|
|
Арбузный ломтик по средам № 22
Взвесим часы?
| |
Часы бывают обеденными и песочными. Обеденные часы могут состоять из трех блюд, бутылочки пива и легкой дремы; или случайной булочки с кофе, сигареты без фильтра и легкой досады; или из бурчания в желудке и легкого почесывания в затылке. Песочные часы, как и все современное, состоят из стекла и песка. Стекло предназначено для
того, чтобы видеть песок, а песок — для того, чтобы заставить время пересыпаться в нужном направлении, т. е. вниз. Когда время кончается, его переворачивают, если хотят продолжать. Если продолжать больше уже не хотят, то часы не переворачивают, и песок образует тогда приятную кучку, в которую втыкают что-нибудь соответствующее настроению, вероисповеданию или моде. Скопление таких кучек называется цивилизацией. Перевернутое время ничем не отличается от обычного неперевернутого, — разве что мухи начинают жужжать громче, да тени становятся прозрачнее… До последнего времени считалось, что песочные часы не тикают. В результате длительных наблюдений за поведением разных видов песочных часов стало понятно, что они все-таки тикают. Только очень тихо и редко.
Новые сведения о вещах. Песочные часы.
Херука, дежурный диктантор, идам. 26.04.2000 |
Замечательный текст эпиграфа, выложенный когда-то в закоулках галереи Марата Гельмана, здесь он очень уж кстати. Задача о песочных часах — вечно молодая жемчужина занимательной физики. Упоминалась она и в моем обзоре «часовых» задач, опубликованном в «Компьютерре», № 18, 2000. Весь пар обсуждений тогда ушел именно на задачу о песочных часах: какие часы легче — идущие или стоящие? Пришлось найти источник с ответом (Дж. Уокер. Физический фейерверк. М.: Мир, 1979), который гласил, что вес не изменится, так как уменьшение веса от летящих песчинок компенсируется увеличением веса от их ударов при падении.
Такой неочевидный ответ только раззадорил участников обсуждения (в рабочее время почему не порассуждать?) Были рассмотрены разные модели — с превращением песка в воду или, наоборот, разбиванием его на отдельные камешки. И, если с потерей веса все понятно, то как увеличивается вес от ударов песчинок — вопрос. Если лить струйку воды на чашку весов (потом стекает сразу), покажут ли они вес струйки, точнее, вес «от струйки»? Как его посчитать? (На происхождение струйки лучше не отвлекаться.) А если камешки будут падать с паузами? А если дуть на весы? Вспомните: при покупке картофеля последнюю картофелину продавец бросает, весы отклоняются, и продавец снимает тару, не дав весам вернуться и успокоиться.
Что значит фраза «сила удара боксера 100 кг»? А двойного удара — 200? А десятикратного? А на другом измерительном приборе с другой инерцией? Потеря веса пропорциональна высоте падения, добавочный вес от передачи импульса пропорционален скорости, а она, в свою очередь, пропорциональна корню квадратному от высоты: v = (2gh)0,5. Так что равенство (пересечение графиков) будет только в одной точке, зависящей от инерции весов.
А как влияет среда? Вспомните контейнер с голубями — будет ли он легче, если голуби взлетят? Ведь потоки воздуха будут давить на дно. А если часы наполнить водой или маслом? Песчинки будут долго парить и мягко опускаться, но появится вертикальный поток жидкости, который будет давить не только на дно, но и на потолок. Как изменится точность хода таких часов? Зависит ли точность хода от силы тяжести?
Знакомый взвесил на точнейших лабораторных весах «идущие» и «стоящие» песочные часы. Вес был одинаковым. А жаль… Просто точности весов не хватило…
25.08.2004
Теги: задачки
|
Ваш отзыв автору
|
|
|
