать очередную установку для нашего нового эксперимента. Как думаете, для чего такая конструкция предназначена?

#physics
#физика

Приклеим длинную полоску изоленты к столу, а теперь будем отрывать её. Тянуть ленту перпендикулярно к столу гораздо легче, чем под небольшим углом. Датчик силы также показывает, что чем меньше угол наклона, тем больше сила отрыва ленты.

Когда мы тянем ленту, между ней и столом всё время вытягиваются и разрываются клеевые мостики, и для этого нужна энергия. Потянем ленту вертикально вверх, и от стола оторвётся кусок такой же длины. А если тянуть ленту под небольшим углом, от стола приходится отрывать кусок гораздо длиннее, соответственно увеличивается совершаемая работа и сила отрыва. Из этих соображений легко получить формулу зависимости силы отрыва от угла наклона ленты.

И вот кажется, что всё понятно, но эта простая модель хорошо описывает результаты эксперимента только при достаточно больших углах отрыва, а при малых даёт слишком большие значения силы. Что же мы не учли в нашей теории и как её дополнить?

Об этом вы узнаете из нашего нового англоязычного ролика «Tear-off force of adhesive tape», смотрите и не забывайте ставить лайки!

P.S. По данной ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Сила отрыва липкой ленты» на удобной платформе.

[Поддержите нас]

#закадром
#перекличка

Дорогие наши подписчики!

Мы уже несколько раз проводили «перекличку» для того, чтобы познакомиться и понять, как эволюционирует наш состав, вот последняя из таких «перекличек».

Теперь хотим провести еще одну, но немного необычную.

Выберете, пожалуйста, верный с вашей точки зрения ответ в анонимном опросе из следующего поста.

Спасибо!

Нам это поможет лучше сориентироваться и, быть может, спровоцирует нас написать текст или даже снять ролик, посвященный нашему пониманию отношения к физике, да и к науке в целом, со стороны разных групп…

#физика

Портуланы — это навигационные карты Средиземного моря и его окрестностей. Как, когда и кем был создан первый портулан? Об этом мы расскажем в новом ролике грядущей недели, но некоторые вопросы, связанные с портуланами, до сих пор остаются открытыми.

Нашим подписчикам в Boosty предлагаем посмотреть выпуск «Тайна портуланов до сих пор не раскрыта» прямо сейчас!

[Поддержите нас]

#physics
#физика

Наш новый англоязычный ролик «Electrostatic induction» мы начинаем с простого опыта: подносим заряженное тело к незаряженному электроскопу, не касаясь его, и стрелка электроскопа отклоняется; убираем заряженное тело, и стрелка возвращается в исходное положение — заряд электроскопа по-прежнему равен нулю.

Почему же стрелка отклоняется, когда рядом находится заряженное тело? Оказывается, это происходит из-за разделения зарядов в проводнике под действием внешнего заряда, и это явление называется электростатической индукцией или, в переводе с латыни, наведением.

Из другого опыта неожиданно выясняется, что под действием внешнего заряда разделяются заряды даже в сухой деревянной рейке, и значит, она является неплохим проводником.

А ещё вы увидите, как с помощью индукции можно заряжать проводники, и в чём здесь состоит роль заземления; как электрофор Вольта, будучи один раз наэлектризован, может многократно создавать электрические заряды, так что сам Вольта называл его «elettrophoro perpetuo» — постоянный носитель электричества.

P.S. По данной ссылке можно посмотреть русскоязычную версию «Электростатическая индукция» на различных платформах.

[Поддержите нас]

#закадром

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

#физика

Сегодня мы расскажем о загадочном появлении удивительно точных навигационных карт в XIII веке — в самые настоящие Средние века.

Античные карты до наших дней не сохранились, известны лишь их описания, и по этим текстам уже в Новое время были сделаны различные реконструкции. Первую карту обитаемой части Земли составил в первой половине VI века до нашей эры древнегреческий философ Анаксимандр, и в её центре, конечно же, находился священный храм в греческих Дельфах. Более поздние карты Гекатея и Эратосфена составлены по описаниям путешественников и достаточно правдоподобно изображают окрестности Средиземного и Чёрного морей. Расстояния тогда измерялись днями пути, так что точности от таких карт требовать было нельзя. Только во II веке нашей эры Клавдий Птолемей в своей «Географии» предложил привязывать пункты местности к сетке параллелей и меридианов. Но если широту измерить достаточно просто, то с определением долготы были большие трудности.

Средневековые карты земного круга, составленные в XIII-XIV веках, мало отличаются от античных, только теперь в их центре изображен Иерусалим. И вот внезапно во второй половине XIII века появляются портуланы — подробнейшие и очень точные морские карты побережий Средиземного и Чёрного морей, Бискайского залива и даже Фландрии, которые мало отличаются от современных: на расстояниях порядка 4000 км средние отклонения составляют всего несколько десятков километров! В XIV-XV веках точность морских карт не улучшается, и это означает, что картографическая съёмка была произведена в XIII веке, а затем с этого оригинала по крайней мере на протяжении двухсот лет снимались многочисленные копии.

Но кто, как и когда это сделал? Никаких свидетельств об этом не сохранилось, ясно только, что такие масштабные экспедиции могли организовать богатые и могущественные государства — Венеция и Генуя. В те времена они контролировали всю средиземноморскую торговлю, и каждый год оттуда отправлялись в дальние плавания караваны из нескольких десятков судов, каждое из которых перевозило до 200 тонн товаров.

А все остальные подробности этой загадочной истории смотрите в нашем новом ролике «Тайна портуланов до сих пор не раскрыта» и не забывайте ставить лайки!

P.S. По данной ссылке можно посмотреть выпуск «Тайна портуланов до сих пор не раскрыта» на удобной платформе.

[Поддержите нас]

#physics
#физика

Сколько суток в году? Ответ на этот вопрос не так однозначен, как кажется. Относительно звёздного неба за один оборот вокруг Солнца Земля успевает сделать 366 с четвертью оборотов вокруг своей оси, так что в году 366 с четвертью звёздных суток.

Солнечные сутки больше звёздных, потому что за звёздные сутки Земля поворачивается вокруг Солнца на некоторый угол и должна повернуться на этот же угол вокруг своей оси, чтобы Солнце оказалось на том же месте на небосводе, что и сутки назад. Именно поэтому средних солнечных суток в году ровно на одни сутки меньше, чем звёздных - 365 с четвертью.

Средних, потому что продолжительность солнечных суток изменяется в течение года. Орбита Земли - эллипс, а не окружность. Зимой наша планета находится ближе к Солнцу, чем летом, её скорость больше, и за сутки она поворачивается вокруг Солнца на больший угол, так что солнечные сутки оказываются длиннее.

А ещё надо учесть влияние наклона земной оси к плоскости орбиты Земли. В результате продолжительность солнечных суток изменяется в течение года довольно прихотливо, и об этом мы подробно рассказываем в нашем новом англоязычном ролике «What is an «equation of time»?». Смотрите и не забывайте ставить лайки!

P.S. По данной ссылке можно посмотреть выпуск «Что такое «уравнение времени»?» на удобной платформе.

[Поддержите нас]

#физика

В цепи из двух различных проводящих материалов, стыки которых поддерживаются при различных температурах, возникает термо-ЭДС, а по цепи течёт электрический ток.

Об этом мы расскажем в новом ролике грядущей недели, кстати, экспериментальную установку именно этого выпуска вы пытались разгадать.

Нашим подписчикам в Boosty предлагаем посмотреть ролик «Термопара и эффект Зеебека» прямо сейчас!

[Поддержите нас]

#physics
#физика

Наш новый англоязычный ролик посвящён одному из фундаментальных законов электродинамики — закону Кулона.

Во второй половине XVIII века физики в изучении электричества опирались на аналогию с законом всемирного тяготения и предполагали, что сила взаимодействия между точечными зарядами убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Чтобы установить эту зависимость на опыте, использовались небольшие заряженные шарики, причём они должны были находиться достаточно далеко друг от друга, иначе становились заметны эффекты перераспределения зарядов, о которых мы сняли ролик «Электростатическая индукция».

На больших расстояниях электрические силы весьма малы, и нужно было научиться достаточно точно их измерять. Кулон использовал для этого крутильные весы, которые он изобрёл в 1777 году. В его приборе тончайшая серебряная нить закручивалась на 1 градус под действием силы всего лишь в 4 миллиардных доли ньютона, что соответствует весу меньше половины миллиграмма! Силу отталкивания одноимённых зарядов Кулон измерял непосредственно с помощью весов, а величину силы притяжения разноимённых зарядов рассчитывал по периоду крутильных колебаний на другой установке. Результаты своих исследований он опубликовал в 1785 году.

Мы пошли по стопам Кулона и построили две более грубые установки, на которых измерили зависимость от расстояния, как силы отталкивания зарядов, так и силы притяжения, а также проверили зависимость силы взаимодействия от величины зарядов, чего Кулон в своих экспериментах не делал. А ещё из нашего ролика вы узнаете, как закон обратных квадратов был проверен совсем другим способом за 10 лет до того, как его открыл Кулон, и многое другое.

Смотрите наш англоязычный ролик «Coulomb's law» и не забывайте ставить лайки!

P.S. По данной ссылке можно найти русскоязычную версию «Закон Кулона» на различных платформах.

[Поддержите нас]

#физика

Мы взяли кусок стальной проволоки, прикрутили к его концам две медные проволоки и замкнули цепь через вольтметр. Одну скрутку опустили в холодную воду, а другую нагрели пламенем свечи, и вольтметр показал напряжение в 1 милливольт. Заменим пару медь и сталь на сплавы хромель и алюмель, и теперь напряжение заметно больше — 20 милливольт, а сила тока — 17 миллиампер. КПД металлических термопар много меньше 1%, поэтому они обычно используются только для точного измерения температуры.

Силу тока термопары можно увеличить до нескольких ампер, если уменьшить сопротивление цепи. Мы изогнули медную трубку длинной петлёй и закоротили несколькими витками константановой проволоки, по расчёту сопротивление такой цепи составляет порядка 0,001 Ом. Внутри петли поместили магнитную стрелку и расположили установку вдоль направления магнитного поля Земли. Когда один конец трубки нагревался пламенем газовой горелки, протекающий по трубке ток отклонял магнитную стрелку на большой угол, это означает, что создаваемое током поле существенно больше горизонтальной компоненты магнитного поля Земли, и сила тока составляет порядка 5 ампер.

Именно это явление отклонения магнитной стрелки термопарой открыл в 1821 году немецкий учёный Томас Иоганн Зеебек и назвал его термомагнитным эффектом, но поскольку магнитное поле создаётся электрическим током, в учебники он вошёл как термоэлектрический эффект или эффект Зеебека. Интересно, что впервые это явление наблюдал ещё в 1794 году Алессандро Вольта в своих опытах с лягушачьими лапками.

Термоэлектрический эффект создаётся несколькими различными процессами. Первый — это термодиффузия электронов от горячего конца металла к холодному. Мощности таких диффузионных «насосов» у металлов термопары различаются, поэтому, хотя два «насоса» и включены навстречу друг другу, ток в цепи оказывается ненулевым. Второй процесс связан с контактной разностью потенциалов на стыке двух металлов, которая слабо зависит от температуры, поэтому мощности включенных навстречу друг другу контактных «насосов» на двух спаях термопары также несколько различаются. И это тоже даёт вклад в создание термотока.

Гораздо сильнее, чем в металлах, проявляет себя термоэлектрический эффект в термопарах, собранных из полупроводников. Связано это с тем, что при нагреве в полупроводниках очень быстро растёт концентрация носителей заряда. Если собрать термопару из полупроводников с носителями разных типов, то диффузионные «насосы» гонят их по кольцу в одну сторону и помогают, а не мешают друг другу, как в металлах. И вот батарея из 127 элементов-термопар, соединённых последовательно, выдаёт напряжение больше 1 В при разности температур меньше ста градусов и обеспечивает вращение небольшого электродвигателя.

А обо всех остальных милых сердцу подробностях вы узнаете из нашего нового ролика «Термопара и эффект Зеебека», смотрите и не забывайте ставить лайки!

P.S. По данной ссылке можно посмотреть выпуск «Термопара и эффект Зеебека» на удобной платформе.

[Поддержите нас]

#щетников

Снимал вчера ролик «Астрономия во времена Улугбека» и задумался. Сотрудники Улугбека в Самаркандской обсерватории определили длительность года с точностью до одной минуты, что даёт ошибку в одни сутки за полторы тысячи лет. Но как они это сделали? Как вообще можно измерить длину года с такой точностью, от весеннего равноденствия до весеннего равноденствия?

Для этого надо сам момент равноденствия определять с точностью до минуты и даже выше (они претендовали на секунды) — но как? Подумал, и кое-что придумал, расскажу об этом в ещё одном ролике.

Как такое придумывается? Для этого надо вообразить себя средневековым астрономом, с доступными ему средствами, и понять, как можно воспользоваться этим великолепным квадрантом с радиусом в сорок метров, построенным в Самаркандской обсерватории, и вообще задуматься, а зачем они его строили. Придумать метод, и найти источники ошибок. Короче говоря, надо стать Улугбеком, другого пути здесь нет.

#физика

Чтобы объяснить, как возникает радуга, надо нарисовать, как происходит преломление и внутреннее отражение световых лучей в круглой капле. Но этого мало: надо ещё разобраться, от каких капель свет приходит к нам в глаза, и каков цвет этого света.

В новом ролике грядущей недели мы ответим на все возникающие вопросы.

Кстати, вот эта экспериментальная установка и вот эта красивая картинка, сделанная в Algodoo — участники этого нового ролика «Как возникает радуга?», который мы и предлагаем первыми посмотреть нашим подписчикам в Boosty прямо сейчас.

И вообще, 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 — сегодня это важно как никогда! Спасибо вам!

Все формы поддержки по ссылке ниже (мы прикрепляем ее ко всем нашим постам здесь, но не отвлекаем читателей каждый раз призывом донатить).

[Поддержите нас]

#щетников

Научился делать вот такую штуку. Это очень предварительная часть модели, которая в будущем будет рисовать, исходя из физических принципов (а не из геометрии), как распределяются зёрна в корзинке подсолнуха (если я до этого доберусь, конечно - слишком много других более важных дел, но за полдня я сегодня кое с чем разобрался).

Важно, чтобы силовые центры были достаточно жёсткими, но не слишком жёсткими (здесь сила взаимодействия обратно пропорциональна шестой степени расстояния), и чтобы вязкое трение успевало подавлять все неустойчивости, которые в такой модели пытаются развиться.

#physics
#физика

Для этого прекрасного опыта, который мы увидели на канале Стива Моулда, нужен достаточно широкий цилиндр и покрытый резиной шарик от старой компьютерной мышки. Запустим шарик под углом внутрь цилиндра, и он неожиданно выскакивает обратно! Рукой это сделать довольно трудно, поэтому мы запускали шарик с наклонного жёлоба почти по касательной к цилиндру. На трассировке скоростной съёмки видно, что шарик движется по петле, делая оборот вокруг цилиндра.

Теперь запустим более гладкие шарики, и ни один из них не вылетает обратно. Значит, существенно хорошее сцепление резины со стенкой цилиндра, и можно считать, что шарик от мышки катится без проскальзывания.

Шарик вылетает обратно и из цилиндра, лежащего горизонтально, так что в первом приближении можно пренебречь действием силы тяжести и потерями энергии. И даже с этими допущениями математическая модель оказывается слишком сложной, поэтому мы рассматриваем только предельный случай, когда энергия вращения шарика много больше энергии его поступательного движения. При этом ось вращения не меняет своего направления, и такой шарик попросту выкатывается обратно, двигаясь по дуге эллипса.

Но у реального шарика энергия вращения составляет всего 2/5 от поступательной, и траектория оказывается сложнее. Так что здесь приходится обсуждать, какими должны быть силы реакции, чтобы обеспечить сцепление шарика с поверхностью цилиндра, и другие интересные вопросы.

Смотрите наш ролик «Why is it coming back?» и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычную версию «Почему он возвращается?» на различных платформах.

[Поддержите нас]

#закадром

Есть такая полезная штука как мышление. И это не только отличительная черта вида homosapiens, но и навык который можно и нужно тренировать.

Если у тебя всё в порядке с мышлением, то ты будешь не только полезен обществу, но и сможешь прожить свою жизнь осмысленно и полно.

Занимаясь GetAClass’ом, мы видим, что лишь небольшой процент людей умеет хорошо мыслить: отличать важное от второстепенного, строить (само)согласованные модели окружающей действительности, задавать вопросы, искать на них ответы, проводить внутреннюю границу между тем, что знаешь и чего не знаешь и т.п.

И это проблема. И, кажется, глобальная.

Но есть и хорошие новости. Один из наиболее эффективных способов развить свое мышление — это пойти учиться на физический факультет хорошего вуза. Знание законов физики — это лишь побочный эффект такого обучения, главный же — развитие и тренировка мышления. А поступить сегодня на хороший физический факультет — несложно просто в силу конъюнктуры рынка образования.

Физический факультет НГУ, откуда многие из нас родом, — всё ещё то место, где можно научиться мыслить (в широком смысле этого слова). И это далеко не только про знание законов физики!

В подтверждение этой мысли предлагаем посмотреть несколько интервью выпускников физфака. Начать можно с интервью Константина Наумочкина, продюсировавшего ситком «Моя прекрасная няня» и работающего с нами над некоторыми выпусками цикла «Дайте подумать!».

P.S. Многие другие факультеты и вузы — тоже учат думать! Просто про физфак НГУ мы все понимаем и он нам исторически ближе ))

P.P.S. Если у вас есть дети старшего школьного возраста, мы настоятельно рекомендуем после просмотра интервью Константина заглянуть на сайт физфака НГУ.

#физика
#physics

Радуга — одно из прекраснейших природных явлений, но как же она образуется? Обычно мы видим радугу, когда солнце находится позади нас не слишком высоко над горизонтом и освещает капли дождя или мелкие капли воды в струях фонтана. При этом те солнечные лучи, которые преломились и прошли сквозь капли вперёд, попасть в наш глаз уже не могут. Учёные античности считали поэтому, что радуга образуется за счёт простого отражения от капель, как от сферических зеркал, но тогда остаётся непонятным появление разных цветов радуги. И только в XVII веке достаточно полное объяснение этого явления на основе преломления и внутреннего отражения света дал сначала хорватский учёный Марк Антоний де Доминис в 1611 году, а затем в 1637 году знаменитый французский философ Рене Декарт в книге «Метеоры» — одном из приложений к «Рассуждению о методе». Его изложение настолько полно, последовательно и изящно, что мы снимали ролик, следуя по стопам Декарта.

Чтобы рассмотреть всё подробно, в качестве капли мы взяли круглую литровую колбу, наполненную водой, поместили её в пучок солнечного света, и на экране перед колбой появилась яркая радужная полоса. Она не исчезает, когда световой пучок почти полностью перекрыт непрозрачным круглым экраном, и это означает, что радугу создаёт свет, падающий на самые края капли.

Ход лучей в колбе хорошо виден, если добавить в воду чуть-чуть молока и посветить лазером. Падающий снаружи луч сначала преломляется на поверхности колбы, затем падает на поверхность колбы, но уже изнутри, и частично отражается внутрь колбы. Этот отражённый луч снова преломляется на поверхности колбы и выходит наружу, и именно он ответственен за появление радуги. Это отлично видно в модели в программе «Algoodoo», когда на каплю падает тонкий пучок белого света. Белый свет содержит в своём составе волны разной длины, коэффициенты преломления для этих волн несколько различаются, поэтому они отклоняются на разные углы, образуя на экране радужную полосу.

Когда мы смотрим на радугу, в наш глаз попадают лучи только от тех капель, которые расположены на поверхности конуса с определённым углом раствора, и этим задаётся видимый размер радуги. Нетрудно рассчитать угол, на который отклоняется произвольный падающий луч после преломления, отражения и ещё одного преломления. И здесь самое важное то, что есть наибольший угол отклонения: именно на этот угол отклонится большая часть лучей данного цвета, образуя яркую тонкую дугу, а остальные лучи дадут лишь слабое свечение во внутренней зоне. Лучи разного цвета отклоняются несколько по-разному и составляют яркую радугу, при этом внутренняя область тоже возвращает нам свет, но она бледная, и в ней все цвета снова смешиваются в белый свет. Внешняя область остаётся тёмной, но иногда на её фоне становится видна вторая радуга с обращённым порядком цветов, и эту радугу создают лучи, вышедшие из капли после двух последовательных внутренних отражений. При этом важно понимать, что красный свет от первой радуги приходит в наш глаз от одних капель, фиолетовый — от других, а красный свет от второй радуги — от третьих, и так для каждого цвета.

А о том, при каких условиях можно увидеть полную круговую радугу, и о других интересных подробностях этого непростого оптического явления вы узнаете из нашего нового ролика «Как возникает радуга?», смотрите и не забывайте ставить лайки!

P.S. Кстати, параллельно с этим выпуском вышла его англоязычная версия «How does a rainbow arise?».

P.P.S. По данной ссылке можно посмотреть ролик «Как возникает радуга?» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]

#закадром

Дорогие наши подписчики!

Помимо того, что мы упрямо продолжаем снимать ролики по физике, работать над «деревом знаний» (чтобы сделать нас доступными и удобными для учителей и школьников) и делать прочие полезные штуки, мы продолжаем биться за финансирование нашего проекта.

Сейчас нам не хватает 250 т.р. для того, чтобы закрыть май.

Поможете? Очень нужно!

Вот тут всё о том, как нас можно поддержать: https://sponsorship.getaclass.ru/

P.S. Если захотите, то мы будем рады упомянуть тут и в титрах одного из следующих роликов каждого из вас, как нашего донора - это честь для нас!

P.P.S. Мы подали заявки на несколько грантов и обратились к нескольким компаниям, рассчитываем до конца года закрыть вопрос финансирования, но мы пока больше умеем в хорошую физику и математику, чем в fundraising ))

#физика

Упрощаем инерциоид, показанный Игорем Белецким и объясняем, как он работает. Как обычно, всё дело в трении, причём для работы инерциоида оно может быть сколь угодно малым, лишь бы не равным в точности нулю.

Об этом мы расскажем в новом ролике «Возможно ли безопорное движение?» на следующей неделе. Кстати, экспериментальную установку именно из этого выпуска вы пытались разгадать ранее.

А если у вас возникло желание посмотреть этот ролик прямо сейчас, то подписывайтесь на GetAClass в Boosty и внесите свой личный вклад в общее дело просвещения, образования и здравого смысла.

[Поддержите нас]