Александр Харс - Я познаю мир. Естествознание

Физики, как никто, любят точность и любят измерять. Для измерения различных явлений используются различные величины. Время мы меряем в секундах, минутах, часах, днях и так далее; расстояние – в миллиметрах, метрах, километрах; скорость – в метрах в секунду, или, например, в километрах в час; массу – в килограммах.

Можно измерить длину крокодила в мобильных телефонах

Ты весишь столько же, сколько три собаки, или десять кошек, или сто тридцать мышек или пять тысяч жуков. Можно измерить длину коридора в спичечных коробках или мобильных телефонах, а можно улечься на пол самому и измерить ту же длину, используя в качестве единицы измерения свой рост.

Каков смысл фразы: «Рост Пети сто тридцать сантиметров»? Это значит, что тот, кто говорит эту фразу, и тот, кто ее слушает, знают, что такое сантиметр. Мы не знаем Петю и, тем более, не знаем его рост. Но все мы видели сантиметр, поэтому нам понятно, насколько высок этот загадочный Петя.

Для того чтобы измерять что–то неизвестное, мы должны узнать, сколько известных нам единиц, например сантиметров, укладывается в этом неизвестном (например Петином росте).

Чтобы понимать друг друга, ученые используют одни и те же единицы для измерения различных величин.

Кажется, на тропинке что–то лежит. Может быть, монетка, может быть, желудь или пуговица. Ты захотел поднять это и рассмотреть находку получше. Неожиданно прямо из–под ладони этот предмет начал двигаться прочь. Может ли так быть? Никаких ниток от него не тянется, и землетрясения нет. Значит, так быть не может.

Мы знаем, что тело неподвижно, если на него не действует сила. Чтобы не дать собаке убежать, надо крепко держать поводок. Сила нужна и для того, чтобы остановить тело, находящееся в движении. Сила – это толчок или тяга, то есть то, что может начать или прекратить движение. Сила заставляет изменить направление движения, например удар ракеткой отправляет мяч в другую сторону; сила меняет форму, например сила руки изгибает палку.

Почему вода из океана не стекает вниз вместе со всеми рыбами, кораблями и купающимися людьми? Почему австралийцы и их соседи не летят вниз головой в далекие дали, хотя Земля круглая?

Те же люди, кто убедил тебя и меня в том, что Земля – это шар, утверждают, что все предметы держатся на Земле благодаря силе тяжести. Это не клей и не гвозди – силу тяжести, как ни жаль, увидеть нельзя. Мы притягиваемся к центру Земли, и прилетели бы туда, если бы нам не мешали пол, асфальт – словом, сама Земля.

В год, когда умер Галилей, бросавший, как известно, шарики с башни, родился Исаак Ньютон. Став старше, он понял, что притяжение двух тел зависит от их массы и расстояния между ними. Чем дальше одно тело находится от другого, тем слабее сила, притягивающая их друг к другу. Заберемся на гору высотой, скажем, 7 тысяч метров. Рюкзак внизу, в базовом лагере, весил 15 килограммов, теперь он весит меньше. Всего на несколько граммов. Мы ничего не вынимали. Просто мы удалили рюкзак от центра Земли, и он стал весить меньше, то есть стал слабее притягиваться к центру нашей планеты.

Каждый скажет, что железо тяжелее дерева, масло легче воды. Что же это значит? Возьмем линейку и два кубика, один деревянный, а другой железный. Измерим их – грани одинакового размера, десять на десять сантиметров, значит, кубики имеют одинаковый объем – каждый по одному литру. Но железный кубик тяжелый, а деревянный гораздо легче.

Плотность – это масса одного литра вещества. Литр железа, как ни странно звучит это словосочетание, имеет большую массу, чем литр дерева. Железо плотнее.

Если тянуть сани по снегу, а потом выйти на лед, их станет легче везти. Хотя в санях лежит Петя, утомленный экспериментом. Стоит въехать в город и начать тянуть сани по асфальту, станет тяжело. Трение санных полозьев об асфальт больше, чем о снег или лед.

Петя плотно пообедал и увеличил силу трения. А если бы он не сделал этого, а еще лучше, встал бы и пошел рядом, сани заскользили бы легче. Чем больше груз, который мы везем, тем больше трение.

Рифленая подошва скользит плохо, а гладкая хорошо. Шероховатые поверхности плохо скользят, значит, чем более гладкая поверхность, тем меньше сила трения при скольжении по ней.

Чтобы уменьшить силу трения, используют разнообразные смазки. Подшипники твоего велосипеда смазаны для того, чтобы он веселее катился. Если намылить руку, то кольцо будет гораздо легче снять с пальца.

Положим Петю в коляску и покатим ее. Везти стало легче, чем в санях. Древним тоже был известен этот способ. Чтобы уменьшить силу, необходимую для перемещения саней, под полозья можно положить круглые камни или бревна.

Трение санных полозьев об асфальт больше, чем о снег или лед

Если на скользкой дороге приходится резко тормозить, может получиться так, что колеса окажутся зафиксированными, а машина будет скользить вперед. Опытные водители знают, что если тормозить, не давая колесам остановится и скользить, то машина остановится раньше.

Чем сильнее накачаны шины велосипеда, тем меньше их трение о землю. Если ты собираешься прокатиться по лесной глинистой дороге, лучше приспустить камеры в колесах, тогда они не будут пробуксовывать в грязи, если же нужно развить большую скорость на твердой дороге, нужно, наоборот, подкачать колеса.

Если ты, потеряв разум, залезешь на крышу пятиэтажного дома и прыгнешь оттуда, скорее всего, это будет твой последний поступок. Если то же самое сделает кошка, то, вероятно, она останется живой и здоровой. Мыши такой полет не причинит вреда, а жук может без последствий упасть с высокой башни.

Каждый знает, как медленно падают хлопья снега в тихий зимний день и как быстро несется к земле брошенный камень. Правда ли, что более тяжелые предметы падают быстрее легких? Древние, в том числе Аристотель, считали что если один шар в 2 раза тяжелее другого, то первый будет в 2 раза быстрее падать.

Люди думали так примерно 1800 лет, пока итальянец Галилео Галилей не решил проверить это и бросил с башни пушечное ядро и маленькую пулю. Они летели рядом и упали одновременно. Почему же тогда снежинка падает медленнее камня? Галилей считал, что дело в сопротивлении воздуха.