Качественные задачи по физике в средней школе и не только… (Тульчинский) - страница 56

Важно помнить, что любая жидкость испаряется, так что в запаянном конце трубки в действительности находится не пустота, а насыщенный пар рабочей жидкости барометра. Поэтому брать для барометра интенсивно испаряющуюся жидкость не стоит.

76. Грохот космической катастрофы

Числовые данные, приведенные в этой задаче, ничем нам не помогут: чтобы прояснить детали столкновения (например, определить скорость осколков), их совершенно недостаточно. Но эти детали и не нужны нам для ответа на вопрос. Если осколки вообще долетят до катера, то их попадание в обшивку Винкель и Нуллибер услышат раньше – просто потому, что грохот столкновения они не услышат вообще. Звуковая волна в газах и в жидкостях – это чередование более высокого и более низкого давления, а в твердых телах – более деформированных и менее деформированных участков. Для распространения звуковой волны нужна среда, которая будет уплотняться и разрежаться, передавая колебания дальше. Другими словами, звук распространяется в воздухе, в воде, в толще земли, по корпусу корабля – но не в открытом космосе, потому что в космосе почти совсем пусто (несколько атомов вещества на кубический метр пространства не в счет).

Ошеломительные звуковые спецэффекты космических баталий, которые можно услышать в некоторых фильмах, – беззастенчивая кинематографическая натяжка: в реальности такие битвы происходили бы в абсолютной, оглушительной тишине.

77. Нуллибер взвешивает атмосферу

Для совершенно плоской поверхности этот расчет был бы верным, но из-за сферичности Земли объем воздуха, находящийся над квадратным метром поверхности, выше имеет поперечное сечение больше одного квадратного метра (рис. 72). Однако давление создается только столбиком, находящимся непосредственно над квадратным метром поверхности, так что у Нуллибера получится заниженная оценка.

Рис. 72

Впрочем, зная причину погрешности, можно уточнить расчет: попробуйте учесть «неучтенный» воздух, вычислив разницу в объемах плоского слоя и слоя сферы одинаковой толщины. Есть ли недостатки у такого расчета? В чем они состоят?

78. Если мучает жажда

Высасывая из верхнего конца трубочки воздух, вы создаете разрежение, которое затягивает в трубочку воду. Более правильно будет представлять себе этот процесс чуть-чуть иначе: вы снижаете давление воздуха в верхней части трубочки, и тогда внешнее атмосферное давление, пользуясь этим, «заталкивает» воду в трубочку. Такое «заталкивание» будет происходить до тех пор, пока давление воды в трубочке в сумме с давлением оставшегося воздуха не сравняется с атмосферным. Однако чем выше водяной столб (расстояние по вертикали между уровнем воды в трубочке и уровнем воды в колодце), то есть чем бóльшая часть трубочки заполнена водой, тем выше давление этого столба. При высоте около 10 метров (на самом деле немного больше) оно сравняется с атмосферным. Даже если вы создадите в верхнем конце трубочки абсолютный вакуум, на что легкие человека в действительности не способны, вода не поднимется выше. На практике из-за растворенных в воде газов этот предел еще меньше – примерно 7 метров.