Наталья Коноплёва - Каково быть вундеркиндом

Павлик уже не раз перечитал книжки писателя Перельмана о занимательной физике, занимательной математике и другие. Оттуда он узнал о невесомости в космосе и проникся сочувствием к нашим космонавтам, которые подолгу живут в космическом полете в состоянии невесомости и испытывают огромные житейские неудобства.

Ну как, например, им горячего чаю попить? Мы и не задумываемся, почему вода в чайнике закипает у нас на плите. А потому что нижний слой воды нагревается от дна, становится легче и поднимается кверху, его замещает холодный слой, который тоже нагревается и всплывает, и так далее. В школьном учебнике физики это явление называется конвекцией.

Но там, где нет силы тяжести, там нет и конвекции! Вода, прилегающая к нагревательному элементу, будет перегреваться до взрывоопасного состояния, остальная вода будет холодной, ведь теплопроводность у воды довольно низкая. А горячего чаю, такого, как дома, космонавтам хочется. Вот Павлик и придумал для них специальный чайник, где вода и в невесомости будет нагреваться до 100 градусов.

Хотя этот проект чертила неловкая детская рука, здесь все правильно, не сомневайтесь! Хоть сейчас в производство запускай. Пояснения к чертежу, правда, пронумерованы в обратном порядке. Позже я встречала такую обратную нумерацию в японских изданиях. Наверное, так правильнее.

Проект электрического чайника для космонавтов.

Идея проста и понятна каждому, учившему в школе физику. Но до такой постановки задачи не каждый додумается. Я, например, была удивлена. Никто Паше такую задачу не задавал, это его желание помочь космонавтам. Паша мне тогда объяснил действие устройства в его проекте, и с точки зрения физики здесь все безупречно.

Суть идеи такая. Чтобы в отсутствии силы тяжести и конвекции вода в чайнике равномерно нагревалась во всем объеме, конвекцию имитируют вращающиеся от электродвигателя лопаточки, которые перемешивают воду. Предусмотрено и температурное реле, чтобы вода нагревалась только до 100 градусов Цельсия. А компрессор создает необходимое для закипания давление. Ведь при пониженном давлении температура кипения будет ниже ста градусов.

Все учёл!

В проекте есть даже «малотеплопроводящие подставки» на ножках чайника и магниты, которыми чайник крепится к стенке, чтобы он не летал в невесомости по кабине. Такому чайнику ведь все равно, в каком положении работать, когда нет понятий «верх» и «низ».

Автономный источник электричества тоже предусмотрен (наверное, аккумулятор), ведь в кабине космического корабля вряд ли есть электророзетки.

Еще надо поискать Пашин рисунок «Космический молоток». Ведь обычный молоток в условиях невесомости не может выполнять свою функцию. Кто помнит школьную физику – угадайте решение!

Идем мы с Павликом из школы домой. Он тогда первый класс заканчивал. В марте было дело. Ему только что восемь лет исполнилось.

Обсуждаем мы, о чем будет новый номер нашей домашней газеты «Последние сельские новости». И Паша говорит:

– Я напишу рассказ про космический полет на Плутон.

Я возражаю:

– Да что там на Плутоне делать? Там совсем темно. Солнце светит наподобие лампочки в 15 свечей.

Это я в детстве начиталась популярных книжек по астрономии и запомнила эту цифру.

После мы минуту-другую шли молча. Обычная пауза для разговора. И он сказал:

– Ты ошиблась в шесть с половиной раз.

Я не сразу включилась, о чем речь. А Паша поясняет: – Солнце в зените на Плутоне светит, как лампочка в сто свечей.

Я спрашиваю: – Где ты это прочитал?

– Я не прочитал, я сейчас посчитал.

За эти несколько шагов он решил задачу.

Я тут же стала расспрашивать, а он охотно рассказал. Паша использовал табличные данные, которые знал на память (из моих же любимых научно-популярных книг и моих университетских учебников).

Расстояние от Солнца до Плутона 40 астрономических единиц.

Звездная величина Солнца, наблюдаемого с Земли приблизительно минус 27.

Звездная величина 1-ваттной лампочки, удаленной на 1 метр, равна минус 14 (вот эту цифру я не знала!).

Решение:

Квадрат расстояния Плутона от Солнца 1600 астрономических единиц.

Десятичный логарифм 1600 равняется 3,2 (ну, это он в уме запросто).

3,2: 0,4=8 (0,4 – это десятичный логарифм отношения яркости звезды «N» -ой величины к к яркости звезды «N+1» -ой величины.

И тогда получается, что звездная величина Солнца, наблюдаемого с Плутона, равна

27 – 8 = 19.

Теперь: 19 – 14 = 5 – это разница между звездной величиной Солнца на Плутоне и звездной величиной одноваттной лампочки с расстояния в 1 метр.

Осталось возвести «световое отношение» яркости звезды «N» -ой величины к «N+1» -ой, а именно 2,512, в пятую степень. Для быстроты вычисления он округлил до 2,5 и тут же на ходу умножил это число само на себя пять раз.

ПОЛУЧИЛОСЬ: 100 СВЕЧЕЙ!

Я обалдела.

С высоты моего университетского физфаковского образования – в решении все правильно. И все эти табличные данные есть в справочниках и учебниках, которые у нас дома. Но чтобы так ловко и красиво их применить прямо на ходу!

Я постаралась бы решить такую задачу, если бы мне ее задали. Обложилась бы справочниками, консультировалась бы с действующими астрономами… За несколько дней, может быть, и решила бы.

Нам от школы до дома идти меньше десяти минут. Дома я попросила Пашу записать на бумаге его решение, чтобы еще раз внимательно проверить. Он написал свои вычисления на клочке.

Задача об освещенности малой планеты Плутон. Словесные пояснения

сделаны маминой рукой.

Все безупречно!

И все же не верилось, что первоклашка, идя из школы с мамой за ручку, мог оперировать такими понятиями!

Павлик много подобных интересных задач придумывал и тут же остроумно решал. Я рассказываю об этой задаче, потому что сохранилась запись.

РЕПЛИКИ ДРУЗЕЙ В ИНТЕРНЕТЕ

Ostreuss

Интересно бы проверить. Что-то сто ватт на расстоянии метр – это очень много. Не верится.

Мой ответ:Ostreuss, это аналог солнечного освещения Плутона в полдень на экваторе. Для сравнения – у меня сейчас над рабочим столом лампочка накаливания 75 Ватт. Расстояние меньше метра. В темной комнате этого достаточно, чтобы читать текст, видеть клавиатуру. Но по сравнению с нашим полуденным солнышком это ничто. И все же слетать на Плутон стоит!