GetAClass 

Действие электрических чайников, утюгов, плит и других электронагревательных приборов основано на том, что в проводниках выделяется тепло при прохождении через них электрического тока. Согласно закона Джоуля-Ленца в них выделяется тепловая мощность, равная произведению напряжения на силу тока: P = UI. И это понятно: напряжение по определению равно работе, которую совершает электрическое поле при перемещении единичного заряда по проводнику, а сила тока равна заряду, который протекает через сечение этого проводника в единицу времени. Ленц и Джоуль установили этот закон независимо друг от друга, нагревая воду в калориметре проводником с известным сопротивлением.

По закону Ома напряжение равно произведению силы тока на сопротивление проводника, но можно сказать и по-другому: сила тока равна напряжению, делённому на сопротивление. Получаем ещё две формулы тепловой мощности P = U²/R и P = I²R, сравнение которых нередко вызывает недоумение: согласно первой формуле чем больше сопротивление R, тем мощность меньше, а вторая формула говорит ровно противоположное! Противоречие здесь кажущееся: в цепях с последовательным соединением одинакова сила тока, и надо пользоваться формулой P = I²R. При этом в каждом проводнике выделяется тепловая мощность, пропорциональная его сопротивлению. А при параллельном подключении, как обычно бывает в бытовой электросети, одинаково напряжение, поэтому применяем формулу P = U²/R. Здесь в проводниках выделяется тепловая мощность, обратно пропорциональная их сопротивлению. Так что у прибора с большей номинальной мощностью сопротивление меньше.

Подвесим на длинных нитях два одинаковых стальных шара, отведём один из них в сторону и отпустим. При ударе он почти полностью передаёт свой импульс второму шару. Но какова длительность такого соударения? Теорию удара упругих шаров предложил Генрих Герц, известный нам прежде всего экспериментальным открытием электромагнитных волн.

Герц предположил, что сила упругого взаимодействия шаров при ударе зависит от деформации так же, как и в случае статического равновесия. При соударении шаров кинетическая энергия переходит в энергию упругой деформации, и образуется небольшое пятно контакта. Отсюда можно оценить по порядку величины относительную деформацию, а затем дать оценку и для времени удара, которое оказывается пропорционально диаметру шара и обратно пропорционально корню пятой степени из его скорости. Точная теория даёт не только эти качественные зависимости, но и численный коэффициент.

Велосипед, конечно, отталкивается задним колесом от земли. Но правильно ли будет сказать, что земля толкает велосипед, и поэтому он едет? Разве велосипед не приводится в движение ногами велосипедиста?

Наш сегодняшний ролик посвящён кинематике и динамике замечательного механического устройства — велосипеда. Крутишь педали, и воздух свистит в ушах! Но почему мы можем ехать на велосипеде гораздо быстрее, чем идём пешком? Ведь в обоих случаях мы делаем это с помощью ног! На этот вопрос ответить нетрудно, рассмотрев велосипед как два рычага, связанных цепной передачей. И оказывается, что такой механизм даёт заметный проигрыш в силе, зато по золотому правилу механики получается точно такой же выигрыш в скорости.

Следующий вопрос уже посложнее: велосипед движется вперёд, отталкиваясь колесом от поверхности земли, при этом со стороны земли на велосипед действует сила трения покоя, но как сила трения покоя может толкать велосипед вперёд? Чтобы это понять, нужно аккуратно расставить все силы, действующие на велосипед, и здесь помогает аналогия с движением гребной лодки.

АЛМАГ — это портативный физиотерапевтический аппарат, воздействующий на человека импульсным магнитным полем. Мы измеряем величину и продолжительность импульсов этого поля, и создаваемую ими вихревую ЭДС.

Сегодня многие используют для снятия боли, уменьшения воспаления и отёков в домашних условиях физиотерапевтический аппарат АЛМАГ-01. Мы, конечно, не будем обсуждать его лечебный эффект, но про физические принципы работы этого медицинского прибора сегодня поговорим.

В инструкции сказано, что АЛМАГ воздействует на организм бегущим импульсным магнитным полем, а излучателями являются четыре последовательно соединённые катушки-индукторы. Катушки находятся внутри пластмассовых дисков, приложим к центру диска датчик магнитного поля, и он действительно показывает 6 коротких импульсов каждую секунду. Длится такой импульс около одной сотой секунды, а его амплитуда составляет 70 гаусс — это всего в 100 раз больше величины

Мы взяли узкую прозрачную пластиковую трубу длиной 1 метр с заглушкой на одном конце, наполнили большую её часть водой и закрыли второй конец. Перевернём трубу, и длинный воздушный пузырь неспешно поднимается вверх. На глаз его движение выглядит равномерным, и скоростная съёмка подтверждает это предположение. Такие пузыри называются тейлоровскими в честь английского гидродинамика Джеффри Тейлора, который одним из первых их исследовал. Тейлоровские пузыри возникают при бурении скважин, когда нефть поднимается вместе с попутным газом, в теплообменниках и химических реакторах. В таком режиме скорость течения жидкости существенно изменяется, и это необходимо учитывать.

После школьного курса физики кажется очевидным, что пузырь поднимается благодаря действию архимедовой силы. Она уравновешивается силой лобового сопротивления, вот пузырь и движется равномерно. Но выталкивающая сила возникает за счёт того, что гидростатическое давление растёт с глубиной, и результирующая сила давления, действующая на поверхность тела, направлена вверх. А пузырь — это очень странное тело: его масса очень мала, а давление воздуха внутри него и на его поверхности всюду одно и то же. И возникает сомнение, можно ли вообще говорить, что на пузырь действует сила Архимеда, выяснению этого вопроса мы посвятили весёлый ролик

Наш сегодняшний ролик посвящён физике забавного устройства — вихревой копилки, которая состоит из двух соединённых вместе одинаковых воронок и своей формой напоминает песочные часы. Запустим в копилку монетку со специальной горки с жёлобом, и монетка вместо того, чтобы сразу упасть вниз, катится по стенке воронки, совершает больше десятка оборотов и при этом медленно спускается вниз и приятно жужжит. Но почему же монетка не падает и вращается так долго? И зачем нужна горка для её запуска?

Чтобы выяснить это, мы заменили горку на длинную прозрачную пластиковую трубку и перешли к запуску стальных шаров. Если шар катится со слишком большой высоты, шарик разгоняется до большой скорости, делает половину оборота и вылетает из копилки, а при пуске с малой высоты шарик быстро спускается по воронке вниз и вращается только в её узкой части. Так что должна быть оптимальная скорость запуска, и для монет она достигается с помощью горки со специально подобранной высотой.

Сегодня мы поговорим о процессах зарядки и разрядки конденсатора. Обычные конденсаторы заряжаются очень быстро, поэтому мы собрали батарею из пяти суперконденсаторов общей ёмкостью 2 фарада, соединили её последовательно с лампой накаливания и подали на эту цепь напряжение. Сначала лампа горит ярко, а затем всё слабее и слабее, но даже когда лампа совсем погасла, по цепи течёт ток, который становится всё меньше и меньше, так что конденсаторы продолжают заряжаться.

Качественное объяснение здесь простое. Сначала конденсаторы не заряжены, и всё напряжение падает на лампе, через неё течёт большой ток, и она ярко светится. Но заряд конденсаторов постепенно растёт, и на них падает всё большая часть полного напряжения, а на лампе напряжение уменьшается, соответственно уменьшается ток в цепи. Лампа светится всё слабее, и конденсаторы заряжаются всё медленнее.

Делаем опыты с вихревой воронкой в магнитной мешалке и обсуждаем физику этого явления.

Поставим стакан с водой на магнитную мешалку, положим на дно стакана магнит, включим мешалку, и магнит начинает быстро вращаться, а с поверхности воды спускается вниз прекрасная водяная воронка. Все мы видели, как формируется подобная воронка, когда вода спускается из ванны, и мы сняли ролик, посвящённый этому интересному явлению. Но в магнитной мешалке вода никуда не вытекает, почему же воронка образуется и в этом случае?

Вращающийся на дне стакана магнит не только вовлекает во вращение всю воду в целом, но и отбрасывает её к стенкам стакана. Вода поднимается вдоль стенок вверх, а затем опускается вниз вдоль оси стакана, и таким образом формируется второе, вихревое движение. Когда вода вращается как целое, её поверхность принимает форму параболоида, и теперь надо разобраться, как наложение вихревого движения превращает параболоид в воронку. И здесь с помощью

Недавно мы прочли превосходную биографию Исаака Ньютона, написанную в 1987 году Владимиром Карцевым для серии «Жизнь замечательных людей», и немедленно решили снять ролик о том, как Ньютон открыл закон всемирного тяготения.

У Ньютона были выдающиеся предшественники: Галилей изготовил телескоп и обнаружил горы на Луне и спутники Юпитера, тем самым связав разделённые Аристотелем подлунную и надлунную сферы. Многие предшественники Ньютона высказывали догадку о том, что небесные тела взаимно притягивают друг друга, а Иоганн Кеплер считал, что сила притяжения падает обратно пропорционально квадрату расстояния, подобно интенсивности света, распределяющегося на всё большую площадь. Галилей, Декарт и Гюйгенс сформулировали принцип инерции, который теперь изучается в школе как первый закон Ньютона. А поскольку планеты движутся по орбитам, близким к круговым, на них должна действовать сила, отклоняющая их от прямолинейного движения по инерции, и такой силой может быть сила тяготения.