Трение тормозных колодок о диски колес — сила действительно внутренняя и вызвать остановку автомобиля не может. Чтобы уменьшить его скорость, нужны внешние силы, направленные против движения. А возникают они только в области контакта колес с землей. Без этих сил торможение невозможно — именно поэтому так трудно остановить автомобиль в гололед, когда трение падает почти до нуля (см. «Наука и жизнь» №10, 1997 г.).
Практический интерес имеет вопрос: что следует делать, чтобы тормозной путь был минимальным? Можно ведь «зажать» тормоза так, что колеса перестанут вращаться совсем, и тормозить будет трение скольжения. Неопытный водитель нередко так и поступает, и напрасно. Скорость скольжения при этом очень высока — она равна скорости автомобиля, а сила трения уменьшается с ростом скорости. Поэтому тормозной путь оказывается далеко не самым коротким. Оптимальным будет торможение на пределе перехода качения колеса к его скольжению. На современных автомобилях этот режим позволяет автоматически выдерживать так называемая антиблокировочная система (АБС).

Это таинственное происшествие, заставляющее вспомнить о происках «летающих тарелок», объясняется очень просто. Черные цифры нагреваются сильнее всего и поэтому расширяются больше. На границе черной и белой краски возникали напряжения, которые в конце концов привели к разрушению материала. Цифры выпали, оставив аккуратные прозрачные отверстия.

Ошибка в рассуждениях автора проекта «вечного двигателя» достаточно проста, хотя и не очевидна. Капиллярные силы, способные поднять жидкость на высоту h, удержат ее и на конце изогнутой трубки, не давая вытекать. «Двигатель» работать не будет, даровую энергию получить не удастся.

9. «Странное» поведение двери становится понятным, если рассмотреть его с точки зрения закона сохранения энергии. Потенциальная энергия любой системы стремится к минимуму. Вначале минимальная энергия была у закрытой двери, а у открытой она увеличивалась, центр ее массы повышался. Это означает, что дверь была повешена неровно: ее верхняя часть была ближе к стене, чем нижняя; ось вращения имела наклон внутрь. Через какое-то время верхняя петля под действием нагрузки немного съехала наружу, ось вращения наклонилась в другую сторону, и дверь стала понижать свою потенциальную энергию, открываясь.

При разряде конденсатора возникает мощный импульс тока. Проходя через проводник, свернутый в кольцо, он наводит в нем эдс самоиндукции, направленную в противоположную сторону. Сопротивление витка оказывается очень высоким, и ток замыкается через разрядный промежуток. Растянутый проводник имеет ничтожное сопротивление, поэтому весь ток проходит только через него и разряда не возникает.

11.

12.

13.

Электрическое сопротивление проводника уменьшается при его охлаждении (глубокое охлаждение вызывает у ряда веществ полное исчезновение сопротивления). Сопротивление проволоки, обложенной льдом, уменьшится, а сила тока в цепи, следовательно, возрастет. Это вызовет повышение температуры второй проволоки.
При температуре t сопротивление металла R_t = R₀(1+αt), где R₀ - сопротивление при 0°С, a α ~ 1/273 град^-1 - термический коэффициент сопротивления. Несложный расчет показывает: если лед охладил проволоку с 30°С до нуля, ее сопротивление упадет примерно на 10%. Теплота, выделяющаяся в проводнике, пропорцио нальна квадрату силы тока (закон Джоуля - Ленца). Значит, при прочих равных условиях "свободная" проволока нагреется сильнее примерно на 20%.

При параллельном соединении проволок будет наблюдаться противоположное явление: сила тока, проходящего через холодную проволоку, возрастет, через горячую - уменьшится, и она остынет.

15. Стрелка прибора находится на некотором расстоянии от шкалы. Если снимать показания, глядя на стрелку немного сбоку, измерения будут проведены с ошибкой. Зеркальная шкала ошибку исключает: совмещая стрелку с ее отражением, мы видим именно то деление шкалы, напротив которого она остановилась. Снабжать зеркальной шкалой часы смысла не имеет: их стрелки движет зубчатая передача, поэтому перемещаются они скачками, с точностью в лучшем случае около секунды.

16. Поведение шарика, висящего на нитке, вопросов обычно не вызывает: понятно, что он отклонится наружу под действием центробежной силы, равной произведению массы тела на центробежное ускорение (направленное в сторону, противоположную центру) вращающейся системы. Сложнее обстоит дело с шариком в сосуде с водой. Рассуждать здесь можно следующим образом. Шарик, более легкий, чем среда, в которой он находится, можно рассматри вать как отрицательную массу. Следовательно, сила, на него действующая, будет иметь противоположный знак, и шарик отклонится внутрь, к центру вращения. Нетрудно сообразить также, что нить, к которой прикреплен шарик, все время будет ориентирована под прямым углом к поверхности жидкости (это справедливо и для второго шарика тоже).

Примета имеет под собой некоторые основания. Нить накаливания в лампочке имеет форму спирали. Ее витки, по которым ток идет в одном направлении, притягиваются (правило Ампера). Переменный ток создает периодически действующую силу. В исправной лампочке спираль туго натянута и эта сила компенсируется силами упругости. А спираль, которая от времени растянулась и потеряла жесткость, начинает вибрировать с частотой 100 Гц (удвоенная частота переменного тока), порождая тихий гудящий звук. А так как вольфрам довольно хрупок, вибрации быстро приводят к разрыву нити (особенно при резонансе, вызывающем резкое увеличение амплитуды колебаний) - лампочка перегорает.

18. Силы поверхностного натяжения, действующие со стороны мыльной пленки, тем больше, чем меньше радиус ее кривизны (плоская пленка дополнительного давления оказывать не будет). Поэтому маленький пузырь будет сжимать воздух внутри сильнее, чем большой. Маленький пузырь станет уменьшаться, большой - увеличиваться. Когда правый пузырь окончательно исчезнет, пленка, затягивающая отверстие, плоской не станет. Она примет форму участка сферы с тем же радиусом кривизны, что у левого пузыря. Избыточное давление внутри сфер, которое определяется формулой Лапласа Δpдоп = 2α/R (где α - коэффициент поверхностного натяжения, R - радиус кривизны), станет одинаковым и наступит равновесие.

19. На Т-образное коромысло действует пара сил тяжести подвешенных грузов. Поворачиваться вокруг точки О коромысло заставляет момент этих сил (произведение силы на расстояние до центра вращения). Из чертежа видно, что равновесие при шарнирной подвеске грузов будет неустойчивым, а при жесткой - устойчивым.

20. Странное поведение манометра объясняется аномальными свойствами воды. Максимальную плотность вода имеет не при 0°С (0,99987 г/см3), а при 4°С (1,00000 г/см3). Поэтому нагретая вода вначале опускается на дно сосуда, воздух в пузыре расширяется, уровень масла в левом колене понижается. С ростом температуры плотность воды уменьшается (при 20°С она равна 0,99823 г/см3), нагретая вода начинает подниматься, а холодная остается внизу. Манометр покажет рост давления в правой части.

Как ни странно, этот несложный вопрос нередко ставит в тупик. Преподаватель, любивший задавать его на экзаменах, утверждал, что большинство уверенно отвечали: "Распадется все!". И только считанные единицы давали верный ответ: по прошествии времени, равного периоду полураспада Т, всякий раз распадается половина оставшейся массы: М/2; М/4; М/8 и т. д. Но самый сногсшибательный ответ был получен после глубокого раздумья: "Распадется, конечно, все. Но что-то все-таки останется..."

22. Поверхность волны на воде можно считать зеркалом, которое слегка покачивается в пределах угла . Солнечный луч падает на него под углом и отражается под тем же углом. Легко увидеть, что при повороте зеркала и угол падения, и угол отражения увеличиваются на одну и ту же величину φ - угол поворота зеркала . Это значит, что при повороте зеркала на некоторый угол отражение от него за то же время поворачивается на двойной угол - 2φ. Следовательно, угловая скорость движения зайчиков на своде моста в два раза выше скорости смещения волны на воде.

Согласно второму началу термодинамики, тепло самопроизвольно переходит от нагретого тела к охлажденному, причем неважно, каким способом. В первом случае это явление очевидно: тепло пламени свечи посредством лучеиспускания передается холодному термометру. Процесс передачи тепла закончится, когда температуры тел сравняются и наступит динамическое равновесие: нагретый термометр начнет излучать столько же тепла, сколько получает. Но абсолютно тот же механизм действует и во втором случае: холодный лед нагревается излучением более теплого термометра, который при этом охлаждается, в идеальном случае - до температуры льда.

Дело здесь в том, что вода обладает несколькими интересными свойствами. Во-первых, она имеет очень большую удельную теплоемкость - 1 кал/(г•град) (1 кал = 4,2 Дж). Это значит, что каждый грамм воды комнатной температуры (20°С), попавший на растения, несет 84 Дж тепловой энергии. Воздух остывает очень быстро (его теплоемкость в 4 раза меньше), а вода, постепенно охлаждаясь, довольно долго будет сохранять плюсовую температуру - свою и опрысканных растений.
Но вот температура воды упала до нуля. Но это не значит, что она тут же начнет превращаться в лед. Чтобы вода, охлажденная до 0°С, превратилась в лед при той же температуре, от нее необходимо отнять еще 334,7 Дж/г тепловой энергии - так называемую скрытую теплоту кристаллизации (или, что то же самое, плавления). В нашем случае это означает, что вода и опрысканные ею растения будут еще какое-то время сохранять нулевую температуру, и, следовательно, цветы не замерзнут.
Наконец вода превратилась в лед, который коркой покрыл цветы. Хотя теплопроводность льда довольно велика - раз в 30 выше, чем у дерева, слой льда хоть немного, но задерживает охлаждение.
Все это приводит к тому, что замерзание опрысканных растений может начаться на несколько часов позже, чем сухих (точное время может быть рассчитано, исходя из массы воды и погодных условий, или найдено из опыта). А за это время заморозок успеет закончиться.
Остается ответить на второй вопрос - почему же тогда мокрые руки на морозе замерзают практически мгновенно?
Потому, что в этом случае протекают совершенно другие процессы. В отличие от растений, не имеющих терморегуляции, человек даже в сильный мороз поддерживает температуру открытых участков тела около 20°С. Вода с кожи рук начинает интенсивно испаряться в сухой морозный воздух. А на испарение нужна энергия, и немалая - 2461,2 Дж/г. Она называется скрытой теплотой парообразования. Эту энергию в виде тепла вода отбирает у кожи, вызывая ее ускоренное охлаждение и быстрое обморожение.

Абитуриент дал неверный ответ. Это легко показать, предположив, что на полпути путешественник раздумал идти дальше. Тогда его скорость равна нулю, и он никуда не придет. А по формуле получается, что средняя скорость все-таки равна 22,5 км/ч.
Средняя скорость определяется через время, за которое был пройден путь: V_ср = S/t, где t - сумма времен движения по двум участкам пути. Поэтому правильным будет ответ V = 2(45•5)/(45 + 5) = 9 км/ч.

Пенные огнетушители нельзя применять для тушения электроустановок и помещений с проводами под напряжением: гасящая жидкость вызывает короткое замыкание. Углекислотные баллоны в этом отношении безопасны. Струя газа, вытекая из баллона в атмосферу, расширяется, теряя энергию, и вследствие этого резко охлаждается (эффект Джоуля - Томсона, который широко используется для получения жидких газов). А реакция окисления при низкой температуре не идет - горение прекращается. Кроме того, углекислый газ обладает еще одним полезным свойством: при комнатной температуре он превращается в жидкость под давлением 56,5 атмосферы. Поэтому-то снабжать баллон с углекислотой манометром бессмысленно: он станет показывать одно и то же давление при любом количестве газа. Тем же свойством, кстати, обладают и горючие газы - пропан и бутан, которыми заряжают баллоны для газовых плиток и зажигалки. Они становятся жидкими при очень низком давлении.

43. Ледяной цилиндрик начинает таять с поверхности, и вода, имеющая температуру 0°С, стекает вниз. Поэтому вершина сосульки тает быстрее, чем ее нижняя часть. Стаканчик постепенно наполняется водой, которая начинает нагреваться. Но у воды имеется интересное свойство: ее плотность максимальна при 4°С (см. "Наука и жизнь" №5, 1999 г.). Теплая вода опускается на дно сосуда, и таяние льда там идет интенсивнее, чем у поверхности. В результате тающий ледяной цилиндрик приобретет форму веретена и самая толстая его часть окажется на уровне воды.

Замерзшая вода превращается в кристаллы льда. Ее атомы образуют правильную решетку, в которой нет места посторонним примесям (в данном случае - соли). Это свойство используют для получения сверхчистых материалов методом зонной плавки. Полоска материала последовательно проходит сквозь кольцевые нагреватели и холодильники, поочередно расплавляясь и кристаллизуясь. В результате все примеси оказываются вытесненными в хвостовую часть заготовки.

45. Устройство работать не станет. Силы гидростатического давления будут направлены не вверх, поворачивая обод, а перпендикулярно его поверхности, сжимая колесо. В этом нетрудно убедиться, вставив в отверстие пластиковой бутылки надутый воздушный шарик. Давление воды сожмет его и вытолкнет наружу.

Часы с "деревянными" маятниками идут точнее, чем с бронзовыми, да и обходятся гораздо дешевле. Период колебаний маятника T зависит от его длины . В теплую погоду маятник удлиняется, начинает качаться медленнее и часы отстают; в холодную - наоборот, начинают спешить. Чем меньше коэффициент теплового расширения материала, из которого сделан маятник, тем точнее идут часы. Детали часов делали из бронзы, имеющей коэффициент расширения 12-20x10^-3 К^-1. Так как это довольно много, бронзовые маятники дорогих часов снабжались компенсаторами различной конструкции. Но есть и более простой путь: сделать маятник из материала, слабо подверженного тепловому расширению. Один из наиболее известных веществ такого рода - плавленый кварц. Если кварцевую колбу раскалить в пламени горелки и бросить в снег, она выдержит это испытание, в то время как стекло будет разорвано термическими напряжениями. Это не удивительно: средний коэффициент теплового расширения лабораторного стекла 60x10^-7 К^-1 а плавленого кварца в этом же диапазоне температур - примерно 20x10^-7 К^-1 (у специальных кварцевых стекол он еще в 20 раз меньше). Но почти такой же коэффициент расширения бука -25,7x10^-7 К^-1 и немногим больше дуба -49,2x10^-7 К^-1.

Один из продуктов сгорания углеводородов - вода в виде пара. Попадая на стенку чайника, охлажденную налитой внутрь водой, она конденсируется. На электрической плите, разумеется, такого не происходит - гореть там нечему.

Прежде всего - то, что мы в быту называем паром, на самом деле туман, микроскопические капельки воды. Пар, который всегда присутствует в воздухе, невидим. И только при понижении температуры до так называемой "точки росы" он конденсируется в туман и выпадает на землю в виде росы. Чем больше влажность воздуха, тем выше температура, при которой это происходит. Из кипящего чайника выходит пар, воздух вокруг него очень влажный, но температура горячего газа от конфорки гораздо выше "точки росы". Но вот газ выключен, температура резко упала, и пар превратился в туман. Конфорка электроплитки после выключения очень долго остается горячей, и условия для конденсации пара не наступают. А закипающий электрический чайник на столе практически всегда окружен туманом: комнатная температура для высокой концентрации влаги гораздо ниже "точки росы".

Изменение агрегатного состояния вещества (плавление, растворение, кристаллизация и т. п.) сопровождается поглощением энергии или ее выделением. Растворение кристаллов, как правило, сопровождается охлаждением раствора: поглощенная энергия тратится на разрушение кристаллической решетки. Кусочек сахара втягивает очень мало воды, и поэтому даже крутой кипяток, растворяя кристаллики сахара, успевает остыть. А вода, пропитавшая вату или марлю, температуру практически не меняет и обжигает пальцы.

50. Действительно, сила трения остается одинаковой и для оси большого диаметра, и для острия. Но для вращающегося колеса важна не сама сила, а ее момент (произведение на радиус оси). Именно момент силы трения производит тормозящее действие, и его снижают, уменьшая диаметр осей до минимума.

Давний выпускник Физико-технического института рассказал, что это был любимый вопрос на вступительных экзаменах в вуз. Утвердительный ответ на него немедленно лишал абитуриента всяких надежд на поступление. Холодильник представляет собой тепловой насос, который совершает работу, "перекачивая" тепло из внутренней камеры в кухню. При этом не вся потребленная им энергия идет на производство полезной работы; часть ее рассеивается в виде тепла (величину этих потерь определяет кпд механизма). Поэтому, чтобы в кухне стало прохладнее, следует сперва отключить холодильник, а уж потом открыть его дверцу.

Диамагнетизм (от греч. dia — расхождение) — это свойство вещества намагничиваться навстречу действующему на него магнитному полю. При внесении в поле вещества электроны его атомов в силу закона электромагнитной индукции приобретают добавочное круговое движение. Магнитное поле этих круговых токов согласно правилу Ленца направлено противоположно полю внешнему. Диамагнетизм присущ всем без исключения веществам, но очень часто он маскируется более сильными эффектами, например ферромагнетизмом.
Положение «чистого» диамагнетика в поле неустойчиво; из неоднородного поля он выталкивается в направлении уменьшения напряжённости, а в однородном поле удлинённый образец разворачивается перпендикулярно ему. Поэтому «диамагнитный» компас станет показывать направление восток — запад.

И всё-таки есть сила, толкающая занавеску. Это сила атмосферного давления, точнее — разность сил давления в неподвижном воздухе и в потоке воздуха, увлекаемого струёй воды. Закон Бернулли показывает, что внутреннее давление в потоке жидкости и газа тем меньше, чем выше скорость потока (элементарное доказательство этого утверждения — см. «Наука и жизнь» №3, 1998 г.). На основе этого явления работают пульверизаторы, различные краскопульты и другие устройства.

54. Вода в сети водопровода находится под давлением, либо создаваемым насосами, либо возникающим за счёт большой высоты водонапорной башни, поэтому текущая по трубе вода имеет большую кинетическую энергию. Если поток воды резко затормозить, его кинетическая энергия перейдёт в потенциальную — скачок внутреннего давления, которое в десятки раз больше рабочего давления в трубе. Возникнет так называемый гидравлический удар, разрывающий трубы. Кран приходится закрывать медленно, чтобы давление в трубах нарастало постепенно, успевая рассосаться на большом их протяжении. В поездах вода поступает в умывальник из ёмкости под небольшим давлением. Скорость её потока невелика, поэтому его можно перекрыть мгновенно, не опасаясь катастрофических последствий. Но гидравлический удар применяют и «в мирных целях»: устройства, использующие энергию текущей под небольшим уклоном воды для подъёма воды на десятки метров — гидравлические тараны, — надёжно работают, не требуя затрат ни электрической энергии, ни механической работы (см. «Наука и жизнь» №5, 1997 г.).

Устройство гидравлического тарана. В бак 1 по трубе 2 высотой Н поступает вода из напорного бака 3. Он наполняется под действием высокого давления, которое возникает под действием гидравлического удара, когда динамический напор воды мгновенно закрывает отбойный клапан 4. Усилие р, задающее момент срабатывания клапана, регулируется грузиками. Напор создаёт вода, текущая по трубе 6 из водоёма 7 с высоты h. Когда её поток тормозится и давление в системе падает, закрывается клапан 5 и сжатый воздух в напорном баке выталкивает воду наверх.

Индейцы верно подметили, что камни, вынутые из воды, не переносят сильного нагрева, и объяснили это по-своему. Но дело в том, что даже самая плотная горная порода почти всегда имеет поры и микротрещины (даже у базальта и габбро пористость достигает 2%). За тысячелетия, проведённые в озере, поры и трещины наполнились водой. Вскипая в огне, она превращается в пар высокого давления, который разрывает камень.

Считается, что днище ведра делают уменьшенного диаметра, чтобы сила давления столба воды на него была меньше, а само ведро прочнее. Несложный расчёт, однако, показывает, что выигрыш в силе давления не столь уж и велик. А те, кто занимался ремонтом и строительством, знают, что в ведре можно носить камни и гравий, давящие на дно гораздо сильнее, чем 8—10 литров воды.
Дело здесь, вероятно, в другом — в традиции и в удобстве хранения вёдер. Когда-то разнообразные ёмкости — вёдра, кадки, бочки и пр. — собирали из плотно пригнанных дощечек, клёпок, скрепляя их обручами. Чтобы обруч можно было плотно набить на клёпки, деревянную посуду делают переменного диаметра: бочки — с выпуклыми стенками, вёдра и кадушки — сужающимися. Привычная форма осталась и оказалась очень удобной: вёдра вставляют одно в другое по много штук, экономя место на складе.
А форма пожарных вёдер к физике отношения не имеет: их делают конусными, чтобы не воровали со щитов. Ёмкость, которую нельзя поставить на пол, в хозяйстве не нужна.

Абитуриент ответил мгновенно: «Она нагреется». Действительно, механическую работу можно превратить в тепловую энергию. Английский физик Д. Джоуль в 1843 году измерил механический эквивалент теплоты, перемешивая воду в калориметре системой лопастей, приводимых в движение опускающимися грузами.

Вспомним формулировку второго закона Ньютона: «Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует». Количество движения (импульс) тела — величина векторная: p = mv. Математическое выражение закона имеет вид: dp/dt = d(mv)/dt = F. Если масса тела неизменна, F = mdv/dt = ma, второй закон в «школьной» формулировке. Но если привести эту формулу к виду Fdt = mdv, в левой её части окажется импульс силы, её произведение на чрезвычайно короткое время воздействия, а справа — изменение количества движения под действием импульса. А поскольку размерности импульса и количества движения тела равны, эти величины стали синонимами. Но, вероятно, было бы правильнее говорить, что «импульс силы равен изменению количества движения».

Чтобы ответить на этот вопрос, расчёты не нужны. Мысленно выделим на диске два одинаковых и симметричных относительно оси вращения элемента. Векторы их скоростей направлены в противоположные стороны, и, следовательно, векторы количества движения, одинаковые по величине, имеют разные знаки. Их сумма равна нулю. То же самое можно сказать про любую другую пару элементов, поэтому количество движения всего диска (и любого другого вращающегося вокруг неподвижной оси тела) тоже равно нулю.

Небо на снимке в ультрафиолете получается белым, а тени отсутствуют. Всё это говорит о том, что пейзаж равномерно освещён излучением, приходящим с небосвода. И действительно, атмосфера рассеивает коротковолновую часть солнечного спектра гораздо сильнее длинноволновой. Именно поэтому небо голубое, а Солнце на закате, когда его лучи проходят сквозь наиболее толстый слой воздуха, красное. Зависимость степени рассеяния от длины волны определяет закон Рэлея, который показывает, что она обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны. То есть излучение длиной волны 2λ рассеивается в 16 раз сильнее, чем излучение длиной волны λ . А практически из закона Рэлея следует, что ультрафиолет рассеивается атмосферой наиболее сильно и не нужно жариться на солнце, чтобы загореть, — это неплохо получится и в тени.

Крыльчатка блендера вовлекает полужидкую массу в интенсивное вращение с большой скоростью. Давление в потоке жидкости и газа сильно падает и становится ниже атмосферного. Разность этих давлений и удерживает на весу стакан, и препятствует извлечению блендера из супа.

62.

Намокшие волокна верёвки сожмёт сила поверхностного натяжения воды, верёвка станет немного короче и провисать будет меньше. По этой же причине намокший узел на верёвке развязать гораздо труднее, чем сухой.

На дне водоёма отсутствует свободная поверхность воды и, следовательно, нет силы поверхностного натяжения, скрепляющей песчинки. Песок расползётся по дну в бесформенную кучу.

Опыты А и Б неравнозначны. В первом случае с ускорением a движется масса M + m, во втором — только M, поэтому её ускорение b > a.

65. В воде растворено большое количество воздуха (которым, кстати, и дышат рыбы). Воздух постепенно выделяется из воды и в виде пузырьков налипает на стенки стакана и на листья водорослей. При кипячении воды растворённый в ней воздух уходит, и стакан остаётся прозрачным.

Замерзая, вода превращается в лёд, имеющий кристаллическую структуру. Любой кристалл «стремится» приобрести идеальную для него форму, вытесняя посторонние примеси. Для морской воды эти примеси — растворённые соли. В массивных айсбергах встречаются пузырьки, заполненные водой гораздо более солёной, чем морская: соль туда вытеснило большое количество замёрзшей воды.
Это явление находит техническое применение в форме так называемой зонной плавки при получении сверхчистых материалов для нужд электроники. Цилиндрическую заготовку материала (например, кремния) медленно протягивают сквозь кольцевую печь, в которой небольшая зона заготовки плавится. За печкой стоит охладитель, в котором материал кристаллизуется, вытесняя примеси в зону плавления. Постепенно все примеси концентрируются в хвостовой части заготовки, а очищенный материал поступает в обработку.

Ни трение, ни сопротивление воздуха нельзя уменьшить до нуля. Поэтому при движении велосипедист на пути S совершит работу A = FS, где F — силы сопротивления. При этом он развивает мощность W = A/t = FS/t = FV, где V — скорость велосипедиста.

Когда человек стоит на наклонной поверхности, сила его тяжести направлена вертикально вниз, а сила нормального давления и сила реакции опоры — перпендикулярно поверхности. Их геометрическая сумма создаёт силу, направленную вдоль поверхности. Если сила трения на поверхности больше этой силы, можно спускаться, ничего не опасаясь. В противном случае ноги начинают скользить вперёд и человек падает навзничь. На скользком склоне человек чувствует себя неуверенно и рефлекторно наклоняется вперёд. В идеале его тело должно быть перпендикулярно наклонной поверхности. Тогда сила нормального давления и реакция опоры окажутся на одной линии и составляющей, которая вызывает скольжение, не будет. Зато появится сила, которая стремится вызвать падение вперёд. Она-то и заставляет бежать по склону.

Консервная банка с напитком, подлежащим охлаждению, имеет двойные стенки. Между ними находится вещество, которое в результате некоторых физических или химических реакций сильно охлаждается. Вот примеры нескольких таких реакций.
1. В зазоре между стенками содержится ампула с легкокипящей жидкостью (например, эфиром). Ампула разбивается, и жидкость испаряется, отнимая тепло у содержимого банки. Явление можно проверить, капнув на руку немного одеколона или просто воды и подув на неё. Смоченное место окажется значительно холоднее за счёт испарения жидкости.
2. Многие газы, протекая сквозь маленькое отверстие или пористую перегородку (дросселируя), охлаждаются, причём тем сильнее, чем больше перепад давлений за отверстием и перед ним. Это явление носит название эффекта Джоуля—Томсона и лежит в основе некоторых способов сжижения газов. Например, воздух при дросселировании от 200 до 1 атм охлаждается на 35°С.
3. Многие вещества при растворении сильно снижают температуру раствора. Те, кто занимался фотографией лет 15—20 назад, знают, что фиксаж — гипосульфит — нужно растворять в горячей воде, иначе процесс растворения в охлаждённом растворе сильно замедлится. Но есть соли, водный раствор которых охлаждается гораздо сильнее. Это, например, NH₄SCN — температура её раствора понижается на 18°С и KSCN — она охлаждает раствор почти на 24°С. Эти данные приведены для начальной температуры растворителя (воды) 10—15°С; в условиях пустыни она значительно выше, но всё равно напиток в банке охлаждается весьма сильно.

Свет на молекулах воздуха рассеивается неравномерно — чем меньше длина световой волны, тем интенсивнее. Причём зависимость эта очень сильная: коэффициент рассеяния обратно пропорционален четвёртой степени длины волны! Такой характер рассеяния носит название релеевского (по имени физика, его исследовавшего). Именно этому явлению мы обязаны тем, что солнце на закате красное, а чистое небо днём — голубое (см. «Наука и жизнь» №9, 1993 г.). Понятно, что свет синей лампочки интенсивно поглощается воздухом и невидим не только с самолёта, но даже в нескольких десятках метров.

На молекулах воздуха рассеивается практически только коротковолновая часть спектра (релеевское рассеяние); небо остаётся синим. Когда сильный ветер вздымает в воздух пыль, песок или снежную пыль, характер рассеяния меняется — все частоты видимого спектра рассеиваются практически одинаково. Поэтому небо из голубого становится белёсым или желтоватым (если свет отражается от окрашенной пыли). А сильный ветер на открытой местности — всегда предвестник песчаной бури или снежного бурана.

Как ни странно, этот вопрос вызывает множество самых удивительных ответов. В качестве природных преобразователей тепловой энергии в механическую называют геотермальные станции, солнечные батареи и даже... паровозы. Однако ни одно из этих устройств в природе не встречается. Геотермальная энергия, нагревая подземные воды почти до кипения, вырываются наружу в виде гейзера высотой до сотен метров, совершая огромную работу. Неравномерно нагретые участки Земли вызывают мощнейшие циклоны и ветры, вовлекающие в движение сотни кубических километров воздуха. Аналогичный механизм действует в океанах, создавая течения, доходящие из тропиков до приполярных широт. Механическая энергия всех этих потоков воды и воздуха колоссальна.

Ответ на этот вопрос в большой степени содержится в предыдущем ответе. Солнце за день сильно прогревает почву, вызывая появление восходящих потоков воздуха. На его место приходят более холодные воздушные слои, в основном из мест, которые ещё солнцем не прогреты — то есть с запада. И если на западе видны дождевые тучи, то весьма вероятно, что через несколько часов они окажутся у нас.

Средняя плотность тела человека чуть ниже плотности воды. Поэтому, если спокойно лечь на спину, над водой останется лицо и можно дышать, постепенно подплывая к берегу. У подножья водопадов, водосбросов и т. п., там, где вода интенсивно перемешивается, в её толще возникает множество воздушных пузырьков. Эффективная плотность воды становится гораздо ниже обычной, и вода перестаёт держать пловца. Чтобы удержаться на поверхности, необходимо интенсивно работать руками и ногами, что не всегда помогает, и человек тонет.
На турецком курорте Памуккале есть выходы горячих термальных вод, насыщенных солями кальция. Они обладают целебным действием и заполняют несколько бассейнов. В одном из них, по преданию, любила купаться царица Клеопатра. Часть бассейна Клеопатры огорожена, и детей туда не пускают. А над водой протянуты канаты, за которые необходимо держаться. Сквозь трещины со дна этой части бассейна поднимаются пузырьки вулканических газов, поэтому находиться там «в свободном плавании» невозможно.

Количеством движения p тела называется произведение его массы на скорость: p = mv, импульсом силы I — произведение силы на время её действия: I = Ft. Поскольку, согласно второму закону Ньютона, сила F = ma, а v = at, p = mat = Ft = I. Размерности этих величин одни и те же, поэтому и называются они одинаково.

Выделим на диске два одинаковых и расположенных симметрично относительно оси элемента. Их импульсы (количества движения) одинаковы по величине, а скорости направлены в противоположные стороны и взаимно компенсируют друг друга. То же самое можно сказать и об остальных, произвольно выбранных элементах. Поэтому импульс вращающегося диска равен нулю.

Проволока, свёрнутая в кольцо, обладает индуктивностью. Она мала, но всё-таки имеет реактивное сопротивление переменному току. А поскольку в искровом разряде сила тока меняется чрезвычайно быстро, даже простой виток создаёт ему большое сопротивление. И разряд происходит через электроды А и С.

Узнать, что спица намагничена, можно двумя способами. 1. Подвесить спицу горизонтально на нитке. Она будет ориентирована в направлении север — юг, возвращаясь в это положение после любого отклонения. 2. Отрезать от спицы небольшой кусок, получив два магнита. Их одноимённые полюса станут отталкиваться, разноимённые — притягиваться.

Никакой кислоты в батарейках конечно же нет. Кислый вкус ощущается на языке за счёт электролиза воды в слюне, при котором на катоде, отрицательном электроде батарейки, выделяются ионы водорода, создающие кислый вкус. Проверять таким способом, естественно, можно только низковольтные источники тока и ни в коем случае — сетевое напряжение: это смертельно опасно.