четверг, 20 сентября 2012 г.

Текут ли стекла?

Текут ли стекла? Многие говорят да и в доказательство часто приводят утверждение, что в старинных зданиях стекла толще в нижней части. Обычно этой фразе слепо доверяют, даже не попытавшись проверить её истинность. Давайте разберемся, действительно ли это так.

Своей популяризации в СССР эта фраза, пожалуй, обязана журналу "Наука и жизнь".  В первом номере 1983 года был опубликован перевод нескольких отрывков из книги чешского публициста Л. Соучека, и, в частности, говорилось:
"В окнах некоторых старинных зданий стекла, которым повезло дойти до нашего времени невыбитыми, оказались толще в нижней своей части. Стоя вертикально не один век, стекло медленно сползало вниз"  
Действительно, следующие фото (дом Генри Лонгфелло, Кембридж, 1740) это отчасти подтверждают. В частности видно, что толщина стекол очень неравномерная, искажения видны невооруженным глазом.



Но здесь перепутаны причина и следствие. В античные времена сначала "раскатывался" большой стеклянный диск, из которого уже вырезались маленькие стекла нужного размера. Из-за такой примитивной технологии стекло получалось неровным, а во время установки  его старались ставить более толстой стороной вниз, для лучшей устойчивости. 

Если вы еще сомневаетесь, то вот дополнительные аргументы, опровергающие миф:
  • Если бы эффект наблюдался, то все дошедшие до наших дней античные, а также современные большие телескопы, не работали бы из-за постепенного искривления линз
  • Если бы эффект наблюдался, то древнеегипетское и древнеримское стекло за тысячи лет превратилось бы в бесформенную массу
  • По расчетам бразильского профессора Занотто, характерное время, за которое можно наблюдать течение стекол при комнатной температуре, превышает время жизни Вселенной
  • По расчетам Ивонны Стокс даже 5% увеличение толщины внизу привело бы к уменьшению высоты стекла на несколько сантиметров, что привело бы к его выпадению из рамы
Подводя итог, можно сделать вывод что оконные стекла не текут при комнатной температуре, по крайней мере за обозримый промежуток времени.

P.S. На эту тему была также опубликована хорошая статья в энциклопедии "Аванта+"

четверг, 13 сентября 2012 г.

Может ли человек ходить по воде?

Наверняка все вы слышали или читали библейскую историю о хождении Иисуса по воде.В этой заметке я попытаюсь ответить на вопрос, возможно ли это с точки зрения физики.

Не секрет, что многие насекомые могут оставаться на поверхности воды за счёт сил поверхностного натяжения. Для них это не составляет большой трудности из-за небольшого веса и специального устройства лапок.

Однако мало кто знает, что по воде могут бегать василиски, ящерицы из Южной Америки. За свои удивительные способности они получили название «ящериц Иисуса Христа»
Вес этих животных не превышает 200 граммов, но они при этом развивают скорость до
15 км/ч. В этом им помогает специальная форма лап, за счет которой образуется воздушная подушка. Так вдруг и человек в специальной обуви сможет пробежать по воде? Давайте проведем простые расчёты. Я буду опираться только на школьную физику, поэтому они не должны вызвать каких-то затруднений.

Сначала введем все обозначения:

M - масса человека. Примем её за 80 кг.
g  - ускорение свободного падения, на Земле оно составляет около 10 м/c2  
T- период человеческих шагов. Мировой рекордсмен в беге на 100 м Усейн Болт сделал 41 шаг за 9.58 секунды, то есть его период шагов 0.234 секунды. Примем эту цифру как максимально достижимую для человека.

Для поддержания тела на поверхности человек (или василиск) должен создавать импульс
M·g·Ts .Для человека эта величина  составляет около 180 Н·с . Можно ли создать таой импульс за счёт отталкивания от воды? Увы, нет. Для этого человеку придется "вдавливать" ногу в воду со скоростью около 30 м/с, что лежит вне человеческих возможностей. К сожалению, бегать по воде нам не дано и остается только придумывать роботов, подражая василискам