Zanimljivi eksperimenti iz fizike za djecu. U dubokom rudniku

Na školskim časovima fizike nastavnici uvijek govore da su fizičke pojave svuda u našim životima. Često zaboravljamo na to. U međuvremenu, neverovatno je blizu! Nemojte misliti da će vam trebati nešto natprirodno da organizirate fizičke eksperimente kod kuće. A evo i malo dokaza za vas ;)

magnetna olovka

Šta treba pripremiti?

• baterija.
• Debela olovka.
• Bakarno izolirana žica promjera 0,2-0,3 mm i dužine od nekoliko metara (što više, to bolje).
• Scotch.

Iskustvo dirigovanja

Namotajte žicu čvrsto okrenite da biste uključili olovku, ne dosežući njene rubove za 1 cm. Jedan red je gotov - drugi namotajte odozgo u suprotnom smjeru. I tako dalje, dok se sva žica ne završi. Nemojte zaboraviti ostaviti dva kraja žice slobodna po 8-10 cm. Da spriječite da se zavoji odmotaju nakon namotavanja, pričvrstite ih trakom. Skinite slobodne krajeve žice i spojite ih na kontakte baterije.

Šta se desilo?

Imam magnet! Pokušajte mu donijeti male željezne predmete - spajalicu, ukosnicu. Privučeni su!

Gospodar vode

Šta treba pripremiti?

• Štap od pleksiglasa (na primjer, đački ravnalo ili običan plastični češalj).
• Suha tkanina od svile ili vune (na primjer, vuneni džemper).

Iskustvo dirigovanja

Otvorite slavinu tako da poteče tanak mlaz vode. Snažno utrljajte štapić ili češalj na pripremljenu krpu. Brzo približite štapić mlazu vode bez dodirivanja.

Šta će se desiti?

Mlaz vode će biti savijen lukom i privučen štapom. Probajte isto sa dva štapa i vidite šta će se desiti.

čigra

Šta treba pripremiti?

• Papir, igla i gumica.
• Štap i suva vunena krpa iz prethodnog iskustva.

Iskustvo dirigovanja

Ne možete upravljati samo vodom! Izrežite traku papira širine 1-2 cm i dužine 10-15 cm, savijte po rubovima i u sredini, kao što je prikazano na slici. Umetnite iglu sa šiljastim krajem u gumicu. Izbalansirajte gornji dio obratka na iglu. Pripremite „čarobni štapić“, istrljajte ga o suhu krpu i prinesite jednom od krajeva papirne trake sa strane ili odozgo, ne dodirujući ga.

Šta će se desiti?

Traka će se ljuljati gore-dolje kao ljuljačka, ili će se okretati kao vrtuljak. A ako možete izrezati leptira iz tankog papira, tada će iskustvo biti još zanimljivije.

Led i vatra

(eksperiment se izvodi po sunčanom danu)

Šta treba pripremiti?

• Mala šoljica sa okruglim dnom.
• Komad suvog papira.

Iskustvo dirigovanja

Sipajte u šolju vode i stavite u zamrzivač. Kada se voda pretvori u led, izvadite šolju i stavite je u posudu sa toplom vodom. Nakon nekog vremena, led će se odvojiti od šolje. Sada izađite na balkon, stavite komad papira na kameni pod balkona. Sa komadom leda fokusirajte sunce na komad papira.

Šta će se desiti?

Papir treba ugljenisati, jer u rukama više nije samo led... Da li ste pogodili da ste napravili lupu?

Pogrešno ogledalo

Šta treba pripremiti?

• Prozirna tegla sa čvrstim poklopcem.
• Ogledalo.

Iskustvo dirigovanja

Sipajte višak vode u teglu i zatvorite poklopac kako biste spriječili da mjehurići zraka uđu unutra. Stavite teglu naopako na ogledalo. Sada se možete pogledati u ogledalo.

Uvećajte svoje lice i pogledajte unutra. Bit će sličica. Sada počnite naginjati teglu u stranu bez podizanja sa ogledala.

Šta će se desiti?

Odraz vaše glave u tegli će se, naravno, takođe naginjati dok se ne okrene naopačke, dok se noge neće videti. Podignite teglu i odraz će se ponovo okrenuti.

Bubble Cocktail

Šta treba pripremiti?

• Čaša jakog rastvora soli.
• Baterija od baterijske lampe.
• Dva komada bakarne žice dužine oko 10 cm.
• Fini brusni papir.

Iskustvo dirigovanja

Očistite krajeve žice finim brusnim papirom. Spojite jedan kraj žica na svaki pol baterije. Uronite slobodne krajeve žica u čašu otopine.

Šta se desilo?

Mjehurići će se podići blizu spuštenih krajeva žice.

Limun baterija

Šta treba pripremiti?

• Limun, dobro oprati i osušiti.
• Dva komada izolirane bakarne žice debljine približno 0,2-0,5 mm i dužine 10 cm.
• Čelična spajalica.
• Sijalica od baterijske lampe.

Iskustvo dirigovanja

Skinite suprotne krajeve obe žice na razmaku od 2–3 cm. Umetnite spajalicu u limun, pričvrstite kraj jedne žice na nju. Umetnite kraj druge žice u limun 1-1,5 cm od spajalice. Da biste to učinili, prvo iglom probušite limun na ovom mjestu. Uzmite dva slobodna kraja žica i pričvrstite sijalice na kontakte.

Šta će se desiti?

Lampa će se upaliti!

Takvo more postoji u zemlji poznatoj čovječanstvu od davnina. Ovo je čuveno palestinsko Mrtvo more. Njegove vode su neobično slane, toliko da u njima ne može živjeti ni jedno živo biće. Topla klima Palestine bez kiše uzrokuje snažno isparavanje vode s površine mora. Ali samo čista voda isparava, dok otopljene soli ostaju u moru i povećavaju salinitet vode.Zato voda Mrtvog mora ne sadrži 2 ili 3 posto soli (po težini), kao većina mora i okeana, već 27 posto ili više; salinitet se povećava sa dubinom. Dakle, četvrti dio sadržaja Mrtvog mora su soli otopljene u njegovoj vodi. Ukupna količina soli u njemu procjenjuje se na 40 miliona tona.
Visok salinitet Mrtvog mora određuje jednu od njegovih karakteristika: voda ovog mora je mnogo teža od obične morske vode. Nemoguće je utopiti se u tako teškoj tečnosti: ljudsko tijelo je lakše od njega.
Težina našeg tijela je primjetno manja od težine jednake zapremine gusto slane vode i stoga, prema zakonu plivanja, osoba se ne može utopiti u Mrtvom moru; pluta u njoj, kao što kokošje jaje pliva u slanoj vodi (koja tone u slatkoj vodi)
Humorista Mark Tven, koji je posetio ovo jezero-more, sa komičnim detaljima opisuje izuzetne senzacije koje su on i njegovi saputnici doživeli dok su plivali u teškim vodama Mrtvog mora:
“Bilo je to zabavno kupanje! Nismo se mogli udaviti. Ovdje se možete ispružiti na vodi punom dužinom, ležeći na leđima i prekriživši ruke na grudima, a veći dio tijela ostaje iznad vode. U isto vrijeme možete potpuno podići glavu... Možete vrlo udobno ležati na leđima, podižući kolonije do brade i hvatajući ih rukama - ali ćete se ubrzo prevrnuti, jer vam glava nadmašuje. Možete stajati na glavi - i od sredine grudi do kraja nogu ostaćete van vode, ali nećete moći da zadržite ovaj položaj dugo vremena. Ne možete plivati ​​na leđima, pomjerati se primjetno, jer vam noge vire iz vode i morate se odgurivati ​​samo petama. Ako plivate licem prema dolje, onda se ne krećete naprijed, već unazad. Konj je toliko nestabilan da ne može ni plivati ​​ni stajati u Mrtvom moru - odmah leži na boku.
Na sl. 49 vidite čovjeka prilično udobno smještenog na površini Mrtvog mora; velika specifična težina vode omogućava mu da čita knjigu u ovom položaju, štiteći se kišobranom od žarkih sunčevih zraka.
Voda Kara-Bogaz-Gol (zaliv Kaspijskog mora) i ništa manje slana voda jezera Elton, koja sadrži 27% soli, imaju ista izvanredna svojstva.
Nešto od ove vrste doživljavaju oni pacijenti koji uzimaju slane kupke. Ako je salinitet vode vrlo visok, kao, na primjer, u mineralnim vodama Staraya Ruska, tada pacijent mora uložiti mnogo napora da ostane na dnu kupke. Čuo sam kako se žena lečena u Staroj Rusi ogorčeno žalila da ju je voda „pozitivno izbacila iz kupatila“. Čini se da je bila sklona kriviti ne Arhimedov zakon, već upravu odmarališta ...

Slika 49. Čovjek na površini Mrtvog mora (sa fotografije).

Slika 50. Linija tereta na brodu. Oznake marki se prave na nivou vodene linije. Radi jasnoće, oni su takođe prikazani odvojeno u uvećanom obliku. Značenje slova je objašnjeno u tekstu.
Stupanj saliniteta vode u različitim morima donekle varira, pa stoga brodovi ne sjede jednako duboko u morskoj vodi. Možda su neki od čitalaca slučajno vidjeli na brodu u blizini vodene linije takozvani "Lloyd's mark" - znak koji pokazuje nivo graničnih vodenih linija u vodi različite gustine. Na primjer, prikazano na sl. 50 linija opterećenja znači nivo granične vodne linije:
u slatkoj vodi (Fresch Water) ................................. FW
u Indijskom okeanu (Indijsko ljeto) ....................... IS
u slanoj vodi ljeti (ljeto) .......................... S
u slanoj vodi zimi (Zima) ............................ W
sve u. Atlant. ocean zimi (Zima Sjeverni Atlantik) .. WNA
Ove ocjene smo uveli kao obavezne od 1909. godine. Napominjemo na kraju da postoji vrsta vode, koja je u svom čistom obliku, bez ikakvih nečistoća, primjetno teža od obične; njegova specifična težina je 1,1, odnosno 10% veća od uobičajene; shodno tome, u bazenu takve vode, osoba koja ne zna ni plivati ​​teško bi se mogla udaviti. Takva voda se zvala "teška" voda; njegova hemijska formula je D2O (vodik u njegovom sastavu sastoji se od atoma, dvostruko težih od običnih atoma vodika, i označen je slovom D). "Teška" voda se otapa u neznatnoj količini u običnoj vodi: u kanti vode za piće sadrži oko 8 g.
Teška voda sastava D2O (može biti sedamnaest varijanti teške vode različitog sastava) trenutno se ekstrahuje gotovo u čistom obliku; primjesa obične vode je oko 0,05%.

Kako radi ledolomac?

Kada se kupate, ne propustite priliku da uradite sledeći eksperiment. Prije nego što napustite kadu, otvorite izlaz dok još ležite na dnu. Kako sve više i više vašeg tijela počinje da izlazi iznad vode, osjećat ćete postepenu težinu na njemu. Istovremeno ćete se na najočigledniji način uvjeriti da se težina koju je tijelo izgubilo u vodi (sjetite se koliko ste se osjećali lagano u kadi!), ponovo pojavljuje čim tijelo izađe iz vode.
Kada kit nehotice napravi takav eksperiment, nasukavši se na oseku, posljedice su fatalne za životinju: bit će zgnječena vlastitom monstruoznom težinom. Nije ni čudo što kitovi žive u elementu vode: sila plutanja tekućine spašava ih od pogubnog efekta gravitacije.
Prethodno je usko povezano s naslovom ovog članka. Rad ledolomca temelji se na istom fizičkom fenomenu: dio broda izvađen iz vode prestaje biti uravnotežen plutajućim djelovanjem vode i dobiva svoju "kopnenu" težinu. Ne treba misliti da ledolomac seče led u pokretu neprekidnim pritiskom svog pramca - pritiskom stabla. Tako ne rade ledolomci, već rezači leda. Ovaj način djelovanja je pogodan samo za relativno tanak led.
Pravi morski ledolomci, kao što su Krasin ili Yermak, rade drugačije. Djelovanjem svojih moćnih strojeva ledolomac gura svoj pramac na površinu leda, koja je u tu svrhu raspoređena pod vodom pod jakim nagibom. Kada izađe iz vode, pramac broda poprima svoju punu težinu, a ovo ogromno opterećenje (kod Yermaka je ova težina dostigla, na primjer, do 800 tona) lomi led. Da bi se pojačalo djelovanje, više vode se često upumpava u pramčane rezervoare ledolomca - "tečni balast".
Tako ledolomac radi sve dok debljina leda ne pređe pola metra. Jači led se pobjeđuje udarnim djelovanjem plovila. Ledolomac se povlači unazad i cijelom svojom masom udara o ivicu leda. U ovom slučaju više ne djeluje težina, već kinetička energija broda u pokretu; brod se pretvara, kao u artiljerijsku granatu male brzine, ali ogromne mase, u ovna.
Ledene humke visoke nekoliko metara razbijaju se energijom ponovljenih udaraca snažnog pramca ledolomca.
Učesnik čuvenog prelaza Sibirjakov 1932. godine, polarni istraživač N. Markov, ovako opisuje rad ovog ledolomca:
„Među stotinama ledenih stena, među neprekidnim pokrivačem leda, Sibirjakov je započeo bitku. Pedeset i dva sata zaredom, igla mašinskog telegrafa je skakala sa „puno nazad“ na „puno napred“. Trinaest četvorosatnih morskih satova "Sibirjakov" se od ubrzanja srušilo u led, smrskalo ga nosom, popelo se na led, razbilo ga i ponovo se povuklo. Led, debeo tri četvrtine metra, teško je popuštao. Svakim udarcem probijali su se do trećine korpusa.
SSSR ima najveće i najmoćnije ledolomce na svijetu.

Gdje su potopljeni brodovi?

Uvriježeno je mišljenje, čak i među pomorcima, da brodovi potopljeni u oceanu ne dopiru do morskog dna, već nepomično vise na određenoj dubini, gdje je voda "odgovarajuće zbijena pritiskom gornjih slojeva".
Ovo mišljenje je očigledno dijelio čak i autor knjige 20.000 milja pod morem; u jednom od poglavlja ovog romana Žil Vern opisuje potopljeni brod koji nepomično visi u vodi, a u drugom pominje brodove koji „trunu, slobodno vise u vodi“.
Da li je takva izjava tačna?
Čini se da za to postoji neka osnova, jer pritisak vode u dubinama okeana zaista dostiže ogromne stepene. Na dubini od 10 m voda pritiska silom od 1 kg na 1 cm2 potopljenog tijela. Na dubini od 20 m ovaj pritisak je već 2 kg, na dubini od 100 m - 10 kg, 1000 m - 100 kg. Okean, na mnogim mjestima, ima dubinu od nekoliko kilometara, dostižući više od 11 km u najdubljim dijelovima Velikog okeana (Marijanski rov). Lako je izračunati koliki ogroman pritisak mora iskusiti voda i predmeti uronjeni u nju na ovim ogromnim dubinama.
Ako se prazna začepljena boca spusti na znatnu dubinu, a zatim ponovo izvadi, ustanovit će se da je pritisak vode gurnuo čep u bocu i da je cijela posuda puna vode. Čuveni oceanograf John Murray u svojoj knjizi The Ocean kaže da je izveden takav eksperiment: tri staklene cijevi različitih veličina, zapečaćene na oba kraja, umotane su u platno i stavljene u bakarni cilindar s rupama za slobodan prolaz vode. Cilindar je spušten na dubinu od 5 km. Kada je odatle uklonjen, ispostavilo se da je platno ispunjeno masom nalik snijegu: bilo je razbijeno staklo. Komadi drveta, spušteni na sličnu dubinu, nakon što su uklonjeni, potonuli su u vodu kao cigla - toliko su se stisnuli.
Činilo bi se prirodnim očekivati ​​da bi takav monstruozan pritisak trebao toliko kondenzirati vodu na velikim dubinama da čak ni teški predmeti neće potonuti u njoj, kao što gvozdeni uteg ne tone u živi.
Međutim, ovo mišljenje je potpuno neutemeljeno. Iskustvo pokazuje da voda, kao i sve tečnosti općenito, nije jako stišljiva. Sabijena silom od 1 kg po 1 cm2, voda se sabija za samo 1/22 000 svoje zapremine i sabija se na približno isti način uz daljnje povećanje pritiska po kilogramu. Ako želimo vodu dovesti do takve gustine da u njoj može plivati ​​gvožđe, bilo bi potrebno da je kondenzujemo 8 puta. U međuvremenu, za sabijanje samo za polovinu, odnosno za prepolovljenje zapremine, potreban je pritisak od 11.000 kg po 1 cm2 (ako bi se samo za tako ogromne pritiske izvršila navedena mjera kompresije). To odgovara dubini od 110 km ispod nivoa mora!
Iz ovoga je jasno da apsolutno ne treba govoriti o bilo kakvom primjetnom zbijanju vode u dubinama okeana. Na njihovom najdubljem mjestu voda je debela samo 1100/22000, odnosno 1/20 normalne gustine, samo 5%. To gotovo da ne može utjecati na uvjete plutanja raznih tijela u njoj, pogotovo jer su i čvrsti objekti uronjeni u takvu vodu podvrgnuti tom pritisku, pa se stoga i zbijaju.
Stoga ne može biti ni najmanje sumnje da potopljeni brodovi počivaju na dnu okeana. "Sve što potone u čaši vode", kaže Murray, "trebalo bi otići na dno i u najdublji okean."
Čuo sam takav prigovor na ovo. Ako se čaša pažljivo uroni naopako u vodu, može ostati u tom položaju, jer će istisnuti zapreminu vode koja je teška koliko i čaša. Teža metalna čaša može se držati u sličnom položaju i ispod nivoa vode, a da ne potone na dno. Na isti način, kao da se kruzer ili drugi brod prevrnut kobilicom može zaustaviti na pola puta. Ako je u nekim prostorijama broda zrak čvrsto zatvoren, tada će brod potonuti na određenu dubinu i tu se zaustaviti.
Uostalom, dosta brodova tone naglavačke - a moguće je da neki od njih nikada ne dođu do dna, ostajući visjeti u mračnim dubinama oceana. Lagani guranje bio bi dovoljan da se takav brod izbalansira, prevrne, napuni vodom i padne na dno - kako može biti potresa u dubinama okeana, gdje vječno vladaju tišina i mir i gdje čak i odjeci oluja ne prodiru?
Svi ovi argumenti su zasnovani na fizičkoj grešci. Prevrnuta čaša se ne uranja u vodu - mora biti potopljena vanjskom silom u vodu, poput komada drveta ili prazne zapušene boce. Na isti način, brod prevrnut s kobilicom prema gore neće uopće početi tonuti, već će ostati na površini vode. Ne može se naći na pola puta između nivoa okeana i njegovog dna.

Kako su se ostvarili snovi Žila Verna i Velsa

Prave podmornice našeg vremena u nekim aspektima ne samo da su sustigle fantastični Nautilus Julesa Verpea, već su ga čak i nadmašile. Istina, brzina trenutnih podmorničkih krstarica je upola manja od brzine Nautilusa: 24 čvora naspram 50 za Jules Vernea (čvor je oko 1,8 km na sat). Najduži prolaz moderne podmornice je put oko svijeta, dok je kapetan Nemo putovao duplo duže. S druge strane, Nautilus je imao deplasman od samo 1.500 tona, posadu od svega dva ili tri tuceta ljudi na brodu i mogao je ostati pod vodom bez pauze ne više od četrdeset osam sati. Podmornička krstarica Surkuf, izgrađena 1929. godine u vlasništvu francuske ratne mornarice, imala je deplasman od 3200 tona, kontrolisala ju je tim od sto pedeset ljudi i mogla je da ostane pod vodom bez plutanja do sto dvadeset sati.
Ova podmornica bi mogla da pređe iz luke Francuske na ostrvo Madagaskar bez ulaska u bilo koju luku usput. U pogledu udobnosti stanovanja, Surkuf, možda, nije bio inferioran u odnosu na Nautilus. Nadalje, Surkuf je imao nesumnjivu prednost u odnosu na brod kapetana Nema što je na gornjoj palubi krstarice bio uređen vodootporni hangar za izviđački hidroavion. Također napominjemo da Jules Verne nije opremio Nautilus periskopom, dajući čamcu priliku da vidi horizont ispod vode.
Samo u jednom pogledu, prave podmornice će i dalje mnogo zaostajati za stvaranjem fantazije francuskog romanopisca: u dubini potapanja. Međutim, mora se napomenuti da je u ovom trenutku fantazija Julesa Vernea prešla granice uvjerljivosti. „Kapetan Nemo“, čitamo na jednom mestu u romanu, „dosezao je dubine od tri, četiri, pet, sedam, devet i deset hiljada metara ispod površine okeana“. A jednom je Nautilus potonuo čak na neviđenu dubinu - 16 hiljada metara! "Osećao sam", kaže junak romana, "kako drhte pričvršćivači gvozdene oplate podmornice, kako se njeni nosači savijaju, kako se kreću unutar prozora, popuštajući pritisku vode. Da naš brod nije imao snage od čvrstog livenog tela, odmah bi se spljoštio u tortu.”
Strah je sasvim primjeren, jer bi na dubini od 16 km (da postoji tolika dubina u okeanu) pritisak vode morao dostići 16.000: 10 = 1600 kg po 1 cm2 , ili 1600 tehničkih atmosfera ; takav napor ne zgnječi željezo, ali bi sigurno zdrobio strukturu. Međutim, moderna okeanografija ne poznaje takvu dubinu. Preuveličane ideje o dubinama okeana koje su dominirale erom Žila Verna (roman je napisan 1869. godine) objašnjavaju se nesavršenošću metoda za merenje dubine. U to vrijeme nije se koristila žica za lan-lot, već konop od konoplje; takav komad se zadržavao trenjem o vodu što je jače tonuo, što je dublje tonuo; na znatnoj dubini, trenje se povećalo do te mjere da je ždrijeb uopće prestao da pada, bez obzira koliko je konopac bio zatrovan: konop od konoplje se samo zapetljao, stvarajući utisak velike dubine.
Podmornice našeg vremena sposobne su izdržati pritisak ne veći od 25 atmosfera; ovo određuje najveću dubinu njihovog uranjanja: 250 m. Mnogo veća dubina postignuta je u posebnom aparatu zvanom "batisfera" (Sl. 51) i dizajniranom posebno za proučavanje faune okeanskih dubina. Ovaj aparat, međutim, ne podsjeća na Nautilus Julesa Vernea, već na fantastičnu kreaciju drugog romanopisca - Wellsovu morsku loptu, opisanu u priči "U dubini mora". Junak ove priče spustio se na dno okeana do dubine od 9 km u čeličnoj kugli debelih zidova; uređaj je uronjen bez kabla, ali sa uklonjivim teretom; kada je stigla na dno okeana, lopta se ovdje oslobodila tereta koji ju je odnio i brzo poletjela na površinu vode.
U batisferi su naučnici dostigli dubinu veću od 900 m. Batisfera se spušta na kablu sa broda, sa kojim oni koji sede u kugli održavaju telefonsku vezu.

Slika 51. Čelični sferni aparat "batisfera" za spuštanje u duboke slojeve okeana. U ovom aparatu William Beebe je 1934. dostigao dubinu od 923 m. Debljina zidova lopte je oko 4 cm, prečnik 1,5 m, a težina 2,5 tone.

Kako je Sadko odgajan?

U širokom prostranstvu okeana, hiljade velikih i malih brodova stradaju svake godine, posebno u vrijeme rata. Najvredniji i najpristupačniji od potopljenih brodova počeli su se izvlačiti s dna mora. Sovjetski inženjeri i ronioci koji su dio EPRON-a (tj. Podvodne ekspedicije posebne namjene) postali su poznati u cijelom svijetu uspješnim podizanjem više od 150 velikih plovila. Među njima, jedan od najvećih je ledolomac Sadko, koji je potonuo u Bijelom moru 1916. godine zbog nemara kapetana. Nakon što je 17 godina ležao na morskom dnu, ovaj odličan ledolomac podigli su radnici EPRON-a i pustili ga u pogon.
Tehnika dizanja bila je u potpunosti zasnovana na primjeni Arhimedovog zakona. Pod trupom potopljenog broda u tlu morskog dna ronioci su iskopali 12 tunela i kroz svaki od njih provukli jak čelični peškir. Krajevi peškira bili su pričvršćeni za pontone koji su namjerno potopljeni u blizini ledolomca. Svi ovi radovi izvedeni su na dubini od 25 m ispod nivoa mora.
Pontoni (sl. 52) su bili šuplji neprobojni željezni cilindri dužine 11 m i promjera 5,5 m. Prazan ponton bio je težak 50 tona. Prema pravilima geometrije, lako je izračunati njegovu zapreminu: oko 250 kubnih metara. Jasno je da takav cilindar treba da pluta prazan na vodi: istisne 250 tona vode, a sam teži samo 50; nosivost mu je jednaka razlici između 250 i 50, odnosno 200 tona. Da bi ponton potonuo na dno, napuni se vodom.
Kada su (vidi sliku 52) krajevi čeličnih traka bili čvrsto pričvršćeni za potonule pontone, komprimirani zrak je ubrizgavan u cilindre pomoću crijeva. Na dubini od 25 m voda pritiska silom 25/10 + 1, odnosno 3,5 atmosfere. Vazduh je dovođen u cilindre pod pritiskom od oko 4 atmosfere i stoga je morao da istisne vodu iz pontona. Lagane cilindre velikom snagom gurnula je okolna voda na površinu mora. Plutali su u vodi kao balon u vazduhu. Njihova zajednička sila dizanja sa potpunim istiskivanjem vode iz njih bila bi 200 x 12, odnosno 2400 tona. To premašuje težinu potonulog Sadka, pa su pontoni, radi lakšeg podizanja, samo djelimično oslobođeni vode.

Slika 52. Šema dizanja "Sadko"; prikazuje dio ledolomca, pontona i remena.
Ipak, uspon je izveden tek nakon nekoliko neuspješnih pokušaja. "Spasilačka grupa je pretrpjela četiri nesreće na njemu dok nije uspjela", piše T. I. Bobritsky, glavni brodski inženjer EPRON-a, koji je vodio radove. “Tri puta smo, napeto čekajući brod, vidjeli, umjesto ledolomca koji se diže, kako spontano bježi uvis, u haosu valova i pjene, pontone i pokidana crijeva kako se viju kao zmije. Dvaput se ledolomac pojavio i ponovo nestao u morskom ponoru prije nego što je izronio i konačno ostao na površini.

"Vječni" vodeni motor

Među brojnim projektima "vječnog motora" bilo je mnogo onih koji se zasnivaju na plutanju tijela u vodi. Visok toranj visok 20 metara ispunjen je vodom. Na vrhu i dnu tornja postavljene su remenice kroz koje se u obliku beskonačnog pojasa provlači snažno uže. Za konopac je pričvršćeno 14 šupljih kubika visine metar, zakovanih od gvozdenih limova tako da voda ne može da prodre u kutije. Naša slika. Na slikama 53 i 54 prikazan je izgled takvog tornja i njegov uzdužni presjek.
Kako ova postavka funkcionira? Svi koji poznaju Arhimedov zakon će shvatiti da će kutije, u vodi, težiti da isplivaju. Povlače se prema gore silom koja je jednaka težini vode koju istiskuju kutije, odnosno težini jednog kubnog metra vode, koja se ponavlja onoliko puta koliko su kutije uronjene u vodu. Iz crteža se vidi da u vodi uvijek ima šest kutija. To znači da je sila koja nosi natovarene kutije prema gore jednaka težini 6 m3 vode, odnosno 6 tona. Povlače se vlastitom težinom kutija, koja je, međutim, uravnotežena teretom od šest kutija koje slobodno vise na vanjskoj strani užeta.
Dakle, uže bačeno na ovaj način uvijek će biti podložno povlačenju od 6 tona primijenjeno na jednu njegovu stranu i usmjereno prema gore. Jasno je da će ova sila dovesti do toga da se konopac vrti bez prestanka, klizeći duž remenica, i sa svakim okretajem da radi rad od 6000 * 20 = 120 000 kgm.
Sada je jasno da ako zemlju prošaramo takvim kulama, onda ćemo moći od njih dobiti neograničenu količinu posla, dovoljnu da pokrije sve potrebe nacionalne ekonomije. Tornjevi će rotirati sidra dinamoa i osigurati električnu energiju u bilo kojoj količini.
Međutim, ako pažljivo pogledate ovaj projekat, lako je vidjeti da se očekivano pomicanje užeta uopće ne bi smjelo dogoditi.
Da bi se beskonačno uže moglo rotirati, kutije moraju ući u bazen tornja odozdo i izaći iz njega odozgo. Ali nakon svega, ulaskom u bazen, kutija mora savladati pritisak vodenog stupa visine 20 m! Ovaj pritisak po kvadratnom metru površine kutije nije jednak ni više ni manjem od dvadeset tona (težina 20 m3 vode). Potisak prema gore je samo 6 tona, odnosno očigledno je nedovoljan da se kutija uvuče u bazen.
Među brojnim primjerima vodenih "vječnih" motora, od kojih su stotine izumili propali pronalazači, mogu se pronaći vrlo jednostavne i genijalne opcije.

Slika 53. Projekt imaginarnog "vječnog" vodenog motora.

Slika 54. Uređaj tornja sa prethodne slike.
Pogledajte sl. 55. Dio drvenog bubnja, postavljenog na osovinu, stalno je uronjen u vodu. Ako je Arhimedov zakon tačan, tada bi dio uronjen u vodu trebao isplivati ​​i, čim je sila uzgona veća od sile trenja na osi bubnja, rotacija se nikada neće zaustaviti...

Slika 55. Još jedan projekat "vječnog" vodenog motora.
Nemojte žuriti da pravite ovaj "večni" motor! Sigurno ćete podbaciti: bubanj neće pomjeriti. Šta je, u čemu je greška u našem zaključivanju? Ispostavilo se da nismo uzeli u obzir smjer djelovanja snaga. I uvijek će biti usmjereni duž okomite na površinu bubnja, odnosno duž polumjera na os. Svi znaju iz svakodnevnog iskustva da je nemoguće okretati točak primjenom sile duž polumjera točka. Da bi se izazvala rotacija, potrebno je primijeniti silu okomitu na polumjer, odnosno tangentu na obim točka. Sada nije teško shvatiti zašto će se i pokušaj implementacije "perpetual" pokreta u ovom slučaju završiti neuspjehom.
Arhimedov zakon je dao zavodljivu hranu za umove koji tragaju za "večnim" motorom i podstakli ih da smisle genijalne uređaje za korišćenje prividnog gubitka težine kako bi dobili večiti izvor mehaničke energije.

Ko je skovao riječi "gas" i "atmosfera"?

Riječ "gas" pripada broju riječi koje su izmislili naučnici zajedno sa riječima kao što su "termometar", "struja", "galvanometar", "telefon" i prije svega "atmosfera". Od svih izmišljenih riječi, "gas" je daleko najkraća. Drevni holandski hemičar i lekar Helmont, koji je živeo od 1577. do 1644. (Galilejev savremenik), proizveo je „gas“ od grčke reči za „haos“. Otkrivši da se zrak sastoji od dva dijela, od kojih jedan podržava sagorijevanje i sagorijeva, dok ostali nemaju ova svojstva, Helmont je napisao:
„Takav sam parni gas nazvao, jer se gotovo ne razlikuje od haosa drevnih ljudi“(prvobitno značenje riječi "haos" je blistav prostor).
Međutim, nova riječ se nakon toga dugo nije koristila i oživio ju je tek slavni Lavoisier 1789. godine. Postala je rasprostranjena kada su svi počeli pričati o letovima braće Montgolfier u prvim balonima.
Lomonosov je u svojim spisima koristio još jedan naziv za gasovita tela - "elastične tečnosti" (koji je ostao u upotrebi čak i dok sam bio u školi). Napominjemo, uzgred, da je Lomonosov zaslužan za uvođenje niza imena u ruski govor, koja su sada postala standardne riječi naučnog jezika:
atmosfera
manometar
barometar
mikrometar
vazdušna pumpa
optika, optički
viskozitet
uh (e) električni
kristalizacija
e(e)fir
stvar
i sl.
Genijalni rodonačelnik ruske prirodne nauke je o tome napisao: „Bio sam primoran da tražim reči da nazovem neke fizičke instrumente, radnje i prirodne stvari, koje (tj. reči) iako na prvi pogled izgledaju pomalo čudno, ali nadam se da će ih biti sve više. upoznat sa vremenom kroz upotrebu volje."
Kao što znamo, Lomonosovljeve nade su bile potpuno opravdane.
Naprotiv, riječi koje je kasnije predložio V. I. Dahl (poznati sastavljač Eksplanatornog rječnika) da zamijene „atmosferu“ – nespretni „mirokolitsa“ ili „koloseum“ – uopće nisu zaživjele, baš kao što je njegov „ nebeska zemlja” nije zaživjela umjesto horizonta i drugih novih riječi .

Kao jednostavan zadatak

Samovar sa 30 čaša pun je vode. Stavite čašu ispod njegove slavine i sa satom u ruci pratite kazaljku sekunde da vidite u koliko sati je čaša napunjena do vrha. Recimo to za pola minuta. Sada postavimo pitanje: u koje vrijeme će se cijeli samovar isprazniti ako se slavina ostavi otvorena?
Čini se da je ovo djetinjasto jednostavan aritmetički problem: jedna čaša iscuri za 0,5 minuta, što znači da će se 30 čaša izliti za 15 minuta.
Ali doživite iskustvo. Ispostavilo se da je samovar prazan ne četvrt sata, kako ste očekivali, već pola sata.
Sta je bilo? Uostalom, računica je tako jednostavna!
Jednostavno, ali pogrešno. Ne može se misliti da brzina odliva ostaje ista od početka do kraja. Kada je prva čaša iscurila iz samovara, mlaz već teče pod manjim pritiskom, jer je nivo vode u samovaru opao; jasno je da će se druga čaša puniti duže od pola minute; treći će teći još lijenije, i tako dalje.
Brzina protoka bilo koje tekućine iz rupe u otvorenoj posudi direktno ovisi o visini stupca tekućine iznad rupe. Briljantni Toricelli, Galilejev učenik, prvi je ukazao na ovu zavisnost i izrazio je jednostavnom formulom:

Gdje je v brzina istjecanja, g je ubrzanje gravitacije, a h je visina nivoa tekućine iznad rupe. Iz ove formule proizilazi da je brzina izlaznog mlaza potpuno nezavisna od gustine tečnosti: laki alkohol i teška živa na istom nivou jednako brzo izlaze iz rupe (Sl. 56). Iz formule se može vidjeti da bi na Mjesecu, gdje je gravitacija 6 puta manja nego na Zemlji, bilo potrebno oko 2,5 puta više vremena da se napuni čaša nego na Zemlji.
No, vratimo se našem zadatku. Ako je nakon isteka 20 čaša iz samovara nivo vode u njemu (računajući od otvora slavine) pao četiri puta, tada će se 21. čaša puniti dvostruko sporije od prve. A ako u budućnosti nivo vode padne 9 puta, tada će trebati tri puta više vremena da se napune posljednje čaše nego da se napuni prva. Svi znaju kako sporo teče voda iz slavine samovara, koja je već skoro prazna. Rješavanjem ovog problema metodama više matematike može se dokazati da je vrijeme potrebno za potpuno pražnjenje posude dvostruko duže od vremena za koje bi se ista zapremina tečnosti izlila na konstantnom početnom nivou.

Slika 56. Šta će najverovatnije izliti: živa ili alkohol? Nivo tečnosti u posudama je isti.

Problem sa bazenom

Od rečenog, jedan korak do ozloglašenih problema oko bazena, bez kojih ne može ni jedan aritmetički i algebarski zadatak. Svi se sjećaju klasično dosadnih, školskih problema poput sljedećih:
“U bazenu su dvije cijevi. Nakon prvog prazan bazen se može napuniti u 5 sati; u jednoj sekundi puni bazen se može isprazniti u 10 sati. U koje vrijeme će se prazni bazen napuniti ako se obje cijevi otvore odjednom?
Problemi ove vrste imaju respektabilan recept - skoro 20 vekova, sežući do Herona Aleksandrijskog. Evo jednog od Heroninih zadataka - međutim ne tako zamršenih kao njeni potomci:

Daju se četiri fontane. Dat je opsežan rezervoar.
Za jedan dan, prva fontana ga napuni do vrha.
Dva dana i dvije noći drugi bi trebao raditi isto.
Treći je tri puta prvi, slabiji.
Za četiri dana, posljednji ga prati.
Reci mi koliko će brzo biti puna
Ako se u jednom trenutku svi otvore?

Već dvije hiljade godina problemi s bazenom su riješeni, a takva je snaga rutine! – dvije hiljade godina su pogrešno riješene. Zašto je to pogrešno - sami ćete shvatiti nakon što je upravo rečeno o oticanju vode. Kako ih naučiti rješavati probleme s bazenom? Prvi problem, na primjer, rješava se na sljedeći način. Na 1 sat, prva cijev izlijeva 0,2 bazena, druga sipa 0,1 bazena; to znači da pod dejstvom obe cevi svaki sat u bazen ulazi 0,2 - 0,1 = 0,1, od čega je vreme punjenja bazena 10 sati. Ovo rezonovanje je pogrešno: ako se može smatrati da se dotok vode odvija pod stalnim pritiskom i, prema tome, jednoličan, onda se njen odliv dešava na promenljivom nivou i, prema tome, neravnomerno. Iz činjenice da se bazen prazni drugom cijevi u 10 sati, nikako ne proizlazi da svakih sat vremena istječe 0,1 dio bazena; školska odluka, kao što vidimo, je pogrešna. Nemoguće je pravilno riješiti problem pomoću elementarne matematike, pa zadacima o bazenu (sa tekućom vodom) uopće nema mjesta u aritmetičkim zadacima.

Slika 57. Problem bazena.

Amazing Vessel

Da li je moguće urediti takvu posudu iz koje bi voda sve vrijeme izlazila u jednoličan tok, a da pritom ne usporava svoj tok, uprkos činjenici da se nivo tečnosti smanjuje? Nakon onoga što ste naučili iz prethodnih članaka, vjerovatno ste spremni da takav problem smatrate nerješivim.
U međuvremenu, to je sasvim izvodljivo. Banka prikazana na sl. 58, je upravo tako neverovatno plovilo. Ovo je obična tegla s uskim grlom, kroz čiji se čep gura staklena cijev. Ako otvorite slavinu C ispod kraja cijevi, tekućina će teći iz nje u neprekidnoj struji sve dok nivo vode u posudi ne padne na donji kraj cijevi. Guranjem cijevi skoro do nivoa slavine, možete učiniti da sva tečnost iznad nivoa rupe iscuri u jednoličnu, iako vrlo slabu mlaz.

Slika 58. Uređaj Mariotte posude. Iz rupe C voda teče ravnomjerno.
Zašto se ovo dešava? Mentalno pratite šta se dešava u posudi kada se otvori slavina C (Sl. 58). Prije svega, voda se izlije iz staklene cijevi; nivo tečnosti u njemu pada do kraja cevi. Daljnjim otjecanjem, nivo vode u posudi već opada i vanjski zrak ulazi kroz staklenu cijev; mjehuriće kroz vodu i skuplja se iznad nje na vrhu posude. Sada, na svim nivoima B, pritisak je jednak atmosferskom. To znači da voda iz slavine C istječe samo pod pritiskom vodenog sloja BC, jer je pritisak atmosfere unutar i izvan posude uravnotežen. A budući da debljina BC sloja ostaje konstantna, nije iznenađujuće da mlaz teče istom brzinom cijelo vrijeme.
Pokušajte sada odgovoriti na pitanje: koliko brzo će voda istjecati ako uklonite čep B na nivou kraja cijevi?
Ispostavilo se da uopće neće istjecati (naravno, ako je rupa toliko mala da se njena širina može zanemariti; inače će voda istjecati pod pritiskom tankog sloja vode, debljine širine rupa). Zapravo, ovdje iznutra i izvana pritisak je jednak atmosferskom, i ništa ne potiče vodu na istjecanje.
A ako biste izvadili čep A iznad donjeg kraja cijevi, onda ne samo da voda ne bi izlazila iz posude, već bi u nju ulazio i vanjski zrak. Zašto? Iz vrlo jednostavnog razloga: unutar ovog dijela posude tlak zraka je manji od atmosferskog tlaka izvana.
Ovu posudu tako izvanrednih svojstava izmislio je poznati fizičar Mariotte i nazvao je po naučniku "posuda Mariotte".

Opterećenje iz zraka

Sredinom 17. veka, stanovnici grada Rogensburga i suvereni prinčevi Nemačke, na čelu sa carem, koji su se tamo okupili, bili su svedoci neverovatnog spektakla: 16 konja se svim silama trudilo da razdvoji dve bakarne hemisfere vezane za svaku od njih. ostalo. Šta ih je povezalo? "Ništa" - vazduh. Pa ipak, osam konja koji su vukli u jednom pravcu i osam u drugom, nisu mogli da ih razdvoje. Tako je burgomajstor Otto von Guericke svojim očima svima pokazao da zrak uopće nije „ništa“, da ima težinu i pritišće značajnom silom sve zemaljske predmete.
Ovaj eksperiment je izveden 8. maja 1654. godine u veoma svečanoj atmosferi. Učeni burgomajstor je svojim naučnim istraživanjem uspeo da zainteresuje sve, uprkos činjenici da se stvar odigrala usred političkih previranja i razornih ratova.
Opis čuvenog eksperimenta sa "magdeburškim hemisferama" dostupan je u udžbenicima fizike. Ipak, siguran sam da će čitalac sa zanimanjem slušati ovu priču sa usana samog Guerickea, tog „njemačkog Galilea“, kako se ponekad naziva izvanredan fizičar. Obimna knjiga koja opisuje dugi niz njegovih eksperimenata pojavila se na latinskom u Amsterdamu 1672. godine i, kao i sve knjige ovog doba, nosila je poduži naslov. Evo ga:
OTTO von GUERICKE

Takozvani novi magdeburški eksperimenti

preko BEZVAZDUŠNOG PROSTORA,

originalno opisao profesor matematike
na Univerzitetu u Würzburgu od Kaspara Schotta.
Autorsko izdanje
detaljnije i dopunjene raznim
nova iskustva.
Poglavlje XXIII ove knjige posvećeno je eksperimentu koji nas zanima. Evo doslovnog prijevoda toga.
„Eksperiment koji dokazuje da vazdušni pritisak povezuje dve hemisfere tako čvrsto da se ne mogu razdvojiti naporima 16 konja.
Naručio sam dvije bakarne hemisfere prečnika tri četvrtine magdeburškog lakta. Ali u stvarnosti, njihov prečnik je bio samo 67/100, jer majstori, kao i obično, nisu mogli napraviti tačno ono što je bilo potrebno. Obe hemisfere su u potpunosti reagovale jedna na drugu. Dizalica je bila pričvršćena za jednu hemisferu; Pomoću ovog ventila možete ukloniti zrak iznutra i spriječiti ulazak zraka izvana. Osim toga, za hemisfere su pričvršćena 4 prstena kroz koje su provučeni konopci vezani za ormu konja. Također sam naručio da se sašije kožni prsten; bio je zasićen mješavinom voska u terpentinu; u sendviču između hemisfera, nije propuštao vazduh kroz njih. Cev vazdušne pumpe je umetnuta u slavinu, a vazduh u kugli je uklonjen. Tada je otkriveno kojom su silom obje hemisfere pritisnute jedna na drugu kroz kožni prsten. Pritisak vanjskog zraka ih je toliko pritisnuo da ih 16 konja (trzanjem) uopće nije moglo razdvojiti, ili je to postiglo samo s mukom. Kada su se polulopte, koje su popustile naponu sve snage konja, razdvojile, začuo se urlik, kao od pucnja.
Ali bilo je dovoljno otvoriti slobodan pristup zraku okretanjem slavine - i bilo je lako odvojiti hemisfere rukama.
Jednostavna računica može nam objasniti zašto je potrebna tako značajna sila (8 konja sa svake strane) da se dijelovi prazne lopte odvoje. Vazdušne preše sa snagom od oko 1 kg po cm2; Površina kruga prečnika 0,67 lakata (37 cm) je 1060 cm2. To znači da pritisak atmosfere na svakoj hemisferi mora biti veći od 1000 kg (1 tona). Svakih osam konja je, dakle, moralo da vuče silom od jedne tone da bi se suprotstavilo pritisku spoljašnjeg vazduha.
Čini se da za osam konja (sa svake strane) to nije baš veliko opterećenje. Ne zaboravite, međutim, da prilikom kretanja, na primjer, tereta od 1 tone, konji savladavaju silu ne od 1 tone, već mnogo manju, odnosno trenje kotača o osovinu i na kolnik. A ta snaga je - na autoputu, na primjer - samo pet posto, odnosno sa opterećenjem od jedne tone - 50 kg. (Da ne spominjemo da kada se udruže napori osam konja, kako praksa pokazuje, gubi se 50% vučne sile.) Dakle, vuča od 1 tone odgovara teretu kolica od 20 tona sa osam konja. Toliko je vazdušno opterećenje trebalo da nose konji magdeburškog burgomastera! Kao da je trebalo da pomjere malu parnu lokomotivu, koja, osim toga, nije stavljena na šine.
Izmjereno je da jak konj za vuču vuče kola sa silom od samo 80 kg. Shodno tome, za razbijanje magdeburških hemisfera, jednoličnim potiskom, bilo bi potrebno 1000/80 = 13 konja sa svake strane.
Čitalac će vjerovatno biti začuđen kada sazna da se neke od artikulacija našeg skeleta ne raspadaju iz istog razloga kao i magdeburške hemisfere. Naš zglob kuka je upravo takve magdeburške hemisfere. Moguće je izložiti ovaj zglob od mišićnih i hrskavičnih veza, a bedro ne ispada: atmosferski pritisak ga pritiska, jer u interartikularnom prostoru nema zraka.

Nove fontane čaplja

Uobičajeni oblik fontane, koji se pripisuje drevnom mehaničaru Heronu, vjerovatno je poznat mojim čitaocima.Da vas podsjetim na njen uređaj ovdje, prije nego što pređem na opis najnovijih modifikacija ove neobične naprave. Čapljina česma (sl. 60) sastoji se od tri posude: gornje otvorene a i dvije sferne b i c, hermetički zatvorene. Posude su povezane sa tri cijevi, čija je lokacija prikazana na slici. Kada ima malo vode u a, kugla b se napuni vodom, a lopta c napuni vazduhom, fontana počinje da radi: voda teče kroz cijev od a do c. istiskivanje vazduha odatle u loptu b; pod pritiskom nadolazećeg vazduha voda iz b juri u cev i kuca kao fontana preko posude a. Kada je lopta b prazna, fontana prestaje da kuca.

Slika 59. Kosti naših zglobova kuka se ne raspadaju zbog atmosferskog pritiska, baš kao što se magdeburške hemisfere zadržavaju.

Slika 60. Drevna fontana čaplja.

Slika 61. Moderna modifikacija Fontane čaplja. Iznad - varijanta pločastog uređaja.
Ovo je drevni oblik fontane Heron. Već u naše vrijeme, školski učitelj u Italiji, potaknut na domišljatost oskudnim namještajem svoje fizičke učionice, pojednostavio je konstrukciju čapljine fontane i osmislio takve modifikacije koje svako može urediti uz pomoć najjednostavnijih sredstava (Sl. 61). Umjesto kuglica, koristio je apotekarske boce; umjesto staklenih ili metalnih cijevi, uzeo sam gumene. Gornju posudu nije potrebno perforirati: u nju se jednostavno mogu umetnuti krajevi cijevi, kao što je prikazano na sl. 61 gore.
U ovoj modifikaciji uređaj je mnogo praktičniji za upotrebu: kada se sva voda iz tegle b prelije kroz posudu a u teglu c, možete jednostavno preurediti tegle b i c, i fontana ponovo radi; ne smijemo zaboraviti, naravno, i presaditi vrh na drugu cijev.
Još jedna pogodnost modificirane fontane je što omogućava proizvoljno mijenjanje lokacije posuda i proučavanje kako udaljenost nivoa posuda utječe na visinu mlaza.
Ako želite višestruko povećati visinu mlaza, to možete postići zamjenom vode živom u donjim bocama opisanog uređaja, a zraka vodom (sl. 62). Rad uređaja je jasan: živa, izlivajući se iz tegle c u teglu b, istiskuje vodu iz nje, izazivajući njeno prskanje poput fontane. Znajući da je živa 13,5 puta teža od vode, možemo izračunati koliko visoko treba da se diže mlaz fontane. Označimo razliku u nivou kao h1, h2, h3, respektivno. Pogledajmo sada sile pod kojima živa teče iz posude c (slika 62) u b. Živa u spojnoj cijevi je podložna pritisku s obje strane. Desno na njega utiče pritisak razlike h2 živinih stubova (koji je ekvivalentan pritisku 13,5 puta većeg vodenog stuba, 13,5 h2) plus pritisak vodenog stuba h1. Vodeni stupac h3 pritiska lijevo. Kao rezultat toga, živa se odnosi na silu
13.5h2 + h1 - h3.
Ali h3 – h1 = h2; stoga zamjenjujemo h1 - h3 sa minus h2 i dobijamo:
13.5h2 - h2 tj. 12.5h2.
Dakle, živa ulazi u posudu b pod pritiskom težine vodenog stuba visine 12,5 h2. Teoretski, fontana bi stoga trebala kucati do visine jednake razlici nivoa žive u bocama, pomnoženoj sa 12,5. Trenje donekle snižava ovu teorijsku visinu.
Ipak, opisani uređaj pruža zgodnu priliku za dobijanje visoko podignutog mlaza. Da bi se, na primjer, fontana natjerala na visinu od 10 m, dovoljno je podići jednu limenku iznad druge za oko jedan metar. Zanimljivo je da, kao što se vidi iz našeg proračuna, visina ploče a iznad tikvica sa živom ni najmanje ne utiče na visinu mlaza.

Slika 62. Česma pod pritiskom žive. Mlaz kuca deset puta više od razlike u nivou žive.

Deceptive Vessels

U stara vremena - u 17. i 18. stoljeću - plemići su se zabavljali sljedećom poučnom igračkom: pravili su kriglu (ili vrč), u čijem su se gornjem dijelu nalazili veliki šareni izrezi (sl. 63). Takva krigla, prelivena vinom, ponuđena je neukom gostu, nad kojim se moglo nekažnjeno smijati. Kako piti iz njega? Ne možete ga nagnuti: vino će teći iz mnogih rupa, a ni kap neće doći do vaših usta. Desiće se kao u bajci:

Slika 63. Varljivi vrč s kraja 18. vijeka i tajna njegove izrade.
Dušo, pijem pivo,
Da, samo smočio brkove.
Ali ko je znao tajnu uređenja takvih šoljica, tajnu prikazanu na sl. 63 na desnoj strani, - prstom je začepio rupu B, uzeo izljev u usta i uvukao tekućinu u sebe bez naginjanja posude: vino se dizalo kroz otvor E duž kanala unutar drške, zatim duž njegovog nastavka C unutar gornje ivice šolje i dospeo do izliva.
Ne tako davno, slične šolje su pravili naši grnčari. Desilo mi se da u jednoj kući vidim primjer njihovog rada, prilično vješto prikrivajući tajnu konstrukcije plovila; na krigli je bio natpis: "Pijte, ali ne prelijte."

Koliko je voda teška u prevrnutoj čaši?

„Naravno, ništa ne teži: voda ne drži u takvoj čaši, ona se izliva“, kažete.
- A ako ne izlije? Pitat ću. - Šta onda?
U stvari, moguće je držati vodu u prevrnutoj čaši kako se ne bi prolila. Ovaj slučaj je prikazan na sl. 64. Prevrnuti stakleni pehar, privezan na dnu za jednu tepsiju, napuni se vodom, koja se ne izliva, jer su rubovi pehara uronjeni u posudu sa vodom. Potpuno ista prazna čaša stavlja se na drugu posudu vage.
Koja tava vage će nadjačati?

Slika 64. Koji pehar će osvojiti?
Povući će onaj za koji je vezana prevrnuta čaša vode. Ovo staklo doživljava puni atmosferski pritisak odozgo, i atmosferski pritisak odozdo, oslabljen težinom vode koja se nalazi u čaši. Da bi se čaše izbalansirale, bilo bi potrebno napuniti čašu stavljenu na drugu šolju vodom.
Pod ovim uslovima, dakle, voda u prevrnutoj čaši teži isto kao i u čaši postavljenoj na dno.

Zašto su brodovi privučeni?

U jesen 1912. godine, okeanski parobrod Olympic, tada jedan od najvećih brodova na svijetu, imao je sljedeći incident. Olympic je plovio otvorenim morem, a gotovo paralelno s njim, na udaljenosti od stotine metara, velikom brzinom je prošao još jedan brod, znatno manja oklopna krstarica Gauk. Kada su oba broda zauzela položaj prikazan na sl. 65, dogodilo se nešto neočekivano: manji brod je brzo skrenuo s puta, kao da se pokorava nekoj nevidljivoj sili, okrenuo pramac prema velikom parobrodu i, ne slušajući kormilo, krenuo gotovo direktno prema njemu. Došlo je do sudara. Gauk je zabio nos u Olmpikovu stranu; Udarac je bio toliko jak da je "Gauk" napravio veliku rupu u boku "Olimpika".

Slika 65. Položaj parobroda "Olympic" i "Gauk" prije sudara.
Kada je ovaj čudni slučaj razmatran na pomorskom sudu, kapetan giganta "Olimpik" proglašen je krivim, jer, - stajalo je u sudskom dekretu, - nije dao nikakvu naredbu da ustupi put "Gauku" koji ide preko.
Sud, dakle, ovdje nije vidio ništa izvanredno: kapetanovu običnu nepažnju, ništa više. U međuvremenu se dogodila potpuno nepredviđena okolnost: slučaj međusobnog privlačenja brodova na moru.
Ovakvi slučajevi su se desili više puta, verovatno i ranije, sa paralelnim kretanjem dva broda. Ali sve dok nisu izgrađeni veoma veliki brodovi, ovaj fenomen se nije manifestovao takvom snagom. Kada su vode okeana počele da oru "plutajuće gradove", fenomen privlačnosti brodova postao je mnogo uočljiviji; komandanti ratnih brodova računaju sa njim prilikom manevrisanja.
Iz istog razloga vjerovatno su se dogodile i brojne nesreće malih brodova koji su plovili u blizini velikih putničkih i vojnih brodova.
Šta objašnjava ovu privlačnost? Naravno, ovdje ne može biti govora o privlačenju prema Newtonovom zakonu univerzalne gravitacije; već smo videli (u poglavlju IV) da je ova privlačnost previše zanemarljiva. Razlog za pojavu je sasvim druge vrste i objašnjava se zakonima strujanja tekućina u cijevima i kanalima. Može se dokazati da ako tekućina teče kroz kanal koji ima suženja i proširenja, onda u uskim dijelovima kanala teče brže i manje pritiska na zidove kanala nego na širokim mjestima, gdje teče mirnije i stvara veći pritisak. na zidovima (tzv. "Bernoullijev princip"). ").
Isto važi i za gasove. Ovaj fenomen u doktrini gasova naziva se Clément-Desormeov efekat (po fizičarima koji su ga otkrili) i često se naziva "aerostatskim paradoksom". Prvi put je ovaj fenomen, kako kažu, otkriven slučajno pod sljedećim okolnostima. U jednom od francuskih rudnika, radniku je naređeno da otvor vanjskog otvora zatvori štitnikom, kroz koji je doveden komprimirani zrak u rudnik. Radnik se dugo borio sa strujom zraka, ali je odjednom štit sam od sebe zalupio tolikom snagom da bi, da štit nije bio dovoljno velik, bio uvučen u ventilacijski otvor zajedno sa uplašenim radnikom.
Uzgred, ova karakteristika protoka plinova objašnjava djelovanje atomizera. Kada duvamo (Sl. 67) u koleno a, završavajući stezanjem, vazduh, prelazeći u stezanje, smanjuje njegov pritisak. Dakle, iznad cijevi b postoji zrak sa sniženim tlakom, pa stoga tlak atmosfere tjera tekućinu iz stakla u cijev; na otvoru, tečnost ulazi u mlaz uduvanog vazduha i raspršuje se u njemu.
Sada ćemo razumjeti koji je razlog privlačnosti brodova. Kada dva parobroda plove paralelno jedan s drugim, između njihovih bokova nastaje neka vrsta vodenog kanala. U običnom kanalu zidovi su nepomični, a voda se kreće; ovdje je obrnuto: voda miruje, a zidovi se kreću. Ali djelovanje sila se uopće ne mijenja: na uskim mjestima pokretnog kapanja voda manje pritišće zidove nego u prostoru oko parnih aparata. Drugim riječima, strane parobroda okrenute jedna prema drugoj doživljavaju manji pritisak s vodene strane nego vanjski dijelovi brodova. Šta bi se trebalo dogoditi kao rezultat ovoga? Brodovi se moraju pod pritiskom vanjske vode kretati jedni prema drugima, a prirodno je da se manji brod pomiče uočljivije, dok masivniji ostaje gotovo nepomičan. Zato je privlačnost posebno jaka kada veliki brod brzo prođe pored malog.

Slika 66. U uskim dijelovima kanala voda teče brže i manje pritiska na zidove nego u širokim.

Slika 67. Pištolj za prskanje.

Slika 68. Protok vode između dva jedrenjaka.
Dakle, privlačnost brodova je zbog usisnog djelovanja tekuće vode. Ovo takođe objašnjava opasnost od brzaka za kupače, usisni efekat hidromasažnih bazena. Može se izračunati da tok vode u rijeci umjerenom brzinom od 1 m u sekundi uvlači ljudsko tijelo silom od 30 kg! Takvoj sili nije lako odoljeti, pogotovo u vodi, kada nam vlastita tjelesna težina ne pomaže da održimo stabilnost. Konačno, uvlačenje voza koji se brzo kreće objašnjava se istim Bernoullijevim principom: voz brzinom od 50 km na sat vuče obližnju osobu sa silom od oko 8 kg.
Fenomeni povezani s "Bernoullijevim principom", iako prilično česti, malo su poznati među nespecijalistima. Stoga će biti korisno detaljnije se zadržati na tome. Slijedi izvod iz članka na ovu temu objavljenog u naučno-popularnom časopisu.

Bernoullijev princip i njegove posljedice

Princip, koji je prvi izneo Daniel Bernoulli 1726. godine, kaže: u mlazu vode ili vazduha, pritisak je visok ako je brzina mala, a pritisak je nizak ako je brzina velika. Postoje poznata ograničenja ovog principa, ali se ovdje nećemo zadržavati na njima.
Rice. 69 ilustruje ovaj princip.
Kroz cijev AB se uduvava zrak. Ako je poprečni presjek cijevi mali, kao u a, brzina zraka je velika; gdje je poprečni presjek veliki, kao u b, brzina zraka je mala. Tamo gdje je brzina velika, pritisak je nizak, a gdje je brzina mala, pritisak je visok. Zbog niskog pritiska vazduha u a, tečnost u cevi C raste; istovremeno, jak vazdušni pritisak u b uzrokuje potonuće tečnosti u cevi D.

Slika 69. Ilustracija Bernoullijevog principa. U suženom dijelu (a) cijevi AB tlak je manji nego u širokom dijelu (b).
Na sl. 70 cijev T je montirana na bakarni disk DD; zrak se upuhuje kroz cijev T i dalje pored slobodnog diska dd. Zrak između dva diska ima veliku brzinu, ali se ta brzina brzo smanjuje kako se približava rubovima diskova, jer se poprečni presjek strujanja zraka brzo povećava i inercija zraka koji izlazi iz prostora između diskova je prebroditi. Ali pritisak vazduha koji okružuje disk je veliki, jer je brzina mala, a pritisak vazduha između diskova je mali, jer je brzina velika. Zbog toga, vazduh koji okružuje disk ima veći uticaj na diskove, težeći da ih približi od strujanja vazduha između diskova, težeći da ih razdvoji; kao rezultat toga, disk dd se lijepi za disk DD što je jača struja zraka u T.
Rice. 71 predstavlja analogiju sa sl. 70, ali samo sa vodom. Voda koja se brzo kreće na DD disku je na niskom nivou i diže se na viši nivo mirne vode u bazenu dok kruži oko ivica diska. Stoga, mirna voda ispod diska ima veći pritisak od vode koja se kreće iznad diska, što uzrokuje podizanje diska. Šipka P ne dozvoljava bočno pomicanje diska.

Slika 70. Iskustvo sa diskovima.

Slika 71. Disk DD se diže na šipku P kada se na njega izlije mlaz vode iz rezervoara.
Rice. 72 prikazuje laganu loptu koja pluta u mlazu zraka. Vazdušni mlaz udara loptu i sprečava je da padne. Kada lopta iskoči iz mlaza, okolni vazduh je gura nazad u mlaz jer je pritisak okolnog vazduha male brzine visok, a pritisak vazduha velike brzine nizak.
Rice. 73 predstavlja dva broda koji se kreću jedan pored drugog u mirnoj vodi, ili, što je isto, dva broda koji stoje jedan pored drugog i teku oko vode. Protok je više ograničen u prostoru između posuda, a brzina vode u ovom prostoru je veća nego na obje strane posuda. Stoga je pritisak vode između brodova manji nego na obje strane broda; veći pritisak vode koja okružuje brodove zbližava ih. Mornari dobro znaju da se dva broda koji plove jedan pored drugog snažno privlače.

Slika 72. Lopta koju podupire mlaz zraka.

Slika 73. Čini se da se dva broda koji se kreću paralelno privlače jedan drugog.

Slika 74. Kada brodovi krenu naprijed, brod B okreće pramac prema brodu A.

Slika 75. Ako se zrak uduva između dvije lake kuglice, one se približavaju jedna drugoj dok se ne dodirnu.
Ozbiljniji slučaj može nastati kada jedan brod prati drugi, kao što je prikazano na sl. 74. Dvije sile F i F, koje spajaju brodove, teže da ih okrenu, a brod B se značajnom silom okreće prema L. Sudar je u ovom slučaju gotovo neizbježan, jer kormilo nema vremena za promjenu smjera broda.
Fenomen opisan u vezi sa sl. 73 može se demonstrirati uduvavanjem zraka između dvije lagane gumene lopte obješene kao što je prikazano na sl. 75. Ako se zrak duva između njih, oni se približavaju i udaraju jedan drugog.

Namjena ribljeg mjehura

O tome kakvu ulogu igra plivački mjehur riba obično govore i pišu - činilo se sasvim uvjerljivim - sljedeće. Kako bi iz dubine izašla u površinske slojeve vode, riba napuhava plivački mjehur; tada se volumen njenog tijela povećava, težina istisnute vode postaje veća od njene vlastite težine - i, prema zakonu plivanja, riba se diže. Da bi zaustavila uspon ili spuštanje, ona, naprotiv, komprimira svoju plivajuću bešiku. Zapremina tijela, a time i težina istisnute vode, smanjuju se, a riba tone na dno prema Arhimedovom zakonu.
Ovako pojednostavljena ideja o svrsi plivajućeg mjehura ribe datira još iz vremena naučnika Firentinske akademije (XVII vek), a izneo ju je profesor Borelli 1685. Više od 200 godina bila je prihvaćena bez prigovora, uspjela se ukorijeniti u školskim udžbenicima, a tek radovima novih istraživača (Moreau, Charbonel) otkrivena je potpuna nedosljednost ove teorije,
Mjehurić nesumnjivo ima vrlo blisku vezu s plivanjem riba, jer su ribe kod kojih je mjehurić vještački uklonjen tokom eksperimenata mogle ostati u vodi samo napornim radom perajama, a kada je taj rad prestao, padale su u vodu. dnu. Koja je njegova prava uloga? Vrlo ograničeno: samo pomaže ribi da ostane na određenoj dubini - točno na onoj na kojoj je težina vode koju je riba istisnula jednaka težini same ribe. Kada riba, radom svojih peraja, padne ispod ovog nivoa, njeno tijelo, doživljavajući veliki vanjski pritisak vode, skuplja se, stišćući mjehur; težina istisnute zapremine vode se smanjuje, postaje manja od težine ribe, a riba nekontrolirano pada. Što niže pada, pritisak vode postaje jači (za 1 atmosferu pri spuštanju na svakih 10 m), tijelo ribe se više stišće i brže nastavlja da pada.
Ista stvar, samo u suprotnom smjeru, događa se kada se riba, napustivši sloj u kojem je bila u ravnoteži, radom peraja pomakne u više slojeve. Njeno tijelo, oslobođeno dijela vanjskog pritiska i koje još uvijek puca iznutra plivajućim mjehurom (u kojem je tlak plina do ove točke bio u ravnoteži sa pritiskom okolne vode), povećava se u volumenu i kao rezultat , lebdi više. Što se riba više diže, to joj tijelo više otiče i, posljedično, brže se dalje diže. Riba to ne može spriječiti “stiskanjem mjehura”, jer su zidovi njenog plivajućeg mjehura lišeni mišićnih vlakana koja bi mogla aktivno mijenjati njen volumen.
Da se takvo pasivno širenje volumena tijela zaista događa kod riba, potvrđuje sljedeći eksperiment (Sl. 76). Ukljeva u hloroformiranom stanju stavlja se u zatvorenu posudu sa vodom, u kojoj se održava povišeni pritisak, blizak onom koji vlada na određenoj dubini u prirodnom rezervoaru. na površini vode, riba leži neaktivna, trbuhom prema gore. Potopljen malo dublje, ponovo se izdiže na površinu. Postavljen bliže dnu, tone na dno. Ali u intervalu između oba nivoa nalazi se sloj vode u kojem riba ostaje u ravnoteži - ne tone i ne pluta. Sve ovo postaje jasno ako se prisjetimo onoga što je upravo rečeno o pasivnom širenju i kontrakciji plivajućeg mjehura.
Dakle, suprotno uvriježenom vjerovanju, riba ne može svojevoljno naduvati i skupiti plivački mjehur. Promjene u njegovom volumenu nastaju pasivno, pod utjecajem povećanog ili oslabljenog vanjskog pritiska (prema Boyle-Mariotteovom zakonu). Ove promjene volumena ne samo da nisu korisne za ribu, već su joj, naprotiv, štetne, jer uzrokuju ili nezaustavljiv, sve brži pad na dno, ili jednako nezaustavljiv i ubrzan izlazak na površinu. Drugim riječima, mjehurić pomaže ribi da zadrži ravnotežu u mirnom položaju, ali ta ravnoteža je nestabilna.
Ovo je prava uloga plivačke bešike ribe, što se tiče njenog odnosa prema plivanju; da li obavlja i druge funkcije u tijelu ribe i šta točno nije poznato, pa je ovaj organ još uvijek misteriozan. I samo se njegova hidrostatička uloga sada može smatrati potpuno razjašnjenom.
Zapažanja ribara potvrđuju rečeno.

Slika 76. Iskustvo sa bleakom.
Prilikom hvatanja ribe iz velikih dubina dešava se da se druge ribe puste na pola puta; ali, suprotno očekivanju, ne silazi ponovo u dubinu iz koje je izvađen, već se, naprotiv, brzo izdiže na površinu. Kod takvih i takvih riba ponekad se primijeti da mjehur viri kroz usta.

Talasi i vihorovi

Mnoge svakodnevne fizičke pojave ne mogu se objasniti na osnovu elementarnih zakona fizike. Čak i tako često uočena pojava kao što su morski talasi po vetrovitom danu ne može se u potpunosti objasniti u okviru školskog kursa fizike. A što uzrokuje valove koji se raspršuju u mirnoj vodi s pramca parobroda u pokretu? Zašto se zastave vijore po vjetrovitom vremenu? Zašto je pijesak na obali mora valovit? Zašto dim izlazi iz fabričkog dimnjaka?

Slika 77. Mirno (“laminarno”) strujanje fluida u cijevi.

Slika 78. Vrtložni ("turbulentni") tok fluida u cijevi.
Da bismo objasnili ove i druge slične pojave, moraju se poznavati karakteristike takozvanog vrtložnog kretanja tečnosti i gasova. Pokušat ćemo ovdje reći malo o fenomenima vrtloga i navesti njihove glavne karakteristike, budući da se vrtlozi gotovo ne spominju u školskim udžbenicima.
Zamislite tečnost koja teče u cijevi. Ako se sve čestice fluida kreću duž cijevi u paralelnim linijama, onda imamo najjednostavniji oblik kretanja fluida - mirno ili, kako fizičari kažu, "laminarni" tok. Međutim, ovo nikako nije najčešći slučaj. Naprotiv, mnogo češće tečnosti nemirno teku u cevima; vrtlozi idu od zidova cijevi do njene ose. Ovo je vrtlog ili turbulentno kretanje. Tako, na primjer, teče voda u cijevima vodovodne mreže (ako ne mislimo na tanke cijevi, gdje je tok laminaran). Vrtložni tok se opaža kad god brzina protoka date tekućine u cijevi (datog prečnika) dostigne određenu vrijednost, takozvanu kritičnu brzinu.
Vrtlozi tečnosti koji teče u cevi mogu se učiniti vidljivim oku ako se malo laganog praha, kao što je likopodijum, unese u prozirnu tečnost koja teče u staklenoj cevi. Tada se jasno razlikuju vrtlozi koji idu od zidova cijevi do njene ose.
Ova karakteristika vrtložnog toka se koristi u tehnologiji za izgradnju frižidera i hladnjaka. Tečnost koja turbulentno teče u cevi sa ohlađenim zidovima dovodi sve svoje čestice u kontakt sa hladnim zidovima mnogo brže nego kada se kreće bez vrtloga; mora se imati na umu da su same tekućine loši provodnici topline i, u nedostatku miješanja, vrlo sporo se hlade ili zagrijavaju. Živa termička i materijalna razmena krvi sa tkivima koja njome ispiru moguća je i samo zato što njen tok u krvnim sudovima nije laminaran, već vrtložan.
Ono što je rečeno o cijevima jednako vrijedi i za otvorene kanale i riječna korita: u kanalima i rijekama voda teče turbulentno. Prilikom preciznog merenja brzine reke, instrument detektuje talasanje, posebno u blizini dna: talasi ukazuju na konstantno promenljiv smer toka, odnosno vrtloge. banke do sredine. Zato je netačna tvrdnja da u dubinama reke voda ima istu temperaturu tokom cele godine, odnosno +4°C: usled mešanja, temperatura tekuće vode blizu dna reke (ali ne i jezero) je isto kao i na površini. Vihori koji se stvaraju na dnu rijeke nose sa sobom lagani pijesak i ovdje stvaraju pješčane "valove". Isto se može vidjeti i na pješčanoj morskoj obali koju zapljuskuje nadolazeći val (sl. 79). Kada bi tok vode blizu dna bio miran, pijesak na dnu bi imao ravnu površinu.

Slika 79. Nastanak pješčanih valova na morskoj obali djelovanjem vodenih vrtloga.

Slika 80. Valovito kretanje užeta u tekućoj vodi nastaje zbog stvaranja vrtloga.
Dakle, blizu površine tijela opranog vodom nastaju vrtlozi. O njihovom postojanju govori nam, na primjer, serpentinasto namotano uže koje je razvučeno duž vodene struje (kada je jedan kraj užeta vezan, a drugi slobodan). sta se desava ovde? Odsječak užeta kraj kojeg se stvorio vihor odnese; ali u sljedećem trenutku ovaj dio se već kreće drugim vrtlogom u suprotnom smjeru - dobija se serpentinasti meandar (Sl. 80).
Od tečnosti do gasova, od vode do vazduha.
Ko nije vidio kako vazdušni vihori odnose prašinu, slamu itd. sa zemlje? Ovo je manifestacija vrtložnog strujanja zraka duž površine zemlje. A kada zrak struji duž površine vode, tada na mjestima gdje se formiraju vrtlozi, kao rezultat smanjenja tlaka zraka ovdje, voda se diže poput grba - stvara se uzbuđenje. Isti uzrok stvara pješčane valove u pustinji i na padinama dina (Sl. 82).

Slika 81. Zastava koja se vijori na vjetru...

Slika 82. Valovita površina pijeska u pustinji.
Sada je lako shvatiti zašto se zastava uzburkava na vjetru: s njom se događa isto što i s užetom u tekućoj vodi. Tvrda ploča vjetrobrana ne održava stalan smjer vjetra, već, povinujući se vihorima, cijelo vrijeme oscilira. Istog vrtložnog porijekla i oblačića dima koji izlaze iz fabričkog dimnjaka; Dimni plinovi prolaze kroz cijev vrtložnim kretanjem, koje se neko vrijeme nastavlja po inerciji izvan cijevi (Sl. 83).
Značaj turbulentnog kretanja vazduha za avijaciju je veliki. Krilima aviona je dat takav oblik u kojem je mjesto razrjeđivanja zraka ispod krila ispunjeno supstancom krila, a efekt vrtloga iznad krila, naprotiv, pojačan. Kao rezultat toga, krilo je oslonjeno odozdo, a usisano odozgo (Sl. 84). Slične pojave se dešavaju kada ptica lebdi raširenih krila.

Slika 83. Oblaci dima koji izlaze iz fabričkog dimnjaka.
Kako djeluje vjetar koji duva preko krova? Vihori stvaraju razrjeđivanje zraka iznad krova; pokušavajući da izjednači pritisak, vazduh ispod krova, nošen prema gore, pritiska na njega. Kao rezultat toga, događa se nešto što se, nažalost, često mora primijetiti: lagani, labavo pričvršćeni krov odnese vjetar. Iz istog razloga, velika prozorska stakla su iznutra istisnuta vjetrom (a ne lomljena pod pritiskom izvana). Međutim, ove pojave se lakše objašnjavaju smanjenjem pritiska u vazduhu koji se kreće (videti Bernulijev princip iznad, str. 125).
Kada dvije struje zraka različite temperature i vlažnosti teku jedna uz drugu, u svakom se pojavljuju vrtlozi. Različiti oblici oblaka su uglavnom zbog ovog razloga.
Vidimo kakav je širok spektar fenomena povezan sa vrtložnim tokovima.

Slika 84. Kojim silama djeluje krilo aviona.
Raspodjela pritisaka (+) i razrjeđivanja (-) zraka preko krila na osnovu eksperimenata. Kao rezultat svih uloženih napora, podržavanja i sisanja, krilo se nosi prema gore. (Pune linije pokazuju distribuciju pritiska; isprekidane linije pokazuju isto uz naglo povećanje brzine leta)

Putovanje u utrobu Zemlje

Nijedna osoba se još nije spustila u Zemlju dublje od 3,3 km - a ipak je polumjer globusa 6400 km. Još je veoma dug put do centra Zemlje. Ipak, inventivni Jules Verne poslao je svoje junake duboko u utrobu Zemlje - ekscentričnog profesora Lidenbroka i njegovog nećaka Axela. U Putovanju u centar Zemlje opisao je nevjerovatne avanture ovih podzemnih putnika. Među iznenađenjima koja su naišli pod Zemljom, između ostalog, bilo je i povećanje gustine vazduha. Kako se diže, zrak se vrlo brzo razrjeđuje: njegova gustina opada eksponencijalno, dok se visina uspona povećava aritmetičkom progresijom. Naprotiv, kada se spušta, ispod nivoa okeana, vazduh pod pritiskom gornjih slojeva treba da postaje sve gušći. Podzemni putnici, naravno, to nisu mogli ne primijetiti.
Evo razgovora između strica naučnika i njegovog nećaka na dubini od 12 milja (48 km) u utrobi Zemlje.
„Vidi šta pokazuje manometar? pitao je ujak.
- Veoma jak pritisak.
“Sada vidite da, kako se malo-pomalo spuštamo, postepeno se navikavamo na zgusnut zrak i uopće ne patimo od njega.
“Osim bola u mojim ušima.
- Smeće!
„Vrlo dobro“, odgovorio sam, odlučivši da ne protivrečim svom ujaku. “Čak je i lijepo biti u zgusnutom zraku. Jeste li primijetili kako se u njemu čuju glasni zvuci?
- Naravno. U ovoj atmosferi, čak su i gluvi mogli čuti.
„Ali vazduh će biti sve gušći. Hoće li na kraju dobiti gustinu vode?
- Naravno: pod pritiskom od 770 atmosfera.
- I još niže?
– Gustina će se još više povećati.
Kako ćemo onda sići?
Napunit ćemo naše džepove kamenjem.
- Pa, ujače, imaš odgovor za sve!
Nisam išao dalje u sferu nagađanja, jer bih, možda, opet naišao na neku prepreku koja bi iznervirala mog ujaka. Bilo je, međutim, očigledno da pod pritiskom od nekoliko hiljada atmosfera vazduh može da pređe u čvrsto stanje, a onda bismo, čak i pod pretpostavkom da izdržimo takav pritisak, ipak morali da stanemo. Tu nikakvi argumenti neće pomoći.”

Fantazija i matematika

Ovako pripovijeda romanopisac; ali ispada, ako provjerimo činjenice o kojima se govori u ovom odlomku. Za ovo ne moramo silaziti u utrobu Zemlje; za mali izlet u polje fizike dovoljno je opskrbiti se olovkom i papirom.
Pre svega, pokušaćemo da odredimo na koju dubinu se trebamo spustiti da bi se pritisak atmosfere povećao za 1000-ti deo. Normalni pritisak atmosfere jednak je težini stuba žive od 760 mm. Da nismo uronjeni u vazduh, već u živu, morali bismo da se spustimo samo 760/1000 = 0,76 mm da bi se pritisak povećao za 1000. U vazduhu se, naravno, za to moramo spustiti mnogo dublje, i to tačno onoliko puta koliko je vazduh lakši od žive - 10.500 puta. To znači da da bi se pritisak povećao za 1000-ti deo normale, moraćemo da se spustimo ne za 0,76 mm, kao kod živine, već za 0,76x10500, odnosno za skoro 8 m. Kada ćemo se spustiti još 8 m, onda će se povećani pritisak povećati za još 1000 svoje magnitude, i tako dalje... Na kojem god nivou da se nalazimo - na samom "plafonu svijeta" (22 km), na vrhu Mount Everesta (9 km ) ili blizu površine okeana, - treba da se spustimo 8 m tako da se pritisak atmosfere poveća za 1000-ti deo prvobitne vrednosti. Ispada, dakle, takva tablica povećanja tlaka zraka s dubinom:
pritisak na nivou tla
760 mm = normalno
"dubina 8 m" \u003d 1,001 normalno
"dubina 2x8" \u003d (1.001) 2
"dubina 3x8" \u003d (1.001) 3
"dubina 4x8" \u003d (1.001) 4
I generalno, na dubini od nx8 m, pritisak atmosfere je (1,001) n puta veći od normalnog; i dok pritisak nije jako visok, gustina vazduha će se povećati za istu količinu (Mariotteov zakon).
Imajte na umu da u ovaj slučaj govorimo, kao što se vidi iz romana, o dubljenju u Zemlju za samo 48 km, pa se stoga slabljenje gravitacije i povezano smanjenje težine zraka može zanemariti.
Sada možete izračunati koliki je bio, otprilike. pritisak koji su podzemni putnici Žila Verna iskusili na dubini od 48 km (48.000 m). U našoj formuli, n je 48000/8 = 6000. Moramo izračunati 1,0016000. Budući da je množenje 1.001 samo po sebi 6000 puta prilično dosadno i dugotrajno, obratit ćemo se pomoći logaritama. o čemu je Laplas s pravom rekao da smanjenjem rada udvostručuju životni vek kalkulatora. Uzimajući logaritam, imamo: logaritam nepoznatog je jednak
6000 * log 1,001 = 6000 * 0,00043 = 2,6.
Logaritmom od 2,6 nalazimo željeni broj; jednako je 400.
Dakle, na dubini od 48 km, pritisak atmosfere je 400 puta jači od normalnog; Gustoća zraka pod takvim pritiskom povećat će se, kako su eksperimenti pokazali, 315 puta. Stoga je sumnjivo da naši podzemni putnici uopće ne bi patili, doživljavajući samo “bol u ušima”... U romanu Julesa Verpea, međutim, kaže se da su ljudi dosegli još veće podzemne dubine, odnosno 120 i čak 325 km. Pritisak vazduha mora da je tamo dostigao monstruozne stepene; osoba može bezopasno podnijeti pritisak zraka ne više od tri ili četiri atmosfere.
Kada bismo, koristeći istu formulu, počeli računati na kojoj dubini zrak postaje gust kao voda, odnosno postaje 770 puta gušći, dobili bismo broj: 53 km. Ali ovaj rezultat je netačan, jer pri visokim pritiscima gustina gasa više nije proporcionalna pritisku. Mariotteov zakon je sasvim istinit samo za ne previše značajne pritiske, koji ne prelaze stotine atmosfera. Evo iskustvenih podataka o gustini vazduha:
Gustoća pritiska
200 atmosfera... 190
400" .............. 315
600" .............. 387
1500" ............... 513
1800" ............... 540
2100" ............... 564
Povećanje gustine, kao što vidimo, primetno zaostaje za povećanjem pritiska. Uzalud je naučnik Jules Verne očekivao da će dostići dubinu na kojoj je vazduh gušći od vode - na to ne bi morao da čeka, jer vazduh dostiže gustinu vode samo pri pritisku od 3000 atmosfera, a onda skoro ne kompresuje. Ne može biti govora o pretvaranju zraka u čvrsto stanje jednim pritiskom, bez jakog hlađenja (ispod minus 146 °).
Pošteno je, međutim, reći da je dotični roman Žila Verna objavljen mnogo prije nego što su sada navedene činjenice postale poznate. Ovo opravdava autora, iako ne koriguje narativ.
Koristit ćemo formulu danu ranije za izračunavanje najveće dubine rudnika, na čijem dnu osoba može ostati bez štete po svoje zdravlje. Najviši vazdušni pritisak koji naše telo još uvek može da izdrži je 3 atmosfere. Označavajući željenu dubinu rudnika kroz x, imamo jednadžbu (1.001) x / 8 \u003d 3, iz koje (logaritamski) izračunavamo x. Dobijamo x = 8,9 km.
Dakle, osoba bi mogla biti bez štete na dubini od skoro 9 km. Ako bi Tihi okean iznenada presušio, ljudi bi gotovo svuda mogli živjeti na njegovom dnu.

U dubokom rudniku

Ko se približio centru Zemlje - ne u romanopisčevoj fantaziji, već u stvarnosti? Naravno, rudari. Već znamo (vidi Poglavlje IV) da je najdublji rudnik na svijetu iskopan u Južnoj Africi. Ide dublje od 3 km. Ovdje ne mislimo na dubinu prodiranja burgije koja doseže 7,5 km, već na produbljivanje samih ljudi. Evo šta, na primer, francuski pisac dr Luc Durten, koji ga je lično posetio, govori o rudniku u rudniku Morro Velho (dubine oko 2300 m):
“Čuveni rudnici zlata Morro Velho nalaze se 400 km od Rio de Janeira. Nakon 16 sati vožnje željeznicom po kamenitom terenu, spuštate se u duboku dolinu okruženu džunglom. Ovdje jedna engleska kompanija kopa vene koje sadrže zlato na dubinama koje čovjek nikada prije nije vidio.
Vena ide u dubinu koso. Rudnik ga prati sa šest izbočina. Vertikalna okna - bunari, horizontalna - tuneli. Izuzetno je karakteristično za moderno društvo da se najdublje okno iskopano u kori zemaljske kugle - najhrabriji pokušaj čovjeka da prodre u utrobu planete - čini u potrazi za zlatom.
Nosite platneni kombinezon i kožnu jaknu. Budite oprezni: i najmanji kamenčić koji padne u bunar može vas povrijediti. Sa nama će biti jedan od "kapetana" rudnika. Ulazite u prvi tunel, dobro osvijetljen. Drhtite od hladnog vjetra od 4°: ovo je ventilacija za hlađenje dubine rudnika.
Prošavši prvi bunar 700 m dubine u uskom metalnom kavezu, nalazite se u drugom tunelu. Spuštate se do drugog bunara; vazduh postaje topliji. Već ste ispod nivoa mora.
Počevši od sledećeg bunara, vazduh peče lice. Obliveni znojem, pogrbljeni pod niskim svodom, krećete se prema tutnji bušaćih mašina. Goli ljudi rade u gustoj prašini; S njih curi znoj, ruke neprestano prolaze kroz flašu vode. Ne dirajte fragmente rude, sada odlomljene: njihova temperatura je 57 °.
Šta je rezultat ove strašne, odvratne stvarnosti? “Oko 10 kilograma zlata dnevno…”.
Opisujući fizičke uslove na dnu rudnika i stepen ekstremne eksploatacije radnika, francuski pisac konstatuje visoku temperaturu, ali ne pominje povećan pritisak vazduha. Izračunajmo kako je to na dubini od 2300 m. Ako bi temperatura ostala ista kao na površini Zemlje, tada bi se, prema nama već poznatoj formuli, gustina zraka povećala za

Raz.
U stvarnosti, temperatura ne ostaje konstantna, već raste. Stoga se gustina zraka povećava ne tako značajno, već manje. Na kraju krajeva, zrak na dnu rudnika razlikuje se po gustini od zraka na površini Zemlje malo više od zraka vrelog ljetnog dana od ledenog zraka zime. Sada je jasno zašto ova okolnost nije privukla pažnju posjetioca rudnika.
Ali od velike važnosti je značajna vlažnost vazduha u tako dubokim rudnicima, što boravak u njima čini nepodnošljivim na visokim temperaturama. U jednom od južnoafričkih rudnika (Johansburg), na dubini od 2553 m, vlažnost dostiže 100% na 50°C; sada se ovde uređuje takozvana "veštačka klima", a efekat hlađenja instalacije je ekvivalentan 2000 tona leda.

Gore sa stratostatima

U prethodnim člancima, mentalno smo putovali u utrobu zemlje, a pomogla nam je formula za ovisnost tlaka zraka o dubini. Hajdemo sada da se podignemo i, koristeći istu formulu, vidimo kako se vazdušni pritisak menja na velikim visinama. Formula za ovaj slučaj ima sljedeći oblik:
p = 0,999h/8,
gdje je p pritisak u atmosferama, h visina u metrima. Razlomak 0,999 ovdje je zamijenio broj 1,001, jer pri kretanju gore 8 m, pritisak se ne povećava za 0,001, već se smanjuje za 0,001.
Počnimo s rješavanjem problema: koliko visoko se treba podići da bi se tlak zraka prepolovio?
Da bismo to učinili, izjednačavamo pritisak p = 0,5 u našoj formuli i počinjemo tražiti visinu h. Dobijamo jednačinu 0,5 = 0,999h / 8, koju čitateljima koji znaju rukovati logaritmima neće biti teško riješiti. Odgovor h = 5,6 km određuje visinu na kojoj se vazdušni pritisak mora prepoloviti.
Krenimo sada još više, prateći hrabre sovjetske aeronaute, koji su dostigli visinu od 19 i 22 km. Ova visoka područja atmosfere već su u takozvanoj "stratosferi". Stoga se kugle na kojima se izvode takvi usponi nazivaju ne baloni, već "stratosferski baloni". Mislim da među starijom generacijom nije postojao barem jedan koji ne bi čuo imena sovjetskih stratosferskih balona „SSSR“ i „OAH-1“, koji su postavili svjetske visinske rekorde 1933. i 1934.: prvi - 19 km, drugi - 22 km.
Pokušajmo izračunati koliki je pritisak atmosfere na ovim visinama.
Za visinu od 19 km nalazimo da bi pritisak vazduha trebao biti
0,99919000/8 = 0,095 atm = 72 mm.
Za visinu od 22 km
0,99922000/8 = 0,066 atm = 50 mm.
Međutim, gledajući zapise stratonauta, nalazimo da su na naznačenim visinama zabilježeni i drugi pritisci: na visini od 19 km - 50 mm, na visini od 22 km - 45 mm.
Zašto kalkulacija nije potvrđena? Šta je naša greška?
Mariotteov zakon za plinove pri tako niskom pritisku je sasvim primjenjiv, ali ovaj put smo napravili još jedan propust: smatrali smo da je temperatura zraka ista na cijeloj debljini od 20 kilometara, dok s visinom primjetno opada. U prosjeku prihvataju; da temperatura pada za 6,5° za svaki pređeni kilometar; to se događa do visine od 11 km, gdje je temperatura minus 56 °, a zatim ostaje nepromijenjena na znatnoj udaljenosti. Ako se uzme u obzir ova okolnost (za koju sredstva elementarne matematike više nisu dovoljna), dobiće se rezultati koji su mnogo konzistentniji sa stvarnošću. Iz istog razloga, rezultati naših prethodnih proračuna koji se odnose na pritisak vazduha u dubinama takođe se moraju smatrati približnim.

Na ovoj stranici skupljat ću knjige o zabavnoj fizici koje su mi poznate: knjige koje imam kod kuće, linkovi na priče i recenzije o takvim knjigama.

Dodajte u komentare koje zabavne naučne knjige znate.

N.M. Zubkov "Ukusna nauka" Iskustva i eksperimenti u kuhinji za djecu od 5 do 9 godina. Jednostavna mala knjiga. Spustio bih dob, prejednostavni i poznati eksperimenti, poput plivanja jajeta u slanoj vodi i umotavanja sladoleda u bundu. Uglavnom odgovori na dječje "zašto?". Mada, možda sam prezahtjevan) Dakle, u principu, sve je lijepo i razumljivo)

L. Gendenstein i drugi "Mehanika" je knjiga iz mog detinjstva. U njemu, u obliku stripa, prijatelji se upoznaju sa zakonima mehanike. Ovo upoznavanje se odvija u igri, u razgovoru, općenito, između vremena. Tada mi se jako svidjela, i još uvijek mi se sviđa. Možda je s njom počela moja strast za fizikom?

"dječija enciklopedija". I ovaj Talmud je iz mog djetinjstva. Sadrži 5 tomova. Tu je i o umjetnosti, te o geografiji, biologiji, historiji. A ovaj je prirodan. Koliko puta je otvorim, toliko sam uvjeren da stare enciklopedije nisu kao sadašnje. Crteži su tačno crno-bijeli (uglavnom), ali ima mnogo više informacija.

A. V. Lukyanova "Prava fizika za dječake i djevojčice". Prva knjiga o fizici koju sam sebi kupio. Šta da kažem? Nisam odmah impresioniran. Knjiga je velikog formata, crteži prelepi, papir debeo, cena visoka. A u stvari, ne mnogo. Ali, u principu, možete čitati, gledati slike sa svojim djetetom.

A. Dmitriev "Djedov kovčeg". Ovaj mali pamflet mi je omiljeni. Dizajnerski gotovo samoizdava, ali su svi eksperimenti, naučne igračke opisani na vrlo pristupačan i jednostavan način.

Tom Tit "Science Fun". Svugdje je ova knjiga jako hvaljena, ali ni meni se nije baš dopala. Eksperimenti su zanimljivi. Ali nema objašnjenja. I bez objašnjenja, nekako loše ispadne.

Y. Perelman "Zabavna mehanika", "Fizika na svakom koraku", "Zabavna fizika". Perelman je, naravno, klasik žanra. Međutim, njegove knjige nisu za mališane.

Bruno Donath "Fizika u igricama". Izgleda kao Tom Tit, samo nekako lakše za moju percepciju i objašnjenja svih eksperimenata i igrica.

L.A. Sikoruk "Fizika za djecu". Izgleda nešto kao moj "Mehanika" Gendenstein iz djetinjstva. Ne, ovdje nema stripova, ali upoznavanje sa fizičkim zakonima prirode teče u razgovoru i ležerno. Ovu knjigu nisam našao u prodaji, jer je imam samo u štampi.

Pa, moj posljednji hobi su karte sa naučnim eksperimentima.

© 2009, Izdavačka kuća RIMIS, izdanje, dizajn

Tekst i figure su restaurirane prema knjizi "Zabavna fizika" Ya. I. Perelmana, koju je objavio P. P. Soikin (Sankt Peterburg) 1913. godine.

Sva prava zadržana. Nijedan dio elektronske verzije ove knjige ne smije se reproducirati u bilo kojem obliku ili na bilo koji način, uključujući objavljivanje na Internetu i korporativnim mrežama, za privatnu i javnu upotrebu, bez pismene dozvole vlasnika autorskih prava.

© Elektronsku verziju knjige pripremio Liters (www.litres.ru)

"Zabavna fizika" - 85!

Priznajem: sa uzbuđenjem sam nedavno prelistavao prvo izdanje knjige - rodonačelnika novog književnog žanra. "Zabavna fizika" - tako je nazvao njegov "prvorođenac", rođen u Sankt Peterburgu prije 85 godina, njen autor, tada malo poznati Jakov Isidorovič Perelman.

Zašto bibliografi, kritičari i popularizatori nedvosmisleno povezuju početak naučnog interesovanja sa pojavom ove knjige? Zar nije bilo nečeg sličnog ranije? I zašto je Rusiji bilo suđeno da postane rodno mjesto novog žanra?

Naravno, ranije su objavljivane naučno-popularne knjige o raznim naukama. Ako se ograničimo na fiziku, možemo se podsetiti da su već u 19. veku u inostranstvu i Rusiji objavljivane dobre knjige Bojsa, Tisandiera, Tita i drugih autora. Međutim, to su bile zbirke eksperimenata iz fizike, često prilično zabavnih, ali, po pravilu, bez objašnjenja suštine fizičkih pojava koje su ti eksperimenti ilustrovali.

"Zabavna fizika" je, prije svega, ogroman izbor (iz svih dijelova elementarne fizike) zabavnih problema, zamršenih pitanja, nevjerovatnih paradoksa. Ali najvažnije je da je sve navedeno u njemu svakako popraćeno fascinantnim raspravama, ili neočekivanim komentarima, ili spektakularnim eksperimentima koji služe u svrhu intelektualne zabave i upoznavanja čitaoca sa ozbiljnim proučavanjem nauke.

Autor je nekoliko godina radio na sadržaju „Zabavne fizike“, nakon čega je izdavač P. Soikin dve i po godine držao rukopis u redakcijskom „portfoliju“, ne usuđujući se da objavi knjigu sa tim naslovom. Ipak: takva fundamentalna nauka i odjednom ... zabavna fizika!

Ali duh je ipak pušten iz vrča i započeo je svoj pobjednički marš, prvo u Rusiji (1913-1914), a zatim i u drugim zemljama. Za života autora knjiga je doživjela 13 izdanja, a svako naredno izdanje se razlikovalo od prethodnog: dopunjavani su, nedostaci otklanjani, a tekst je prepravljan.

Kako su knjigu primili savremenici? Evo nekoliko njenih recenzija iz vodećih časopisa tog vremena.

„Među raznim pokušajima da se fizika zainteresuje uzorkovanjem najzabavnijih stvari iz nje i manje-više razigranom prezentacijom, knjiga gospodina Perelmana ističe se promišljenošću i ozbiljnošću. Pruža dobar materijal za posmatranje i razmišljanje sa svih odjela osnovne fizike, uredno objavljen i lijepo ilustrovan” (N. Drenteln, Pedagoška zbirka).

“Vrlo poučna i zabavna knjiga, u najobičnijim i na prvi pogled jednostavnim pitanjima i odgovorima, koja uvodi osnovne zakone fizike...” (“Novo vrijeme”).

„Knjiga ima mnogo crteža i toliko je zanimljiva da je teško odložiti je bez čitanja do kraja. Mislim da prilikom predavanja prirodnih nauka nastavnik može imati koristi od mnogo poučnih stvari iz ove divne knjige“ (prof. A. Pogodin, „Jutro“).

“Gospodin Perelman nije ograničen samo na opisivanje raznih eksperimenata koji se mogu izvoditi kod kuće... Autor Zabavne fizike analizira mnoga pitanja koja nisu podložna eksperimentiranju kod kuće, ali su ipak interesantna kako u suštini tako iu obliku da on zna kako dati svom pripovijedanju" ("Fizičar amater").

„Unutarnji sadržaj, obilje ilustracija, prekrasan izgled knjige i vrlo niska cijena - sve je to ključ njene široke distribucije ...“ (N. Kamenshchikov, „Bilten eksperimentalne fizike“).

I zaista, "Zabavna fizika" je dobila ne samo široku, već i najširu distribuciju. Dakle, kod nas je na ruskom objavljeno tridesetak puta i to u masovnim izdanjima. Ova neverovatna knjiga je prevedena na engleski, arapski, bugarski, španski, kanada, malajalam, marati, nemački, perzijski, poljski, portugalski, rumunski, tamilski, telugu, finski, francuski, hindi, češki, japanski.

Down and Out nevolje su počele! Inspirisan uspehom čitalaca i kritičara, Y. Perelman priprema i objavljuje 1916. drugu (ne nastavak prve, već druge) knjigu o zabavnoj fizici. Dalje više. Jedna za drugom objavljuju se njegova zabavna geometrija, aritmetika, matematika, astronomija, mehanika, algebra - ukupno četrdeset (!) naučno zabavnih knjiga.

"Zabavnu fiziku" čita nekoliko generacija čitalaca. Naravno, nisu svi koji su ga pročitali postali naučnici, ali teško da postoji fizičar, barem u Rusiji, koji to nije upoznat.

Sada u ruskom kartoteci zabavnih knjiga postoji više od 150 grana nauke. Nijedna zemlja nema takvo bogatstvo, a počasno mjesto među ovim publikacijama pripada, bez sumnje, Zabavnoj fizici.

Yuri Morozov

Izvor informacija - web stranica časopisa "Znanje je moć" www.znanie-sila.ru

Predgovor

Ova knjiga je samostalna zbirka koja nije nastavak prve knjige Zabavne fizike; naziva se "drugim" samo zato što je napisan kasnije od prvog. Uspjeh prve zbirke nagnao je autora da obradi ostatak prikupljenog materijala, pa je tako sastavljena ova druga – ili bolje rečeno, druga – knjiga koja pokriva iste odsjeke školske fizike.

Ova knjiga Zabavne fizike, kao i prva, namijenjena je čitanju, a ne proučavanju. Njegov cilj nije toliko da informiše čitaoca o novim saznanjima, već da mu pomogne da „nauči ono što zna“, odnosno da produbi i oživi osnovne informacije koje već poseduje u fizici, nauči ga da svjesno upravlja njima i podstakne ga da diverzifikuju njihovu primenu. To se postiže, kao i u prvoj zbirci, razmatranjem šarolikog niza zagonetki, zamršenih pitanja, zabavnih problema, zabavnih paradoksa, neočekivanih poređenja iz oblasti fizike, vezanih za krug svakodnevnih pojava ili izvučenih iz popularnih radova opštih i naučna fantastika. Sastavljač je posebno široko koristio materijal ove druge vrste, smatrajući ga najprikladnijim za potrebe zbirke: uključeni su odlomci iz poznatih romana Julesa Verna, Wellsa, Kurda Lasswitza i dr. Fantastični eksperimenti, pored iskušenja, mogu igrati važnu ulogu u nastavi kao žive ilustracije; našli su mjesto za sebe čak i u školskim udžbenicima. „Njihov cilj je“, piše naš poznati učitelj V. L. Rozenberg, „da oslobode um od okova navike i razjasne jedan od aspekata fenomena čije je razumevanje zamagljeno uobičajenim uslovima koji zadiru u um učenika. bez obzira na njegovu volju, zbog navike.”

Sastavljač je nastojao, koliko je mogao, da izlaganju da spoljašnju zanimljivu formu, da subjektu unese privlačnost, a da se ponekad ne zaustavi pre nego što zainteresuje spolja. Vodio se psihološkim aksiomom da interes na predmet povećava pažnju, pažnja olakšava razumijevanje i stoga doprinosi svjesnijem asimilacija.