WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 55 |

Первопричиной всех тектонических явлений на поверхности Земли (и других планет), в т. ч. землетрясений, является взаимное движение литосферных плит земной коры с типичными скоростями 1–2 см/год (максимальное значение до 10 см/год). Это равномерное в своей основе движение кусков коры приводит к постоянному накоплениюмеханических напряжений в горных породах в зонах геологических разломов, которые время от времени, случайным образом сбрасываются за счёт разрушения (растрескивания) пород в очаге землетрясения и быстрого «проскакивания» соседних слоёв друг относительно друга на расстояния до нескольких метров.

Вследствие:

а) недоступности очага землетрясения для непосредственного наблюдения и измерений (очаги землетрясений располагаются на глубинах до 33 км), б) непредсказуемости структурного состояния пород и их предела прочности в данном конкретном месте и в данных условиях, а также в) кратковременности самого процесса разрушения и тектонической подвижки (скорости сейсмических волн достигают 8 км/с, т. е. могут превышать 1-ю космическую скорость, а средняя продолжительность землетрясения на поверхности 5–10 с), — можно сказать, что предсказание землетрясения, т.е. указание для будущего события его места (эпицентра), времени и силы (магнитуды), является теоретически невозможным.

Единственное, что возможно для параметров предстоящего землетрясения, это их вероятностные оценки. Для этого применяются методы сейсмического районирования и наблюдения предвестников землетрясений.

Сейсмическое районирование означает определение границ сейсмически опасных районов на поверхности Земли с указанием максимальной магнитуды (М) землетрясения, возможного в данном районе.

Оно осуществляется на основе глобальной геодинамики и сведений о всех известных предыдущих землетрясениях, и применяется в первую очередь для создания норм сейсмостойкого строительства и сейсмобезопасности. В среднем на Земле каждый год происходит землетрясение силой более 8,0 М по Рихтеру, приводящее к разрушениюбольшинства зданий в его эпицентре. Известно также, что при катастрофических землетрясениях (11 баллов по Меркалли или 8,6 М Рихтера), которые могут повторяться до 10 раз в столетие, наблюдаются колебания грунта с ускорением до 105 см/с, что почти в 100 раз больше ускорения свободного падения, подбрасывание предметов в воздух и так называемые «земляные волны» на поверхности.

Во всех сейсмически опасных районах ведётся мониторинг предвестников землетрясений, среди которых можно назвать: рои слабых предшествующих толчков; микродвижения (до 1 мм/год) и наклоны земной поверхности (до 10-8 рад); деформации горных пород; изменения уровней грунтовых вод и содержания в них радона (радиоактивный газ); изменения скоростей распространения сейсмических волн;

локальные изменения магнитного поля и электрического сопротивления горных пород; и даже специфические возмущения в ионосфере.

В качестве неинструментального индикатора воздействия предвестников землетрясений на живые организмы известно аномальное поведение животных. Однако очевидно, что все предвестники сигнализируют тем или иным образом лишь о факте нарастания механических напряжений в земной коре, но не дают информации о «спусковом механизме» предстоящего землетрясения, его моменте во времени и количестве одновременно высвобождаемой энергии. Таким образом, в современных условиях можно утверждать, что большинство будущих землетрясений предсказано, к сожалению, не будет. Кроме этого, в силу особой социальной значимости землетрясения, его ошибочный (несостоявшийся) прогноз является неприемлемым.

Сильнейшие инструментально измеренные землетрясения с магнитудой 8,9 происходили 31.01.1906 г. около Эквадора (продолжительностью около 3 минут) и 03.03.1933 г. около Санрику, Япония. Каждое из них выделяло энергию в 1025 эрг, что превосходит энергию водородной бомбы. В среднем 10 000 человек ежегодно погибает вследствие землетрясений. Наиболее катастрофическое землетрясение в 20 веке произошло 28.07.1976 г. в г. Тяншань, Китай (7,8 М, 243 000 погибших), а в истории человечества — 23.01.1556 г. в Шаньси, Китай (8,0 М, 830 000 погибших). Общее энерговыделение землетрясений на Земле — 1026 эрг/год.

32. Почему планеты по небу вслед за Солнцем ходят Солнечная система сильно сплюснута. Планеты крайне незначительно отстоят от средней плоскости, в которой они обращаются вокруг Солнца, причём все в одном направлении. Эта плоскость называется эклиптикой. Поэтому наблюдателю на Земле и будет казаться, что планеты и Солнце на фоне далеких звёзд движутся на небе по одной линии.

36. Почему круглую форму имеют: песчинки, капельки, колобки, пельмени, мыльные пузыри, воздушные шары, небесные тела «Так природа захотела.

Почему Не наше дело.

Для чего Не нам судить.» Б. Ш. Окуджава.

Песчинки — это мелкий обломочный материал, образованный при разрушении твёрдых горных пород. Круглая форма песчинок обусловлена долговременным воздействием на них движущейся жидкой среды, прежде всего — действием волн в прибойной зоне. За счёт многократного окатывания обломков, их соударений и трения друг о друга, образуются всё более мелкие фракции щебня и гальки (ср. «в порошок сотру»).

Капельки — это небольшие («кот наплакал») количества жидкости (например, воды), распылённой в инородной среде (например, в воздухе), и принимающие сферическую форму за счёт действия сил поверхностного натяжения. Все молекулы в жидкости притягиваются друг к другу, но те из них, которые находятся на поверхности жидкости, испытывают значительно большее притяжение внутрь (к молекулам более плотной жидкости), чем наружу (к молекулам разреженного воздуха). Поэтому поверхность жидкости ведёт себя подобно упругой плёнке, охватывающей жидкость со всех сторон, и стягивающей её.

(Алергант Дима: «если какая-то часть выступает, то сила поверхностного натяжения возвращает эту часть на место“».) Поскольку именно ” сфера является поверхностью с наименьшей площадью при заданном объёме (который поверхность должна ограничивать), то капельки становятся круглыми. Это изменение формы прекрасно видно при отрыве висящей капли (в форме капли) и превращение её в шарик в полёте.

Если капля становится слишком большой, то силы поверхностного натяжения могут уже не справляться с «округлением» капли, и тогда она начнёт принимать сплющенные формы или распадаться на более мел кие капельки (коэффициент поверхностного натяжения воды при 20 С равен 0,0728 Н/м). Очень красиво наблюдать на примере фонтана, как силы поверхностного натяжения сначала формируют его струю на этапе подъёма и торможения, а затем разбивают её на отдельные всё более мелкие капли в падении. Неограниченно большие сферические капли (жидкие тела) можно получать в невесомости. При повышении температуры поверхностное натяжение уменьшается. (Тонашевская Александра: «капельки имеют форму капли лишь тогда, когда отрываются от крыши, сначала масса воды перевешивает, а потом форма меняется».) Колобки (устар.) — ранее производившаяся в домашних условиях выпечка в форме шара размером около 10 см (подробнее см. сказку «Колобок»). Сферическая форма колобка образуется непосредственно вручную, методом «катания» теста по поверхности.

Пельмени — популярный высокопитательный пищевой продукт, типичный для стран с суровым климатом (см. Сибирь). Пельмени (и вареники) также принимают ту форму, которую им придают при изготовлении, в общем случае они могут быть и не круглыми. Пельмени не катают, а лепят. Например: «Обвалялся слон в муке, подошёл к зеркалу, и говорит: Ничего себе пельменчик!“».

” Мыльные пузыри — сложный физический объект, состоящий из некоторого количества воздуха (как правило, не более 10-3 м3), заключённого внутри жидкой плёнки высококонцентрированного мыльного раствора. Форма мыльного пузыря также определяется силами поверхностного натяжения в плёнке поверхностно активного вещества (ПАВ).

За счёт него создаётся повышенное давление внутри самого пузыря;

соответственно, чтобы пузырь надуть, требуется некоторое физическое усилие. И наоборот, можно наблюдать процесс уменьшения объёма пузыря (и увеличения толщины его плёнки), если стравливать часть воздуха из него, например, через тонкую трубочку. Очень красиво и поучительно наблюдать также процессы объёмных колебаний мыльных пузырей достаточно большого объёма. (Акимкин Тимофей: «форма шара, вследствие сил поверхностного натяжения, соответствует минимуму энергии, а потому наиболее устойчива».) Воздушные шары — отличаются от мыльных пузырей тем, что имеют оболочку из деформируемых (ткань) или растяжимых (резина) «твёрдых» материалов. Типичной ошибкой участников было утверждение, что круглая форма определяется избыточным давлением внутри.

Закон Паскаля, конечно же, верен, но проделайте один простейший опыт. Возьмите обыкновеннейший полиэтиленовый пакет и сильно надуйте его. Ну что, круглый То-то. Сферическая форма шаров определяется главным образом изначально заданной формой наполняемой оболочки, а не только избыточным давлением воздуха внутри. Шары могут иметь и иную форму (продолговатую, цилиндрическую, тетраэдр, и т. д.). Если мыльный пузырь при выходе из него воздуха может поддерживать своюкруглуюформу и избыток давления за счёт уменьшения своей поверхности (часть молекул с поверхности плёнки уйдёт вглубь жидкого слоя), то воздушный шар в этом случае просто потеряет своюформу, т. е. сдуется. («Контрпримером будет дирижабль».) Луна — естественный спутник Земли, одно из небольших тел в Солнечной системе (масса 7,35 · 1025 г, радиус 1738,2 км). Разница между радиусами Луны по направлениюк Земле, к полюсу, и вдоль её орбиты не превышает 1 км, т. е. несферичность Луны составляет 6 · 10-(не путать с горами на Луне высотой до 9 км). Вообще говоря, проблема образования и ранней эволюции Луны до сих пор представляет собой одну из загадок планетной астрономии и космогонии. Единственное, что мы сейчас можем сказать, это то, что сферическая форма Луны и других твёрдых тел, планет и спутников устанавливается на раннем этапе их формирования. При выпадении на поверхность образующих планетное тело фрагментов, состоящих из газа и пыли, оно разогревается до плавления твёрдых пород и образования полужидкого лавового слоя. Под действием силы тяжести планета принимает сферическую форму (в случае достаточно быстрого вращения — форму эллипсоида вращения).

Солнце — типичная звезда, представляющая собой газовый (плазменный) шар. Главным фактором, определяющим форму Солнца, является сила тяжести (на поверхности ускорение свободного падения составляет 27398 см/с2 =27,9g). Несферичность Солнца вызвана его вращением вокруг своей оси со скоростью 2,865 · 10-6 с-1. Разность видимых с Земли угловых радиусов Солнца в направлении на экватор и полюс составляет 0,05, соответственно, наблюдаемая сплющенность Солнца составляет 5,2 · 10-5 (в 10 раз «круглее» Луны).

Хотелось бы обратить внимание, что за исключением пельменей, которые не круглые, за круглую форму всех прочих перечисленных тел ответственны разные физические силы. Песчинки — сила трения, капельки и мыльные пузыри — сила поверхностного натяжения, воздушные шары — сила Гука (упругости), колобки — давление (прямое формование), Луна и Солнце — сила тяготения. При этом сила тяжести на Земле никогда не образует круглой формы предметов, а в космосе, напротив, за счёт больш масс никакие другие силы не в состоянии их конкурировать с силой всемирного тяготения, в редких случаях играя роль вспомогательных факторов. (Иванов Алексей: «идеально круглой формы не существует; перечисленные тела имеют разное происхождение, и их круглая форма не образовалась в результате одного процесса».) 37. Почему приливы мы видим только в море, и не видим их на суше или в воздухе, ведь Луна, по идее, должна притягивать все предметы одинаково См. конец текста ответа на вопрос №182 (стр. 112).

38. Почему поезда во Владивосток и Пекин, которые южнее Москвы, отправляются с Ярославского вокзала в северном направлении См. ответ на вопрос №356 (стр. 127, кратчайшее расстояние).

39. Почему говорят: «Светит, а не греет» Про что можно так сказать и почему А бывает ли наоборот «Светит, а не греет» — можно сказать про любой источник, который излучает в оптическом диапазоне на малой мощности. Наоборот можно сказать о мощных источниках электромагнитного излучения с максимумом спектра в инфракрасной области. Пример — утюг.

52. Почему считается, что Вселенная расширяется Прежде всего, необходимо подчеркнуть, что использование термина «Вселенная», а также обсуждение её наблюдаемых свойств имеет смысл только начиная с масштабов пространства больше чем 100 Мпс, т. к. до расстояний в сотни Мегапарсек ещё прослеживаются такие космические структуры, как скопления галактик (1 парсек =3,085 · 1018 см).

Наиболее впечатляющим наблюдательным фактом, говорящим о расширении видимой Вселенной, является закон Хаббла. Как было установлено, все линии в спектрах далёких галактик смещаются в сторону б длин волн, причём степень этого смещения прямо пропорольших циональна расстоянию до данной галактики. Красное смещение спектра1 интерпретируется как доплеровское смещение, связанное с удалением излучающей галактики от нас. Таким образом, скорость «убегания» всех далёких объектов в космосе увеличивается пропорционально расстоянию до них. Коэффициент пропорциональности между скоростьюи расстоянием получил название постоянной Хаббла и составляет около 60 (км/с)/Мпс или 2 · 10-18 с-1.

Расширение Вселенной равномерно и одинаково во все стороны.

Принимая удаление галактик за расширение всего пространства, можно определить, что расстояние до объектов, удаляющихся от нас со скоростьюсвета (т. н. «световой горизонт Вселенной»), составляет около 1,5 · 1028 см, а общее время, прошедшее с момента начала расширения Вселенной (т. н. «Большой Взрыв») составляет 10–20 миллиардов лет.

Другим наблюдательным фактом, свидетельствующим о расширении Вселенной, является т. н. «реликтовое излучение». Оно было открыто в 1965 г., по сути случайно, при калибровках радиоаппаратуры, и представляет собой слабое фоновое радиоизлучение. Оно приходит к нам равномерно со всех сторон с очень высокой степенью изотропности (до 10-5). Максимум этого излучения находится на длине волны 1 мм, а в целом его спектр соответствует планковскому распределению энергии при температуре 2,7 К. Нам не известны какие-либо космические объекты, которые могли бы создать такое излучение в современнуюэпоху.

Единственным объяснением этого феномена является излучение самой Вселенной в раннюю эпоху, когда её среда впервые стала прозрачной для излучения. Это произошло, по расчётам, около 106 лет после Взрыва при температуре 4·103 К и плотности материи 10-21 г/см3. Вэту эпоху впервые электроны и протоны смогли объединяться в атомы, Наибольшие длины волн видимого диапазона соответствуют красному цвету.

образовалось вещество, а электромагнитное излучение «отделилось» от него.

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 55 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.