При высокой влажности можно наблюдать турбулентные потоки от ветряков невооружённым взглядом.
Ветряные турбины наряду с солнечными панелями кто-то считает чуть ли не единственным спасением нашей планеты. Но существуют исследования, которые показывают, как одна такая установка может уничтожить целую экосистему. При этом некоторые правительства почему-то называют ядерную энергетику опасной (Германия, как там себя чувствуешь? Ушки не горят?).
Ветряки и запчасти к ним надо производить. Это выбросы от заводов, автомобилей, грузовых поездов и кораблей, так что их не назвать полностью чистыми. Но есть и более серьезные последствия, причем непосредственно из-за работы этих установок.
Автор, понятное дело, не призывает положить болт на изменение климата, а пост не проплачен РосАтомом (к сожалению). Не буду долго вас мучать, начнём коротко и по делу.
Китайские исследователи из Лудонгского Университета в Яньтае с помощью новых спутников NASA «Landsat» изучили ветряные фермы Монголии. Данные оказались довольно интересными: влажность почвы рядом с установками падала каждый год на 4,4% и эта зона осушения постепенно расширялась. При этом, это не затрагивало территории без ветряных электростанций в тех же регионах страны.
В 2016 году западные исследователи из Шотландии обнаружили различные дебаффы для почвы от ветряных турбин. В своей научной работе они указали, что ветряки нарушают свободный обмен энергией и влагой непосредственно над землей, что приводит к нарушению естественных процессов в ней. В почве быстро накапливается углерод, из-за чего гибнут многие микроорганизмы, а вместе с ними территория перестает быть плодородной.
Различия между моделированием климата методами SCEN и CTL на 2020 год (белое) и реальными данными (цветное). Зима (левый столбец) и лето (правый столбец), дневная температура (a , b , в кельвинах), осадки (c , d , в мм в день), давление (e , f , в гПа). В областях с большим количеством ветряков различия наиболее существенные.
Началось же всё с американского исследования Лайминга Чжоу и его коллег аж в 2012 году. С помощью других спутников – NASA «MODIS» – они измеряли температуру грунта в радиусе километра от крупнейших ветропарков Техаса. Ночью земля была горячее на один градус, чем в зонах без ветряков. Это незначительное отклонение указывает на существенное изменение влажности. По мнению Чжоу, лопасти отправляют волны теплого воздуха к земле, которые «придавливают» влагу к грунту. Под ветряной турбиной создается тот самый, всеми ненавистный, парниковый эффект. Им даже пользуются местные фермеры, ведь растениям под установками не страшны никакие заморозки. Массовый характер это так и не приобрело из-за того, что гудящие ветряки не очень нравятся птицам, а значит в таких парниках процветают мелкие вредители.
Как мы все знаем из курса школьной физики (если вы, конечно, не экоактивист), если где-то переизбыток чего-то, то в другом месте этого не хватает – закон сохранения материи суров, но это закон. Ветряные парки «выжимают» досуха проходящий через них воздух и задерживают влагу, из-за чего местность вокруг постепенно высыхает.
Но ветряки могут быть виноваты в ещё более серьёзных изменениях климата. Французский исследователь Робер Вотар из Института Пьера-Симона в Париже вместе со своей командой пришел к выводу, что «зеленая энергетика» может делать сильно хуже, чем было до неё. Конкретно его исследование указывает на существенное замедление воздуха и изменение розы ветров в регионах, массово застроенных ветряками. В странах, где турбины любят значительно меньше, такая жопа не наблюдается. Основываясь на этом, Вотар предполагает, что ветряки могут негативно влиять на движение воздуха в атмосфере. Исследователи предлагают более углублённое изучение этого вопроса, прежде чем объявлять вентиляторы «спасением человечества».
Его слова подтверждают некоторые отчёты из Германии, которая сейчас больше других угорает по гигантским вентиляторам. Консалтинговая компания Deutsche Windguard отметила, что в период 2012-2019 средняя мощность ветряков упала в среднем на 30%. В ФРГ ветер постепенно замедляется, особенно в тех регионах, где активно применяют ветряки.
Если задержка влаги в пустынях может быть несущественной проблемой (хотя и там есть своя хрупкая экология), то вот глобальное замедление ветра может привести к катастрофическим последствиям: высохнут миллионы гектар плодородной земли, что приведёт к массовому голоду. Но, как вы уже догадались, политикам и крупному бизнесу эти исследования, как шлепок ладошкой по сраке.
Нефтяные транснациональные корпорации вообще очень спокойно себя чувствуют в мире победившей «зеленой энергетики» – они довольно часто выигрывают тендеры на их строительство. Например, британская BP и французская TotalEnergies полгода назад предложили правительству Германии 12,6 млрд евро за разрешение строить ветряки в Северном и Балтийском морях. По сути компании получают право «запланировать строительство», но этот договор никого ни к чему не обязывает. Сама бюрократическая процедура обходится дороже, чем непосредственно возведение турбин. Которые, к слову, до сих пор невозможно построить. Для начала, корпорациям нужно в два раза больше монтажных судов, а ради их покупки или аренды пока никто не чешется.
Добывать энергию без последствий это мем на уровне «бесплатных денег». У любого способа есть преимущества и недостатки. И если со всеми проблемами ядерной энергетики мы хорошо знакомы, то вот ветряки преподносят очень неприятные сюрпризы.
Из двух дьяволов лучше выбирать того, которого уже знаешь.
не знаешь английский - не расстраивайся тем временем серьезный геофизик удачно связывает астрологию, эзотерику с астрономией и другими точными (и не очень) науками, следит за солнечной активностью и магнитным полем земли, нашел интересную связь между солнечными вспышками и землетрясениями
Имеется в виду кабина самолета, разумеется. Вариантов там не так уж и много: РУД (рычаг управления двигателем), подлокотники, в особых случаях всякие управляющие рычажки, и собственно орган управления самолетом. А вот у него есть вариации.
Начнем с простого: представьте, с помощью чего пилот управляет самолетом? Скорее все первое, что вы представили ‒ это штурвал. Огромная дура, стоящая у кресел пилотов. Обычно (но не всегда) штурвал ставят на тяжелые многомоторные транспортные самолеты, хотя иногда их можно увидеть и на легких типа цессны. Сейчас их ставят уже реже, но вот большинство старых транспортников летают на них.
Штурвал командира корабля на Ту-22М3
Плюсы штурвала:
1. Он большой, а значит, его можно кастомизировать как руль автомобиля, натыкав туда кучу управляющих кнопочек и тем самым немного облегчить пилоту жизнь. Мелочь, а приятно.
2. Он большой, а значит, пилот может держать его двумя руками и двигать двумя руками тоже, а две руки сильнее, чем одна. На штурвал можно подать гораздо большую нагрузку, и пилот ее выдержит и сможет двумя руками пересилить (например, в авиационных правилах при управлении штурвалом по крену двумя руками допускается вдвое большая нагрузка, чем при управлении одной рукой). Эта же причина, по которой штурвал иногда ставят на легкие малоскоростные самолеты: можно не заморачиваться с бустерами и прочей чепухой, а просто воткнуть тяги и тросики механического управления и успокоиться, пилоту сил на управление хватит.
Минусы у штурвала тоже имеются:
1. Он большой, а значит, обзор приборной панели, расположенной за ним, страдает.
2. Он большой, а значит, места в кабине пилотов тоже становится меньше (а там его и так немного).
3. Он боль... А, нет, не то, извините. Точность управления и чувствительность у штурвала довольно маленькие. Это значит, что пилоту для точного маневрирования (например, на посадке, когда надо точно выдержать траекторию) приходится его постоянно двигать туда-сюда с немалой амплитудой, и все равно ошибка управления (разница между тем, что хотелось и тем, что получилось) будет относительно высокой.
Штурвал на Cessna 152
Но, возможно, не все из вас представили штурвалы. Кто-то, особенно фанаты военной авиации, наверняка представили центральную ручку управления самолетом, она же РУС. Она устанавливается по центру кабины между ног пилота (я знаю, о чем ты подумал, покайся), по принципу управления идентична штурвалу и на нее так же натыкивают управляющие кнопочки, но поменьше, конечно. Ставится на малые самолеты или вертолеты и очень распространена в военной авиации. РУС хороша тем, что занимает меньше места (особенно важно в маленьких кабинах) и обладает большей по сравнению со штурвалом чувствительностью (за что ее очень любят истребители), а также позволяет освободить одну руку пилота для других действий. Из минусов ‒ меньшие допустимые усилия (у нас все-таки одна рука на РУСе).
Так выглядит РУС в кабине
У РУС есть достойная преемница, самые прошаренные представили именно ее: боковая ручка управления, БРУ или сайдстик, называйте, как хотите. Геймеры сейчас поймут: она очень похожа на игровой джойстик и сконструирована так, чтобы рука лежала максимально удобно. БРУ устанавливают сбоку от места пилота (по бокам кабины в пассажирских самолетах, справа у военных), она имеет минимум кнопочек (не более двух-трех) и очень удобна (я пробовала, реально удобнее РУСа и штурвала). Иногда на ней искусственно имитируют усилия как на штурвале или РУС, но меньшие, для удобства пилота. Так же она очень чувствительная (истребители в восторге), не мешает смотреть на приборы и позволяет даже установить столик для пилота. Из минусов: больше никакой механической связи ручки с рулями, БРУ можно ставить только на самолеты с электродистанционной системой управления. Но по сравнению с плюсами, которые она дает, это мелочи. На самолетах с сайдстиками точность пилотирования значительно возрастает по сравнению с РУС или уж тем более штурвалом.
А теперь бонус инфы, немного ТАУ и байка с кафедры для тех, кто досюда дочитал. Я говорила, что с БРУ самолет управляется офигенно точно? Так вот, это не предел. Дело в том, что все перечисленные виды органов управления (штурвал, РУС и БРУ) определяют необходимую величину перемещения рулей из перемещения рычага. Т.е., чем сильнее сдвинут рычаг, тем больше перемещается руль. Вроде бы логично, да? Да, логично, но для военных нет предела совершенству. И сумрачный инженерный гений придумал вот что: определять необходимую величину отклонения руля не по перемещению, а по усилию на рычаге управления. То есть буквально вшить в БРУ датчики давления и по сигналам с них определять, как двигать руль.
Боковая ручка управления
Эта концепция выходит из вполне себе рациональных соображений. ТАУ говорит, что сигнал на перемещение руля проходит следующие стадии:
Визуальная регистрация (летчик увидел, что валится в штопор) -> анализ ситуации мозгом и выработка плана действий (срочно БРУ от себя и РУД на максимум) -> сигнал идет по нервам к руке -> мышцы работают, рука двигается и давит на БРУ -> БРУ двигается -> датчик регистрирует перемещение БРУ (тогда, когда перемещение достигнет достаточной величины, везде есть зона нечувствительности) -> сигнал с датчика проходит по всей системе управления до привода -> привод двигает руль.
Кошмар, а не схема, а ведь я ее упростила и записала без формул. И на всех стрелочках, а также внутри некоторых этапов сигнал задерживается и зашумляется. Кошмар. Но это классический кошмар, а вот если ввести определение движения БРУ не по перемещению, а по усилию на ней, то мы можем выкинуть из нашей схемы этап «БРУ двигается» и увеличить чувствительность на этапе регистрации сигнала датчиком. Вроде бы мелочь, жалкие сотые и тысячные доли секунды, но результат такой модификации превзошел все ожидания.
Точность пилотирования повысилась на 40%. Это ДОФИГА. Это как если вместо курсанта летного училища за штурвал посадить военного летчика-испытателя с многолетним опытом. Естественно, военные не могли оставить такое без внимания.
Далее байка: один из новых самолетов серии F (номер не помню) проектировался сразу с БРУ, и решили поставить туда новейшую из БРУ с датчиками давления. На пилотажных стендах выходило, что это наилучший из вариантов. Первые два самолета, на которые поставили такие ручки, были успешно раздолбаны об землю. Как оказалось, инженеры поставили ручку с датчиками давления, но эта ручка была жестко закреплена и не двигалась от слова совсем. Ну а зачем, все равно мы давление регистрируем. Но для пилотов это было принципиально важно: без перемещения ручки они не понимали, что происходит с самолетом и какой сигнал он сейчас получает. Поэтому ручку сделали чуть шевелящейся, с люфтом. После этой модификации все пошло как по маслу, и самолет с офигенной точностью сейчас летает в войсках. А вот у нас это нововведение пока не прижилось, что очень огорчает наших профессоров.
На этом байка окончена, как и заметка. Спасибо за внимание, и точного всем управления.
Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!
Автор статьи - Лиза Гладышева
Мы есть не только на пикабу, но и в вк, и в телеге.
Основываясь на обратном визуальном восприятии, моем опыте и представлении о роли противоположного в строении Мира, я пишу картины, изображая на них разные типы контрформ. Для достижения результата как бы выворачиваю геометрию объектов относительно их же составляющих элементов или иных объемов, плоскостей, осей, точек, создавая композиции, способные улучшить пространственное мышление как художника, так и созерцателя.
Попробуйте отгадать в комментариях, что изображено ниже на картинах, а уже в других постах мы рассмотрим подробнее это направление в живописи.
Наверняка, у Владимира Георгиевича, как у представителя настоящей элиты и интеллигенции поток подобных писем, и если не дойдёт письмо из почтового ящика, может быть дойдет через эту публикацию. Если ответ последует, обязательно опубликую здесь.
Заголовок: Парадокс со скоростью света.
Здравствуйте, Владимир Георгиевич. Меня зовут Михаил Пашков. Я выпускник Южного Федерального Университета. Теле-журналист по специальности. Ныне сотрудник (моушн-дизайнер) телеканала RT.
Свой вопрос начну с низкого поклона в вашу сторону за то, что вы делаете. Мне долго рекомендовали ваш научно-образовательный контент, но я смотрел упрямо американских популяризаторов науки, пока случайно не наткнулся на вас и не понял, что лучший популяризатор астрономии и физики живёт в России.
Пишу вам не от имени университета и уж тем более не от имени телеканала. Пишу вам лично от себя. Меня давно интересует один вопрос, который вы, вероятно, охотно бы использовали в рамках своей научно-популяризаторской деятельности, чтобы ответить мне и создать увлекательный контент для своих фанатов.
Меня триггернуло на написание этого письма ваше видео про путешествия со скоростью света. А конкретно вы со своим коллегой в видео, упомянули, бесспорно научный, факт, о том, что скорость света для любой точки отчёта (даже движущейся со скоростью близкой к скорости света) постоянна. Так же вы оба признали то, что это знание контр-интуитивно.
Это безусловно так! И для того чтобы это проиллюстрировать я придумал парадокс кота Эйнштейна. И даже используя, свои навыки по компьютерной анимации сделал об этом мультфильм: https://www.youtube.com/watch?v=zPcfNjRlG7w
Сразу прощу прощения за немного вульгарную стилистику самого мультфильма. Я пытался максимально расширить аудиторию, чтобы на найти ответ на свой вопрос и прогадал. Видео собрало всего тысячу просмотров.
Сейчас же я понимаю, что мой парадокс неверно сформулирован. Преобразование Лоренса уравновешивает обе точки отчета в моём видео.
А сформулировать его нужно иначе: на 13-ой минут известный американский популяризатор «Веритасиум» в этом видео: https://www.youtube.com/watch?v=wKXsHqExLGQ предлагает мысленный эксперимент, где луч лазера направлены в бок космического корабля, для разных точек отчета ведёт себя по разному и попадает на разные точки на линейке для двух разных наблюдателей из разных точек отчёта.
Если, допустим, этот лазер на столько горяч, что смертоносен, а на на линейке есть сквозное отверстие в соседний отсек, то Лазер убьёт кота Эйнштейна. Но для другой системы отчета, кот Эйнштейна будет жив! Обе системы отчёта могу затормозить относительно друг друга и встретиться. Для одной кот будет жив, а для другой — мёртв. Когда учёный из второй системы отчёта передаст первой живого кота и предложит погладить, что случится?
Я не хочу славы, или типа того… меня правда двигает живое любопытство и попытка достоить картину мира. Скорее всего не прав я и одновременно со мной ошибся Веритасиум. Но так это же повод изобличить ошибку Веритасиума! Так ведь? Очень надеюсь, что вы мне разрешите мою дилемму.
В античных Сиракузах, городе, где солнце ласково отражается от мраморных стен,
а море шепчет древние тайны и начинается наша история. В один из жарких летних
дней, когда все казалось обыденным, на улицу выбежал совершенно голый человек
и прокричал — «Эврика!», что по-древнегречески означает «Нашёл!». Этого
человека звали Архимед и сегодня я предлагаю вспомнить одну из самых известных
историй античности.
Подозрения царя
Родной город Архимеда Сиракузы
Эта история началась с золотой короны, заказанной царем Гиероном II. Подозревая,
что хитроумные ювелиры обманули его, подменив часть золота дешевым серебром,
царь обратился к Архимеду. Но как можно выяснить правду, если способов
определить химический состав металлического сплава еще не существует? Ответ
лежал в глубинах воды, и именно здесь начиналась загадка, которую никто прежде
не решал...
Кто такой Архимед?
Архимед, выдающийся ученый древности, жил в третьем веке до нашей эры в цветущем городе Сиракузы на острове Сицилия. Известный своей непревзойденной гениальностью и страстью к науке, Архимед оставил неизгладимый след в истории благодаря своим открытиям и изобретениям, которые продолжают восхищать умы людей до сих пор.
Этот человек, чья жизнь была полна невероятных открытий, был не только математиком, но и инженером, физиком и астрономом. Архимед разработал множество военных машин для защиты своего родного города от римлян, включая легендарные "когти Архимеда" и "зажигательные зеркала". Его математические труды заложили основы интегрального исчисления и гидростатики, а его инженерные изобретения, такие как Архимедов винт, продолжают использоваться и в современности.
Согласно преданию, Архимед использовал «Зажигательные зеркала» для защиты родного города Сиракузы от римских кораблей во время осады в 212 году до н.э. Зеркала концентрировали солнечные лучи на парусах вражеских кораблей, поджигая их.
Согласно преданию, Архимед использовал «Зажигательные зеркала» для защиты родного города Сиракузы от римских кораблей во время осады в 212 году до н.э. Зеркала концентрировали солнечные лучи на парусах вражеских кораблей, поджигая их.
В истории науки Архимед занимает особое место, будучи одним из первых ученых, чьи открытия сочетали теоретическое понимание и практическое применение. Его работы стали фундаментом для дальнейших исследований и открытий, а его любознательный ум и страсть к знанию вдохновляют ученых и по сей день. Наша сегодняшняя история — лишь один из многих примеров того, как его острый ум смог найти простое решение сложной проблемы.
Попарился на славу
Перейдем к самому открытию. Как мы помним Царь Гиерон II заказал ювелирам изготовить корону из чистого золота, но вскоре его начали мучить сомнения насчет того, а не обманули ли его?
Царь обратился к Архимеду. Долгие дни и ночи ученый искал решение, пока однажды, принимая ванну, не заметил, как уровень воды поднялся, когда он погрузился в нее. И тут его осенило: объем вытесненной воды равен объему погруженного в нее тела! Это простое наблюдение открыло путь к разгадке тайны короны.
Не думая о приличиях, Архимед, взволнованный своим открытием, выбежал на улицы Сиракуз, крича «Эврика!» и побежал к царю. Его гипотеза была проста и гениальна: если погрузить корону в воду и измерить объем вытесненной жидкости, можно будет определить ее плотность и, следовательно, выяснить, изготовлена ли она из чистого золота или подмешана серебром.
Архимед забыл одеться и побежал Пьетро Скальвини, 1737
Прибежав он попросил сделать два слитка из серебра и золота, равных по весу короне, а затем наполнил водой до краёв некую ёмкость, в которую последовательно погружал слитки и корону. Вынимая предмет из воды, он доливал в ёмкость определённое количество жидкости из мерного сосуда. Корона вытеснила больший объём воды, чем равный ей по весу золотой слиток. Таким образом Архимед доказал обман ювелира и заложил основу для будущих открытий в гидростатике. Что же стало с ювелирами остается только гадать…
Это история не имеет исторических подтверждений, также автор легенды не учёл, что Гиерон жил в укреплённой резиденции-дворце на острове Ортигия вне Сиракуз, и потому Архимед физически не мог прибежать к нему из городской бани, так что, скорее всего является апокрифическим повествованием, возникшим после смерти ученого, чтобы подчеркнуть его гениальность и остроумие. В любом случае, это яркий пример того, как простое наблюдение за повседневными явлениями может привести к великому открытию, которое изменит наше понимание мира.
Вообще, личность Архимеда окружает множество легенд. Одна из них рассказывает нам о его смерти. Во время осады Сиракуз Архимед, погруженный в свои математические вычисления, не замечает вторжение врага и его убивает римский солдат. Этот сюжет лег в основу картины Лоренцо Кардиале (Lorenzo Cardi) под названием «Смерть Архимеда»
«Смерть Архимеда» Джованни Баттиста Лангетти. Вторая половина XVII века
Архимед — суперзвезда
Легенда об Архимеде и его ванне вдохновляла художников, писателей и ученых на протяжении веков.
В литературе история Архимеда неоднократно использовалась как метафора для описания научных и философских открытий. В произведениях античных авторов, таких как Плутарх и Витрувий, этот эпизод подробно описан, подчеркивая важность метода научного исследования и значение логического мышления. Позднее, в эпоху Возрождения, художники часто изображали Архимеда как мудреца, глубоко погруженного в свои мысли, с атрибутами науки и инженерии вокруг него.
Архимед стал героем многих картин и гравюр, запечатленных в эпоху Возрождения и Просвещения. На этих произведениях он представлен как символ человеческой гениальности и стремления к познанию. Например, знаменитая картина Доменико Фетти «Архимед» изображает ученого с компасом и глобусом, что символизирует его вклад в геометрию и астрономию.
Архимед в думах. Картина написана Доменико Фетти (1588–1623) в 1620 году
В кино и театре образы и идеи Архимеда также находят свое отражение. Его изобретения и научные достижения часто упоминаются в фильмах о Древней Греции и Риме, подчеркивая его роль в истории науки и техники. Современные документальные фильмы и телепередачи продолжают рассказывать о жизни и открытиях Архимеда, популяризируя его наследие среди широкой аудитории.
Архимед стал не просто исторической фигурой, но культурным символом, олицетворяющим человеческое стремление к знаниям и инновациям.
Суть открытия
Закон Архимеда, хотя и был открыт более двух тысячелетий назад, остается фундаментальным принципом, объясняющим плавучесть объектов в жидкости. Формулируется он следующим образом: "На всякое тело, погруженное в жидкость, действует со стороны этой жидкости поддерживающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости." Это простое утверждение объясняет, почему одни предметы тонут, а другие плавают.
Чтобы понять этот закон на практике, представьте себе, что вы держите в руках обычный камень и опускаете его в воду. Когда камень полностью погружается, он вытесняет объем воды, равный его собственному объему. В это же время вода оказывает на камень силу, стремящуюся вытолкнуть его вверх. Эта сила и есть та самая поддерживающая сила Архимеда. Если вес камня больше веса вытесненной воды, камень утонет. Если же меньше — он всплывет.
Закон Архимеда объясняет, почему корабли, сделанные из тяжелых материалов, таких как сталь, не тонут. Хотя сталь сама по себе гораздо плотнее воды, корабль имеет полую структуру, что позволяет ему вытеснять достаточное количество воды, создавая подъемную силу, равную весу судна. Таким образом, средняя плотность корабля становится меньше плотности воды, и он остается на плаву.
Этот принцип можно наблюдать и в природе. Например, рыбы и морские млекопитающие используют свой плавательный пузырь или легкие, чтобы регулировать свою плотность и плавучесть. Таким образом, они могут легко подниматься или опускаться в воде, контролируя объем воздуха в своих телах.
Применение закона
Закон Архимеда, несмотря на его древние корни, продолжает играть ключевую роль в современных технологиях и инженерии. В частности, этот принцип лежит в основе проектирования и эксплуатации морских и подводных судов. Инженеры, создающие корабли, подводные лодки и платформы для добычи нефти и газа, учитывают плавучесть и устойчивость конструкции, опираясь на закон Архимеда, чтобы обеспечить безопасность и эффективность своих проектов.
В кораблестроении, например, форма и конструкция судна тщательно рассчитываются, чтобы максимизировать вытеснение воды и обеспечить достаточную подъемную силу. Это позволяет огромным контейнеровозам и круизным лайнерам, построенным из тяжелых материалов, оставаться на плаву и безопасно перевозить грузы и пассажиров по всему миру. Подводные лодки используют балластные танки, которые заполняются водой или воздухом, чтобы регулировать свою плотность и погружаться на нужную глубину или подниматься на поверхность.
Закон Архимеда также нашел свое применение в медицине. Одним из ярких примеров является гидростатическое взвешивание, используемое для точного измерения плотности и состава тела человека. В этом методе человек погружается в воду, и по объему вытесненной воды и изменению веса рассчитывается плотность тела, что позволяет оценить процентное содержание жира и мышечной массы. Этот метод широко используется в спортивной медицине и исследованиях по диетологии для мониторинга физического состояния и эффективности тренировок.
В науке и технике закон Архимеда используется в проектировании и эксплуатации гидравлических систем и оборудования, работающего под водой. Это включает в себя подводные роботы, которые исследуют океанские глубины, ремонтируют подводные трубопроводы и проводят научные исследования морских экосистем. Их плавучесть и маневренность напрямую зависят от точных расчетов на основе закона Архимеда.
Современные космические исследования также не обходятся без этого древнего принципа. Например, для тестирования космических аппаратов и оборудования в условиях невесомости используется метод параболического полета или нейтральной плавучести. В последнем случае астронавты тренируются в подводных бассейнах, где они могут имитировать условия невесомости, погружаясь и работая с оборудованием так, как будто они находятся в космосе. Это позволяет им отрабатывать действия и процедуры, необходимые для выполнения миссий на Международной космической станции и других космических объектах.
Закон Архимеда в природе
Закон Архимеда проявляется не только в инженерных конструкциях и научных экспериментах, но и в самой природе, играя важную роль в выживании и адаптации различных организмов. Одним из наиболее очевидных примеров являются рыбы, которые используют плавательный пузырь для регулирования своей плавучести и удержания определенной глубины в воде.
Плавательный пузырь, заполненный газом, позволяет рыбе изменять свой объем и, следовательно, свою плотность. Когда рыба хочет подняться ближе к поверхности, она увеличивает объем пузыря, что уменьшает ее среднюю плотность и помогает ей всплыть. Напротив, чтобы опуститься на глубину, рыба сжимает пузырь, увеличивая свою плотность. Этот механизм позволяет рыбам экономить энергию, не затрачивая силы на постоянное движение вверх или вниз.
Морские млекопитающие, такие как киты и дельфины, используют свои легкие для регулирования плавучести. Когда кит ныряет на большую глубину, он выдыхает, уменьшая объем своих легких и увеличивая плотность тела, что помогает ему погружаться. На поверхности он вновь наполняет легкие воздухом, что облегчает всплытие.
Некоторые морские обитатели, такие как медузы и морские звезды, обладают уникальными адаптациями, которые помогают им использовать закон Архимеда для передвижения и выживания. Медузы, например, изменяют свою форму, сокращая и расширяя тело, чтобы выталкивать воду и перемещаться в желаемом направлении.
Даже растения демонстрируют влияние закона Архимеда. Водные растения, такие как водоросли и лилии, часто имеют пустоты и воздушные карманы в своих структурах, что помогает им оставаться на плаву и получать необходимое количество солнечного света для фотосинтеза. Плавучие семена некоторых растений, таких как кокосовые орехи, могут путешествовать на большие расстояния по воде, благодаря своей способности плавать.
Закон Архимеда также играет важную роль в формировании экосистем и биологических процессов. Например, циркуляция питательных веществ в океанах и озерах зависит от плотностной стратификации воды, что влияет на вертикальное движение и смешивание слоев воды. Этот процесс обеспечивает доставку необходимых элементов для поддержания жизни в водных экосистемах.
Рубрика «Эксперимент»
Чтобы стать еще ближе с Архимедом вы можете провести дома несложный эксперимент, который еще лучше проиллюстрирует то, о чем он говорил
Что понадобится:
Два куриных яйца
Два стакана воды
Соль
Ложка
Процедура:
Налейте воду в оба стакана, заполнив их примерно на три четверти.
Положите одно яйцо в первый стакан с чистой водой. Обратите внимание, что яйцо утонет, так как его плотность больше плотности воды.
Во второй стакан добавьте несколько ложек соли и размешайте, пока соль полностью не растворится. Плотность соленой воды увеличится.
Положите второе яйцо в стакан с соленой водой. Теперь яйцо будет плавать на поверхности или медленно подниматься вверх, так как плотность соленой воды стала больше плотности яйца.
Слева — соленая вода, справа — свежая
Стремления к познанию
Открытие Архимеда стало краеугольным камнем для множества наук и технологий, от инженерии до медицины, от биологии до космонавтики. Понять и применить этот закон могут не только ученые, но и обычные люди в повседневной жизни.
Его закон плавучести объяснил множество явлений, которые раньше оставались загадкой, и позволил человечеству сделать значительный шаг вперед в научных знаниях. Применение этого закона в современной инженерии и технике позволяет нам строить сложные конструкции, исследовать морские глубины и даже подниматься в космос.
Архимедов закон учит нас, что наука не только о сложных формулах и теориях, но и о повседневных явлениях, которые мы можем наблюдать и объяснять. Закон Архимеда – это не просто научное открытие, это символ человеческой гениальности и стремления к познанию. Он показывает, что каждый из нас, наблюдая за миром вокруг и размышляя над увиденным, может сделать вклад в общее дело познания. И, возможно, в один прекрасный момент, как и великий Архимед, мы тоже воскликнем: «Эврика!».
Спасибо за прочтение! Материал взят из канала Prosto А были ли у вас истории, когда вы открывали для себя какой-то лайфхак, основываясь на повседневных и простых вещах? Я, например, недавно узнал, что можно не есть на ночь и нормально высыпаться