Примеры чудес, которые подарила людям наука.

в наше время научная фантастика перестаёт быть фантастикой. быстро развивающимся технологиям, вчерашняя научная фантастика сегодня становится научным фактом. вот лишь несколько фантастических , которые стали правдой…

космические ракеты

жюль верн прославился своей книге 1865 года «с земли на луну» – одному из самых ранних представителей современного жанра научной фантастики. но это футуристическое предсказание оказалось удивительно точным, предвидев лунные модули, солнечные паруса, и даже посадку человека на луне – за сто лет до того, как этот «маленький шажок для человека» стал реальностью.

спутники

легенда научной фантастики артур кларк однажды сказал, что любая достаточно продвинутая технология по своей природе неотличима от магии. представьте себе, что человек обладает мощью сделать так, чтобы его голос услышали одновременно по всей планете. магия… или просто спутники связи? за десятилетие до их появления, кларк описал коммуникационные спутники в книге «мир без проводов».

субмарины

когда книга жюля верна «двадцать тысяч лье под водой» была опубликована в 1870 году, подводные лодки уже существовали около ста лет. они более-менее (скорее менее) успешно использовались во время гражданской войны, но изобретатели не могли придумать, как заставить их двигаться иначе как с человеческой силы. «наутилус» верна стал вдохновением, во многих отношениях он напоминает современную субмарину с независимой двигательной системой. и это было не всё, что сумел предсказать жюль верн – переносная система для погружений капитана немо представляла собой прообраз современного акваланга.

водяные матрасы

возможно, они не такие завораживающие, как роботы или лучи смерти, но как ни странно, водяные матрасы были впервые описаны в книге роберта хайнлайна 1961 года «чужак в чужой стране». в расширенной вселенной он сказал, что эта идея была «попыткой представить идеальную больничную койку тем, кто провёл слишком много времени в чёртовых больничных койках». первая современная коммерческая водяная кровать появилась через семь лет после издания книги.

невидимость

новелла герберта уэллса 1897 года «человек невидимка» была первой из многих научно-фантастических , в которой использовалась невидимость. в реальной жизни в наши дни мы имеем стелс-самолёты – которые невидимы для радаров – и метавещественный камуфляж, субстанцию, которая способна изгибать часть светового спектра вокруг себя и таким образом оставаться невидимой для невооружённого глаза. в силу своей чрезвычайной военной важности, истинный прогресс в подобной технологии неизвестен и наверняка является строго засекреченным. слухи упорно , что невидимые танки уже действительно возможны – и не только технологии электронного камуфляжа, информация о котором всё-таки стала достоянием общественности.

летающие автомобили

летающие автомобили – это ещё один из столпов научной фантастики. но в наши дни фантастика стала реальностью. знаменитая «terrafugia transition roadable aircraft» скоро станет первой коммерчески доступной летающей машиной, ожидаемая цена – 279 тысяч долларов. способная превращаться из автомобиля в самолёт и обратно в автомобиль по щелчку переключателя, она представляет собой потрясающую функциональную игрушку.

Легенда об архимеде  сиракузы iii век до нашей эры  жил в сиракузах мудрец архимед.  был другом царя гиерона.  какой для царя самый важный предмет?   вы все догадались – корона!   захотелось гиерону  сделать новую корону.  золота отмерил строго.  взял не мало и не много –  сколько нужно – в самый раз.  ювелиру дал заказ.  через месяц гиерону  ювелир принес корону.  взял корону гиерон,  оглядел со всех сторон.  чистым золотом сверкает…  но ведь всякое бывает,  и добавить серебро  можно к золоту хитро,  а того и хуже – медь  (если совесть не иметь)…  и царю узнать охота:   честно ль сделана работа?   не желал терпеть урон  гиерон.  и позвал он архимеда…  началась у них беседа.  гиерон вот корона, архимед.  золотая или нет?   архимед чистым золотом сверкает.  гиерон но ты знаешь, все бывает!   и добавить серебро  можно к золоту хитро.  а того и хуже – медь,  если совесть не иметь.  сомневаться стал я что–то:   честно ль сделана работа?   можно ль это, ты скажи, определить?   но корону не царапать, не пилить…  и задумался ученый.  что известно? вес короны.  ну а как найти объем?   думал ночью, думал днем.  и однажды в ванне моясь,  погрузился он по пояс.  на пол вылилась вода –  догадался он тогда,  как найти объем короны,  и помчался к гиерону  не обут и не одет…  а народ кричал вослед:   - что случилось, архимед?   может быть землетрясенье?   или в городе ? –  всполошился весь базар!   закрывали лавки даже.  шум, и крики, и смятенье!   он промчался мимо стражи.  - эврика! нашел решенье! –  во дворец примчался он:   - я придумал, гиерон!   архимед эврика! раскрыл секрет!   гиерон ты оденься, архимед!   вот сандалии, хитон,  а расскажешь все потом!   архимед пусть весы сюда несут  и с водой большой сосуд…  все доставить   (слуги все приносят)  на весы кладем корону  и теперь такой же ровно  ищем слиток золотой…  (находят кусок золота,  по весу равный короне)  гиерон все понятно!   архимед нет, постой!   мы теперь корону нашу  опускаем в эту чашу.  гиерон! смотри сюда –  в чаше поднялась вода!   ставлю черточку по краю.  гиерон а корону?   архимед вынимаю.  в воду золото опустим.  гиерон в воду золото? допустим…  архимед поднялась опять вода.  метку ставлю я.  гиерон куда?   архимед ну, конечно же, по краю.  гиерон ничего не понимаю.  лишь две черточки я вижу:   эта – выше, эта – ниже.  но какой же вывод главный?   архимед равный вес.  объем – не равный!   понимаешь, гиерон,  я сейчас открыл закон.  тот закон совсем простой:   тело вытеснит…  гиерон постой!   говоришь: объем не равный?   мастер мой мошенник явный!   за фальшивую корону  он ответит по закону!   а ты за разгадку  получишь дары!   на этом прервалась беседа  немало воды утекло с той поры,  но помнят закон архимеда!

Что же такое импульс тела: как понять?

попробуем по-простому, «на пальцах» разобраться, что такое импульс тела. если тело покоится, то его импульс равен нулю. логично. если скорость тела изменяется, то у тела появляется некий импульс, который характеризует величину приложенной к нему силы.

если воздействие на тело отсутствует, но оно движется с некоторой скоростью, то есть имеет некий импульс, то его импульс означает, какое воздействие способно оказать данное тело при взаимодействии с другим телом.

в формулу импульса входит масса тела и его скорость. то есть чем большей массой и/или скоростью обладает тело, тем большее воздействие оно может оказать. это понятно и из жизненного опыта.

чтобы сдвинуть тело небольшой массы, нужна небольшая сила. чем больше масса тела, тем большее придется приложить усилие. то же самое касается и скорости, которую сообщают телу. в случае же воздействия самого тела на другое, импульс также показывает величину, с которой тело способно действовать на другие тела. эта величина напрямую зависит от скорости и массы исходного тела.

импульс при взаимодействии тел

возникает еще один вопрос: что произойдет с импульсом тела при его взаимодействии с другим телом?   масса тела  измениться не может, если оно остается целым, а вот скорость может измениться запросто. при этом скорость тела изменится в зависимости от его массы.

в самом деле, понятно, что при столкновении тел с разными массами, скорость их изменится по-разному. если летящий на большой скорости футбольный мяч врежется в неготового к этому человека, например зрителя, то зритель может упасть, то есть приобретет некоторую небольшую скорость, но точно не полетит как мячик.

а все потому, что масса зрителя намного больше массы мяча. но при этом сохранится неизменным общий импульс этих двух тел. 

закон сохранения импульса: формула

в этом и заключается закон сохранения импульса: при взаимодействии двух тел их общий импульс остается неизменным. закон сохранения импульса действует только в замкнутой системе, то есть в такой системе, в которой нет воздействия внешних сил или их суммарное действие равно нулю.

в реальности практически всегда на систему тел оказывается стороннее воздействие, но общий импульс, как и энергия, не пропадает в никуда и не возникает из ниоткуда, он распределяется между всеми участниками взаимодействия. 

закон сохранения импульса для двух тел в виде формулы будет выглядеть следующим образом:

(p_1' ) +(p_2' ) = (p_1 ) + (p_2 ),

где левая часть уравнения это сумма импульсов тел после взаимодействия, а правая часть после взаимодействия. уравнение говорит нам, что общий импульс (сумма импульсов) остается .

нужна в учебе?