Насколько гранитный булыжник объёмом 4 дм в кубе будет легче в воде чем в воздухе? решить

Какова длина тени предмета высота которого h в полдень на экваторе?

--------------------------------------

Все зависит от конкретного дня, когда проводятся измерения. Например, 22.06 и 22.12 в дни летнего и зимнего солнцестояния угол падения солнечных лучей на землю в точке экватора в полдень составляет 23,5°.

В эти дни в полдень на экваторе длина тени предмета высотой h составит:

           L = h · tg 23,5° ≈ 0,4348 · h

То есть у предмета высотой 1 м будет тень длиной 43,5 см

(Углом падения лучей на поверхность считается угол между лучом и перпендикуляром в точке падения. То есть, если лучи падают перпендикулярно поверхности, то угол падения составляет 0°.)  

Если же измерять длину тени в дни весеннего и осеннего равноденствия (21.03 и 23.09), то в полдень на экваторе в эти дни теней нет, то есть солнечные лучи падают на Землю в этой точке перпендикулярно поверхности.

Во все остальные дни длина тени в полдень на экваторе изменяется в пределах от нуля до 0,4348 · h.

Более точное и полное объяснение этого явления дает так называемая теория Шмауса. Согласно этой теории состояние взвешенных в воздухе частичек аналогично состоянию вещества, находящегося в коллоидальном растворе. В таких растворах растворяемое вещество не расщепляется на молекулы, как в обычных, а остается взвешенным в растворителе в виде мельчайших частичек, представляющих собой скопление молекул.

Плотность растворенного вещества может оказаться больше плотности растворителя, но его частички совершенно равномерно распределяются во всем объеме растворителя и не осаждаются на дно, как это было бы в обычном растворе. Сила, поддерживающая эти частички, создается в результате беспорядочных ударов молекул растворителя, находящихся в так называемом молекулярном движении. Под действием этих ударов частички приходят в своеобразное зигзагообразное движение, известное под именем броуновского движения. Таким образом, источником силы, поддерживающей частички коллоидальных растворов, служит энергия молекулярного движения растворителя.

Источником силы, поддерживающей в атмосферном воздухе водяные капли, частички твердых тел и пр., служит существующее в нем так называемое конвективное или турбулентное движение. Это — беспорядочное движение отдельных частичек воздуха, вернее небольших его масс, в различных направлениях, независимое от общего потока воздуха.

Возникновение конвективного или турбулентного движения связано с механическим воздействием земной поверхности на движущиеся около нее воздушные массы.

Солнечные лучи неравномерно нагревают отдельные массы воздуха, выводят их из равновесия и заставляют подниматься вверх. Это, в свою очередь, вызывает горизонтальное движение воздуха и создает беспорядочное движение его отдельных частичек, перемешивая воздушные слои. Действие ударов отдельных частичек воздуха на пылинки поддерживает их в воздухе и каждая частичка адсорбирует к себе некоторое количество воздуха.

Получая от пылинки, при действии на нее солнечных лучей, значительное повышение температуры, адсорбированный в ней воздух расширяется и может создать небольшую подъемную силу, заставляющую пылинки медленно подниматься вверх или удерживаться на одном уровне.

Шмаус напоминает, что при растворении вещества в коллоидальном растворе частички его получают некоторый электрический заряд. Этот заряд зависит от природы растворителя и растворенного вещества. Поэтому, — рассуждает он, — несмотря на непрерывное беспорядочное движение частичек растворенного вещества, сцепления между ними не происходит, так как действует сила отталкивания одноименных зарядов.