Menghibur fisika membaca online. Kapan kita bergerak lebih cepat mengelilingi Matahari - di siang hari atau di malam hari? Apakah ada kepingan salju yang identik?

Teks dan gambar dipulihkan sesuai dengan buku Ya. I. Perelman "Fisika Menghibur", yang diterbitkan oleh penerbit P. P. Soikin (St. Petersburg) pada tahun 1913.

Seluruh hak cipta. Tidak ada bagian dari versi elektronik buku ini yang boleh direproduksi dalam bentuk apa pun atau dengan cara apa pun, termasuk memposting di Internet dan jaringan perusahaan, untuk penggunaan pribadi dan umum, tanpa izin tertulis dari pemilik hak cipta.

"Fisika Menghibur" - 85!

Saya akui: dengan kegembiraan saya baru-baru ini membuka-buka edisi pertama buku - leluhur yang baru genre sastra. "Fisika yang menghibur" - yang disebut "anak sulungnya", lahir di St. Petersburg 85 tahun yang lalu, penulisnya, yang saat itu kurang dikenal Yakov Isidorovich Perelman.

Mengapa para bibliografi, kritikus, dan pempopuler secara tegas mengaitkan awal minat ilmiah dengan kemunculan buku ini? Apakah tidak ada yang seperti itu sebelumnya? Dan mengapa Rusia ditakdirkan untuk menjadi tempat kelahiran genre baru?

Tentu saja, buku-buku sains populer tentang berbagai sains telah diterbitkan sebelumnya. Jika kita membatasi diri pada fisika, kita dapat mengingat bahwa pada abad ke-19, buku-buku bagus karya Beuys, Tisandier, Titus, dan penulis lain diterbitkan di luar negeri dan di Rusia. Namun, mereka adalah kumpulan eksperimen dalam fisika, seringkali cukup lucu, tetapi, sebagai aturan, tanpa menjelaskan esensi dari fenomena fisik yang diilustrasikan oleh eksperimen ini.

"Fisika Menghibur" adalah, pertama-tama, banyak pilihan (dari semua bagian fisika dasar) dari masalah menghibur, pertanyaan rumit, paradoks yang menakjubkan. Tetapi hal utama adalah bahwa semua hal di atas pasti disertai di dalamnya dengan diskusi yang menarik, atau komentar yang tidak terduga, atau eksperimen spektakuler yang melayani tujuan hiburan intelektual dan membiasakan pembaca dengan studi sains yang serius.

Selama beberapa tahun penulis menggarap isi "Fisika Menghibur", setelah itu penerbit P. Soikin menyimpan naskah dalam "portofolio" redaksi selama dua setengah tahun, tidak berani menerbitkan buku dengan judul itu. Masih: ilmu yang begitu mendasar dan tiba-tiba ... fisika yang menghibur!

Tetapi jin tetap dilepaskan dari kendi dan memulai pawai kemenangannya, pertama di Rusia (pada 1913-1914), dan kemudian di negara lain. Selama kehidupan penulis, buku ini melewati 13 edisi, dan setiap edisi berikutnya berbeda dari yang sebelumnya: penambahan dibuat, kekurangan dihilangkan, dan teks diedit ulang.

Bagaimana buku itu diterima oleh orang-orang sezamannya? Berikut adalah beberapa ulasan tentang dia dari majalah terkemuka saat itu.

“Di antara berbagai upaya untuk menarik minat fisika dengan pilihan hal-hal yang paling “menghibur” darinya dan dengan presentasi yang kurang lebih menyenangkan, buku Mr. Perelman menonjol karena perhatian dan keseriusannya. Ini menyediakan bahan yang baik untuk observasi dan refleksi dari semua departemen fisika dasar, diterbitkan dengan rapi dan diilustrasikan dengan indah” (N. Drenteln, Pedagogical Collection).

“Buku yang sangat instruktif dan menghibur, dalam pandangan yang paling biasa dan sekilas pertanyaan sederhana dan jawaban yang memperkenalkan hukum dasar fisika…” (“New Time”).

“Buku ini dilengkapi dengan banyak gambar dan sangat menarik sehingga sulit untuk meletakkannya tanpa membacanya sampai akhir. Saya pikir ketika mengajar ilmu alam, seorang guru dapat mengambil manfaat dari banyak hal instruktif dari buku yang luar biasa ini” (Profesor A. Pogodin, “Pagi”).

“Pak Perelman tidak sebatas memaparkan berbagai eksperimen yang bisa dilakukan di rumah… Penulis buku Entertaining Physics menganalisis banyak hal yang tidak bisa dilakukan untuk eksperimen di rumah, namun tetap menarik baik secara esensi maupun bentuk yang dia tahu bagaimana memberi pada ceritanya" ("Fisikawan Amatir").

“Konten internal, banyak ilustrasi, luar biasa penampilan buku dan harga yang sangat rendah - semua ini berfungsi sebagai jaminan distribusinya yang luas ... ”(N. Kamenshchikov,“ Buletin Fisika Eksperimental ”).

Dan memang, "Fisika Menghibur" telah menerima tidak hanya luas, tetapi distribusi terluas. Jadi, di negara kita dalam bahasa Rusia diterbitkan sekitar tiga puluh kali dan dalam edisi massal. Buku yang luar biasa ini telah diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris, Arab, Bulgaria, Spanyol, Kannada, Malayalam, Marathi, Jerman, Persia, Polandia, Portugis, Rumania, Tamil, Telugu, Finlandia, Prancis, Hindi, Ceko, Jepang.

Masalah Turun dan Keluar dimulai! Terinspirasi oleh keberhasilan pembaca dan kritikus, Y. Perelman mempersiapkan dan menerbitkan pada tahun 1916 buku kedua (bukan kelanjutan dari yang pertama, tetapi yang kedua) tentang fisika yang menghibur. Lebih-lebih lagi. Geometrinya yang menghibur, aritmatika, matematika, astronomi, mekanika, aljabar keluar secara berurutan satu demi satu - total empat puluh (!) ilmiah buku menghibur.

"Fisika Menghibur" telah dibaca oleh beberapa generasi pembaca. Tentu saja, tidak semua yang membacanya menjadi ilmuwan, tetapi kecil kemungkinannya akan ada, menurut paling sedikit di Rusia, seorang fisikawan tidak mengenalnya.

Sekarang dalam indeks kartu Rusia buku-buku menghibur ada lebih dari 150 cabang ilmu pengetahuan. Tidak ada negara yang memiliki kekayaan seperti itu, dan tempat terhormat di antara publikasi-publikasi ini, tidak diragukan lagi, adalah untuk Fisika yang Menghibur.

Yuri Morozov

Sumber informasi - situs web jurnal "Knowledge is Power" www.znanie-sila.ru

Kata pengantar

Buku ini merupakan koleksi yang berdiri sendiri yang bukan merupakan lanjutan dari buku pertama Ilmu Fisika Menghibur; itu disebut "kedua" hanya karena ditulis lebih lambat dari yang pertama. Keberhasilan koleksi pertama mendorong penulis untuk memproses sisa materi yang telah dia kumpulkan, dan dengan demikian buku kedua ini - atau lebih tepatnya, buku lain - disusun, yang mencakup departemen fisika sekolah yang sama.

Buku Fisika Menghibur ini, seperti yang pertama, dimaksudkan untuk dibaca, bukan dipelajari. Tujuannya bukan untuk memberi tahu pembaca tentang pengetahuan baru, tetapi lebih untuk membantunya "mempelajari apa yang dia ketahui", yaitu, untuk memperdalam dan menghidupkan kembali informasi dasar yang sudah dia miliki dalam fisika, mengajarinya untuk secara sadar mengelolanya dan mendorongnya untuk menggunakannya dalam banyak cara. Ini dicapai, seperti pada koleksi pertama, dengan mempertimbangkan serangkaian teka-teki, pertanyaan rumit, masalah menghibur, paradoks lucu, perbandingan tak terduga dari bidang fisika, terkait dengan lingkaran fenomena sehari-hari atau diambil dari karya populer umum dan umum. fiksi ilmiah. Penyusun menggunakan bahan jenis yang terakhir ini secara luas, mengingat bahan tersebut paling sesuai untuk tujuan pengumpulan: kutipan dari novel terkenal Jules Verne, Wells, Kurd Lasswitz, dan lainnya terlibat. selain godaan mereka, dapat memainkan peran penting dalam mengajar sebagai ilustrasi hidup; mereka menemukan tempat untuk diri mereka sendiri bahkan di buku pelajaran sekolah. “Tujuan mereka,” tulis guru kita yang terkenal V. L. Rozenberg, “adalah untuk membebaskan pikiran dari belenggu kebiasaan dan untuk memperjelas salah satu aspek dari fenomena tersebut, yang pemahamannya dikaburkan oleh kondisi-kondisi biasa yang menyerang pikiran siswa. terlepas dari keinginannya, karena kebiasaan.”

Kompilator mencoba, sejauh yang dia bisa, untuk memberikan presentasi secara lahiriah bentuk yang menarik, mengkomunikasikan daya tarik subjek, terkadang tidak berhenti sebelum menarik minat dari luar. Dia dipandu oleh aksioma psikologis bahwa minat untuk subjek meningkatkan perhatian, perhatian memfasilitasi pemahaman dan karena itu berkontribusi untuk lebih sadar asimilasi.

Dalam buku ini, penulis berusaha tidak begitu banyak untuk memberi tahu pembaca tentang pengetahuan baru, tetapi untuk membantunya "mempelajari apa yang dia ketahui", yaitu, untuk memperdalam dan menghidupkan kembali informasi dasar dari fisika yang sudah dia miliki, untuk mengajarinya secara sadar. buang mereka dan untuk mendorong aplikasi serbaguna mereka. . Ini dicapai dengan mempertimbangkan serangkaian teka-teki, pertanyaan rumit, cerita menghibur, masalah lucu, paradoks dan perbandingan tak terduga dari bidang fisika, terkait dengan rentang fenomena sehari-hari atau diambil dari karya fiksi ilmiah terkenal. Penyusun menggunakan jenis bahan yang terakhir ini secara luas, mengingat bahan tersebut paling sesuai untuk tujuan pengumpulan: diberikan kutipan dari novel dan cerita Jules Verne, Wells, Mark Twain, dan lain-lain. mereka, selain godaan mereka, juga dapat memainkan peran penting dalam mengajar sebagai ilustrasi hidup.

Kompilator mencoba, sejauh yang dia bisa, untuk memberikan presentasi bentuk yang menarik secara lahiriah, untuk memberikan daya tarik pada subjek. Dia dipandu oleh aksioma psikologis bahwa minat pada suatu subjek meningkatkan perhatian, memfasilitasi pemahaman dan, akibatnya, berkontribusi pada asimilasi yang lebih sadar dan bertahan lama.

Berlawanan dengan kebiasaan yang ditetapkan untuk koleksi semacam ini, dalam "Fisika Menghibur" sangat sedikit ruang yang diberikan untuk deskripsi yang lucu dan spektakuler. eksperimen fisik. Buku ini memiliki tujuan yang berbeda dari koleksi yang menawarkan bahan untuk eksperimen. Tujuan utama "Fisika Menghibur" adalah untuk membangkitkan aktivitas imajinasi ilmiah, untuk mengajar pembaca berpikir dalam semangat ilmu fisika dan untuk menciptakan dalam ingatannya banyak asosiasi pengetahuan fisik dengan fenomena kehidupan yang paling beragam, dengan segala sesuatu yang biasanya berhubungan dengannya. Pengaturan yang coba dipatuhi oleh penyusun ketika merevisi buku diberikan oleh V.I. Lenin dengan kata-kata berikut: contoh kesimpulan utama dari data ini, mendorong pembaca yang berpikir untuk bertanya lebih jauh dan lebih jauh. Penulis populer tidak mengandaikan pembaca yang tidak berpikir, tidak mau, atau tidak mampu berpikir; sebaliknya, ia mengandaikan pembaca yang belum berkembang niat serius untuk bekerja dengan kepalanya dan membantunya melakukan ini dengan serius dan kerja keras, membimbingnya, membantunya mengambil langkah pertama dan mengajarinya untuk melangkah lebih jauh sendiri.”

Mengingat minat yang ditunjukkan oleh pembaca dalam sejarah buku ini, kami menyajikan beberapa data bibliografi tentang itu.

"Fisika yang Menghibur" "lahir" seperempat abad yang lalu dan merupakan anak sulung dalam keluarga buku besar penulisnya, sekarang berjumlah beberapa lusin anggota.

"Fisika Menghibur" cukup beruntung untuk menembus - seperti yang dibuktikan oleh surat pembaca - ke sudut-sudut paling terpencil dari Union.

Distribusi buku yang signifikan, membuktikan minat kalangan luas di pengetahuan fisik, dikenakan pada penulis tanggung jawab serius untuk kualitas bahan nya Kesadaran akan tanggung jawab ini menjelaskan banyaknya perubahan dan penambahan dalam teks "Fisika Menghibur" dalam cetak ulang. Buku itu, bisa dikatakan, ditulis selama 25 tahun keberadaannya. Dalam edisi terakhir, hanya setengah dari teks yang pertama telah dipertahankan, dan hampir tidak ada ilustrasi.

Penulis menerima permintaan dari pembaca lain untuk menahan diri dari mengerjakan ulang teks agar tidak memaksa mereka "karena selusin halaman baru untuk membeli setiap cetak ulang." Pertimbangan-pertimbangan seperti itu hampir tidak dapat membebaskan penulis dari kewajiban untuk meningkatkan karyanya dengan segala cara yang memungkinkan. "Fisika Menghibur" bukanlah sebuah karya seni, melainkan sebuah karangan ilmiah, meski populer. Subjeknya - fisika - bahkan pada fondasi awalnya terus diperkaya dengan materi segar, dan buku ini harus secara berkala memasukkannya ke dalam teksnya.

Di sisi lain, orang sering mendengar celaan bahwa "Fisika Menghibur" tidak mencurahkan ruang untuk topik-topik seperti kemajuan terbaru teknik radio, pemisahan inti atom, teori fisika modern, dll. Celaan semacam ini adalah buah dari kesalahpahaman. "Fisika Menghibur" memiliki pengaturan target yang jelas; pertimbangan pertanyaan-pertanyaan ini adalah tugas pekerjaan lain.

Untuk "Fisika Menghibur", selain buku keduanya, ada beberapa karya lain dari penulis yang sama. Satu ditujukan untuk pembaca yang relatif tidak siap yang belum memulai studi fisika yang sistematis, dan berjudul "Fisika di Setiap Langkah" (diterbitkan oleh "Detizdat"). Dua lainnya, sebaliknya, berarti mereka yang telah menyelesaikan kursus fisika sekolah menengah. Ini adalah "Mekanika yang menghibur" dan "Apakah Anda tahu fisika?". Buku terakhir, seolah-olah, adalah penyelesaian Fisika yang Menghibur.

(4 Desember 1882, Bialystok - 16 Maret 1942, Leningrad) - Ilmuwan Rusia, pempopuler fisika, matematika, dan astronomi, salah satu pendiri genre sastra sains populer.

Biografi

Yakov Isidorovich Perelman lahir pada 4 Desember (22 November, gaya lama) 1882 di kota Bialystok, provinsi Grodno di Kekaisaran Rusia (sekarang Bialystok adalah bagian dari Polandia). Ayahnya bekerja sebagai akuntan, ibunya mengajar di kelas dasar. Saudara laki-laki Yakov Perelman, Osip Isidorovich, adalah seorang penulis naskah drama dalam bahasa Rusia dan Yiddish (nama samaran Osip Dymov).

Sang ayah meninggal pada tahun 1883 dan sang ibu harus membesarkan anak-anaknya seorang diri. Dia melakukan segalanya untuk memastikan bahwa anak-anak menerima pendidikan yang layak. Pada tahun 1890, Yakov pergi untuk belajar di kelas satu sekolah dasar, dan pada 18 Agustus 1895, ia memasuki sekolah nyata Bialystok.

Pada Agustus 1901 ia terdaftar di Institut Kehutanan di St. Petersburg. Hampir dari tahun pertama, ia mulai berkolaborasi dengan jurnal Nature and People, esai pertama yang ditulisnya, The Century of Asteroids, diterbitkan di jurnal No. 4 pada tahun 1901. Pada tahun 1903, ibunya meninggal. Pada tahun 1904, Perelman, sambil melanjutkan studinya di Institut Kehutanan, menjadi sekretaris eksekutif jurnal Nature and People.

Pada tahun 1908, Perelman mempertahankan tesisnya dengan topik “Starorussky State Sawmill. Peralatan dan karyanya "dan pada 22 Januari 1909 - menerima diploma kelulusan dari Institut Kehutanan dengan gelar" ilmuwan kehutanan kategori 1. Tetapi dia tidak memiliki kesempatan untuk bekerja dalam profesi yang dia pilih di institut, setelah lulus dari institut, Perelman mulai berkolaborasi di majalah terus-menerus, dan tidak hanya menulis esai sendiri, tetapi juga mencetak karya orang lain.

Juli 1913 - bagian pertama dari buku "Fisika Menghibur" diterbitkan. Buku itu sukses besar dengan pembaca. Ini membangkitkan minat di kalangan fisikawan juga. Profesor Fisika di Universitas St. Petersburg Orest Danilovich Khvolson, setelah bertemu Perelman dan mengetahui bahwa buku itu ditulis bukan oleh seorang fisikawan, tetapi oleh seorang ilmuwan kehutanan, berkata kepada Yakov Isidorovich: Kami memiliki banyak ilmuwan kehutanan, tetapi orang-orang yang dapat menulis seperti ini tentang fisika, seperti yang Anda tulis, tidak sama sekali. Saran saya yang paling mendesak untuk Anda adalah: teruslah, pastikan untuk terus menulis buku-buku seperti itu di masa depan.

29 Agustus 1913 - awal korespondensi dengan K. E. Tsiolkovsky, yang berlanjut hingga kematian Tsiolkovsky.

20 November 1913 - membuat presentasi di Masyarakat Pecinta Ilmu Pengetahuan Dunia Rusia "Tentang kemungkinan komunikasi antarplanet", yang didasarkan pada ide-ide K. E. Tsiolkovsky. Pada tahun 1914, ia menulis dan menerbitkan bab tambahan "Breakfast in a Weightless Kitchen" untuk novel Jules Verne "From a Cannon to the Moon", yang ia beri istilah "fiksi ilmiah" (Jules Verne menyebut novelnya ilmiah, dan HG Wells fantastis), sehingga menjadi penulis konsep baru.

Pada tahun 1915, saat berlibur di musim panas, Perelman bertemu dengan seorang dokter muda, Anna Davidovna Kaminskaya. Mereka segera menikah.

1916-1917 - bertugas di Petrograd "Pertemuan Khusus tentang Bahan Bakar", di mana ia mengusulkan untuk memajukan jam satu jam untuk menghemat bahan bakar (ini dilakukan pada tahun 20-an).

1916 - bagian kedua dari buku "Fisika Menghibur" diterbitkan.

1918-1923 - bekerja sebagai inspektur departemen Sekolah Buruh Bersatu dari Komisariat Pendidikan Rakyat RSFSR. Dikompilasi baru program pembelajaran dalam fisika, matematika dan astronomi, sambil mengajar mata pelajaran ini di berbagai lembaga pendidikan.

1919-1929 - mengedit majalah sains populer Soviet pertama "In the Workshop of Nature", dibuat atas inisiatifnya sendiri.

1924 - berpartisipasi dalam pekerjaan "Bagian komunikasi antarplanet" Moskow dari Osoaviakhim Uni Soviet, di antaranya adalah anggota F. E. Dzerzhinsky, K. E. Tsiolkovsky, V. P. Vetchinkin, F. A. Zander. N.A. Rynin dan lainnya.

1924-1929 - bekerja di departemen sains "Koran Merah" Leningrad; anggota dewan redaksi jurnal "Ilmu Pengetahuan dan Teknologi", "Pemikiran Pedagogis".
1925-1932 - anggota dewan penerbit koperasi "Vremya"; mengorganisir produksi massal buku dalam seri yang menghibur.

13 November 1931 - akhir 1933 - bertanggung jawab atas departemen propaganda di LenGIRD, anggota presidium LenGIRD, mengembangkan proyek roket anti-hujan es pertama Soviet.

1932 - dianugerahi diploma Dewan Regional Leningrad Osoaviakhim dari Uni Soviet "untuk khusus Partisipasi aktif dalam penjabaran tugas ilmiah dan teknis di bidang teknologi udara yang bertujuan untuk memperkuat kemampuan pertahanan Uni Soviet.

1932-1936 - berkorespondensi dengan S.P. Korolev tentang promosi pengetahuan ruang angkasa; bekerja di departemen Leningrad dari rumah penerbitan Komite Sentral Liga Komunis Muda Leninis All-Union "Pengawal Muda" sebagai penulis, konsultan, dan editor ilmiah.

1 Agustus 1934 - sebagai bagian dari kelompok penulis dan pempopuler Leningrad, ia bertemu dengan Herbert Wells, yang sedang mengunjungi Uni Soviet.

Musim panas 1935 - perjalanan ke Brussel untuk Kongres Internasional Matematikawan.

1939 - menulis artikel terperinci "Apa itu sains yang menghibur."

1 Juli 1941 - Februari 1942 - memberi kuliah kepada tentara intelijen Front Leningrad dan Spanduk Merah Armada Baltik, serta para partisan tentang orienteering tanpa instrumen.

Pada 18 Januari 1942, Anna Davidovna Kaminskaya-Perelman meninggal karena kelelahan saat bertugas di rumah sakit.

16 Maret 1942 - Yakov Perelman meninggal karena kelelahan umum yang disebabkan oleh kelaparan di Leningrad yang dikepung oleh pasukan Jerman.

Bibliografi

Daftar pustaka Perelman mencakup lebih dari 1000 artikel dan catatan yang diterbitkan olehnya di berbagai publikasi. Dan ini selain 47 ilmu populer, 40 buku pendidikan, 18 buku pelajaran sekolah dan alat peraga.

Menurut Kamar Buku All-Union, dari tahun 1918 hingga 1973 buku-bukunya diterbitkan 449 kali di negara kita saja; total sirkulasi mereka lebih dari 13 juta eksemplar. Mereka dicetak:
dalam bahasa Rusia 287 kali (12,1 juta eksemplar);
dalam 21 bahasa masyarakat Uni Soviet - 126 kali (935 ribu eksemplar).

Menurut perhitungan bibliofil Moskow Yu. P. Iroshnikov, buku-buku Ya. I. Perelman diterbitkan 126 kali dalam 18 tahun. negara asing dalam bahasa:

Jerman - 15 kali;
Prancis - 5;
Polandia - 7;
Inggris - 18;
Bulgaria - 9;
Ceko - 3;
Albania - 2;
bahasa Hindi - 1;
Hongaria - 8;
Yunani modern - 1;
Rumania - 6;
Spanyol - 19;
Portugis - 4;
Italia - 1;
Finlandia - 4;
dalam bahasa oriental - 7;
bahasa lain - 6 kali.

Buku

ABC sistem metrik. L., penerbit Ilmiah, 1925
Akun cepat. L., 1941
Ke jarak dunia (tentang penerbangan antarplanet). M., Rumah Penerbitan Osoaviakhim dari Uni Soviet, 1930
Tugas yang menyenangkan. Hal., Rumah Penerbitan A. S. Suvorin, 1914.
Malam ilmu yang menghibur. Pertanyaan, tugas, eksperimen, pengamatan dari bidang astronomi, meteorologi, fisika, matematika (ditulis bersama dengan V. I. Pryanishnikov). L., Lenoblono, 1936.
Perhitungan dengan angka perkiraan. M., APN Uni Soviet, 1950.
lembar koran. percobaan listrik. M. - L., Pelangi, 1925.
Geometri dan awal mula trigonometri. Buku teks pendek dan kumpulan tugas untuk pendidikan mandiri. L., Sevzapromburo dari Dewan Ekonomi Tertinggi, 1926.
dunia yang jauh. Makalah astronomi. Hal., Rumah Penerbitan P. P. Soikin, 1914.
Untuk matematikawan muda. Seratus teka-teki pertama. L., Awal Pengetahuan, 1925.
Untuk matematikawan muda. Seratus teka-teki kedua. L., Awal Pengetahuan, 1925.
Untuk fisikawan muda. Pengalaman dan hiburan. Hal., Awal Pengetahuan, 1924.
Geometri hidup. Teori dan tugas. Kharkov - Kyiv, Unizdat, 1930.
Matematika Hidup. Cerita dan teka-teki matematika. M.-L., PTI, 1934
Teka-teki dalam keingintahuan di dunia angka. Hal., Sains dan sekolah, 1923.
Aljabar Menghibur. L., Waktu, 1933.
Aritmatika yang menghibur. Teka-teki dan keingintahuan di dunia angka. L., Waktu, 1926.
Astronomi yang menghibur. L., Waktu, 1929.
Geometri yang menghibur. L., Waktu, 1925.
Menghibur geometri di luar ruangan dan di rumah. L., Waktu, 1925.
matematika yang menghibur. L., Waktu, 1927.
Menghibur matematika dalam cerita. L., Waktu, 1929.
Mekanik yang menghibur. L., Waktu, 1930.
Fisika yang menghibur. Buku. 1. St. Petersburg, Rumah Penerbitan P. P. Soikin, 1913.
Fisika yang menghibur. Buku. 2. Hal., Rumah Penerbitan P. P. Soikin, 1916 (sampai 1981 - edisi 21).
Tugas menghibur. L., Waktu, 1928.
Tugas dan pengalaman yang menghibur. M., Detgiz, 1959.
Apakah Anda tahu fisika? (Kuis fisik untuk remaja). M. - L., GIZ, 1934.
Untuk bintang-bintang di roket. Kharkiv, Ukr. pekerja, 1934.
Bagaimana menyelesaikan masalah dalam fisika. M. - L., ONTI, 1931.
Matematika di alam terbuka. L., Sekolah Politeknik, 1931.
Matematika di setiap kesempatan. buku untuk ekstrakurikuler membaca sekolah FZS. M. - L., Uchpedgiz, 1931.
Antara ini dan nanti. Pengalaman dan hiburan untuk anak yang lebih besar. M. - L., Pelangi, 1925.
Perjalanan antarplanet. Penerbangan ke ruang dunia dan prestasi benda angkasa. Hal., Rumah Penerbitan P. P. Soikin, 1915 (10).
Sistem metrik. Buku pegangan sehari-hari. Hal., Penerbitan Ilmiah, 1923.
Sains di waktu luang Anda. L., Pengawal Muda, 1935.
Tugas ilmiah dan hiburan (teka-teki, eksperimen, kelas). M. - L., Pengawal Muda, 1927.
Jangan percaya matamu! L., Berselancar, 1925.
Tindakan baru dan lama. Pengukuran metrik dalam kehidupan sehari-hari, kelebihannya. Metode terjemahan paling sederhana ke dalam bahasa Rusia. Hal., Ed. majalah "Di bengkel alam", 1920.
Buku masalah baru untuk kursus pendek geometri. M. - L., GIZ, 1922.
Buku Soal Geometri Baru. Hal., GIZ, 1923.
Ilusi optik. Hal., Penerbitan Ilmiah, 1924.
Penerbangan ke bulan. Proyek modern penerbangan antarplanet. L., Penabur, 1925.
Promosi sistem metrik. Panduan metodologi untuk dosen dan guru. L., penerbit Ilmiah, 1925.
Bepergian di planet (Fisika Planet). Hal., Rumah Penerbitan A. F. Marx, 1919.
Menyenangkan dengan pertandingan. L., Berselancar, 1926.
Roket ke bulan. M. - L., GIZ, 1930.
Fisika Teknis. Sebuah manual untuk belajar mandiri dan kumpulan latihan praktis. L., Sevzapromburo dari Dewan Ekonomi Tertinggi, 1927.
Teka-teki angka 7 buah. M. - L., Pelangi, 1927.
Fisika di setiap kesempatan. M., Pengawal Muda, 1933.
Pembaca fisik. Sebuah manual tentang fisika dan sebuah buku untuk dibaca.
- Isu. I. Mekanika. Hal., Penabur, 1922;
- isu II. Kehangatan, Hal., Penabur, 1923;
- isu AKU AKU AKU. Suara. L., GIZ, 1925;
- isu IV. Lampu. L., GIZ, 1925.
Fokus dan hiburan. Keajaiban zaman kita. Angka raksasa. Antara ini dan nanti. L., Pelangi, 1927.
Buku masalah pembaca di matematika dasar(untuk sekolah tenaga kerja dan pendidikan mandiri orang dewasa). L., GIZ, 1924.
Tsiolkovsky. Hidupnya, penemuan dan karya ilmiahnya. Dalam rangka HUT ke-75. M. - L., GTTI, 1932.
Tsiolkovsky K. E. Kehidupan dan ide-ide teknisnya. M. - L., ONTI, 1935.
Angka raksasa. M. - L., Pelangi, 1925.
Keajaiban zaman kita. M. - L., Pelangi, 1925.
Surveyor muda. L., Berselancar, 1926.
Kotak teka-teki dan trik. M. - L., GPZ, 1929.

Dalam pelajaran fisika sekolah, guru selalu mengatakan bahwa fenomena fisik ada di mana-mana dalam kehidupan kita. Kita hanya sering melupakannya. Sementara itu, yang menakjubkan sudah dekat! Jangan berpikir bahwa Anda akan membutuhkan sesuatu yang supernatural untuk mengatur eksperimen fisik di rumah. Dan inilah beberapa bukti untuk Anda ;)

pensil magnet

Apa saja yang perlu disiapkan?

baterai.
Pensil tebal.
Kawat berinsulasi tembaga dengan diameter 0,2-0,3 mm dan panjang beberapa meter (semakin banyak semakin baik).
Scotch.

Melakukan pengalaman

Gulung kawat dengan kencang untuk menyalakan pensil, tidak mencapai tepinya sebesar 1 cm Satu baris telah berakhir - gulung yang lain dari atas ke arah yang berlawanan. Begitu seterusnya, sampai semua kawat habis. Jangan lupa untuk membiarkan kedua ujung kawat bebas masing-masing 8-10 cm. Agar lilitan tidak terlepas setelah digulung, kencangkan dengan selotip. Lepaskan ujung kabel yang bebas dan sambungkan ke kontak baterai.

Apa yang terjadi?

Punya magnet! Cobalah untuk membawa benda-benda besi kecil ke sana - klip kertas, jepit rambut. Tertarik!

Penguasa Air

Apa saja yang perlu disiapkan?

Tongkat yang terbuat dari kaca plexiglass (misalnya, penggaris siswa atau sisir plastik biasa).
Kain kering yang terbuat dari sutra atau wol (misalnya, sweter wol).

Melakukan pengalaman

Buka keran sehingga aliran air tipis mengalir. Gosokkan tongkat atau sisir dengan kuat pada kain yang sudah disiapkan. Dekatkan tongkat dengan cepat ke aliran air tanpa menyentuhnya.

Apa yang akan terjadi?

Semburan air akan dibengkokkan oleh busur, tertarik ke tongkat. Coba hal yang sama dengan dua tongkat dan lihat apa yang terjadi.

berputar atas

Apa saja yang perlu disiapkan?

Kertas, jarum dan penghapus.
Tongkat dan kain wol kering dari pengalaman sebelumnya.

Melakukan pengalaman

Anda tidak hanya dapat mengelola air! Potong selembar kertas dengan lebar 1-2 cm dan panjang 10-15 cm, tekuk di sepanjang tepi dan di tengah, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Masukkan jarum dengan ujung runcing ke penghapus. Seimbangkan bagian atas benda kerja pada jarum. Siapkan "tongkat ajaib", gosokkan pada kain kering dan bawa ke salah satu ujung strip kertas dari samping atau atas, tanpa menyentuhnya.

Apa yang akan terjadi?

Strip akan berayun ke atas dan ke bawah seperti ayunan, atau akan berputar seperti korsel. Dan jika Anda dapat memotong kupu-kupu dari kertas tipis, maka pengalamannya akan lebih menarik.

Es dan api

(percobaan dilakukan pada hari yang cerah)

Apa saja yang perlu disiapkan?

Cangkir kecil dengan dasar bulat.
Sepotong kertas kering.

Melakukan pengalaman

Tuang ke dalam segelas air dan masukkan ke dalam freezer. Saat air berubah menjadi es, angkat cangkir dan masukkan ke dalam mangkuk berisi air panas. Setelah beberapa saat, es akan terpisah dari cangkir. Sekarang pergilah ke balkon, letakkan selembar kertas di lantai batu balkon. Dengan sepotong es, fokuskan matahari pada selembar kertas.

Apa yang akan terjadi?

Kertasnya harus hangus, karena di tangan tidak lagi hanya es ... Apakah Anda menebak bahwa Anda membuat kaca pembesar?

Cermin yang salah

Apa saja yang perlu disiapkan?

Stoples transparan dengan tutup yang rapat.
Cermin.

Melakukan pengalaman

Tuang air berlebih ke dalam stoples dan tutup tutupnya untuk mencegah gelembung udara masuk. Tempatkan toples terbalik di atas cermin. Sekarang Anda bisa melihat ke cermin.

Perbesar wajah Anda dan lihat ke dalam. Akan ada thumbnail. Sekarang mulailah memiringkan toples ke samping tanpa mengangkatnya dari cermin.

Apa yang akan terjadi?

Pantulan kepala Anda di dalam toples tentunya juga akan miring hingga terbalik, sedangkan bagian kaki tidak akan terlihat. Angkat toples dan pantulannya akan terbalik lagi.

Koktail Gelembung

Apa saja yang perlu disiapkan?

Segelas larutan garam kuat.
Baterai dari senter.
Dua buah kawat tembaga panjangnya kira-kira 10 cm.
Amplas halus.

Melakukan pengalaman

Bersihkan ujung kawat dengan amplas halus. Hubungkan salah satu ujung kabel ke setiap kutub baterai. Celupkan ujung kabel yang bebas ke dalam segelas larutan.

Apa yang terjadi?

Gelembung akan naik di dekat ujung kabel yang lebih rendah.

Baterai lemon

Apa saja yang perlu disiapkan?

Lemon, dicuci bersih dan dikeringkan.
Dua potong kawat tembaga berinsulasi dengan tebal kira-kira 0,2-0,5 mm dan panjang 10 cm.
Klip kertas baja.
Bola lampu dari senter.

Melakukan pengalaman

Lepaskan ujung yang berlawanan dari kedua kabel pada jarak 2-3 cm Masukkan klip kertas ke dalam lemon, kencangkan ujung salah satu kabel ke sana. Masukkan ujung kabel kedua ke dalam lemon 1-1,5 cm dari penjepit kertas. Untuk melakukan ini, pertama-tama tusuk lemon di tempat ini dengan jarum. Ambil dua ujung kabel yang bebas dan pasang bohlam ke kontak.

Apa yang akan terjadi?

Lampu akan menyala!

Laut seperti itu ada di negara ini, diketahui manusia dari zaman kuno. Ini adalah Laut Mati Palestina yang terkenal. Perairannya sangat asin, sedemikian rupa sehingga tidak ada satu makhluk hidup pun yang bisa hidup di dalamnya. Iklim Palestina yang panas dan tanpa hujan menyebabkan penguapan air yang kuat dari permukaan laut. Tetapi hanya air murni yang menguap, sedangkan garam terlarut tetap berada di laut dan meningkatkan salinitas air.Itulah sebabnya air Laut Mati tidak mengandung 2 atau 3 persen garam (berdasarkan berat), seperti kebanyakan laut dan samudera, tetapi 27 persen atau lebih; salinitas meningkat dengan kedalaman. Jadi, bagian keempat dari isi Laut Mati adalah garam yang larut dalam airnya. Jumlah total garam di dalamnya diperkirakan mencapai 40 juta ton.
Salinitas Laut Mati yang tinggi menentukan salah satu cirinya: air laut ini jauh lebih berat daripada air laut biasa. Tidak mungkin tenggelam dalam cairan yang begitu berat: tubuh manusia lebih mudah darinya.
Berat tubuh kita terasa kurang dari berat volume air asin yang sama dan, oleh karena itu, menurut hukum renang, seseorang tidak dapat tenggelam di Laut Mati; dia mengapung di dalamnya, seperti dia mengapung di air asin telur(yang tenggelam di air tawar)
Humoris Mark Twain, yang mengunjungi danau-laut ini, menggambarkan dengan detail lucu sensasi luar biasa yang dia dan teman-temannya alami saat berenang di perairan Laut Mati yang deras:
“Itu adalah berenang yang menyenangkan! Kami tidak bisa tenggelam. Di sini Anda dapat meregangkan tubuh di atas air, berbaring telentang dan melipat tangan di depan dada, dengan sebagian besar tubuh tetap berada di atas air. Pada saat yang sama, Anda dapat sepenuhnya mengangkat kepala ... Anda dapat berbaring dengan sangat nyaman di punggung Anda, mengangkat koloni ke dagu Anda dan menggenggamnya dengan tangan Anda - tetapi Anda akan segera berbalik, saat kepala Anda lebih berat. Anda dapat berdiri di atas kepala Anda - dan dari tengah dada hingga ujung kaki Anda akan tetap berada di luar air, tetapi Anda tidak akan dapat mempertahankan posisi ini untuk waktu yang lama. Anda tidak dapat berenang terlentang, bergerak dengan jelas, karena kaki Anda keluar dari air dan Anda harus mendorongnya hanya dengan tumit. Jika Anda berenang menghadap ke bawah, maka Anda tidak bergerak maju, tetapi mundur. Kuda itu sangat tidak stabil sehingga tidak bisa berenang atau berdiri di Laut Mati - ia segera berbaring miring.
pada gambar. 49 Anda melihat seorang pria yang cukup nyaman bertengger di permukaan Laut Mati; berat jenis air yang besar memungkinkan dia untuk membaca buku dalam posisi ini, melindungi dirinya dengan payung dari sinar matahari yang membakar.
Air Kara-Bogaz-Gol (teluk Laut Kaspia) memiliki sifat luar biasa yang sama dan tidak kurang air asin Danau Elton, mengandung 27% garam.
Hal semacam ini dialami oleh pasien yang mandi garam. Jika salinitas air sangat tinggi, seperti, misalnya, di Starorussky air mineral, maka pasien harus berusaha keras untuk tetap berada di dasar bak mandi. Saya mendengar seorang wanita yang sedang dirawat di Staraya Russa, mengeluh dengan marah bahwa air "secara positif mendorongnya keluar dari bak mandi." Tampaknya dia cenderung tidak menyalahkan hukum Archimedes, tetapi administrasi resor ...

Gambar 49. Seorang pria di permukaan Laut Mati (dari foto).

Gambar 50. Garis muat di atas kapal. Penunjukan merek dibuat di permukaan air. Untuk kejelasan, mereka juga ditampilkan secara terpisah dalam bentuk yang diperbesar. Arti huruf dijelaskan dalam teks.
Tingkat salinitas air di laut yang berbeda agak bervariasi, dan, karenanya, kapal tidak duduk sama dalam di air laut. Mungkin beberapa pembaca kebetulan melihat di atas kapal di dekat garis air apa yang disebut "tanda Lloyd" - sebuah tanda yang menunjukkan tingkat batas garis air dalam air dengan berbagai kepadatan. Misalnya, ditunjukkan pada Gambar. 50 garis beban berarti tingkat garis air pembatas:
di air tawar(Air Tawar) ............................... FW
di Samudera Hindia(Musim Panas India) ............... IS
dalam air asin di musim panas (Musim Panas) .......................... S
dalam air asin di musim dingin (Musim Dingin) ............................ W
semua masuk. Atlan. samudra di musim dingin (Winter North Atlantik) .. WNA
Di negara kita, tanda-tanda ini telah diperkenalkan sebagai wajib sejak 1909. Mari kita perhatikan sebagai kesimpulan bahwa ada jenis air yang, bahkan di bentuk murni, tanpa kotoran, terasa lebih berat dari biasanya; berat jenisnya adalah 1,1, yaitu 10% lebih banyak dari biasanya; akibatnya, di genangan air seperti itu, seseorang yang bahkan tidak bisa berenang hampir tidak bisa tenggelam. Air seperti itu disebut air "berat"; dia rumus kimia D2O (hidrogen yang termasuk dalam komposisinya terdiri dari atom dua kali lebih berat dari atom hidrogen biasa, dan dilambangkan dengan huruf D). Air "berat" dilarutkan dalam jumlah kecil dalam air biasa: dalam ember air minum mengandung sekitar 8 gram.
Air berat dengan komposisi D2O (mungkin ada tujuh belas jenis air berat dengan komposisi berbeda) saat ini sedang diekstraksi hampir dalam bentuk murni; campuran air biasa adalah sekitar 0,05%.

Bagaimana cara kerja pemecah es?

Saat mandi, jangan lewatkan kesempatan untuk melakukan eksperimen berikut. Sebelum meninggalkan bak mandi, buka stopkontak sambil tetap berbaring di bagian bawah. Karena semakin banyak tubuh Anda mulai muncul di atas air, Anda akan merasakan beban bertahap di atasnya. Pada saat yang sama, Anda akan diyakinkan dengan cara yang paling jelas bahwa berat badan yang hilang di dalam air (ingat betapa ringannya perasaan Anda saat mandi!), Muncul kembali segera setelah tubuh keluar dari air.
Ketika seekor paus tanpa sadar melakukan eksperimen seperti itu, menemukan dirinya kandas saat air surut, konsekuensinya fatal bagi hewan itu: ia akan dihancurkan oleh beratnya yang mengerikan. Tidak heran paus hidup di elemen air: gaya apung cairan menyelamatkan mereka dari efek gravitasi yang merusak.
Apa yang telah dikatakan telah hubungan terdekat untuk judul artikel ini. Pekerjaan pemecah es didasarkan pada fenomena fisik yang sama: bagian kapal yang dikeluarkan dari air tidak lagi seimbang oleh gaya apung air dan memperoleh bobot "darat". Seseorang seharusnya tidak berpikir bahwa pemecah es memotong es saat bergerak dengan tekanan terus menerus dari busurnya - tekanan batang. Ini bukan cara kerja pemecah es, tetapi pemotong es. Cara kerja ini hanya cocok untuk es yang relatif tipis.
Pemecah es laut asli, seperti Krasin atau Yermak, bekerja secara berbeda. Dengan aksi mesin yang kuat, kapal pemecah es mendorong busurnya ke permukaan es, yang untuk tujuan ini diatur sangat miring di bawah air. Begitu keluar dari air, haluan kapal memperoleh bobot penuhnya, dan beban besar ini (untuk Yermak, bobot ini mencapai, misalnya, hingga 800 ton) memecahkan es. Untuk meningkatkan aksi, lebih banyak air sering dipompa ke tangki haluan kapal pemecah es - "pemberat cair".
Beginilah cara kerja pemecah es hingga ketebalan es tidak melebihi setengah meter. Es yang lebih kuat dikalahkan oleh aksi tumbukan kapal. Pemecah es mundur dan menabrak tepi es dengan seluruh massanya. Dalam hal ini, bukan lagi berat yang bekerja, tetapi energi kinetik dari kapal yang bergerak; kapal berubah, seolah-olah menjadi peluru artileri dengan kecepatan rendah, tetapi bermassa besar, menjadi seekor domba jantan.
Tumpukan es setinggi beberapa meter dipecahkan oleh energi pukulan berulang dari busur kuat pemecah es.
Seorang peserta dalam penyeberangan Sibiryakov yang terkenal pada tahun 1932, penjelajah kutub N. Markov, menjelaskan pengoperasian kapal pemecah es ini sebagai berikut:
“Di antara ratusan batu es, di antara lapisan es yang terus menerus, Sibiryakov memulai pertempuran. Selama lima puluh dua jam berturut-turut, jarum telegraf mesin melompat dari "punggung penuh" ke "maju penuh". Tiga belas jam laut empat jam "Sibiryakov" menabrak es karena akselerasi, menghancurkannya dengan hidungnya, naik ke es, memecahkannya dan mundur lagi. Es, setebal tiga perempat meter, terlepas dengan susah payah. Dengan setiap pukulan mereka berhasil mencapai sepertiga dari korps.
Uni Soviet memiliki pemecah es terbesar dan terkuat di dunia.

Di mana kapal-kapal yang tenggelam?

Dipercaya secara luas, bahkan di antara para pelaut, bahwa kapal yang tenggelam di lautan tidak mencapai dasar laut, tetapi menggantung tanpa bergerak pada kedalaman tertentu, di mana air "dipadatkan oleh tekanan lapisan di atasnya."
Pendapat ini tampaknya dibagikan bahkan oleh penulis 20.000 Leagues Under the Sea; di salah satu bab novel ini, Jules Verne menggambarkan sebuah kapal karam yang tergantung tak bergerak di air, dan di bab lain dia menyebut kapal-kapal "membusuk, tergantung bebas di air."
Apakah pernyataan seperti itu benar?
Tampaknya ada beberapa dasar untuk itu, karena tekanan air di kedalaman laut benar-benar mencapai derajat yang sangat besar. Pada kedalaman 10 m, air menekan dengan gaya 1 kg per 1 cm2 benda yang terendam. Pada kedalaman 20 m, tekanan ini sudah 2 kg, pada kedalaman 100 m - 10 kg, 1000 m - 100 kg. Lautan, di banyak tempat, memiliki kedalaman beberapa kilometer, mencapai lebih dari 11 km di bagian terdalam Samudra Besar (Palung Mariana). Sangat mudah untuk menghitung berapa besar tekanan yang harus dialami air dan benda-benda yang terbenam di dalamnya pada kedalaman yang sangat besar ini.
Jika botol gabus kosong diturunkan ke kedalaman yang cukup dan kemudian dikeluarkan lagi, akan ditemukan bahwa tekanan air telah mendorong gabus ke dalam botol dan seluruh bejana penuh dengan air. Ahli kelautan terkenal John Murray, dalam bukunya The Ocean, mengatakan bahwa percobaan semacam itu dilakukan: tiga tabung kaca dengan berbagai ukuran, disegel di kedua ujungnya, dibungkus dengan kanvas dan ditempatkan di dalam silinder tembaga dengan lubang untuk lewatnya secara bebas. air. Silinder diturunkan hingga kedalaman 5 km. Ketika dikeluarkan dari sana, ternyata kanvas itu dipenuhi dengan massa seperti salju: itu adalah pecahan kaca. Potongan-potongan kayu, diturunkan ke kedalaman yang sama, setelah dikeluarkan, tenggelam dalam air seperti batu bata - mereka begitu diperas.
Tampaknya wajar untuk mengharapkan bahwa tekanan dahsyat seperti itu akan memadatkan air pada kedalaman yang sangat dalam sehingga bahkan benda-benda berat tidak akan tenggelam di dalamnya, seperti halnya berat besi tidak tenggelam dalam merkuri.
Namun, pendapat ini sama sekali tidak berdasar. Pengalaman menunjukkan bahwa air, seperti semua cairan pada umumnya, tidak terlalu kompresibel. Dikompresi dengan gaya 1 kg per 1 cm2, air dimampatkan hanya dengan 1/22.000 volumenya dan dimampatkan dengan cara yang kira-kira sama dengan peningkatan tekanan per kilogram lebih lanjut. Jika kita ingin membawa air ke kepadatan sedemikian rupa sehingga besi dapat mengapung di dalamnya, itu perlu mengembunkannya 8 kali. Sementara itu, untuk pemadatan hanya setengahnya, yaitu untuk mengurangi volume hingga setengahnya, diperlukan tekanan 11.000 kg per 1 cm2 (jika hanya ukuran kompresi yang disebutkan terjadi untuk tekanan yang begitu besar). Ini sesuai dengan kedalaman 110 km di bawah permukaan laut!
Dari sini jelas bahwa sama sekali tidak perlu berbicara tentang pemadatan air yang nyata di kedalaman lautan. Di tempat terdalamnya, air hanya setebal 1100/22000, yaitu 1/20 dari kerapatan normalnya, hanya 5%. Hampir tidak bisa mempengaruhi kondisi navigasi di dalamnya. berbagai badan, - terutama karena benda padat yang direndam dalam air tersebut juga mengalami tekanan ini dan, oleh karena itu, juga dipadatkan.
Oleh karena itu, tidak ada keraguan sedikit pun bahwa kapal yang tenggelam bersandar di dasar lautan. "Apa pun yang tenggelam dalam segelas air," kata Murray, "harus pergi ke dasar dan ke laut terdalam."
Saya telah mendengar keberatan seperti itu. Jika sebuah gelas dicelupkan ke dalam air dengan hati-hati, gelas itu mungkin tetap dalam posisi itu, karena gelas itu akan menggantikan volume air yang beratnya sama dengan gelas itu. Gelas logam yang lebih berat dapat dipegang pada posisi yang sama dan di bawah permukaan air tanpa tenggelam ke dasar. Dengan cara yang sama, seolah-olah sebuah kapal penjelajah atau kapal lain yang terbalik dengan lunasnya dapat berhenti di tengah jalan. Jika di beberapa ruangan kapal udaranya terkunci rapat, maka kapal akan tenggelam sampai kedalaman tertentu dan berhenti di situ.
Lagi pula, beberapa kapal tenggelam terbalik - dan mungkin beberapa dari mereka tidak pernah mencapai dasar, tetap tergantung di kedalaman laut yang gelap. Sedikit dorongan akan cukup untuk membuat kapal seperti itu tidak seimbang, membalikkannya, mengisinya dengan air dan membuatnya jatuh ke dasar - bagaimana bisa ada guncangan di kedalaman lautan, di mana keheningan dan ketenangan memerintah selamanya dan di mana bahkan gema badai tidak menembus?
Semua argumen ini didasarkan pada kesalahan fisik. Gelas yang terbalik tidak tenggelam dalam air - gelas itu harus ditenggelamkan oleh kekuatan eksternal dalam air, seperti sepotong kayu atau botol kosong yang disumbat. Dengan cara yang sama, sebuah kapal yang terbalik dengan lunas tidak akan mulai tenggelam sama sekali, tetapi akan tetap berada di permukaan air. Dia tidak dapat menemukan dirinya di tengah-tengah antara permukaan laut dan dasarnya.

Bagaimana impian Jules Verne dan Wells menjadi kenyataan

Kapal selam nyata di zaman kita dalam beberapa hal tidak hanya mengejar Nautilus fantastis Jules Verpe, tetapi bahkan melampauinya. Benar, kecepatan kapal penjelajah kapal selam saat ini adalah setengah dari Nautilus: 24 knot versus 50 untuk Jules Verne (satu knot adalah sekitar 1,8 km per jam). Bagian terpanjang dari kapal selam modern perjalanan keliling dunia, sedangkan Kapten Nemo melakukan perjalanan dua kali lebih lama. Di sisi lain, Nautilus memiliki perpindahan hanya 1.500 ton, hanya memiliki dua atau tiga lusin orang awak di dalamnya, dan mampu bertahan di bawah air tanpa istirahat selama tidak lebih dari empat puluh delapan jam. Kapal penjelajah kapal selam "Surkuf", dibangun pada tahun 1929 dan dimiliki oleh armada Prancis, memiliki bobot 3200 ton, dikendalikan oleh tim yang terdiri dari seratus lima puluh orang dan mampu bertahan di bawah air, tanpa muncul ke permukaan, hingga seratus dan dua puluh jam.
Kapal selam ini dapat melakukan transisi dari pelabuhan Prancis ke pulau Madagaskar tanpa memasuki pelabuhan apa pun di sepanjang jalan. Dalam hal kenyamanan tempat tinggal, Surkuf, mungkin, tidak kalah dengan Nautilus. Lebih lanjut, Surkuf memiliki keunggulan yang tidak diragukan lagi atas kapal Kapten Nemo bahwa hanggar tahan air untuk pesawat amfibi pengintai diatur di dek atas kapal penjelajah. Kami juga mencatat bahwa Jules Verne tidak melengkapi Nautilus dengan periskop, sehingga memberi kapal kesempatan untuk melihat cakrawala dari bawah air.
Hanya dalam satu hal, kapal selam nyata masih akan tertinggal jauh di belakang penciptaan fantasi novelis Prancis: di kedalaman perendaman. Namun, harus dicatat bahwa pada titik ini fantasi Jules Verne melintasi batas-batas yang masuk akal. “Kapten Nemo,” kita membaca di satu tempat dalam novel, “mencapai kedalaman tiga, empat, lima, tujuh, sembilan, dan sepuluh ribu meter di bawah permukaan laut.” Dan begitu Nautilus tenggelam bahkan ke kedalaman yang belum pernah terjadi sebelumnya - 16 ribu meter! "Saya merasa," kata pahlawan novel itu, "bagaimana pengencang pelat besi kapal selam bergetar, bagaimana penjepitnya bengkok, bagaimana mereka bergerak di dalam jendela, menyerah pada tekanan air. Jika kapal kita tidak memiliki kekuatan dari tubuh cor yang solid, itu akan langsung diratakan menjadi kue. ”
Kekhawatiran itu cukup tepat, karena pada kedalaman 16 km (jika ada kedalaman seperti itu di lautan), tekanan air harus mencapai 16.000: 10 = 1600 kg per 1 cm2 , atau 1600 atmosfer teknis ; upaya seperti itu tidak menghancurkan besi, tetapi pasti akan menghancurkan strukturnya. Namun, oseanografi modern tidak mengetahui kedalaman seperti itu. Gagasan berlebihan tentang kedalaman lautan yang berlaku di era Jules Verne (novel ini ditulis pada tahun 1869) dijelaskan oleh ketidaksempurnaan metode untuk mengukur kedalaman. Pada masa itu, bukan kawat yang digunakan untuk lin-lot, tetapi tali rami; sebanyak itu tertahan oleh gesekan terhadap air, semakin kuat, semakin dalam ia tenggelam; pada kedalaman yang cukup dalam, gesekan meningkat ke titik di mana lot sama sekali tidak jatuh, tidak peduli berapa banyak tali yang diracuni: tali rami hanya kusut, menciptakan kesan kedalaman yang luar biasa.
Kapal selam zaman kita mampu menahan tekanan tidak lebih dari 25 atmosfer; ini menentukan kedalaman terbesar perendaman mereka: 250 m Kedalaman yang jauh lebih besar dicapai dalam peralatan khusus yang disebut "bathysphere" (Gbr. 51) dan dirancang khusus untuk mempelajari fauna di kedalaman laut. Peralatan ini, bagaimanapun, tidak menyerupai Nautilus Jules Verne, tetapi ciptaan fantastis dari novelis lain - bola laut dalam Wells, dijelaskan dalam cerita "Di Dalam Laut." Pahlawan cerita ini turun ke dasar lautan hingga kedalaman 9 km dalam bola baja berdinding tebal; perangkat dibenamkan tanpa kabel, tetapi dengan beban yang dapat dilepas; setelah mencapai dasar lautan, bola dibebaskan di sini dari beban yang membawanya dan dengan cepat terbang ke permukaan air.
Di bathysphere, para ilmuwan telah mencapai kedalaman lebih dari 900 m Bathysphere turun dengan kabel dari kapal, yang dengannya mereka yang duduk di bola memelihara koneksi telepon.

Gambar 51. Peralatan bola baja "bathysphere" untuk turun ke lapisan dalam laut. Dalam peralatan ini, William Beebe mencapai kedalaman 923 m pada tahun 1934. Ketebalan dinding bola sekitar 4 cm, diameter 1,5 m, dan berat 2,5 ton.

Bagaimana Sadko dibesarkan?

Di lautan luas, ribuan kapal besar dan kecil binasa setiap tahun, terutama di masa perang. Kapal-kapal yang paling berharga dan mudah dijangkau mulai ditemukan dari dasar laut. Insinyur dan penyelam Soviet yang merupakan bagian dari EPRON (yaitu "Ekspedisi pekerjaan bawah air tujuan khusus”), menjadi terkenal di seluruh dunia karena berhasil mengangkat lebih dari 150 kapal besar. Di antara mereka, salah satu yang terbesar adalah pemecah es Sadko, yang tenggelam di Laut Putih pada tahun 1916 karena kelalaian kapten. Berbaring dasar laut Berusia 17 tahun, kapal pemecah es yang luar biasa ini dibesarkan oleh pekerja EPRON dan mulai beroperasi kembali.
Teknik mengangkat sepenuhnya didasarkan pada penerapan hukum Archimedes. Di bawah lambung kapal yang tenggelam di tanah dasar laut, penyelam menggali 12 terowongan dan menarik handuk baja yang kuat melalui masing-masing terowongan. Ujung-ujung handuk yang menempel pada ponton sengaja ditenggelamkan di dekat kapal pemecah es. Semua pekerjaan ini dilakukan pada kedalaman 25 m di bawah permukaan laut.
Ponton (Gbr. 52) adalah silinder besi berongga yang tidak dapat ditembus dengan panjang 11 m dan diameter 5,5 m. Ponton kosong itu beratnya 50 ton. Menurut aturan geometri, mudah untuk menghitung volumenya: sekitar 250 meter kubik. Jelas bahwa silinder seperti itu harus mengapung kosong di atas air: ia menggantikan 250 ton air, sementara beratnya sendiri hanya 50; daya dukungnya sama dengan selisih antara 250 dan 50, yaitu 200 ton. Untuk membuat ponton tenggelam ke dasar, diisi dengan air.
Ketika (lihat Gbr. 52) ujung tali baja terpasang kuat ke ponton yang tenggelam, udara tekan disuntikkan ke dalam silinder menggunakan selang. Pada kedalaman 25 m, air menekan dengan gaya 25/10 + 1, yaitu 3,5 atmosfer. Udara disuplai ke silinder di bawah tekanan sekitar 4 atmosfer dan, oleh karena itu, harus menggantikan air dari ponton. Silinder ringan dengan dengan kekuatan besar didorong oleh air di sekitarnya ke permukaan laut. Mereka melayang di air seperti balon di udara. Gaya angkat bersama mereka dengan perpindahan penuh air dari mereka adalah 200 x 12, yaitu 2400 ton. Ini melebihi berat Sadko yang tenggelam, jadi demi kenaikan yang lebih mulus, ponton hanya dibebaskan sebagian dari air.

Gambar 52. Skema pengangkatan "Sadko"; menunjukkan bagian pemecah es, ponton dan sling.
Namun demikian, kenaikan itu dilakukan hanya setelah beberapa upaya yang gagal. “Pihak penyelamat mengalami empat kecelakaan di atasnya sampai berhasil,” tulis T. I. Bobritsky, kepala insinyur kapal EPRON, yang memimpin pekerjaan itu. “Tiga kali, dengan tegang menunggu kapal, kami melihat, alih-alih pemecah es yang naik, secara spontan melarikan diri ke atas, dalam kekacauan ombak dan buih, ponton dan sobek, selang menggeliat ular. Dua kali kapal pemecah es itu muncul dan menghilang lagi di jurang laut sebelum muncul ke permukaan dan akhirnya tinggal di permukaan.

Mesin air "Eternal"

Di antara banyak proyek mesin gerak abadi"Ada banyak seperti yang didasarkan pada munculnya mayat di dalam air. Sebuah menara setinggi 20 meter diisi air. Katrol dipasang di bagian atas dan bawah menara, di mana tali yang kuat dilemparkan dalam bentuk sabuk tak berujung. Pada tali terdapat 14 kotak kubus berongga setinggi satu meter, dipaku dari lembaran besi sehingga air tidak dapat menembus ke dalam kotak. foto kita. 53 dan 54 menggambarkan penampilan menara seperti itu dan bagian memanjangnya.
Bagaimana cara kerja pengaturan ini? Setiap orang yang akrab dengan hukum Archimedes akan menyadari bahwa kotak-kotak yang berada di dalam air akan cenderung mengapung. Mereka ditarik ke atas dengan gaya yang sama dengan berat air yang dipindahkan oleh kotak, yaitu, berat satu meter kubik air, diulang sebanyak kotak dicelupkan ke dalam air. Dapat dilihat dari gambar bahwa selalu ada enam kotak di dalam air. Ini berarti bahwa gaya yang mengangkat peti-peti yang dimuati ke atas sama dengan berat 6 m3 air, yaitu 6 ton. Mereka ditarik ke bawah oleh berat kotak itu sendiri, yang, bagaimanapun, diimbangi oleh beban enam kotak yang tergantung bebas di luar tali.
Jadi, seutas tali yang dilempar dengan cara ini akan selalu mengalami tarikan sebesar 6 ton yang diterapkan pada salah satu sisinya dan diarahkan ke atas. Jelas bahwa gaya ini akan menyebabkan tali berputar tanpa henti, meluncur di sepanjang katrol, dan dengan setiap putaran melakukan pekerjaan sebesar 6000 * 20 = 120.000 kgm.
Sekarang jelas bahwa jika kita menghiasi negara dengan menara-menara seperti itu, maka kita akan dapat menerima dari mereka jumlah pekerjaan yang tidak terbatas, cukup untuk menutupi semua kebutuhan ekonomi nasional. Menara akan memutar jangkar dinamo dan memberikan energi listrik dalam jumlah berapa pun.
Namun, jika Anda melihat lebih dekat pada proyek ini, mudah untuk melihat bahwa gerakan tali yang diharapkan seharusnya tidak terjadi sama sekali.
Agar tali tak berujung berputar, kotak-kotak itu harus memasuki baskom air menara dari bawah dan meninggalkannya dari atas. Tapi bagaimanapun, memasuki kolam, kotak harus mengatasi tekanan kolom air setinggi 20 m! Tekanan ini pada meter persegi luas kotak sama dengan tidak lebih dan tidak kurang dari dua puluh ton (berat air 20 m3). Dorongan ke atas hanya 6 ton, artinya, jelas tidak cukup untuk menyeret kotak ke dalam kolam.
Di antara banyak contoh mesin gerak air "abadi", ratusan di antaranya ditemukan oleh penemu yang gagal, orang dapat menemukan opsi yang sangat sederhana dan cerdik.

Gambar 53. Proyek mesin air "abadi" imajiner.

Gambar 54. Perangkat menara dari gambar sebelumnya.
Lihatlah gambar. 55. Bagian dari drum kayu, dipasang pada poros, terendam air sepanjang waktu. Jika hukum Archimedes benar, maka bagian yang dicelupkan ke dalam air akan mengapung dan, begitu gaya apung lebih besar dari gaya gesekan pada sumbu drum, putaran tidak akan pernah berhenti ...

Gambar 55. Proyek lain dari mesin air "abadi".
Jangan terburu-buru membangun mesin "abadi" ini! Anda pasti akan gagal: drum tidak mau bergerak. Ada apa, apa kesalahan dalam penalaran kita? Ternyata kami tidak memperhitungkan arah gaya akting. Dan mereka akan selalu diarahkan tegak lurus ke permukaan drum, yaitu sepanjang jari-jari ke sumbu. Semua orang tahu dari pengalaman sehari-hari bahwa tidak mungkin membuat roda berputar dengan menerapkan gaya di sepanjang jari-jari roda. Untuk menyebabkan rotasi, perlu untuk menerapkan gaya tegak lurus terhadap jari-jari, yaitu bersinggungan dengan keliling roda. Sekarang tidak sulit untuk memahami mengapa upaya untuk menerapkan gerakan "abadi" juga akan berakhir dengan kegagalan dalam kasus ini.
Hukum Archimedes menyediakan makanan yang menggoda bagi pikiran para pencari mesin gerak "abadi" dan mendorong mereka untuk menemukan perangkat yang cerdik untuk menggunakan penurunan berat badan yang nyata untuk mendapatkan sumber energi mekanik yang abadi.

Siapa yang menciptakan kata "gas" dan "atmosfer"?

Kata "gas" termasuk dalam jumlah kata yang ditemukan oleh para ilmuwan bersama dengan kata-kata seperti "termometer", "listrik", "galvanometer", "telepon" dan yang terpenting "atmosfer". Dari semua kata yang ditemukan, "gas" adalah yang terpendek. Ahli kimia dan dokter Belanda kuno Helmont, yang hidup dari tahun 1577 hingga 1644 (sejaman dengan Galileo), menghasilkan "gas" dari kata Yunani untuk "kekacauan". Setelah menemukan bahwa udara terdiri dari dua bagian, salah satunya mendukung pembakaran dan terbakar, sedangkan sisanya tidak memiliki sifat-sifat ini, Helmont menulis:
“Saya menyebut gas uap seperti itu, karena hampir tidak berbeda dengan kekacauan zaman dahulu”(Arti asli dari kata "chaos" adalah ruang bercahaya).
Namun, kata baru itu tidak digunakan untuk waktu yang lama setelah itu dan dihidupkan kembali hanya oleh Lavoisier yang terkenal pada tahun 1789. Kata itu menjadi tersebar luas ketika semua orang mulai berbicara tentang penerbangan saudara-saudara Montgolfier di balon pertama.
Lomonosov dalam tulisannya menggunakan nama yang berbeda untuk benda gas- "cairan elastis" (yang tetap digunakan bahkan ketika saya masih di sekolah). Omong-omong, kami mencatat bahwa Lomonosov dikreditkan dengan memperkenalkan sejumlah nama ke dalam pidato Rusia, yang kini telah menjadi kata-kata standar. bahasa ilmiah:
suasana
manometer
barometer
mikrometer
pompa udara
optik, optik
viskositas
eh (e) listrik
kristalisasi
e(e)cemara
urusan
dan sebagainya.
Nenek moyang ilmu pengetahuan alam Rusia yang cerdik menulis tentang ini: “Saya terpaksa mencari kata-kata untuk menyebutkan beberapa instrumen fisik, tindakan, dan hal-hal alami, yang (yaitu kata-kata) meskipun pada awalnya tampak agak aneh, tetapi saya berharap mereka akan menjadi lebih akrab dengan waktu melalui penggunaan wasiat."
Seperti yang kita ketahui, harapan Lomonosov sepenuhnya dibenarkan.
Sebaliknya, kata-kata yang kemudian diusulkan oleh V.I. Dahl (kompiler terkenal dari Explanatory Dictionary) untuk menggantikan "atmosfer" - "myrocolitsa" atau "colosseum" yang canggung - tidak berakar sama sekali, sama seperti " bumi surgawi” tidak berakar alih-alih cakrawala dan kata-kata baru lainnya.

Seolah olah tugas sederhana

Sebuah samovar berisi 30 gelas penuh air. Anda meletakkan gelas di bawah kerannya dan, dengan arloji di tangan Anda, ikuti jarum detik untuk melihat jam berapa gelas itu terisi penuh. Katakanlah dalam setengah menit. Sekarang mari kita ajukan pertanyaan: pada jam berapa seluruh samovar akan dikosongkan jika keran dibiarkan terbuka?
Tampaknya ini adalah masalah aritmatika sederhana yang kekanak-kanakan: satu gelas mengalir keluar dalam 0,5 menit, yang berarti bahwa 30 gelas akan keluar dalam 15 menit.
Tapi lakukan pengalaman. Ternyata samovar kosong bukan seperempat jam, seperti yang Anda harapkan, tetapi setengah jam.
Apa masalahnya? Lagi pula, perhitungannya sangat sederhana!
Sederhana, tapi salah. Tidak dapat dibayangkan bahwa kecepatan aliran keluar tetap sama dari awal hingga akhir. Ketika gelas pertama mengalir keluar dari samovar, pancaran sudah mengalir di bawah tekanan yang lebih kecil, karena permukaan air di samovar telah turun; jelas bahwa gelas kedua akan diisi dalam waktu lebih lama dari setengah menit; yang ketiga akan mengalir lebih malas, dan seterusnya.
Laju aliran cairan apa pun dari lubang di bejana terbuka secara langsung tergantung pada ketinggian kolom cairan di atas lubang. Toricelli yang brilian, seorang murid Galileo, adalah orang pertama yang menunjukkan ketergantungan ini dan mengungkapkannya dengan rumus sederhana:

Dimana v adalah kecepatan aliran keluar, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah ketinggian permukaan cairan di atas lubang. Dari rumus ini dapat disimpulkan bahwa kecepatan pancaran keluar sepenuhnya tidak bergantung pada densitas cairan: alkohol ringan dan merkuri berat pada tingkat yang sama mengalir keluar dari lubang dengan sama cepatnya (Gbr. 56). Dapat dilihat dari rumus bahwa di Bulan, di mana gravitasi 6 kali lebih kecil daripada di Bumi, dibutuhkan waktu sekitar 2,5 kali lebih lama untuk mengisi gelas daripada di Bumi.
Tapi mari kita kembali ke tugas kita. Jika setelah habisnya 20 gelas dari samovar, ketinggian air di dalamnya (dihitung dari bukaan kran) turun empat kali, maka gelas ke-21 akan terisi dua kali lebih lambat dari gelas pertama. Dan jika di masa depan ketinggian air turun 9 kali, maka akan membutuhkan waktu tiga kali lebih lama untuk mengisi gelas terakhir daripada mengisi gelas pertama. Semua orang tahu betapa lambatnya air mengalir dari keran samovar, yang sudah hampir kosong. Memecahkan masalah ini dengan metode matematika yang lebih tinggi, dapat dibuktikan bahwa waktu yang diperlukan untuk mengosongkan bejana secara lengkap adalah dua kali lebih lama waktu selama volume yang sama dari cairan akan dicurahkan pada tingkat awal yang konstan.

Gambar 56. Mana yang lebih mungkin keluar: merkuri atau alkohol? Tingkat cairan di dalam bejana adalah sama.

masalah kolam renang

Dari apa yang telah dikatakan, satu langkah ke masalah terkenal tentang kumpulan, yang tanpanya tidak ada satu pun buku masalah aritmatika dan aljabar yang dapat melakukannya. Semua orang ingat masalah klasik membosankan, skolastik seperti berikut:
“Ada dua pipa di kolam. Setelah satu kolam kosong pertama dapat diisi pada jam 5; dalam satu detik kolam penuh dapat dikosongkan pada jam 10. Pada jam berapa kolam yang kosong akan terisi jika kedua pipa dibuka sekaligus?
Masalah semacam ini memiliki resep yang terhormat - hampir 20 abad, kembali ke Heron dari Alexandria. Inilah salah satu tugas Heron - tidak serumit keturunannya:

Empat air mancur diberikan. Sebuah reservoir yang luas diberikan.
Dalam sehari, air mancur pertama mengisinya sampai penuh.
Dua hari dua malam yang kedua harus bekerja pada hal yang sama.
Yang ketiga adalah tiga kali yang pertama, lebih lemah.
Dalam empat hari, yang terakhir mengikutinya.
Katakan padaku seberapa cepat itu akan penuh
Jika dalam satu waktu semuanya terbuka?

Selama dua ribu tahun, masalah kolam renang telah terpecahkan, dan begitulah kekuatan rutinitas! - dua ribu tahun diselesaikan dengan tidak benar. Mengapa itu salah - Anda akan mengerti sendiri setelah apa yang baru saja dikatakan tentang aliran air. Bagaimana mereka diajarkan untuk memecahkan masalah kolam renang? Masalah pertama, misalnya, diselesaikan dengan cara berikut. Pada 1 jam, pipa pertama menuangkan 0,2 kolam, yang kedua menuangkan 0,1 kolam; ini berarti bahwa di bawah aksi kedua pipa, 0,2 - 0,1 = 0,1 memasuki kolam setiap jam, dari mana waktu untuk mengisi kolam adalah 10 jam. Alasan ini tidak benar: jika aliran air masuk dapat dianggap terjadi di bawah tekanan konstan dan, oleh karena itu, seragam, maka aliran keluarnya terjadi pada tingkat yang berubah dan, oleh karena itu, tidak merata. Dari fakta bahwa kolam dikosongkan oleh pipa kedua pada jam 10, sama sekali tidak berarti bahwa 0,1 bagian dari kolam mengalir keluar setiap jam; keputusan sekolah, seperti yang kita lihat, salah. Tidak mungkin menyelesaikan masalah dengan benar menggunakan matematika dasar, dan oleh karena itu masalah tentang kolam (dengan air yang mengalir) tidak memiliki tempat sama sekali dalam buku masalah aritmatika.

Gambar 57. Masalah kolam.

Kapal yang Menakjubkan

Apakah mungkin untuk mengatur bejana seperti itu yang darinya air akan mengalir keluar sepanjang waktu dalam aliran yang seragam, tanpa memperlambat alirannya, meskipun tingkat cairannya semakin rendah? Setelah apa yang telah Anda pelajari dari artikel sebelumnya, Anda mungkin siap untuk menganggap masalah seperti itu tidak dapat dipecahkan.
Sementara itu, itu cukup layak. Bank yang ditunjukkan pada gambar. 58, adalah kapal yang luar biasa. Ini adalah toples biasa dengan leher sempit, melalui gabus yang mendorong tabung gelas. Jika Anda membuka keran C di bawah ujung tabung, cairan akan mengalir darinya dalam aliran yang tak henti-hentinya sampai ketinggian air di bejana turun ke ujung bawah tabung. Dengan mendorong tabung hampir setinggi keran, Anda dapat membuat semua cairan di atas permukaan lubang mengalir keluar dalam aliran yang seragam, meskipun sangat lemah.

Gambar 58. Perangkat kapal Mariotte. Dari lubang C, air mengalir merata.
Mengapa ini terjadi? Ikuti secara mental apa yang terjadi di dalam wadah ketika keran C dibuka (Gbr. 58). Pertama-tama, air dituangkan dari tabung gelas; tingkat cairan di dalamnya turun ke ujung tabung. Dengan aliran keluar lebih lanjut, ketinggian air di kapal sudah turun dan udara luar masuk melalui tabung gelas; itu gelembung melalui air dan mengumpulkan di atasnya di bagian atas kapal. Sekarang, di semua level B, tekanannya sama dengan atmosfer. Ini berarti bahwa air dari keran C mengalir keluar hanya di bawah tekanan lapisan air BC, karena tekanan atmosfer di dalam dan di luar bejana seimbang. Dan karena ketebalan lapisan BC tetap konstan, tidak mengherankan bahwa pancaran mengalir dengan kecepatan yang sama sepanjang waktu.
Coba sekarang jawab pertanyaan: seberapa cepat air akan keluar jika sumbat B dilepas setinggi ujung tabung?
Ternyata tidak mengalir keluar sama sekali (tentu saja, jika lubangnya sangat kecil sehingga lebarnya dapat diabaikan; jika tidak, air akan mengalir keluar di bawah tekanan lapisan air yang tipis, setebal lebarnya. lubang). Faktanya, di sini tekanan di dalam dan di luar sama dengan atmosfer, dan tidak ada yang menyebabkan air mengalir keluar.
Dan jika Anda mencabut sumbat A di atas ujung bawah tabung, maka tidak hanya air yang tidak mengalir keluar dari bejana, tetapi udara luar juga akan masuk ke dalamnya. Mengapa? Untuk alasan yang sangat sederhana: di dalam bagian kapal ini, tekanan udara kurang dari Tekanan atmosfer di luar.
Kapal dengan sifat luar biasa ini ditemukan fisikawan terkenal Mariotte dan dinamai ilmuwan "kapal Mariotte".

Muat dari udara

Di pertengahan abad ke-17, penduduk kota Rogensburg dan pangeran berdaulat Jerman, yang dipimpin oleh kaisar, yang berkumpul di sana, menyaksikan tontonan yang menakjubkan: 16 kuda mencoba yang terbaik untuk memisahkan dua belahan tembaga yang melekat pada masing-masing lainnya. Apa yang menghubungkan mereka? "Tidak ada" - udara. Namun, delapan kuda yang menarik ke satu arah dan delapan kuda yang menarik yang lain, tidak dapat memisahkan mereka. Jadi wali kota Otto von Guericke menunjukkan dengan matanya sendiri kepada semua orang bahwa udara bukanlah "bukan apa-apa" sama sekali, bahwa ia memiliki berat dan menekan dengan kekuatan yang cukup besar pada semua benda duniawi.
Percobaan ini dilakukan pada tanggal 8 Mei 1654, dalam suasana yang sangat khusyuk. Wali kota yang terpelajar berhasil menarik minat semua orang dengan penelitian ilmiahnya, terlepas dari kenyataan bahwa masalah itu terjadi di tengah gejolak politik dan perang yang menghancurkan.
Deskripsi eksperimen terkenal dengan "belahan Magdeburg" tersedia di buku teks fisika. Namun demikian, saya yakin bahwa pembaca akan mendengarkan dengan penuh minat cerita ini dari bibir Guericke sendiri, yang kadang-kadang disebut sebagai "Galileo Jerman", fisikawan luar biasa. Sebuah buku tebal yang menjelaskan serangkaian panjang eksperimennya muncul dalam bahasa Latin di Amsterdam pada tahun 1672 dan, seperti semua buku pada era ini, memiliki judul yang panjang. Ini dia:
OTTO von GUERICKE

Yang disebut eksperimen Magdeburg baru

di atas RUANG TANPA UDARA,

awalnya dijelaskan oleh seorang profesor matematika
di Universitas Würzburg oleh Kaspar Schott.
Edisi milik penulis sendiri
lebih rinci dan dilengkapi dengan berbagai
pengalaman baru.
Bab XXIII buku ini dikhususkan untuk eksperimen yang menarik minat kita. Berikut terjemahan harfiahnya.
“Eksperimen yang membuktikan bahwa tekanan udara menghubungkan kedua belahan begitu kuat sehingga tidak dapat dipisahkan dengan upaya 16 kuda.
Saya memesan dua belahan tembaga dengan diameter tiga perempat hasta Magdeburg. Namun kenyataannya, diameternya hanya 67/100, karena pengrajin, seperti biasa, tidak dapat membuat apa yang dibutuhkan. Kedua belahan sepenuhnya merespon satu sama lain. Sebuah derek melekat pada satu belahan bumi; Dengan katup ini, Anda dapat mengeluarkan udara dari dalam dan mencegah udara masuk dari luar. Selain itu, 4 cincin melekat pada belahan, di mana tali yang diikat ke harness kuda dijalin. Saya juga memesan cincin kulit untuk dijahit; itu jenuh dengan campuran lilin di terpentin; terjepit di antara belahan, itu tidak membiarkan udara melalui mereka. Sebuah tabung pompa udara dimasukkan ke dalam faucet, dan udara di dalam bola dikeluarkan. Kemudian ditemukan dengan kekuatan apa kedua belahan ditekan satu sama lain melalui cincin kulit. Tekanan udara luar menekan mereka begitu kuat sehingga 16 kuda (dengan sentakan) tidak dapat memisahkan mereka sama sekali, atau mencapainya hanya dengan susah payah. Ketika belahan, menyerah pada ketegangan semua kekuatan kuda, dipisahkan, raungan terdengar, seperti dari tembakan.
Tapi ada baiknya memutar keran untuk membuka Akses gratis udara - dan belahannya mudah dipisahkan dengan tangan Anda.
Perhitungan sederhana dapat menjelaskan kepada kita mengapa gaya yang begitu besar (8 kuda di setiap sisi) diperlukan untuk memisahkan bagian-bagian dari bola kosong. Pengepresan udara dengan kekuatan sekitar 1 kg per cm persegi; luas lingkaran dengan diameter 0,67 hasta (37 cm) adalah 1060 cm2. Ini berarti bahwa tekanan atmosfer di setiap belahan bumi harus melebihi 1000 kg (1 ton). Oleh karena itu, setiap delapan kuda harus menarik dengan kekuatan satu ton untuk melawan tekanan udara luar.
Tampaknya untuk delapan kuda (di setiap sisi) ini bukan beban yang sangat besar. Namun, jangan lupa bahwa ketika bergerak, misalnya, beban 1 ton, kuda mengatasi gaya yang bukan sebesar 1 ton, tetapi jauh lebih kecil, yaitu gesekan roda pada poros dan di trotoar. Dan gaya ini - di jalan raya, misalnya - hanya lima persen, yaitu dengan beban satu ton - 50 kg. (Belum lagi fakta bahwa ketika upaya delapan kuda digabungkan, seperti yang ditunjukkan oleh latihan, 50% traksi hilang.) Oleh karena itu, traksi 1 ton sesuai dengan beban kereta 20 ton dengan delapan kuda. Begitulah beban udara yang harus dipikul oleh kuda-kuda wali kota Magdeburg! Seolah-olah mereka seharusnya menggerakkan lokomotif uap kecil, yang, apalagi, tidak diletakkan di atas rel.
Diukur bahwa seekor kuda penarik yang kuat menarik kereta dengan gaya hanya 80 kg. Akibatnya, untuk memecahkan belahan Magdeburg, dengan daya dorong yang seragam, diperlukan 1000/80 \u003d 13 kuda di setiap sisi.
Pembaca mungkin akan tercengang mengetahui bahwa beberapa artikulasi kerangka kita tidak hancur karena alasan yang sama seperti belahan Magdeburg. Sendi pinggul kami hanyalah belahan Magdeburg. Dimungkinkan untuk mengekspos sendi ini dari koneksi otot dan tulang rawan, namun paha tidak jatuh: tekanan atmosfer menekannya, karena tidak ada udara di ruang interartikular.

Air Mancur Bangau Baru

Bentuk air mancur yang biasa, yang dikaitkan dengan mekanik kuno Heron, mungkin sudah diketahui oleh pembaca saya. Biarkan saya mengingatkan Anda di sini tentang perangkatnya, sebelum melanjutkan ke deskripsi modifikasi terbaru dari perangkat aneh ini. Air Mancur Bangau (Gbr. 60) terdiri dari tiga bejana: bagian atas terbuka a dan dua bola b dan c, tertutup rapat. Kapal dihubungkan oleh tiga tabung, yang lokasinya ditunjukkan pada gambar. Ketika ada air di a, bola b diisi dengan air, dan bola c diisi dengan udara, air mancur mulai beroperasi: air mengalir melalui tabung dari a ke c. memindahkan udara dari sana ke dalam bola b; di bawah tekanan udara yang masuk, air dari b mengalir ke atas tabung dan berdetak seperti air mancur di atas bejana a. Ketika bola b kosong, air mancur berhenti berdetak.

Gambar 59. Tulang-tulang sendi pinggul kita tidak hancur karena tekanan atmosfer, seperti halnya belahan Magdeburg tertahan.

Gambar 60. Air Mancur Bangau Purba.

Gambar 61. Modifikasi Modern Air Mancur Bangau. Di atas - varian perangkat pelat.
Ini adalah bentuk kuno dari air mancur Bangau. Sudah di zaman kita, seorang guru sekolah di Italia, didorong ke kecerdikan oleh sedikit perabot ruang belajarnya, telah menyederhanakan pengaturan air mancur Bangau dan merancang modifikasi sedemikian rupa sehingga siapa pun dapat mengaturnya dengan bantuan cara yang paling sederhana (Gbr. 61). Alih-alih bola, ia menggunakan botol farmasi; alih-alih tabung kaca atau logam, saya mengambil tabung karet. Bejana atas tidak perlu dilubangi: seseorang cukup memasukkan ujung tabung ke dalamnya, seperti yang ditunjukkan pada gambar. 61 di atas.
Dalam modifikasi ini, perangkat ini jauh lebih nyaman digunakan: ketika semua air dari tabung b meluap melalui wadah a ke tabung c, Anda cukup mengatur ulang tabung b dan c, dan air mancur kembali beroperasi; kita tidak boleh lupa, tentu saja, untuk juga mentransplantasikan ujungnya ke tabung lain.
Kenyamanan lain dari air mancur yang dimodifikasi adalah memungkinkan untuk secara sewenang-wenang mengubah lokasi kapal dan mempelajari bagaimana jarak level kapal mempengaruhi ketinggian jet.
Jika Anda ingin meningkatkan ketinggian pancaran berkali-kali, Anda dapat mencapainya dengan mengganti air dengan merkuri di labu bawah perangkat yang dijelaskan, dan udara dengan air (Gbr. 62). Pengoperasian alat ini jelas: air raksa, mengalir dari tabung c ke tabung b, memindahkan air darinya, menyebabkannya menyembur seperti air mancur. Mengetahui bahwa merkuri 13,5 kali lebih berat daripada air, kita dapat menghitung seberapa tinggi pancaran air mancur harus naik. Mari kita nyatakan perbedaan level masing-masing sebagai h1, h2, h3. Sekarang mari kita lihat gaya di mana air raksa mengalir dari bejana c (Gbr. 62) ke b. Air raksa dalam tabung penghubung dikenai tekanan dari kedua sisi. Di sebelah kanan, ini dipengaruhi oleh perbedaan tekanan kolom air raksa h2 (yang setara dengan tekanan 13,5 kali kolom air yang lebih tinggi, 13,5 h2) ditambah tekanan kolom air h1. Kolom air h3 menekan di sebelah kiri. Akibatnya, merkuri terbawa dengan paksa
13.5h2 + h1 - h3.
Tapi h3 – h1 = h2; oleh karena itu, kami mengganti h1 - h3 dengan minus h2 dan mendapatkan:
13.5h2 - h2 yaitu 12.5h2.
Dengan demikian, air raksa memasuki bejana b di bawah tekanan berat kolom air dengan ketinggian 12,5 h2. Secara teoritis, air mancur harus berdetak dengan ketinggian yang sama dengan perbedaan kadar merkuri dalam labu, dikalikan dengan 12,5. Gesekan menurunkan ketinggian teoritis ini agak.
Namun demikian, perangkat yang dijelaskan memberikan kesempatan yang nyaman untuk mendapatkan jet tinggi. Untuk memaksa, misalnya, sebuah air mancur berdenyut hingga ketinggian 10 m, cukup untuk menaikkan satu kaleng di atas yang lain sekitar satu meter. Sangat mengherankan bahwa, seperti yang dapat dilihat dari perhitungan kami, ketinggian pelat a di atas termos dengan merkuri tidak sedikit pun mempengaruhi ketinggian pancaran.

Gambar 62. Air mancur bertekanan merkuri. Jet berdetak sepuluh kali lebih tinggi daripada perbedaan kadar merkuri.

Kapal Penipu

Di masa lalu - di XVII dan Abad XVIII- para bangsawan menghibur diri mereka sendiri dengan mainan instruktif berikut: mereka membuat cangkir (atau kendi), di bagian atasnya ada guntingan bermotif besar (Gbr. 63). Gelas seperti itu, yang dituang dengan anggur, dipersembahkan kepada tamu yang tidak tahu apa-apa, yang bisa ditertawakan tanpa hukuman. Bagaimana cara meminumnya? Anda tidak dapat memiringkannya: anggur akan mengalir keluar dari banyak lubang, dan tidak setetes pun akan mencapai mulut Anda. Itu akan terjadi seperti dalam dongeng:

Gambar 63. Kendi penipu akhir XVIII abad dan rahasia strukturnya.
Sayang, minum bir,
Ya, dia baru saja membasahi kumisnya.
Tapi siapa yang tahu rahasia pengaturan mug seperti itu, rahasianya ditunjukkan pada gambar. 63 di sebelah kanan, - dia menyumbat lubang B dengan jarinya, mengambil cerat ke dalam mulutnya dan menarik cairan ke dalam dirinya sendiri tanpa memiringkan bejana: anggur naik melalui lubang E di sepanjang saluran di dalam pegangan, lalu di sepanjang kelanjutannya C di dalam tepi atas cangkir dan mencapai cerat.
Belum lama ini, mug serupa dibuat oleh pembuat tembikar kami. Itu terjadi pada saya di satu rumah untuk melihat contoh pekerjaan mereka, agak terampil menyembunyikan rahasia konstruksi kapal; di cangkirnya ada tulisan: "Minum, tapi jangan tumpah."

Berapa berat air dalam gelas yang terbalik?

"Tentu saja, itu tidak menimbang apa pun: air tidak dapat menampung gelas seperti itu, itu mengalir keluar," kata Anda.
- Dan jika tidak mengalir? Aku akan bertanya. - Lalu bagaimana?
Bahkan, menyimpan air di dalam gelas yang terbalik bisa dilakukan agar tidak tumpah. Kasus ini ditunjukkan pada Gambar. 64. Sebuah gelas piala terbalik, diikat di bagian bawah ke satu panci skala, diisi dengan air, yang tidak tumpah, karena tepi piala direndam dalam bejana dengan air. Gelas kosong yang sama persis ditempatkan pada panci timbangan lainnya.
Pan timbangan mana yang lebih berat?

Gambar 64. Piala mana yang akan dimenangkan?
Gelas air yang terbalik akan ditarik. Gelas ini mengalami tekanan atmosfer penuh dari atas, dan tekanan atmosfer dari bawah, dilemahkan oleh berat air yang terkandung dalam gelas. Untuk menyeimbangkan cangkir, perlu mengisi gelas yang diletakkan di atas cangkir lain dengan air.
Dalam kondisi ini, oleh karena itu, air dalam gelas yang terbalik memiliki berat yang sama seperti dalam gelas yang diletakkan di bagian bawah.

Mengapa kapal tertarik?

Pada musim gugur 1912, dengan Olimpiade kapal uap laut, yang saat itu menjadi salah satu kapal terbesar di dunia, ada kasus berikutnya. Olimpiade berlayar di laut terbuka, dan hampir sejajar dengannya, pada jarak ratusan meter, kapal lain, kapal penjelajah lapis baja yang jauh lebih kecil, Gauk, lewat dengan kecepatan tinggi. Ketika kedua kapal mengambil posisi yang ditunjukkan pada gambar. 65, sesuatu yang tidak terduga terjadi: kapal yang lebih kecil dengan cepat keluar dari jalur, seolah-olah mematuhi kekuatan yang tidak terlihat, mengarahkan haluannya ke kapal uap besar dan, tidak mematuhi kemudi, bergerak hampir langsung ke arahnya. Terjadi tabrakan. Orang Gauk itu membenturkan hidungnya ke sisi Olmpik; pukulan itu begitu kuat sehingga "Gauk" membuat lubang besar di sisi "Olimpiade".

Gambar 65. Posisi kapal uap “Olympic” dan “Gauk” sebelum tumbukan.
Ketika kasus aneh ini dipertimbangkan dalam pengadilan laut, kapten Olimpiade raksasa itu diakui sebagai pihak yang bersalah, karena, - putusan pengadilan berbunyi, - dia tidak memberikan perintah apa pun untuk memberi jalan kepada Gauk yang menyeberang.
Pengadilan tidak melihat di sini, oleh karena itu, sesuatu yang luar biasa: kecerobohan kapten yang sederhana, tidak lebih. Sementara itu, terjadi keadaan yang sama sekali tidak terduga: kasus saling tarik menarik kapal di laut.
Kasus seperti itu telah terjadi lebih dari sekali, mungkin sebelumnya, dengan pergerakan paralel dua kapal. Tetapi sampai kapal yang sangat besar dibangun, fenomena ini tidak memanifestasikan dirinya dengan kekuatan seperti itu. Ketika air lautan mulai membajak "kota terapung", fenomena tarik-menarik kapal menjadi jauh lebih terlihat; komandan kapal perang memperhitungkan dia ketika bermanuver.
Banyak kecelakaan kapal kecil yang berlayar di sekitar kapal penumpang dan militer besar mungkin terjadi karena alasan yang sama.
Apa yang menjelaskan atraksi ini? Tentu saja, tidak ada pertanyaan tentang tarik-menarik menurut hukum gravitasi universal Newton; kita telah melihat (dalam Bab IV) bahwa daya tarik ini terlalu kecil. Alasan untuk fenomena ini adalah jenis yang sama sekali berbeda dan dijelaskan oleh hukum aliran cairan dalam tabung dan saluran. Dapat dibuktikan bahwa jika suatu zat cair mengalir melalui suatu saluran yang mengalami penyempitan dan pemuaian, maka pada bagian saluran yang sempit ia mengalir lebih cepat dan memberikan tekanan yang lebih kecil pada dinding saluran daripada di tempat yang luas, yang mengalir lebih tenang dan memberikan tekanan yang lebih besar. di dinding (yang disebut "prinsip Bernoulli"). ").
Hal yang sama berlaku untuk gas. Fenomena dalam doktrin gas ini disebut efek Clément-Desorme (menurut para fisikawan yang menemukannya) dan sering disebut sebagai "paradoks aerostatik". Untuk pertama kalinya fenomena ini, seperti yang mereka katakan, ditemukan secara tidak sengaja dalam keadaan berikut. Di salah satu tambang Prancis, seorang pekerja diperintahkan untuk menutup lubang adit luar dengan perisai, di mana udara terkompresi disuplai ke tambang. Pekerja itu berjuang untuk waktu yang lama dengan aliran udara, tetapi tiba-tiba perisai itu menghantam adit dengan sendirinya dengan kekuatan sedemikian rupa sehingga, jika perisai itu tidak cukup besar, dia akan ditarik ke lubang ventilasi bersama dengan pekerja yang ketakutan.
Kebetulan, fitur aliran gas ini menjelaskan tindakan alat penyemprot. Ketika kita meniup (Gbr. 67) ke lutut a, berakhir dengan penyempitan, udara, yang melewati penyempitan, mengurangi tekanannya. Jadi, ada udara dengan tekanan yang dikurangi di atas tabung b, dan oleh karena itu tekanan atmosfer mendorong cairan dari gelas ke atas tabung; di lubang, cairan memasuki jet udara yang ditiup dan disemprotkan ke dalamnya.
Sekarang kita akan mengerti apa alasan daya tarik kapal. Ketika dua kapal uap berlayar sejajar satu sama lain, semacam saluran air diperoleh di antara sisi-sisinya. Di saluran biasa, dindingnya diam, dan airnya bergerak; ini sebaliknya: airnya diam, tetapi dindingnya bergerak. Tetapi aksi gaya tidak berubah sama sekali: di tempat-tempat sempit tetesan bergerak, tekanan air di dinding lebih sedikit daripada di ruang di sekitar kapal uap. Dengan kata lain, sisi-sisi kapal uap yang saling berhadapan mengalami tekanan yang lebih kecil dari sisi air daripada bagian luar kapal. Apa yang harus terjadi sebagai akibat dari ini? Kapal-kapal harus, di bawah tekanan air luar, bergerak ke arah satu sama lain, dan wajar jika kapal yang lebih kecil bergerak lebih jelas, sementara yang lebih besar hampir tidak bergerak. Itulah mengapa daya tarik sangat kuat ketika sebuah kapal besar dengan cepat melewati kapal kecil.

Gambar 66. Di bagian saluran yang sempit, air mengalir lebih cepat dan menekan dinding lebih sedikit daripada di bagian yang lebar.

Gambar 67. Pistol semprot.

Gambar 68. Aliran air antara dua kapal layar.
Jadi, daya tarik kapal disebabkan oleh aksi hisap air mengalir. Ini juga menjelaskan bahaya jeram bagi perenang, efek hisap pusaran air. Dapat dihitung bahwa aliran air di sungai dengan kecepatan sedang 1 m per detik menarik tubuh manusia dengan kekuatan 30 kg! Kekuatan seperti itu tidak mudah untuk dilawan, terutama di dalam air, ketika berat badan kita sendiri tidak membantu kita untuk menjaga stabilitas. Akhirnya, aksi retraksi kereta api yang bergerak cepat dijelaskan oleh prinsip Bernoulli yang sama: kereta api dengan kecepatan 50 km per jam menyeret orang di dekatnya dengan gaya sekitar 8 kg.
Fenomena yang terkait dengan "prinsip Bernoulli", meskipun cukup umum, sedikit diketahui di kalangan non-spesialis. Karena itu, akan berguna untuk membahasnya secara lebih rinci. Berikut ini adalah kutipan dari artikel tentang topik ini yang diterbitkan dalam jurnal sains populer.

Prinsip Bernoulli dan Konsekuensinya

Prinsip yang pertama kali dikemukakan oleh Daniel Bernoulli pada tahun 1726, mengatakan: dalam pancaran air atau udara, tekanannya tinggi jika kecepatannya rendah, dan tekanannya rendah jika kecepatannya tinggi. Ada batasan yang diketahui untuk prinsip ini, tetapi kami tidak akan membahasnya di sini.
Beras. 69 menggambarkan prinsip ini.
Udara dihembuskan melalui tabung AB. Jika penampang tabung kecil, seperti pada a, kecepatan udara tinggi; dimana penampang besar, seperti pada b, kecepatan udara rendah. Di mana kecepatannya tinggi, tekanannya rendah, dan di mana kecepatannya rendah, tekanannya tinggi. Karena tekanan udara rendah di a, cairan dalam tabung C naik; pada saat yang sama, tekanan udara yang kuat di b menyebabkan cairan dalam tabung D tenggelam.

Gambar 69. Ilustrasi prinsip Bernoulli. Di bagian yang menyempit (a) dari tabung AB, tekanannya lebih kecil daripada di bagian yang lebar (b).
pada gambar. 70 tabung T dipasang pada piringan tembaga DD; udara dihembuskan melalui tabung T dan lebih jauh melewati piringan bebas dd. Udara di antara dua piringan memiliki kecepatan tinggi, tetapi kecepatan ini menurun dengan cepat saat mendekati tepi piringan, karena penampang aliran udara meningkat dengan cepat dan inersia udara yang mengalir keluar dari ruang di antara piringan adalah mengatasi. Tetapi tekanan udara di sekitar piringan besar, karena kecepatannya rendah, dan tekanan udara di antara piringan-piringan itu kecil, karena kecepatannya tinggi. Oleh karena itu, udara di sekitar piringan memiliki efek yang lebih besar pada piringan, cenderung membawa mereka lebih dekat daripada aliran udara di antara piringan, cenderung mendorong mereka terpisah; akibatnya disk dd menempel pada disk DD semakin kuat, semakin kuat arus udara di T.
Beras. 71 mewakili analogi dari gambar. 70, tetapi hanya dengan air. Air yang bergerak cepat pada piringan DD berada pada tingkat yang rendah dan naik ke tingkat air yang lebih tinggi di dalam cekungan saat air itu berputar di sekitar tepi piringan. Oleh karena itu, air diam di bawah piringan memiliki tekanan yang lebih tinggi daripada air yang bergerak di atas piringan, sehingga menyebabkan piringan naik. Batang P tidak memungkinkan perpindahan lateral disk.

Gambar 70. Pengalaman dengan disk.

Gambar 71. Disk DD naik pada batang P ketika semburan air dari tangki dituangkan ke atasnya.
Beras. 72 menggambarkan bola cahaya mengambang di jet udara. Pancaran udara mengenai bola dan mencegahnya jatuh. Saat bola keluar dari jet, udara sekitar mengembalikannya kembali ke jet, karena tekanan udara di sekitarnya, yang memiliki kecepatan rendah, besar, dan tekanan udara di jet, yang memiliki kecepatan tinggi, kecil.
Beras. 73 mewakili dua kapal yang bergerak berdampingan di air yang tenang, atau, yang berarti sama, dua kapal berdiri berdampingan dan dikelilingi oleh air. Aliran lebih dibatasi di ruang antara kapal, dan kecepatan air di ruang ini lebih besar daripada di kedua sisi kapal. Oleh karena itu, tekanan air antar kapal lebih kecil dari pada kedua sisi kapal; tekanan yang lebih tinggi dari air di sekitar kapal membawa mereka lebih dekat. Pelaut tahu betul bahwa dua kapal yang berlayar berdampingan sangat tertarik satu sama lain.

Gambar 72. Bola yang ditopang oleh pancaran udara.

Gambar 73. Dua kapal yang bergerak paralel tampak saling tarik menarik.

Gambar 74. Ketika kapal bergerak maju, kapal B memutar haluan ke arah kapal A.

Gambar 75. Jika udara dihembuskan di antara dua bola cahaya, mereka akan saling mendekat hingga bersentuhan.
Kasus yang lebih serius dapat terjadi ketika satu kapal mengikuti yang lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar. 74. Dua gaya F dan F, yang menyatukan kapal, cenderung membelokkannya, dan kapal B berbelok ke arah L dengan kekuatan yang cukup besar. Tabrakan dalam hal ini hampir tidak bisa dihindari, karena kemudi tidak punya waktu untuk mengubah arah kapal.
Fenomena yang dijelaskan sehubungan dengan gambar. 73 dapat didemonstrasikan dengan meniupkan udara di antara dua bola karet ringan yang digantung seperti ditunjukkan pada gambar. 75. Jika udara ditiup di antara mereka, mereka mendekat dan saling memukul.

Tujuan dari kantung ikan

Tentang peran apa yang dimainkan gelembung renang ikan, mereka biasanya mengatakan dan menulis - tampaknya cukup masuk akal - berikut ini. Untuk muncul dari kedalaman ke lapisan permukaan air, ikan menggembungkan kantung renangnya; kemudian volume tubuhnya meningkat, berat air yang dipindahkan menjadi lebih besar dari beratnya sendiri - dan, menurut hukum renang, ikan naik. Untuk menghentikan naik atau turun, dia, sebaliknya, menekan kantung renangnya. Volume tubuh, dan dengan itu berat air yang dipindahkan, berkurang, dan ikan tenggelam ke dasar menurut hukum Archimedes.
Gagasan yang disederhanakan tentang tujuan kantung renang ikan berasal dari zaman para ilmuwan dari Akademi Florentine (abad XVII) dan diungkapkan oleh Profesor Borelli pada tahun 1685. Selama lebih dari 200 tahun itu diterima tanpa keberatan , berhasil berakar di buku pelajaran sekolah, dan hanya oleh karya-karya peneliti baru (Moreau, Charbonel) ketidakkonsistenan lengkap dari teori ini ditemukan,
Gelembung tidak diragukan lagi memiliki hubungan yang sangat dekat dengan ikan yang berenang, karena ikan, di mana gelembung itu dihilangkan secara artifisial selama percobaan, dapat bertahan di air hanya dengan bekerja keras dengan siripnya, dan ketika pekerjaan ini dihentikan, mereka jatuh ke bawah. Apa peran sebenarnya? Sangat terbatas: ini hanya membantu ikan untuk tetap berada pada kedalaman tertentu - tepatnya pada kedalaman di mana berat air yang dipindahkan oleh ikan sama dengan berat ikan itu sendiri. Ketika ikan, dengan kerja siripnya, jatuh di bawah level ini, tubuhnya, yang mengalami tekanan luar yang besar dari air, mengerut, meremas gelembung; berat volume air yang dipindahkan berkurang, menjadi kurang dari berat ikan, dan ikan jatuh tak terkendali. Semakin rendah jatuh, semakin kuat tekanan airnya (sebesar 1 atmosfer saat diturunkan setiap 10 m), semakin banyak tubuh ikan terkompresi dan semakin cepat ia terus turun.
Hal yang sama, hanya dalam arah yang berlawanan, terjadi ketika ikan, setelah meninggalkan lapisan di mana ia berada dalam keseimbangan, digerakkan oleh kerja siripnya ke lapisan yang lebih tinggi. Tubuhnya, dibebaskan dari bagian dari tekanan eksternal dan masih meledak dari dalam dengan gelembung renang (di mana tekanan gas mencapai titik ini dalam keseimbangan dengan tekanan air di sekitarnya), volume meningkat dan, sebagai hasilnya , mengapung lebih tinggi. Semakin tinggi ikan naik, semakin membengkak tubuhnya dan, akibatnya, semakin cepat naik lebih lanjut. Ikan tidak dapat mencegah hal ini dengan "meremas kandung kemih", karena dinding kantung renangnya tidak memiliki serat otot yang secara aktif dapat mengubah volumenya.
Bahwa ekspansi pasif dari volume tubuh benar-benar terjadi pada ikan dikonfirmasi oleh eksperimen berikut (Gbr. 76). Suram dalam keadaan kloroform ditempatkan dalam wadah tertutup dengan air, di mana peningkatan tekanan dipertahankan, dekat dengan yang berlaku pada kedalaman tertentu di reservoir alami. di permukaan air, ikan berbaring tidak aktif, perut ke atas. Tenggelam sedikit lebih dalam, ia naik ke permukaan lagi. Ditempatkan lebih dekat ke bawah, itu tenggelam ke bawah. Tetapi dalam interval antara kedua tingkat ada lapisan air di mana ikan tetap seimbang - tidak tenggelam dan tidak mengapung. Semua ini menjadi jelas jika kita mengingat apa yang baru saja dikatakan tentang ekspansi pasif dan kontraksi gelembung renang.
Jadi, bertentangan dengan kepercayaan populer, seekor ikan tidak dapat secara sukarela mengembang dan mengkerutkan kantung renangnya. Perubahan volumenya terjadi secara pasif, di bawah pengaruh tekanan eksternal yang meningkat atau melemah (menurut hukum Boyle-Mariotte). Perubahan volume ini tidak hanya tidak berguna bagi ikan, tetapi, sebaliknya, berbahaya bagi ikan, karena mereka menyebabkan jatuh yang tak terbendung dan semakin cepat ke dasar, atau sama-sama tak terbendung dan semakin cepat naik ke permukaan. Dengan kata lain, gelembung membantu ikan untuk menjaga keseimbangannya dalam posisi diam, tetapi keseimbangan ini tidak stabil.
Ini adalah peran sebenarnya dari gelembung renang pada ikan, karena kita sedang berbicara tentang sikapnya terhadap renang; apakah itu juga melakukan fungsi lain dalam tubuh ikan dan apa yang sebenarnya tidak diketahui, sehingga organ ini masih misterius. Dan hanya peran hidrostatiknya yang sekarang dapat dianggap sepenuhnya dijelaskan.
Pengamatan nelayan mengkonfirmasi apa yang telah dikatakan.

Gambar 76. Pengalaman dengan suram.
Saat menangkap ikan dari kedalaman yang sangat dalam, kebetulan ikan lain dilepaskan di tengah jalan; tetapi, bertentangan dengan harapan, ia tidak turun lagi ke kedalaman dari mana ia diekstraksi, tetapi, sebaliknya, dengan cepat naik ke permukaan. Pada ikan ini dan itu, kadang-kadang terlihat bahwa kandung kemih menonjol melalui mulut.

Gelombang dan angin puyuh

Banyak fenomena fisik sehari-hari tidak dapat dijelaskan atas dasar hukum dasar fisika. Bahkan fenomena yang sering diamati seperti gelombang laut pada hari yang berangin tidak dapat dijelaskan sepenuhnya dalam kerangka kursus fisika sekolah. Dan apa yang menyebabkan gelombang yang menyebar di air yang tenang dari haluan kapal uap yang bergerak? Mengapa bendera berkibar saat cuaca berangin? Mengapa pasir di tepi pantai bergelombang? Mengapa ada asap yang keluar dari cerobong pabrik?

Gambar 77. Aliran fluida yang tenang (“laminar”) dalam pipa.

Gambar 78. Vortex ("turbulen") aliran fluida dalam pipa.
Untuk menjelaskan ini dan fenomena serupa lainnya, kita harus mengetahui ciri-ciri dari apa yang disebut gerakan pusaran cairan dan gas. Kami akan mencoba menceritakan di sini sedikit tentang fenomena pusaran dan mencatat fitur utamanya, karena pusaran hampir tidak disebutkan dalam buku teks sekolah.
Bayangkan cairan mengalir dalam pipa. Jika semua partikel fluida bergerak di sepanjang pipa dalam garis paralel, maka kita memiliki bentuk paling sederhana dari gerakan fluida - tenang, atau, seperti yang dikatakan fisikawan, aliran "laminar". Namun, ini bukan kasus yang paling umum. Sebaliknya, lebih sering cairan mengalir dengan gelisah di dalam pipa; pusaran pergi dari dinding pipa ke porosnya. Ini adalah gerakan angin puyuh atau turbulen. Beginilah, misalnya, air mengalir di pipa-pipa jaringan pasokan air (jika kita tidak bermaksud pipa tipis, di mana alirannya laminar). Aliran vortex diamati setiap kali kecepatan aliran fluida tertentu dalam pipa ( diameter yang diberikan) mencapai nilai tertentu, yang disebut kecepatan kritis.
Angin puyuh cairan yang mengalir dalam pipa dapat terlihat oleh mata jika sedikit bubuk ringan, seperti lycopodium, dimasukkan ke dalam cairan transparan yang mengalir dalam tabung gelas. Kemudian vortisitas yang bergerak dari dinding tabung ke porosnya dibedakan dengan jelas.
Fitur aliran pusaran ini digunakan dalam teknologi untuk konstruksi lemari es dan pendingin. Fluida yang mengalir secara turbulen dalam tabung dengan dinding yang didinginkan membawa semua partikelnya ke dalam kontak dengan dinding yang dingin jauh lebih cepat daripada ketika bergerak tanpa vortisitas; harus diingat bahwa zat cair itu sendiri adalah penghantar panas yang buruk dan, jika tidak ada pencampuran, mendingin atau memanas dengan sangat lambat. Pertukaran panas dan material yang hidup dari darah dengan jaringan yang dicuci olehnya juga dimungkinkan hanya karena alirannya masuk pembuluh darah bukan laminar, tapi pusaran.
Apa yang telah dikatakan tentang pipa berlaku sama untuk saluran terbuka dan dasar sungai: di saluran dan sungai, air mengalir dengan deras. Ketika mengukur kecepatan sungai secara akurat, instrumen mendeteksi riak, terutama di dekat bagian bawah: riak menunjukkan arah aliran yang terus berubah, yaitu pusaran Partikel air sungai bergerak tidak hanya di sepanjang alur sungai, seperti yang biasanya dibayangkan, tetapi juga dari tepi sungai. bank ke tengah. Oleh karena itu pernyataan tidak benar bahwa di kedalaman sungai air memiliki suhu yang sama sepanjang tahun, yaitu +4°C: karena percampuran, suhu air yang mengalir di dekat dasar sungai (tetapi bukan danau) sama seperti di permukaan. Angin puyuh yang terbentuk di dasar sungai membawa pasir ringan dan menimbulkan "ombak" berpasir di sini. Hal yang sama dapat dilihat di pantai berpasir, tersapu oleh gelombang yang datang (Gbr. 79). Jika aliran air di dekat bagian bawah tenang, pasir di bagian bawah akan memiliki permukaan yang rata.

Gambar 79. Pembentukan gelombang pasir di pantai laut oleh aksi pusaran air.

Gambar 80. Gerakan bergelombang tali di air yang mengalir disebabkan oleh pembentukan vortisitas.
Jadi, di dekat permukaan tubuh yang dicuci oleh air, pusaran terbentuk. Keberadaan mereka diceritakan kepada kita, misalnya, dengan seutas tali melingkar yang direntangkan di sepanjang arus air (ketika salah satu ujung tali diikat dan ujung lainnya bebas). Apa yang terjadi di sini? Bagian tali di dekat tempat angin puyuh terbentuk terbawa olehnya; tetapi pada saat berikutnya bagian ini sudah bergerak oleh pusaran lain ke arah yang berlawanan - diperoleh liku-liku serpentine (Gbr. 80).
Dari cair ke gas, dari air ke udara.
Siapa yang tidak pernah melihat bagaimana angin puyuh udara membawa debu, jerami, dll dari bumi? Ini adalah manifestasi dari pusaran aliran udara di sepanjang permukaan bumi. Dan ketika udara mengalir di sepanjang permukaan air, maka di tempat-tempat di mana pusaran terbentuk, sebagai akibat dari penurunan tekanan udara di sini, air naik seperti punuk - kegembiraan dihasilkan. Penyebab yang sama menghasilkan gelombang pasir di gurun dan di lereng bukit pasir (Gbr. 82).

Gambar 81. Bendera berkibar ditiup angin...

Gambar 82. Permukaan pasir bergelombang di gurun.
Sekarang mudah untuk memahami mengapa bendera itu digoyang-goyangkan oleh angin: hal yang sama terjadi padanya seperti pada tali di dalam air yang mengalir. Pelat keras baling-baling cuaca tidak mempertahankan arah angin yang konstan, tetapi, mengikuti angin puyuh, berosilasi sepanjang waktu. Dari pusaran yang sama dan kepulan asap yang keluar dari cerobong asap pabrik; gas buang mengalir melalui pipa dalam gerakan pusaran, yang berlanjut selama beberapa waktu dengan inersia di luar pipa (Gbr. 83).
Pentingnya pergerakan udara yang bergejolak untuk penerbangan sangat besar. Sayap pesawat diberi bentuk sedemikian rupa di mana tempat penguraian udara di bawah sayap diisi dengan substansi sayap, dan efek pusaran di atas sayap, sebaliknya, ditingkatkan. Akibatnya, sayap ditopang dari bawah, dan disedot dari atas (Gbr. 84). Fenomena serupa terjadi ketika seekor burung terbang dengan sayap terentang.

Gambar 83. Kepulan asap yang keluar dari cerobong asap pabrik.
Bagaimana cara kerja angin yang bertiup di atas atap? Angin puyuh menciptakan penjernihan udara di atas atap; mencoba menyamakan tekanan, udara dari bawah atap, dibawa ke atas, menekannya. Akibatnya, terjadi sesuatu yang, sayangnya, sering kali harus diperhatikan: atap yang ringan dan longgar diterbangkan angin. Untuk alasan yang sama, kaca jendela besar terjepit dari dalam oleh angin (dan tidak pecah oleh tekanan dari luar). Namun, fenomena ini lebih mudah dijelaskan dengan penurunan tekanan di udara yang bergerak (lihat prinsip Bernoulli di atas, hal. 125).
Ketika dua aliran udara dengan suhu dan kelembaban yang berbeda mengalir satu sama lain, pusaran muncul di masing-masing. Berbagai bentuk awan sebagian besar disebabkan oleh alasan ini.
Kami melihat berbagai fenomena yang terkait dengan aliran pusaran.

Gambar 84. Kekuatan apa yang dikenakan pada sayap pesawat terbang.
Distribusi tekanan (+) dan penghalusan (-) udara di atas sayap berdasarkan eksperimen. Sebagai hasil dari semua upaya yang diterapkan, mendukung dan mengisap, sayap terangkat ke atas. ( garis padat menunjukkan distribusi tekanan; garis putus-putus - sama dengan peningkatan tajam dalam kecepatan penerbangan)

Perjalanan ke perut bumi

Belum ada satu orang pun yang turun ke bumi lebih dalam dari 3,3 km - namun jari-jari bola bumi adalah 6400 km. Masih jauh ke pusat bumi perjalanan jauh. Namun demikian, Jules Verne yang inventif mengirim pahlawannya jauh ke dalam perut Bumi - profesor eksentrik Lidenbrock dan keponakannya Axel. Dalam Perjalanan ke Pusat Bumi, ia menggambarkan petualangan menakjubkan para pelancong bawah tanah ini. Di antara kejutan yang mereka temui di bawah Bumi, antara lain, adalah peningkatan kepadatan udara. Saat naik, udara dijernihkan dengan sangat cepat: kerapatannya berkurang dalam deret geometri, sedangkan tinggi kenaikan meningkat dalam deret aritmatika. Sebaliknya, ketika turun ke bawah, di bawah permukaan laut, udara di bawah tekanan lapisan di atasnya akan menjadi semakin padat. Pelancong bawah tanah, tentu saja, tidak bisa tidak memperhatikan hal ini.
Berikut adalah percakapan antara seorang paman ilmuwan dan keponakannya di kedalaman 12 liga (48 km) di perut Bumi.
“Lihat apa yang ditunjukkan manometer? Paman bertanya.
- Tekanan yang sangat kuat.
“Sekarang Anda lihat bahwa, saat kami turun sedikit demi sedikit, kami secara bertahap menjadi terbiasa dengan udara yang kental dan tidak menderita sama sekali.
“Kecuali rasa sakit di telingaku.
- Sampah!
"Baiklah," jawabku, memutuskan untuk tidak membantah pamanku. “Bahkan menyenangkan berada di udara yang kental. Pernahkah Anda memperhatikan bagaimana suara keras terdengar di dalamnya?
- Tentu. Dalam suasana ini, bahkan orang tuli pun bisa mendengar.
“Tapi udara akan terus bertambah padat. Apakah pada akhirnya akan memperoleh massa jenis air?
- Tentu saja: di bawah tekanan 770 atmosfer.
- Dan bahkan lebih rendah?
– Kepadatan akan semakin meningkat.
Bagaimana kita akan turun kemudian?
Kami akan mengisi kantong kami dengan batu.
- Nah, paman, Anda punya jawaban untuk semuanya!
Saya tidak melangkah lebih jauh ke ranah dugaan, karena, mungkin, saya akan kembali menghadapi semacam rintangan yang akan mengganggu paman saya. Namun, jelas bahwa di bawah tekanan beberapa ribu atmosfer, udara dapat berubah menjadi keadaan padat, dan kemudian, bahkan dengan asumsi bahwa kita dapat menahan tekanan seperti itu, kita masih harus berhenti. Tidak ada argumen yang akan membantu di sini.”

Fantasi dan matematika

Beginilah cara novelis itu menceritakan; tetapi ternyata, jika kita memeriksa fakta-fakta, yang dibicarakan dalam perikop ini. Kita tidak perlu turun ke perut bumi untuk ini; untuk tamasya kecil ke bidang fisika, cukup untuk membeli pensil dan kertas.
Pertama-tama, kita akan mencoba menentukan kedalaman apa yang kita butuhkan untuk turun sehingga tekanan atmosfer meningkat sebesar 1000 bagian. Tekanan normal atmosfer sama dengan berat kolom air raksa 760 mm. Jika kita terbenam bukan di udara, tetapi di merkuri, kita harus turun hanya 760/1000 = 0,76 mm agar tekanannya naik ke 1000. Di udara, tentu saja, kita harus turun lebih dalam untuk ini, dan persis sebanyak udara lebih ringan dari merkuri - 10.500 kali. Ini berarti bahwa agar tekanan meningkat seperseribu bagian dari normal, kita harus turun bukan sebesar 0,76 mm, seperti pada merkuri, tetapi sebesar 0,76x10500, yaitu hampir 8 m. Kapan kita akan turun lagi? 8 m, maka tekanan yang meningkat akan meningkat 1000 kali lagi, dan seterusnya ... Pada tingkat apa pun kita berada - di "langit-langit dunia" (22 km), di puncak Gunung Everest (9 km ) atau di dekat permukaan laut, - kita perlu turun 8 m agar tekanan atmosfer meningkat 1000 dari nilai aslinya. Ternyata, oleh karena itu, tabel peningkatan tekanan udara dengan kedalaman seperti itu:
tekanan di permukaan tanah
760mm = biasa
"kedalaman 8 m" \u003d 1,001 normal
"kedalaman 2x8" \u003d (1.001) 2
"kedalaman 3x8" \u003d (1.001) 3
"kedalaman 4x8" \u003d (1.001) 4
Dan secara umum, pada kedalaman nx8 m, tekanan atmosfer adalah (1,001) n kali lebih besar dari biasanya; dan sementara tekanannya tidak terlalu tinggi, kerapatan udara akan meningkat dengan jumlah yang sama (hukum Mariotte).
Perhatikan bahwa di kasus ini kita berbicara, seperti dapat dilihat dari novel, tentang pendalaman ke Bumi hanya 48 km, dan oleh karena itu melemahnya gravitasi dan penurunan berat udara yang terkait dapat diabaikan.
Sekarang Anda dapat menghitung seberapa besar itu, kira-kira. tekanan yang dialami pelancong bawah tanah Jules Verne pada kedalaman 48 km (48.000 m). Dalam rumus kita, n sama dengan 48000/8 = 6000. Kita harus menghitung 1.0016000. Karena mengalikan 1,001 dengan dirinya sendiri 6000 kali agak membosankan dan memakan waktu, kita akan beralih ke bantuan logaritma. tentang yang Laplace benar mengatakan bahwa dengan mengurangi tenaga kerja, mereka menggandakan umur kalkulator. Mengambil logaritma, kita memiliki: logaritma yang tidak diketahui sama dengan
6000 * log 1,001 = 6000 * 0,00043 = 2,6.
Dengan logaritma 2,6 kami menemukan angka yang diinginkan; itu sama dengan 400.
Jadi, pada kedalaman 48 km, tekanan atmosfer 400 kali lebih kuat dari biasanya; Kepadatan udara di bawah tekanan seperti itu akan meningkat, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen, sebanyak 315 kali. Oleh karena itu, diragukan bahwa pelancong bawah tanah kita tidak akan menderita sama sekali, hanya mengalami "sakit di telinga" ... Namun, dalam novel karya Jules Verpe dikatakan bahwa orang telah mencapai kedalaman bawah tanah yang lebih besar, yaitu 120 dan bahkan 325 km. Tekanan udara pasti mencapai derajat yang mengerikan di sana; seseorang mampu bertahan tanpa membahayakan dirinya sendiri tekanan udara tidak lebih dari tiga atau empat atmosfer.
Jika, dengan menggunakan rumus yang sama, kami mulai menghitung pada kedalaman berapa udara menjadi sepadat air, yaitu menjadi 770 kali lebih padat, maka kami akan mendapatkan angka: 53 km. Tetapi hasil ini tidak benar, karena pada tekanan tinggi kerapatan gas tidak lagi sebanding dengan tekanan. Hukum Mariotte cukup benar hanya untuk tekanan yang tidak terlalu signifikan, tidak melebihi ratusan atmosfer. Berikut adalah data kepadatan udara yang diperoleh dari pengalaman:
Kepadatan Tekanan
200 atmosfer... 190
400" .............. 315
600" ............... 387
1500" ............. 513
1800" ............. 540
2100" ............. 564
Peningkatan kepadatan, seperti yang kita lihat, secara nyata tertinggal di belakang peningkatan tekanan. Sia-sia ilmuwan Jules Verne berharap bahwa dia akan mencapai kedalaman di mana udara lebih padat daripada air - dia tidak perlu menunggu untuk ini, karena udara mencapai kepadatan air hanya pada tekanan 3000 atmosfer, dan kemudian hampir tidak kompres. Tidak ada pertanyaan untuk mengubah udara menjadi keadaan padat dengan satu tekanan, tanpa pendinginan yang kuat (di bawah minus 146 °).
Akan tetapi, adil untuk mengatakan bahwa novel Jules Verne yang bersangkutan diterbitkan jauh sebelum fakta-fakta yang sekarang dikutip diketahui. Ini membenarkan penulis, meskipun tidak memperbaiki narasi.
Kami akan menggunakan rumus yang diberikan sebelumnya untuk menghitung kedalaman tambang terbesar, di mana seseorang dapat tetap tanpa membahayakan kesehatannya. Tekanan udara tertinggi yang masih bisa ditahan tubuh kita adalah 3 atmosfer. Menunjukkan kedalaman tambang yang diinginkan melalui x, kami memiliki persamaan (1.001) x / 8 \u003d 3, dari mana (secara logaritmik) kami menghitung x. Kita dapatkan x = 8,9 km.
Jadi, seseorang bisa tanpa cedera pada kedalaman hampir 9 km. Jika Samudera Pasifik tiba-tiba mengering, orang hampir di mana-mana bisa hidup di dasarnya.

Di tambang yang dalam

Siapa yang bergerak paling dekat ke pusat Bumi - bukan dalam fantasi novelis, tetapi dalam kenyataan? Tentu saja, para penambang. Kita sudah tahu (lihat Bab IV) bahwa tambang terdalam di dunia telah digali di Afrika Selatan. Ini lebih dalam dari 3 km. Di sini yang kami maksud bukan kedalaman penetrasi mata bor yang mencapai 7,5 km, melainkan pendalaman orang itu sendiri. Inilah yang dia ceritakan, misalnya, tentang tambang di tambang Morro Velho (kedalaman sekitar 2300 m) penulis Prancis Dr Lukas Durten, yang secara pribadi mengunjunginya:
“Tambang emas Morro Velho yang terkenal terletak 400 km dari Rio de Janeiro. Setelah 16 jam naik kereta api di medan berbatu, Anda turun ke lembah yang dalam yang dikelilingi oleh hutan. Di sini, sebuah perusahaan Inggris menambang urat yang mengandung emas di kedalaman yang belum pernah dilihat manusia.
Vena masuk ke kedalaman secara miring. Tambang mengikutinya dengan enam tepian. Poros vertikal - sumur, terowongan horizontal. Merupakan ciri khas masyarakat modern bahwa lubang terdalam yang digali di kerak bumi - upaya paling berani oleh manusia untuk menembus perut planet ini - dibuat untuk mencari emas.
Kenakan terusan kanvas dan jaket kulit. Hati-hati: kerikil terkecil yang jatuh ke dalam sumur bisa melukai Anda. Kami akan ditemani oleh salah satu "kapten" tambang. Anda memasuki terowongan pertama, cukup terang. Anda menggigil karena angin dingin 4°: ini adalah ventilasi untuk mendinginkan kedalaman tambang.
Setelah melewati sumur pertama sedalam 700 m di dalam sangkar logam yang sempit, Anda menemukan diri Anda berada di terowongan kedua. Anda pergi ke sumur kedua; udara semakin panas. Anda sudah berada di bawah permukaan laut.
Mulai dari sumur berikutnya, udara membakar wajah. Basah keringat, membungkuk di bawah lengkungan rendah, Anda bergerak menuju deru mesin bor. Orang telanjang bekerja dalam debu tebal; Keringat menetes dari mereka, tangan melewati sebotol air tanpa henti. Jangan sentuh pecahan bijih, sekarang putus: suhunya 57 °.
Apa akibat dari kenyataan yang mengerikan dan menjijikkan ini? “Sekitar 10 kilogram emas sehari…”.
Menggambarkan kondisi fisik di bagian bawah tambang dan tingkat eksploitasi ekstrim para pekerja, penulis Prancis mencatat suhu tinggi, tetapi tidak menyebutkan peningkatan tekanan udara. Mari kita hitung seperti apa rasanya di kedalaman 2300 m. Jika suhu tetap sama seperti di permukaan bumi, maka, menurut rumus yang sudah kita kenal, kerapatan udara akan meningkat sebesar

Raz.
Pada kenyataannya, suhu tidak tetap, tetapi naik. Oleh karena itu, kepadatan udara meningkat tidak begitu signifikan, tetapi lebih sedikit. Pada akhirnya, udara di bagian bawah tambang berbeda kepadatannya dengan udara di permukaan Bumi sedikit lebih banyak daripada udara di hari musim panas yang panas dari udara musim dingin yang membeku. Sekarang jelas mengapa keadaan ini tidak menarik perhatian pengunjung ke tambang.
Tetapi yang sangat penting adalah kelembaban udara yang signifikan di tambang yang begitu dalam, yang membuat tinggal di dalamnya tak tertahankan pada suhu tinggi. Di salah satu tambang Afrika Selatan (Johansburg), pada kedalaman 2553 m, kelembaban mencapai 100% pada 50°C; sekarang apa yang disebut "iklim buatan" sedang diatur di sini, dan efek pendinginan dari instalasi setara dengan 2000 ton es.

Naik dengan stratostat

Dalam artikel sebelumnya, kami secara mental melakukan perjalanan ke perut bumi, dan formula ketergantungan tekanan udara pada kedalaman membantu kami. Sekarang mari kita menjelajah ke atas dan, dengan menggunakan rumus yang sama, lihat bagaimana tekanan udara berubah sebesar dataran tinggi. Rumus untuk kasus ini mengambil bentuk berikut:
p = 0,999j/8,
di mana p adalah tekanan di atmosfer, h adalah ketinggian dalam meter. Pecahan 0,999 menggantikan angka 1,001 di sini, karena ketika bergerak naik 8 m, tekanan tidak bertambah 0,001, tetapi berkurang 0,001.
Mari kita mulai dengan memecahkan masalah: seberapa tinggi Anda perlu naik agar tekanan udara menjadi setengahnya?
Untuk melakukan ini, kami menyamakan tekanan p = 0,5 dalam rumus kami dan mulai mencari ketinggian h. Kami mendapatkan persamaan 0,5 \u003d 0,999h / 8, yang tidak akan sulit dipecahkan bagi pembaca yang tahu cara menangani logaritma. Jawabannya h = 5,6 km menentukan ketinggian di mana tekanan udara harus dibelah dua.
Mari kita melangkah lebih tinggi lagi, mengikuti para aeronaut Soviet yang berani, yang telah mencapai ketinggian 19 dan 22 km. Daerah atmosfer yang tinggi ini sudah berada dalam apa yang disebut "stratosfer". Oleh karena itu, bola yang digunakan untuk melakukan pendakian tersebut diberi nama bukan balon, tetapi "balon stratosfer". Saya tidak berpikir bahwa di antara orang-orang dari generasi yang lebih tua, setidaknya ada satu orang yang tidak akan pernah mendengar nama-nama balon stratosfer Soviet "USSR" dan "OAH-1", yang memecahkan rekor ketinggian dunia pada tahun 1933 dan 1934: yang pertama - 19 km, yang kedua - 22 km.
Mari kita coba hitung berapa tekanan atmosfer pada ketinggian tersebut.
Untuk ketinggian 19 km, kami menemukan bahwa tekanan udara seharusnya
0,99919000/8 = 0,095 atm = 72 mm.
Untuk ketinggian 22 km
0,99922000/8 = 0,066 atm = 50 mm.
Namun, melihat catatan stratonaut, kami menemukan bahwa tekanan lain dicatat pada ketinggian yang ditunjukkan: pada ketinggian 19 km - 50 mm, pada ketinggian 22 km - 45 mm.
Mengapa perhitungan tidak dikonfirmasi? Apa kesalahan kita?
Hukum Mariotte untuk gas pada tekanan rendah seperti itu cukup dapat diterapkan, tetapi kali ini kami membuat kelalaian lain: kami menganggap suhu udara sama di seluruh ketebalan 20 kilometer, sementara itu turun secara nyata dengan ketinggian. Rata-rata mereka menerima; bahwa suhu turun 6,5 ° untuk setiap kilometer yang dinaikkan; ini terjadi hingga ketinggian 11 km, di mana suhu minus 56 ° dan kemudian tetap tidak berubah untuk jarak yang cukup jauh. Jika keadaan ini diperhitungkan (di mana sarana matematika dasar tidak lagi memadai), akan diperoleh hasil yang jauh lebih konsisten dengan kenyataan. Untuk alasan yang sama, hasil perhitungan kami sebelumnya yang berkaitan dengan tekanan udara di kedalaman juga harus dianggap sebagai perkiraan.

Portal untuk siswa. Latihan mandiri

pensil magnet

Penguasa Air

berputar atas

Es dan api

Cermin yang salah

Koktail Gelembung

Baterai lemon

Bagaimana cara kerja pemecah es?

Di mana kapal-kapal yang tenggelam?

Bagaimana impian Jules Verne dan Wells menjadi kenyataan

Bagaimana Sadko dibesarkan?

Mesin air "Eternal"

Siapa yang menciptakan kata "gas" dan "atmosfer"?

Seolah olah tugas sederhana

masalah kolam renang

Kapal yang Menakjubkan

Muat dari udara

Yang disebut eksperimen Magdeburg baru

di atas RUANG TANPA UDARA,

Air Mancur Bangau Baru

Kapal Penipu

Berapa berat air dalam gelas yang terbalik?

Mengapa kapal tertarik?

Prinsip Bernoulli dan Konsekuensinya

Tujuan dari kantung ikan

Gelombang dan angin puyuh

Perjalanan ke perut bumi

Fantasi dan matematika

Di tambang yang dalam

Naik dengan stratostat

ARTIKEL TERKAIT