WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 18 |

а) можно аннигилировать исследуемое тело (перевести всю массу в энергию) и померить выделившуюся энергию – по соотношению Эйнштейна получить ответ, б) с помощью пробного тела померить силу притяжения, действующую на пробное тело со стороны исследуемого объекта,- зная расстояние, по соотношению Ньютона найти массу, в) подействовать на тело с какой-либо известной силой (например, прицепить к телу динамометр) и измерить его ускорение, а по соотношению F = ma найти массу тела, г) можно воспользоваться законом сохранения импульса. Для этого надо иметь одно тело известной массы и измерять скорости тел до и после взаимодействия.

Балдин Е.М., Кириченко Н.А.

ВОПРОС №65: Не предвидят ли ученые падения какой-либо кометы на Землю ОТВЕТ: Падение кометы на поверхность планеты - достаточно редкое астрономическое явление. Многие ученые склоняются к мысли, что падение Тунгусского метеорита (1908 год) было таким явлением. В пользу этой гипотезы говорит много фактов. Аномальные пестрые зори, которые появились за несколько дней до столкновения, белые ночи на несвойственных им широтах после падения, отсутствие твердого метеоритного вещества и др. В настоящее время эта гипотеза о природе Тунгусского метеорита считается общепринятой. Вероятность того, что в течение столетия такое явление повторится, очень мала. Да и из тех комет, орбиты которых известны, кандидатов на прямое столкновение с Землей нет. С другой стороны, кометы - это объекты, по астрономическим масштабам имеющие очень короткую жизнь. Возмущения их орбит другими небесными телами и приливные силы приводят к тому, что траектория кометы может измениться, а сама она может распасться на более мелкие тела и образовать в пространстве метеорный рой. Поскольку вещество кометы в метеорном рое "размазано" в достаточно протяженное облако, то столкновение с отдельными частицами таких облаков происходит достаточно регулярно.

В 1994 году в г. Снежинске прошла международная конференция по проблемам защиты Земли от столкновения с космическими объектами. Присутствовавшие пришли к выводу, что человечеству по силам бороться с космической опасностью, защита от падения комет и астероидов проста, главное - не упустить время.

Создана комиссия, координирующая все работы, связанные с наблюдениями за космическими объектами. Космическая радиолокация и компьютерные комплексы астроразведки позволяют обнаружить опасные объекты за сотни миллионов километров от Земли.

На 1999 год по имеющимся данным ближе всего к Земле подойдет комета Мачхольда-2. Комета приблизится к Земле на расстояние 0,31 а.е. (примерно 46 млн.км), факт удаленности орбиты кометы от Земли говорит о невозможности ее падения на Землю.

Подробнее в статье Р.В.Алимова и Е.В.Дмитриева «Противоастероидная защита Земли» в журнале «Природа» 1995, №6, стр.94-101.

Кириченко Н.А.

ВОПРОС №66: Можно ли увидеть звезды днем (не при солнечном затмении): а) невооруженным глазом; б) с помощью телескопа.

Если - да, то при каких условиях ОТВЕТ: Днем звезды невооруженным глазом не видны. Увидеть звезду на фоне дневного неба можно было бы только в том случае, если бы поток света от звезды был сравним с потоком от площадки неба, угловой размер которой равен разрешающей способности человеческого глаза (порядка 1). Яркость дневного неба соответствует –5,2m c 1 квадратной минуты, что раз в 25 больше яркости самой яркой звезды северного неба Сириуса с -1,6m.

Телескоп может улучшить разрешающую способность глаза приблизительно до 2", т.е. в 50 раз (дневная атмосфера обычно не дает лучшего качества изображений). Значит, яркость неба снижается при этом в 502 = 2500 раз и становятся видны яркие звезды и планеты.

Правда, для этого нужен телескоп с достаточно большим фокусным расстоянием объектива. В телескоп с фокусным расстоянием 1 м звезды днем не видны.

Кстати, широко распространенное утверждение, что звезды можно видеть днем, находясь в глубоком колодце, является заблуждением. Легко показать, что при диаметре колодца в 1 м его глубина должна быть более 1 м/ sin 100" = 2 км! Но даже при этом наблюдателю будет видна лишь светлая точка, яркость которой увеличится на мгновение, если какая-либо звезда будет пересекать зенит.

Вполне возможно, что ряд наблюдателей принимали за звезды частички пыли или сажи, колеблющиеся в створе колодца.

Источники:

Д.Я.Мартынов, В.М.Липунов «Сборник задач по астрофизике», М., 1986, стр.83, В.Г.Сурдин «Астрономические олимпиады», М., 1995, стр.192-194, Д.В.Сивухин «Общий курс физики», том 4, М., Наука, 1980, стр.161-162, Д.Я.Мартынов «Курс практической астрофизики», М., Наука, 1977, параграф 10.

ВОПРОС №67: Насколько точно выполняются фундаментальные законы физики в различных теориях Почему эти законы очень просты по сравнению с производными законами ОТВЕТ: На столь общий вопрос единого ответа нет. Для каждого из законов существуют ограничения, полученные в соответствующих процессах. Для многих законов эти ограничения очень сильные. Например, время жизни протона больше 1033 лет.

Фундаментальные законы формулируются для "очищенных" обстоятельств, в них не надо подробно описывать детали ситуации.

Кроме того, из различных формулировок фундаментального закона выбирается та из них, которая проще.

Гинзбург И.Ф.

ВОПРОС №68: Тут не так давно была в городе конференция о торсионных полях. Очень бы хотелось узнать, что там рассказывали.

Что это за поля И где применяются ОТВЕТ: Существование торсионного поля, или поля кручения, предсказывается в некоторых попытках обобщения общей теории относительности на явления метагалактического масштаба в 1922 г. Никаких эффектов, указывающих на существование таких полей в меньших масштабах не было обнаружено. В настоящее время нет абсолютно никаких экспериментальных указаний на существование торсионного поля, это чисто теоретическая гипотеза.

Некоторые люди пытались интерпретировать с помощью этих полей результаты своих экспериментов, выполненных чрезвычайно неаккуратно. Попытки воспроизвести эти результаты в более тщательных экспериментах неизменно приводили к отрицательному результату. В настоящее время применение торсионых полей к описанию явлений окружающей природы составляет предмет занятий неквалифицированных или (чаще) недобросовестных людей. Последние обещают получить из исследования торсионных полей и "доменной структуры вакуума" много завлекательных эффектов типа антигравитации и т.п. Торсинные поля употребляются этими людьми для выкачивания денег у государства (чаще всего у военных).

Теоретические представления, излагавшиеся Шиповым на недавнем семинаре в Институте математики СО РАН, безусловно, ошибочны. К науке они отношения не имеют. Технологические приложения, излагавшиеся Шиповым, - попросту шарлатанство.

Гинзбург И.Ф., Хриплович И.Б.

ВОПРОС №69: Излучает ли электромагнитные волны колебательный контур ОТВЕТ: Конечно, излучает: электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении зарядов. Это легко понять, если представить себе заряд, окруженный электрическим полем. У поля есть энергия, следовательно, и масса. При ускорении движении заряда (например, вперед) поле по инерции движется с той же скоростью и, тем самым, отрывается от заряда. Мы при этом наблюдаем излучение электромагнитных волн.

Обычно при решении задач про колебательный контур излучением пренебрегают. Попробуем понять, когда это справедливо. Для начала оценим, какую мощность N излучает в виде электромагнитных волн заряд q, двигающийся с ускорением a. Очевидно, что N должна зависеть от q, a, а также от скорости света c (именно с этой скоростью распространяются электромагнитные волны) и константы в законе Кулона k (именно она определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий). Выписав размерности величин, легко получить, что есть единственная комбинация букв, дающая нужный ответ: N kq2a2/c3. Применим этот результат для оценки мощности излучения электромагнитных волн колебательным контуром с индуктивностью L и емкостью C. Для этого колебания в контуре будем интерпретировать следующим образом: в начальный момент конденсатор был заряжен зарядом q, а затем за время T (LC)1/2 заряд переместился в катушку индуктивности, пройдя длину соединительных проводов l. Очевидно, что l aT2. В этом рассуждении считается, что в соединительных проводах нет своих носителей заряда, а катушка индуктивности и конденсатор - идеальные (все поле они сосредотачивают в себе и не излучают), т.е. электромагнитные волны могут испускаться только соединительными проводами. Тогда, поскольку ток в контуре I q/T, N kq2a2/c3 kq2l2/(T4c3) kI2l2/(T2c3) kI2l2/(LCc3).

Аналогично тепловой мощности N=I2R можно записать Rизл - эквивалентное сопротивление потерь энергии колебательным контуром на излучение электромагнитных волн длины :

Rизл N/I2 kl2/(LCc3) kl2/(T2c3) kl2/(2c) (k/c)(l/)2 100(l/)2.

Очевидно, что если для колебательного контура с омическим сопротивлением R выполняется неравенство Rизл<< R, то потерей энергии на излучение электромагнитных волн можно пренебречь. Обычно так и бывает, т.к. l <<.

Шелест В.И.

ВОПРОС №70: Почему, с точки зрения скрытого контроля звука, применение направленных микрофонов затруднено ОТВЕТ: Раньше направленный микрофон делался следующим образом: на обычный высокочувствительный микрофон надевалась труба (рупор), которая выполняла роль коллиматора. Эта труба направлялась на источник звука и отсекала звуки, приходящие с других направлений. Естественно, таким микрофоном трудно пользоваться скрытно.

Современные направленные микрофоны работают по принципу фазированных решеток - звук фиксируется большим количеством микрофонов, и записывается с помощью АЦП в компьютер. Т.к. каждый из микрофонов находится от исследуемого источника на разных расстояниях, то возникают временные задержки в записываемых сигналах. Для каждого из записанных сигналов делается разложение в спектр по частоте. Для того, чтобы избавиться от посторонних звуков, в каждом из спектров оставляют только ту часть сигнала, которая фазово согласованна с исследуемым источником звука. Осталось только синтезировать сигнал. С помощью обычного компьютера и 24разрядной АЦП можно в реальном времени осуществлять высоконаправленную запись звука с разрешением по амплитуде в 120 дБ.

Трудности скрытой записи состоят в том, что направленные микрофоны ловят звук, приходящий из определенной точки: вам следует точно знать, где находится голова исследуемого субъекта - стоит ему сдвинуться, как звук пропадает.

Балдин Е.М., Потеряев В.С.

ВОПРОС №71: Почему опасно хвататься за ЛЭП, в то время как птицы там сидят ОТВЕТ: Опасно не напряжение само по себе - опасно падение напряжения на проводнике, в роли которого выступает схватившийся за провод объект изучения. Если объект одновременно касается провода под напряжением и Земли или двух проводов с разным напряжением, то ему станет плохо.

То, что птицы сидят на проводах - это проблемы не только птиц но и головная боль эксплуатационников линий электропередач:

довольно много птиц при гибели (она, как правило, наступает в результате того, что птица коснулась двух рядом идущих проводов) провоцируют короткие замыкания. В частности, стандартные изоляторы на столбах электропередачи спроектированы с учетом опасности со стороны птиц (делаются специальные насесты).

Оценим то напряжение, под которое попадает птица, севшая на провод. Любая линия электропередач представляет собой сопротивление для тока, и на этом сопротивлении теряется часть электроэнергии. Коэффициент полезного действия линии электропередач достаточно высок - 90-94%. Достаточно часто встречаются высоковольтные линии ЛЭП-500, рассчитанные на 500 кВ. С их помощью на расстояние 600-1200 км передается электроэнергия мощностью до 1000 МВт. Для оценки разности потенциалов, под действием которых находится птица, выберем наихудший вариант: длина линии электропередач - 600 км, потери энергии в проводах - 10%, мощность линии - 1000 МВт. При этих условиях 100 МВт идет на нагревание проводов. Теряемую мощность можно определить по формуле P = I2R. Силу тока I находим, зная передаваемую мощность P0 и напряжение на линии U0. Поскольку передача электроэнергии идет на переменном токе, то нужно знать еще коэффициент мощности. Строго говоря, он меняется в зависимости от загруженности линии в пределах 0,6-0,9. Тогда I = P0/(U0cos), откуда R = P/I2 = P(U0cos)2/ P02. Значит, для падения напряжение на проводах имеем U = IR = PU0cos/ P0.

Получается, что падение напряжения на проводах около 40 кВ. Оценим разность потенциалов на 1 метре такой линии. Общая длина проводов 1200 км (линия двухпроводная). На 1 метре падает около 0,03 В. Расстояние между лапками птицы около 10 см. Поэтому напряжение, под которым находится птица, будет около 3 мВ, что совсем неопасно для нее.

Если человек стоит на земле и дотронется до высоковольтного провода, то он попадет под разность потенциалов "провод – земля".

Это уже не доли вольта, а 500 кВ. В случаях, когда человек случайно попадает на высоковольтные провода, не имея связи с землей (например, падение с моста на один из проводов линии электропередачи, такие случаи бывали) поражения электрическим током не наблюдается.

Подробнее в книгах: А.С.Енохович "Справочник по физике и технике", Москва, 1989, Л.И.Вайнштейн "Памятка населению по электробезопасности", Москва, 1987.

Кириченко Н.А.

ВОПРОС №72: Правда ли Земля будет "переворачиваться" ОТВЕТ: Это - грубо ошибочное утверждение. Идея, о которой говорят, выглядит примерно так: "На полюсах Земли наросло много льда. Поэтому она превратилась из шара в некоторую гантель, которая легко может развернуться на 90 градусов от удара сравнительно небольщого метеорита".

Вывод неверен. Здесь забывают о вращении Земли вокруг оси. Земля - гироскоп (волчок), направление оси вращения которого изменить очень трудно. Для поворота оси на большой угол надо передать Земле момент импульса, сравнимый с ее собственным моментом, который порядка 0,3MR2, где M - масса Земли, R - ее радиус и - угловая скорость, равная 2/24 час-1 (как известно R 300 м/c скорость вращения на экваторе).

С наибольшим эффектом такой момент импульса mvR может передать Земле врезавшийся в нее по касательной астероид. Если принять скорость астероида v = 30 км/c, то его масса m M/300, т.е. он должен быть всего вчетверо легче Луны. Это - очень большой астероид. По-видимому, все астероиды подобного размера в поясе астероидов известны. Насколько можно судить по геологическим данным, за последние 2-4 млрд. лет было не более одного события такого масштаба в истории Земли.

Гинзбург И.Ф.

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 18 |



© 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.