23 гифки, которые влюбляют в физику
23 гифки, которые влюбляют в физику
Если бы школьный курс физики начинался с таких вот увлекательных сюжетов, то физика никогда бы не попала в число предметов-аутсайдеров. Ведь чтобы убедиться, что физические явления везде и всюду, абстрактных понятий совсем недостаточно: нужно увидеть и удивиться. «Мел» собрал 23 забавные гифки, которые помогут детям понять механизм происходящего, и попросил учителя физики ГБОУ Школы № 1421 Григория Лапшина их объяснить.
1. Как падает пружина
Тут не так сложно с объяснениями, но для школьников сложновато с расчётами (расчёты и решения основаны на высшей математике). Проще всего объяснить можно так: нижняя часть пружины начнёт падать только тогда, когда до неё дойдёт информация, что верхний конец никто не держит, поскольку отсутствует сила упругости (в покое уравновешены сила упругости и тяжести, поэтому нижний конец не падает на землю в состоянии, когда пружину держат). Пока есть сила упругости, нижний конец не падает. Как только сила упругости исчезает (пружина сжалась) — нижняя часть падает вместе со всем остальным.
Источник: Adme
2. Эффект открытого сифона
Неньютоновская жидкость — при течении вязкость зависит от градиента скорости, жидкость неоднородная и состоит из крупных молекул, которые образуют сложные пространственные структуры. На ролике её сначала закручивают (придают скорость), как в обычном сифоне, сперва вверх, потом вниз (основано на разнице уровней жидкости в сосудах). Струя держится за счёт сил когезии — сцепления друг с другом частей одного тела «жидкости», обусловленное силами молекулярного взаимодействия.
Источник: Наука в гифках
3. Ферромагнитная жидкость
Жидкость, сильно поляризующаяся под действием магнитного поля (видно, что человек держит в руках магниты). Она представляет собой ферромагнитные частицы нанометровых размеров в основной жидкости (может быть вода). Жидкость не сохраняет остаточной намагниченности, и когда человек убирает магнит, она принимает обычную форму.
Источник: Наука в гифках
4. Взрыв моста
Полагаю, что мост взорвали старый. Чтобы он правильно упал, его нужно подорвать в разных местах и разрушить на мелкие фрагменты (проще разбирать) последовательно направленными взрывами.
Источник: Наука в гифках
5. Эффект маятника
Свободные колебания являются затухающими, поэтому амплитуда маятника уменьшается, и он не достигает своей первоначальной точки. Закон сохранения энергии никто не отменял.
Источник: Animated GIFs
6. Магниты против яблока
Вероятно, здесь участвуют неодимовые магниты. Яблоко просто из-за своей шарообразной формы выскользнуло, то есть они его не раздавили, а откинули в сторону.
Источник: Animated GIFs
7. Шарик для пинг-понга и электронасос
Шарик лёгкий, он находится в струе восходящего воздуха. Под шариком — силы воздушного потока, они толкают его вверх. А над шариком из-за его шарообразной формы создаются завихрения. Поток разворачивается и давит на шарик вниз. В результате сложения этих сил и силы тяжести, возникает состояние равновесия. Все силы уравновешены, поэтому шарик висит в воздухе.
Источник: Kulibin TV
8. Электросварка
За счет электрической дуги (большой силы тока), выделяется тепло, достаточное для плавления металла электрода. Этот расплавленный металл капает с электрода на поверхность другого металла, который тоже из-за высокой температуры плавится. Закон Джоуля-Ленца (Q=I^2Rt), сопротивление металла с ростом температуры также увеличивается, причём чем ближе к точке плавления, тем больше (в разы). Соответственно, растёт количество теплоты, а значит, и температура.
9. Формирование снежинки
В основе снежинки лежит шестиугольник правильной формы. Но по мере роста снежинке сложнее сохранить форму, поэтому появляются отростки.
Источник: Trinixy
10. Так взрывается петарда
При пожигании начинки петарды — пороха — происходит быстрое его сгорание, тем самым образуется большое количество газов и создаётся избыточное давление, которое и разрывает оболочку петарды. Так и происходит взрыв.
Источник: Trinixy
11. Вечный двигатель
Впрочем, не вполне корректный заголовок, хотя механизм и похож. Человек крутит привод, если он его перестанет крутить — пружина упадёт на стол и прекратит своё движение. Вечный же, скорее, подразумевает работу без участия внешних сил.
Источник: Cheezburger
12. Огненный торнадо
Это не совсем торнадо в полном понимании, скорее просто закручивающиеся языки пламени. Видимо, горят пары легковоспламеняющейся жидкости. И за счёт движения нагретого и холодного воздуха возникает непрерывный подсос воздуха по аналогии с кузнечными мехами, образуются центростремительные потоки, которые и закручивают пламя в спираль.
Источник: Cheezburger
13. Эффект домино
Каждая падающая кость домино выводит стоящую за ней кость из положения равновесия: смещает её центр масс, поэтому она начинает падать.
Источник: Cheezburger
14. Перегорание лампочки
При горении лампочки вольфрамовая спираль нагревается до огромной температуры, до белого каления. Меняется её сопротивление, металл испаряется, спираль под действием силы тяжести провисает, и туда стекает часть расплавленной спирали. В результате всего этого та часть спирали, что находится в точках крепления, истончается сильнее и в момент загорания лампочки перегорает, потому что она тоньше и не выдерживает ток (накаляется быстрее).
Источник: LED Hut
15. Акустическая левитация
Акустическая левитация — устойчивое положение тела, имеющего массу в стоячей акустической волне. Стоячая волна ультразвука удерживает капли (тут есть разные зоны, устойчивые и неустойчивые).
Источник: Fishki.net
16. Принцип работы швейной машинки
Детально показана работа механизма швейной машинки. Две нити: одна в игле и подаётся сверху, вторая — в катушке снизу и подаётся оттуда же. Челночный механизм захватывает верхнюю нить, вытаскивает её из иглы, тем самым делая петлю, которая обвивает нижнюю нить; механизм, продвигая ткань вперёд, меняет место входа иглы и образует строчку.
Источник: WebDiscover
17. Принцип работы дверного замка
Попадая в такой тип замка (английский), ключ выставляет все цилиндры в положение, когда все они находятся на одной высоте и не мешают провернуть механизм.
Источник: Ktotak.ru
18. Устройство для создания бумажных самолётов
Устройство просто сгибает бумагу в нужных местах. Сделать это несложно — за счёт конвейерной ленты и направляющих.
Источник: Ktotak.ru
19. Как отряхивается кот
Так отряхивается не только кот, но и все животные. Благодаря вращению они создают центробежную силу, за счёт которой капли воды покидают поверхность их шерсти.
Источник: MainFun
20. Ионный двигатель на катушке Тесла
Обычный трансформатор Теслы. Разряд ионизирует газ в воздухе. Скорее всего, это стримеры, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые электроны.
Источник: Pikabu
21. Сухая вода (Фторкетон ФК-5-1-12) и спичка
Ну тут скорее химия, чем физика, но всё же. Вещество запатентовано 3M, одно из применений — в системах пожаротушения. Около 70% эффекта — это уменьшение температуры, а 30% — замедление пламени. При этом не снижается концентрация кислорода.
Источник: Наука 2.0
22. Бумеранг
В данном случае бумеранг (как правило, обладает аэродинамической формой, за счёт которой повышается дальность броска, и сам бумеранг возвращается к месту запуска) летит по круговой траектории. Плоскость бросания и форма позволяют ему описывать окружность вокруг метателя.
Источник: Наука 2.0
23. Бутылка воды после двух часов в морозилке
Это дистиллированная вода, в ней нет соли и примесей, соответственно, нет центров кристаллизации (поэтому она и не замёрзла). Когда бутылку встряхивают, образуются пузырьки воздуха, которые становятся центрами кристаллизации. А при температуре −25 С вода лавинообразно замерзает.
Источник: Slivki Show