Отклонение пламени свечи. Муха в банке

В книге Я. И. Перельмана содержатся вопросы и ответы из различных областей физики, которые помогают читателям распознавать различные физические процессы и явления, решать простые и достаточно сложные задачи, а также способствуют развитию сообразительности, наблюдательности и воображения. Книга развивает у читателей навыки самостоятельной работы, побуждает к самостоятельным размышлениям, оценкам и выводам. Также в серии «Открытая наука» выходят другие книги Я. И. Перельмана: «Занимательная астрономия»; «Знаете ли вы физику?»; «Живая математика. Математические рассказы и головоломки»; «Занимательная алгебра»; «Веселые задачи»; «Занимательная геометрия».

Шаг 1. Выбирайте книги в каталоге и нажимаете кнопку «Купить»;

Шаг 2. Переходите в раздел «Корзина»;

Шаг 3. Укажите необходимое количество, заполните данные в блоках Получатель и Доставка;

Шаг 4. Нажимаете кнопку «Перейти к оплате».

На данный момент приобрести печатные книги, электронные доступы или книги в подарок библиотеке на сайте ЭБС возможно только по стопроцентной предварительной оплате. После оплаты Вам будет предоставлен доступ к полному тексту учебника в рамках Электронной библиотеки или мы начинаем готовить для Вас заказ в типографии.

Внимание! Просим не менять способ оплаты по заказам. Если Вы уже выбрали какой-либо способ оплаты и не удалось совершить платеж, необходимо переоформить заказ заново и оплатить его другим удобным способом.

Оплатить заказ можно одним из предложенных способов:

Безналичный способ:
- Банковская карта: необходимо заполнить все поля формы. Некоторые банки просят подтвердить оплату – для этого на Ваш номер телефона придет смс-код.
- Онлайн-банкинг: банки, сотрудничающие с платежным сервисом, предложат свою форму для заполнения. Просим корректно ввести данные во все поля.
  Например, для " class="text-primary">Сбербанк Онлайн требуются номер мобильного телефона и электронная почта. Для " class="text-primary">Альфа-банка потребуются логин в сервисе Альфа-Клик и электронная почта.
- Электронный кошелек: если у Вас есть Яндекс-кошелек или Qiwi Wallet, Вы можете оплатить заказ через них. Для этого выберите соответствующий способ оплаты и заполните предложенные поля, затем система перенаправит Вас на страницу для подтверждения выставленного счета.

Кому из преподавателей или родителей не знакомы терзания школьника, пытающегося решить задачу по физике: и с ответом вроде бы сходится, да вот не все данные использованы - наверное, где-то вкралась ошибка! Школьник так же, как и взрослые, по собственному опыту знает, что «хорошая» задача (а других в школьных задачниках не бывает) допускает единственное решение и что это решение непременно должно содержать все величины, упомянутые в условиях задачи.
К сожалению, в большинстве задачников по физике, как отечественных, так и зарубежных, дело обстоит именно так. Более того, единственно верная комбинация исходных величин, как правило, легко может быть найдена с помощью анализа размерности! Физика в таких задачах по существу сводится к табулированию значений соответствующих величин при заданных условиями задачи значениях других величин. Живая и полнокровная наука подменяется бесплотной тенью, умение анализировать явление (разумеется, на уровне, доступном пониманию учащегося) вытесняется схемой, учебник физики низводится до уровня поваренной книги средней руки, не оставляющей простора для творчества и имеющей на все готовые рецепты.
В книге, которую Вы, дорогой читатель, держите сейчас в руках, собраны задачи совсем иного рода. Собственно говоря, это даже не задачи, а интересные и иногда совсем неожиданные вопросы. О том большом мире, который нас окружает, о происходящих в этом мире явлениях, о многом, чему мы все неоднократно бывали свидетелями, но не придавали особого значения, не вникали, не доискивались, почему это происходит. Придумал эти вопросы Яков Исидорович Перельман.
Объяснять тому, кто питает хотя бы какой-то интерес к точным наукам, кто такой Я. И. Перельман, вряд ли необходимо. В детстве мы с увлечением зачитывались его «Занимательной физикой» задолго до того, как физика стала для нас учебным предметом. В более зрелом возрасте мы не переставали восхищаться Я. И. Перельманом, его увлеченностью и присущей ему редкой у взрослого человека чисто детской способностью открывать окружающий мир каждый день заново, видеть привычное и обыденное в неожиданном ракурсе. Вдохновенный популяризатор науки Яков Исидорович Перельман создал в научно-популярной литературе целое направление, эпоху, жанр. И хотя книги его неизбежно несут на себе отпечаток времени, все же они не стареют. Новые поколения читателей, внуки и правнуки тех, кто некогда с восхищением ходил по залам Дома занимательной науки, созданного Я. И. Перельманом и его единомышленниками (который просуществовал до войны), читают книги Я. И. Перельмана с интересом, не меньшим, чем читали их дедушки и бабушки.

В новом издании воспроизведены иллюстрации художника Ю. Д.Скалдина, украшавшие многие книги Я. И. Перельмана.

ВОПРОСЫ

1. Мельчайшая мера длины. Назовите самую маленькую меру длины.
2. Наибольшая мера длины. Назовите самую большую меру длины.
3. Легкие металлы. Металлы легче воды. Существуют ли металлы легче воды? Назовите самый легкий металл.
4. Вещество наибольшей плотности. Как велика плотность самого плотного вещества в мире?
5. Модель Эйфелевой башни . Железная Эйфелева башня высотою 300 м (1 000 футов) весит 9000 т. Сколько должна весить точная железная модель этой башни высотою 30 см (один фут)?

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

1 Тысячная доля миллиметра, микрометр (мкм) - далеко не является самой маленькой мерой длины, употребляемой в современной науке. Ее давно уже превзошли в малости сначала миллионная доля миллиметра-нанометр (нм), затем десятимиллионная доля миллиметра - так называемый ангстрем (А). Столь малые меры длины употребляются, например, для измерения длин световых волн. В природе, впрочем, существуют тела, для которых даже такие меры слишком крупные. Таковы электрон и протон, диаметр которого, вероятно, еще раз в 1000 меньше.

2 Еще не так давно наибольшей мерой длины, с какой имеет дело наука, считался световой год - годичный путь светового луча в пустоте. В нем 9,5 биллиона километров (9,5 10 в 12-ой степени км). В научных сочинениях эта мера постепенно вытеснилась другой, в три с лишним раза более крупной-парсеком (пк). Парсек (сокращение от слов «параллакс» и «секунда») равен 31 биллиону километров (31 10 в 12-ой степени км). Но и эта исполинская мера оказалась чересчур мелкой для промеров глубин мироздания. Астрономам пришлось ввести сначала килопарсек, заключающий в себе 1000 парсеков, а затем и мегапарсек - 1 000 000 парсеков, побивающий в настоящее время рекорд среди мер длины. Мегапарсеками измеряются расстояния до спиральных туманностей.

3 Когда заходит речь о легком металле, называют обычно алюминий. Однако он занимает далеко не первое место в ряду легких металлов: существуют несколько металлов, которые значительно легче его. Ниже приведен перечень легких металлов с указанием плотности (г/см3) каждого:

Алюминий............................................ 2,7
Бериллий.............................................. 1,9
Магний................................................. 1,7
Натрий.................................................. 0,97
Калий.................................................... 0,86
Литий.................................................... 0,53

Три последние легче воды – плавают в ней

Рекорд легкости побивает, как видим, литий-металл, который легче многих пород дерева и плавает в керосине, погружаясь до половины. Он в сорок раз легче самого тяжелого металла - осмия.
Из сплавов, применяемых в современной промышленности, выделяются своей легкостью следующие.

Дюралюминий и кольчугалюминий - сплавы алюминия с небольшим количеством меди и магния; при плотности 2,6 г/см3 они втрое легче железа, будучи прочнее его в полтора раза.
Дюрбериллий - сплав с медью и никелем; он легче дюралюминия на 25% и прочнее его на 40%.
Электрон (не путать с элементарным количеством отрицательного электричества) - сплав магния, алюминия и др.; почти не уступая в прочности дюралюминию, электрон легче его на 30% (его плотность-1,84 г/см3).

4. Осмий, иридий, платина - вещества, которые принято считать самыми плотными , оказываются ничтожно плотными по сравнению с веществом некоторых звезд. Так, например, в одном кубическом сантиметре звезды ван-Манена, принадлежащей зодиакальному созвездию Рыб, заключается в среднем около 400 кг массы. Следовательно, вещество это в 400 000 раз плотнее воды и приблизительно в 20 000 раз плотнее платины. Мельчайшая дробинка такого вещества (дробь № 12, диаметр - 1,25 мм) имела бы массу 400 г, а кусочек в четверть спичечного коробка мог бы уравновесить десятка три взрослых людей (рис. 28).

5 Задача эта - скорее геометрическая, чем физическая-представляет интерес главным образом для физики, так как в физике приходится нередко сопоставлять массы геометрически подобных тел. В данном случае вопрос сводится к определению отношения (масс) двух подобных тел, линейные размеры одного из которых в 1000 раз меньше, чем другого.

Грубой ошибкой было бы думать, что уменьшенная в такой пропорции модель Эйфелевой башни имеет массу не 9000 т,
а 9 т, т. е. всего в тысячу раз меньше. Объемы, а следовательно, и массы геометрически подобных тел относятся как кубы их линейных размеров. Значит, модель башни должна иметь массу меньше массы натуры в 10003, т. е. в миллиард раз:

9 000 000 000: 1 000 000 000 = 9 г.

Масса-крайне ничтожная для железного изделия высотою 30 см. Это будет казаться, однако, не столь странным, если сообразим, какой толщины оказались бы брусья нашей модели-в тысячу раз тоньше натуры, они должны быть тонки, как нитки: модель окажется словно сотканной из тончайшей проволоки, так что удивляться ее незначительной массе не приходится. 70-тонные брусья Эйфелевой башни заменились бы в модели проволочками массой 0,07 г.

Предисловие редакторов выпуска Предисловие автора
I. МЕХАНИКА
1. Мельчайшая мера длины
2. Наибольшая мера длины
3. Легкие металлы. Металлы легче воды
4. Вещество наибольшей плотности
5. На необитаемом острове
6. Модель Эйфелевой башни
7. Тысяча атмосфер под пальцем
8. Сто тысяч атмосфер силою насекомого
9. Гребец на реке
10. Флаги аэростата
11. Круги на воде
12. Закон инерции и живые существа
13. Движение и внутренние силы
14. Трение как сила
15. Трение и движение животных
16. Без трения
17. Натяжение веревки
18. Магдебургские полушария
19. Безмен
20. Движение лодки
21. На воздушном шаре
22. Муха в банке
23. Маятник Максвелла
24. Плотничий уровень в вагоне
25. Отклонение пламени свечи
26. Согнутый стержень
27. Два безмена
28. Рычаг
29. На платформе
30. Провисающая веревка
31. Увязший автомобиль
32. Трение и смазка
33. По воздуху и по льду
34. Фальшивые кости
35. Падение тела
36. Куда бросить бутылку?
37. Из вагона
38. Три снаряда
39. Путь брошенного тела
40. Наибольшая скорость артиллерийского снаряда
41. Прыжки в воду
42. На краю стола
43. На наклонной плоскости
44. Два шара
45. Два цилиндра
46. Песочные часы на весах
47. Механика в карикатуре
48. Грузы на блоке
49. Центр тяжести конуса
50. В падающей кабине
51. Чаинки в воде
52. На качелях
53. Притяжение земных предметов и небесных тел
54. Направление отвеса
55. Вода и воздух
II ЖИДКОСТИ
56. Самая легкая жидкость
57. Задача Архимеда
58. Сжимаемость воды
59. Стрельба по воде
60. Электрическая лампочка под автомобилем
61. Плавание в ртути
62. Погружение в сыпучий песок
63. Шарообразная форма жидкости
64. Капля воды
65. Капиллярное поднятие
66. В наклонной трубке
67. Движущиеся капли
68. Пластинка на дне сосуда с жидкостью
69. Отсутствие поверхностного натяжения
70. Поверхностное давление
71. Водопроводный кран
72. Скорость вытекания
73. Задачи о ванне
74. Водяные вихри
75. В половодье и в межень
76. Волны прибоя
77. Задача Колладона
III. ГАЗЫ
78. Третья составная часть воздуха
79. Самый тяжелый газ
80. Давят ли на нас 20 т?
81. Сила выдоха и дуновения
82. Давление пороховых газов
83. Мера атмосферного давления
84. Вода в опрокинутом стакане
85. Ураган и пар
86. Тяга заводской трубы
87. Где больше кислорода?
88. Пузырьки в воде
89. Облака
90. Пуля и мяч
91. Почему газ можно взвесить?
92. По примеру слона
93. Давление в гондоле стратостата
94. Ввод веревки в гондолу стратостата
95. Барометр, подвешенный к весам
96. Сифон в воздухе
97. Сифон в пустоте
98. Сифон для газов
99. Подъем воды насосом
100. Истечение газа
101. Проект дарового двигателя
102. Тушение пожара кипятком
103. Задача о резервуаре с газом
104. Воздушный пузырек на дне океана
105. Сегнерово колесо в пустоте
106. Вес сухого и влажного воздуха
107. Максимальное разрежение
108. Что мы называем «пустотой»
109. Почему существует атмосфера?
110. Газ, не заполняющий резервуара
IV. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
111. Происхождение шкалы Реомюра
112. Происхождение шкалы Фаренгейта
113. Длина делений на шкале термометра
114. Термометр для температур до 750 С
115. Градусы термометра
116. Тепловое расширение железобетона
117. Наибольшее тепловое расширение
118. Наименьшее тепловое расширение
119. Аномалия теплового расширения
120. Дырочка в железном листе
121. Сила теплового расширения
122. Нагревание плотничьего уровня
123. Течения в воздухе
124. Теплопроводность дерева и снега
125. Медная и чугунная посуда
126. Замазывание рам на зиму
127. В натопленной комнате
128. Вода на дне реки
129. Замерзание рек
130. Температура атмосферы
131. Скорость нагревания
132. Температура пламени свечи
133. Гвозди и пламя
134. Что такое калория?
135. Нагревание воды в трех состояниях
136. Нагревание 1 см3 меди
137. Тела наибольшей теплоемкости
138. Теплоемкость пищи
139. Самый легкоплавкий металл
140. Самый тугоплавкий металл
141. Нагревание стали
142. Бутылка воды во льду
143. Лед в воде
144. Замерзание воды в трубах
145. Скользкость льда
146. Понижение точки таяния льда
147. «Сухой лед»
148. Цвет водяного пара
149. Кипение воды
150. Нагревание паром
151. Кипящий чайник на ладони
152. Жарение и варка
153. Горячее яйцо в руке
154. Ветер и термометр
155. Принцип холодной стены
156. Калорийность дров
157. Калорийность пороха и керосина
158. Мощность горящей спички
159. Выведение пятен утюгом
160. Растворимость поваренной соли
V. ЗВУК И СВЕТ
161. Эхо
162. Звук грома
163. Звук и ветер
164. Давление звука
165. Почему дверь заглушает звук?
166. Звуковая линза
167. Преломление звука
168. Шум в раковине
169. Камертон и резонатор
170. Куда деваются волны звука?
171. Видимость лучей света
172. Восход Солнца
173. Тень проволоки
174. Тень облака
175. Чтение при лунном свете
176. Черный бархат и белый снег
177. Звезда и свеча
178. Цвет лунной поверхности
179. Почему снег белый?
180. Блеск начищенного сапога
181. Число цветов в спектре и радуге
182. Радуга
183. Сквозь цветные стекла
184. Изменение цвета золота
185. Дневное и вечернее освещение
186. Цвет неба
187. Искусственное затмение Солнца
188. Красный сигнал
189. Преломление и плотность
190. Две линзы
191. Светила близ горизонта
192. Луна из проколотого картона
193. Солнечная постоянная
194. Чернее всего
195. Температура Солнца
196. Температура мирового пространства
VI. РАЗНЫЕ ВОПРОСЫ
197. Магнитный сплав
198. Деление магнита
199. Железо на весах
200. Электрическое и магнитное притяжение и отталкивание
201. Электроемкость человеческого тела
202. Сопротивление нитей накала
203. Электропроводность стекла
204. Вред от частого включения электрических лампочек
205. Яркость электрических лампочек
206. Нить накала
207. Длина молнии
208. Смертельный трюк
209. Длина отрезка
210. Почему вода долбит камень?
211. Назначение «Дубинушки»
212. Два города
213. Бутылка на дне океана
214. Плитки «Иогансона»
215. Свеча в закрытой банке
216. Хронология термометрических шкал
217. Изобретатели термометров
218. Масса земного шара
219. Движение солнечной системы
220. К полету на Луну
221. Человек в среде без тяжести
222. Третий закон Кеплера
223. Вечное движение
224. Человеческий организм и тепловая машина
225. Свечение метеоров
226. Туманы в фабричных районах
227. Дым, пыль и туман
228. Скорость молекул воды
229. Тепловое движение при -273 С
230. Абсолютный нуль
231. Вакуум
232. Средняя температура всего вещества
233. Десятимиллионная доля грамма
234. Число Авогадро
235. Литр спирта в океане
236. Расстояние между молекулами
237. Масса атома водорода и масса Земли
238. Величина молекулы
239. Электрон и Солнце
240. Весомость энергии
241. Школьная механика и теория относительности
242. Литр и кубический дециметр
243. Вес паутинной нити
244. Бутылки и пароходы
245. Приседание на весах
246. Затяжной прыжок
247. Два шара
248. Сверхускоренное падение
249. Распространение жизни в мировом пространстве
250. На эскалаторе
Вместо послесловия
Книжные и журнальные публикации о Я. И. Перельмане
Книги Я. И. Перельмана
Издания, упоминаемые в книге Я. И. Перельмана «Знаете ли Вы физику?»
Для любителей решать задачи по физике

Настоящая книга, почти не выходящая из рамок элементарной физики, предназначается для читателя, прошедшего физику в полной средней школе и убеждённого поэтому, что начала этой науки ему хорошо известны и переизвестны.
Долголетний опыт научил меня однако тому, что подлинное знание элементарной физики - явление довольно редкое. Внимание большинства интересующихся физикой преждевременно обращается к новейшим её успехам; в ту же сторону, к последним страницам физической науки, направляют интерес читателей и наши популярно-научные журналы. О пополнении пробелов первоначальной подготовки заботятся мало; считается, что здесь всё благополучно. Возвращаться к элементарной физике не принято, и она живёт в памяти многих такою, какою была воспринята некогда умом школьника-подростка.
В итоге физику плохо знают не только те, кто не проходил её систематически, но зачастую и те, кто обучался ей в школе. Элементы физической науки, фундамент естествознания и техники, оказываются заложенными довольно шатко. Сила рутины здесь так велика, что некоторые физические предрассудки и заблуждения случалось обнаруживать даже у специалистов-физиков, не исключая и весьма крупных.
Насколько я мог убедиться, сходное положение вещей наблюдается и за рубежом. Повидимому, корень дела кроется в обширности самого предмета элементарной физики, которым трудно вполне овладеть в несколько лет. К чести нашей читательской массы надо признать, что она добросовестно стремится изжить
этот недостаток и гораздо серьёзнее заботится о пополнении пробелов своего образования, чем читатель за рубежом. Не только среди учащихся, но ещё больше среди рабочей молодёжи идёт интенсивная самообразовательная работа, неизменно растущая и приносящая заметные плоды. В этом убеждают меня многочисленные письма читателей и в особенности - беседы с читательским активом библиотек ряда крупных заводов, ленинградских и московских. У нас охотно читаются такие книги, которые в глазах среднего зарубежного читателя являются слишком трудными. Мои «Занимательная физика» и «Занимательная геометрия» разошлись в СССР в десятках тысяч экземпляров, а германское издательство популярно-научной литературы нашло их недостаточно приспособленными к уровню массового читателя Германии. «Замечательно, что они разошлись в России таким большим тиражом, - писал редактор издательства. - Для нас это почти непостижимо. Мы по опыту знаем, что нельзя рассчитывать на многое с книгами, предполагающими у читателя известную подготовку в указанных областях, и не можем ввиду этого решиться на издание их немецкого перевода»*.
*«Занимательная физика» всё же была издана в Германии, не в переделке для детей среднего возраста. Между тем, в СССР издан полный её перевод на немецкий язык (тираж 10000 экз.), а русское издание разошлось в 170 000 экз.
Возвращаясь к настоящей книге, отмечу, что она представляет собою как бы пространную физическую «викторину», которая должна помочь вдумчивому читателю установить, насколько в действительности овладел он основами физики. Однако, это никак не вопросник для экзамена: большая часть вопросов принадлежит к таким, какие едва ли когда-нибудь предлагались на экзаменах. Напротив, книга рассматривает материал, обычно проскальзывающий мимо сетей традиционной экзаменной проверки, хотя вопросы нашей «викторины» тесно Связаны с элементарным курсом физики. При кажущейся простоте, они кроют в себе зачастую неожиданность для читателя. Иные вопросы представляются до того простыми, что у каждого готов на них ответ, который оказывается однако ошибочным.
Конечная цель книги - убедить читателя, что область элементарной физики гораздо богаче содержанием, чем думают многие, а попутно - обратить внимание на ошибочность ряда ходячих физических представлений. То и другое должно побудить читателей критически пересмотреть и тщательно проверить багаж своих физических знаний.
Для подлинного проникновения духом физической науки, как и для дальнейшего прогресса самой физики, чрезвычайно важно отрешиться от ложного убеждения, будто науке в области элементарных явлений нечего уже больше делать, будто всё здесь исследовано до конца и не может быть интереса останавливаться на рассмотрении подобных азбучных положений. «Если вы хотите дать нечто действительно большое в науке, - говорил своим ученикам знаменитый французский физик Ле-Шателье, - если хотите создать нечто фундаментальное, беритесь за детальное обследование самых, казалось бы, до конца обследованных вопросов. Эти-то на первый взгляд простые и не таящие в себе ничего нового объекты и являются тем источником, откуда вы при умении сможете почерпнуть наиболее ценные и порой совершенно неожиданные данные».
Подбирая материал для этой книги, я избегал повторения того, что рассмотрено мною в ряде других моих сочинений. Читатель, который даст себе труд просмотреть мои «Занимательную физику» (две части), «Занимательную механику», «Занимательную астрономию», «Межпланетные путешествия» и «Физику на каждом шагу», найдёт там немало "страниц, отвечающих целям настоящей книги.
Для второго издания книга подверглась значительной переработке. Возможностью внести в текст много исправлений и улучшений я в значительной степени обязан благожелательному вниманию ряда сведущих читателей и критиков. Выражая им за оказанную помощь глубокую признательность, позволяю себе надеяться, что они и в дальнейшем не откажутся содействовать своими указаниями очищению текста моей книги от промахов и недомолвок.
Адрес для корреспонденции: Ленинград 136, Плуталова, 2, кв. 12, Якову Исидоровичу Перельману.

Предисловие

I. Механический отдел физики

1. Меры крупнее метра
2. Литр и кубический дециметр
3. Мельчайшая мера длины
4. Наибольшая мера длины
5. Лёгкие металлы. Металлы легче воды
6. Вещество наибольшей плотности
7. На необитаемом острове
8. Вес паутинной нити
9. Модель Эйфелевой башни
10. Тысяча атмосфер под пальцем
11. Сто тысяч атмосфер силою насекомого
12. Гребец на реке
13. Флаги аэростата
14. Круги на воде
15. Бутылки и пароходы
16. Закон инерции и живые существа
17. Движение и внутренние силы
18. Трение как сила
19. Трение и движение животных
20. Натяжение верёвки
21. Магдебургские полушария
22. Безмен
23. Приседание на весах
24. На воздушном шаре
25. Муха в банке
26. Маятник Максвелла
27. Плотничий уровень в вагоне
28. Отклонение пламени свечи
29. Согнутый стержень
30. Два пружинных безмена
31. Рычаг
32. На платформе
33. Провисающая верёвка
34. Увязший автомобиль
35. Трение и смазка
36. По воздуху и по льду
37. Падение тела
38. Затяжной прыжок с парашютом
39. Куда бросить бутылку?
40. Из вагона
41. Три снаряда
42. Путь брошенного тела
43. Наибольшая скорость артиллерийского снаряда
44. Прыжки в воду
45. На краю стола
46. На наклонной плоскости
47. Два шара
48. Два цилиндра
49. Песочные часы на весах
50. Механика в карикатуре
51. Грузы на блоке
52. Центр тяжести конуса
53. В падающей кабине
54. Сверхускоренное падение
55. Чаинки в воде
56. На качели
57. Парадоксы тяготения
58. Расчёты силы притяжения
59. Направление отвеса

II. Свойства жидкостей

60. Вода и воздух
61. Самая лёгкая жидкость
62. Задача Архимеда
63. Сжимаемость воды
64. Стрельба по воде
65. Электрическая лампочка в воде
66. Плавание в ртути
67. Погружение в сыпучий песок
68. Шарообразная форма жидкости
69. Капли воды
70. Капиллярное поднятие
71. В наклонной трубке
72. Движущиеся капли
73. Пластинка на дне сосуда с жидкостью
74. Отсутствие поверхностного натяжения
75. Поверхностное давление
76. Водопроводный кран
77. Скорость вытекания
78-79. Задачи о ванне
80. Водяные вихри
81. В половодье и в межень
82. Волны прибоя

III. Свойства газов.

83. Третья составная часть воздуха
84. Самый тяжёлый газ
85. Давит ли на нас 20 тонн?
86. Сила выдоха и дуновения
87. Давление пороховых газов
88. Единица атмосферного давления
89. Вода в опрокинутом стакане
90. Ураган и пар
91. Тяга заводской трубы
92. Где больше кислорода?
93. Пузырьки в воде
94. Почему облака не падают?
95. Пуля и мяч
96. Почему газ можно вздесить?
97. По примеру слона
98. Давление в гондоле стратостата
99. Ввод верёвки в гондолу стратостата
100. Барометр, подвешенный к весам
101. Сифон в воздухе
102. Сифон в пустоте
103. Сифон для газов
104. Подъём воды насосом
105. Истечение газа
106. Проект дарового двигателя
107. Тушение пожара кипятком
108. Задача о резервуаре с газом
109. Воздушный пузырёк на дне океана
110. Сегнерово колесо в пустоте
111. Вес сухого и влажного воздуха
112. Максимальное разрежение
113. Что мы называем «пустотой»
114. Почему существует атмосфера?
115. Газ, не заполняющий резервуара

IV. Тепловые явления.

116. Происхождение шкалы Реомюра
117. Происхождение шкалы Фаренгейта
118. Длина делений на шкале термометра
119. Термометр для температур до 750°
120. Градусы термометра
121. Тепловое расширение железобетона
122. Наибольшее тепловое расширение
123. Наименьшее тепловое расширение
124. Аномалия теплового расширения
125. Дырочка в железном листе
126. Сила теплового расширения
127. Нагревание плотничьего уровня
128. Течения в воздухе
129. Теплопроводность дерева и снега
130. Медная и чугунная посуда
131. Замазывание рам на зиму
132. В натопленной комнате
133. Вода на дне реки
134. Замерзание рек
135. Почему вверху атмосфера холоднее, чем внизу?
136. Скорость нагревания
137. Температура пламени свечи
138. Почему гвоздь не плавится на свечке?
139. Что такое калория?
140. Нагревание воды в трёх состояниях
141. Нагревание 1 См3 меди
142. Тела наибольшей теплоёмкости
143. Теплоёмкость пищи
144. Самый легкоплавкий металл
145. Самый тугоплавкий металл
146. Нагревание стали
147. Бутылка воды во льду
148. Может ли лёд тонуть в воде?
149. Замерзание еоды в трубах
150. Скользкость льда
151. Понижение точки таяния льда
152. «Сухой лёд»
153. Цвет водяного пара
154. Кипение воды
155. Нагревание паром
156. Кипящий чайник на ладони
157. Жарение и варка
158. Горячее яйцо в руке
150. Ветер и термометр
160. Принцип холодной стены
161. Калорийность дров
162. Калорийность пороха и керосина
163. Мощность горящей спички
164. Выведение пятен утюгом
165. Растворимость поваренной соли

V. Звук и свет.

166. Эхо
167. Звук грома
168. Звук и ветер
169. Давление звука
170. Почему дверь заглушает звук?
171. Звуковая линза
172. Преломление звука
173. Шум в раковине
174. Камертон и резонатор
175. Куда деваются волны звука?
176. Видимость лучей света. 48 247
177. Восход Солнца
178. Тень проволоки
179. Тень облака
180. Чтение при лунном свете
181. Чёрный бархат и белый снег
182. Звезда и свеча
183. Цвет лунной поверхности
184. Почему снег белый?
185. Блеск начищенного сапога
186. Число цветов в спектре и радуге
187. Радуга
188. Сквозь цветные стёкла
189. Изменение цвета золота
190. Дневное и вечернее освещение
191. Цвет неба
192. Распространение жизни в мировом пространстве
193. Красный сигнал
194. Преломление и плотность
196. Две линзы
196. Светила близ горизонта
107. Лупа из проколотого картона
198. Солнечная постоянная
199. Что чернее всего?
200. Температура Солнца
201. Температура мирового пространства

VI. Разные вопросы.

202. Магнитный сплав
200. Деление магнита
204. Железо на весах
205. Электрич. и магнитное притяжение и отталкивание
206. Электроёмкость человеческого тела
207. Сопротивление нитей накала
208. Электропроводность стекла
209. Вред от частого включения электролампочек
210. Яркость электролампочек
211. Нить накала
212. Длина молнии
213. Длина отрезка
214. На эскалаторе
215. Назначение «Дубинушки»
216. Два города
217. Бутылка на дне океана
218. Плитки Иогансона
219. Свеча в закрытой банке
220. Хронология термометрических шкал
221. Изобретатели термометров
222. Масса земного шара
223. Движение солнечной системы
224. К полёту на Луну
225. Человек в среде без тяжести
226. Третий закон Келлера
2?7. Вечное движение
228. Человеческий организм и тепловая машина
229. Почему светятся метеоры
230. Туманы в фабричных районах
231. Дым, пыль и туман
232. Луна и облака
233. Энергия молекул воды
234. Тепловое движение при 273° Ц
235. Достижим ли абсолютный нуль?
236. Что называется вакуумом
237. Средняя температура всего вещества
238. Десятимиллионная доля грамма
239. Число Авогадро
240. Литр спирта в океане
241. Расстояние между молекулами газа
242. Масса атома водорода и масса Земли
243. Величина молекул
244. Электрон и Солнце
245. Масштаб мира
246. Весомость энергии
247. Школьная механика и теория относительности
Соотношения размеров тел от протона до мироздания

Настоящая книга, почти не выходящая из рамок элементарной физики, предназначается для читателя, прошедшего физику в полной средней школе и убежденного поэтому, что начала этой науки ему хорошо известны и переизвестны.

Долголетний опыт научил меня, однако, тому, что подлинное знание элементарной физики С явление довольно редкое. Внимание большинства интересующихся физикой преждевременно обращается к новейшим ее успехам; в ту же сторону, к последним страницам физической науки, направляют интерес читателей и наши популярно-научные журналы. О пополнении пробелов первоначальной подготовки заботятся мало; считается, что здесь все благополучно. Возвращаться к элементарной физике не принято, и она живет в памяти многих такою, какою была воспринята некогда умом школьника-подростка.

В итоге физику плохо знают не только те, кто не проходил ее систематически, но зачастую и те, кто обучался ей в школе. Элементы физической науки, фундамент естествознания и техники оказываются заложенными довольно шатко. Сила рутины здесь так велика, что некоторые физические предрассудки и заблуждения случалось обнаруживать даже у специалистов-физиков, не исключая и весьма крупных.

Насколько я мог убедиться, сходное положение вещей наблюдается и за рубежом. По-видимому, корень дела кроется в обширности самого предмета элементарной физики, которым трудно вполне овладеть в несколько лет. К чести нашей читательской массы надо признать, что она добросовестно стремится изжить этот недостаток и гораздо серьезнее заботится о пополнении пробелов своего образования, чем читатель за рубежом. Не только среди учащихся, но еще больше среди рабочей молодежи идет интенсивная самообразовательная работа, неизменно растущая и приносящая заметные плоды. В этом убеждают меня многочисленные письма читателей и в особенности С беседы с читательским активом библиотек ряда крупных заводов, ленинградских и московских. У нас охотно читаются такие книги, которые в глазах среднего зарубежного читателя являются слишком трудными.

Возвращаясь к настоящей книге, отмечу, что она представляет собою как бы пространную физическую викторину, которая должна помочь вдумчивому читателю установить, насколько в действительности овладел он основами физики. Однако это никак не вопросник для экзамена: бо́льшая часть вопросов принадлежит к таким, какие едва ли когда-нибудь предлагались на экзаменах. Напротив, книга рассматривает материал, обычно проскальзывающий мимо сетей традиционной экзаменационной проверки, хотя вопросы нашей викторины тесно связаны с элементарным курсом физики. При кажущейся простоте они кроют в себе зачастую неожиданность для читателя. Иные вопросы представляются до того простыми, что у каждого готов на них ответ, который оказывается, однако, ошибочным.

Конечная цель книги С убедить читателя, что область элементарной физики гораздо богаче содержанием, чем думают многие, а попутно С обратить внимание на ошибочность ряда ходячих физических представлений. То и другое должно побудить читателей критически пересмотреть и тщательно проверить багаж своих физических знаний.

Для подлинного проникновения духом физической науки, как и для дальнейшего прогресса самой физики, чрезвычайно важно отрешиться от ложного убеждения, будто науке в области элементарных явлений нечего уже больше делать, будто все здесь исследовано до конца и не может быть интереса останавливаться на рассмотрении подобных азбучных положений. Если вы хотите дать нечто действительно большое в науке, С говорил своим ученикам знаменитый французский физик Лe-Шателье, С если хотите создать нечто фундаментальное, беритесь за детальное обследование самых, казалось бы, до конца обследованных вопросов. Эти-то на первый взгляд простые и не таящие в себе ничего нового объекты и являются тем источником, откуда вы при умении сможете почерпнуть наиболее ценные и порой совершенно неожиданные данные.

Подбирая материал для этой книги, я избегал повторения того, что рассмотрено мною в ряде других моих сочинений. Читатель, который даст себе труд просмотреть мои Занимательную физику и Физические головоломки, Занимательную механику! Занимательную астрономию! Межпланетные путешествиям и Физику на каждом шагу, найдет там немало страниц, отвечающих целям настоящей книги.

Для второго издания книга подверглась значительной переработке. Возможностью внести в текст много исправлений и улучшений я в значительной степени обязан благожелательному вниманию ряда сведущих читателей и критиков. Выражая им за оказанную помощь глубокую признательность, позволяю себе надеяться, что они и в дальнейшем не откажутся содействовать своими указаниями очищению текста моей книги от промахов и недомолвок.

Если бы вас высадили на один из тропических островов Тихого океана без всяких орудий, как сдвинули бы вы там с места трехтонный груз С скалу, имеющую 100 футов в горизонтальном протяжении и 15 футов в вертикальном?!!

Сколько примерно должна была бы весить паутинная нить длиною от Земли до Луны? Можно ли такой груз удержать в руках? А увезти на телеге?

Нить паутины имеет в диаметре 200-ю долю миллиметра; удельный вес ее вещества около 1.

Яков Исидорович Перельман

Знаете ли вы физику? Физическая викторина для юношества

I. Механика

Какие у нас узаконены метрические меры крупнее метра?

Что больше: литр или кубический дециметр?

Назовите самую маленькую единицу длины.

Назовите самую большую единицу длины.

Существуют ли металлы легче воды? Назовите самый легкий металл.

Как велика плотность самого плотного вещества в мире?

Вот один из вопросов знаменитой Эдисоновой викторины:

Нить паутины имеет в диаметре 200-ю долю миллиметра; удельный вес ее вещества около 1.

Железная Эйфелева башня высотою 300 м (1000 футов) весит 9000 т. Сколько должна весить точная железная модель этой башни высотою 30 см (один фут)? (Рис. 1.)

Рис. 1. Сколько весит такая модель башни Эйфеля?

Можете ли вы одним пальцем произвести давление в 1000 ат?

Может ли насекомое производить давление в 100 000 ат?

По реке плывет весельная лодка и рядом с ней – щепка.

Что легче для гребца: перегнать щепку на 10 м или на столько же отстать от нее?

Аэростат несется ветром в северном направлении. В какую сторону протягиваются при этом флаги на его гондоле?

Камень, брошенный в стоячую воду, порождает волны, разбегающиеся кругами. Какой формы получаются волны от камня, брошенного в текущую воду реки? (Рис. 2.)

Рис. 2. Какой формы в текущей воде волны, разбегающиеся от брошенного тела?

1. Два парохода идут по реке в одну сторону с различными скоростями. В тот момент, когда они поравнялись, с каждого парохода брошена была в воду бутылка. Спустя четверть часа пароходы повернули обратно и с прежними скоростями направились к покинутым бутылкам.

Который из пароходов дойдет до бутылки раньше С быстрый или медленный?

2. Ту же задачу решить при условии, что пароходы шли первоначально навстречу один другому.

Подчиняются ли живые существа закону инерции?

Может ли тело придти в движение под действием одних только внутренних сил?

Почему трение всегда называют силой , несмотря на то, что трение само по себе не может породить движения (оно всегда направлено против движения)?

Какую роль играет трение в процессе движения живых существ?

Следующая задача взята из учебника механики А.В. Цингера:

Чтобы разорвать веревку, человек тянет ее руками за концы в разные стороны, причем каждая рука тянет с силою 10 кг. Не разорвав таким образом веревки, человек привязывает один ее конец к гвоздю, вбитому в стену, а за другой тянет обеими руками с силою в 20 кг.

Сильнее ли натягивается веревка во втором случае?

В знаменитых своих опытах с магдебургскими полушариями Отто Герике впрягал с каждой стороны по 8 лошадей.

Не лучше ли было прикрепить одно полушарие к стене, а к другому припрячь 16 лошадей? Получилась ли бы в этом случае более сильная тяга?

Взрослый может вытянуть на безмене 10 кг, ребенок С 3 кг. Сколько покажет указатель безмена, если оба станут растягивать безмен одновременно в противоположные стороны?

Стоя на платформе уравновешенных десятичных весов, человек присел. Куда качнулась платформа в момент приседания С вниз или вверх?

С воздушного шара, неподвижно держащегося в воздухе, свободно свешивается лестница (рис. 3). По ней начал взбираться человек.