Die vier Elemente von Empedokles

Die vier Elemente von Empedokles

Konstantin Bogdanow
"Quantic" Nr. 4, Nr. 5, Nr. 6, Nr. 7 und Nr. 8 für 2014

In Erinnerung an Konstantin Bogdanov

Empedokles (ca. 490 v. Chr. – ca. 430 v. Chr. E.)

Empedokles ist ein griechischer Philosoph, Arzt und Priester, der vor 2500 Jahren auf Sizilien gelebt hat.

Empedokles glaubte, dass alles, was existiert, aus vier ursprünglichen Elementen besteht: Erde, Luft, Feuer und Wasser. Zwei gegensätzliche Kräfte – Liebe und Hass, oder Sympathie und Antipathie – beeinflussen diese Elemente, vereinen und trennen sie in einer unendlichen Anzahl verschiedener Formen (zitiert in der Enzyklopädie der Antike in 2 Büchern. Buch 2. LI). M .: OLMA-PRESS Bildung, 2004).

In unserer Zeit verursachen die Überlegungen von Empedocles manchmal Lachen, weil wir alle wissen, dass Objekte aus Atomen und Molekülen bestehen. Und die unendliche Vielfalt der Natur, von der Empedokles sprach, wird durch zahlreiche chemische Reaktionen zwischen Molekülen und Atomen verursacht.

Und wo ist Liebe und Hass, Sympathie und Antipathie? Wie kann zum Beispiel ein Stück Papier wie ein Glas Wasser oder ein Streichholz Seife hassen?

Um diese Fragen zu beantworten, haben wir einfache Experimente gemacht, weil, wie der berühmte Leonardo da Vinci sagte, das einzige Kriterium der Wahrheit Erfahrung ist.

ERFAHRUNG 1.Ist ein Stück Papier wie ein Glas Wasser?

Lassen Sie uns ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 15 cm aus dickem Papier zuschneiden.Das Cover eines Wandkalenders eignet sich am besten für diesen Zweck. Nimm ein Glas mit normalem Leitungswasser, bedecke es mit einem Papierquadrat und drehe es vorsichtig um, drücke es fest an das Glas.

Wenn das Glas auf den Kopf gestellt wird und die Bewegung des Wassers darin stoppt, halten Sie das Blatt an und bewegen Sie Ihre Hand zur Seite. Wenn wir alles richtig machen, reißt sich ein Blatt Papier nicht mit Wasser vom Glas und wird gleichsam von ihm angezogen (siehe Abbildung unten). War Empedokles richtig, und hat sich ein Stück Papier in ein Glas Wasser verliebt? Warum passiert das?

ERFAHRUNG 2. Warum ist ein Match Hate Soap?

Nehmen Sie einen großen Behälter (Schale zum Kochen von geliertem Geschirr und Gelee, eine tiefe Pfanne oder Pfanne mit einem Durchmesser von mindestens 30 cm, einen Eimer oder sogar ein Bad). Spülen Sie es, um restliche Seifenlösung zu entfernen, und füllen Sie mit kaltem Leitungswasser. Dann nehmen wir ein Streichholz, senken den Kopf für eine Sekunde in jedes Shampoo und legen dann dieses Streichholz vorsichtig auf die Wasseroberfläche und lassen es los. Wir werden sehen, dass das Spiel schnell von der "Seifenstelle" wegschwebt, wo es das Wasser mit dem Kopf berührte (siehe Abbildung unten).Das Spiel scheint die Seifenlösung zu hassen, wenn man die Terminologie von Empedocles verwendet, und neigt dazu, Wasser zu reinigen. Warum?

Videos der Experimente 1 und 2, die unter der Leitung des Autors durchgeführt wurden, sind auf der Website "Quantics" zu finden.

Blaise Pascal (1623-1662)

Um die Experimente 1 und 2 zu erklären, müssen wir zuerst lernen, was eines der Elemente von Empedocles – Luft ist. Jeder weiß, dass eine Person nicht ohne Luft leben kann – unser Körper braucht Sauerstoff in der Luft. Das Vorhandensein von Luft zu erkennen, kann sehr einfach sein. Um das zu tun, genügt es, ein Blatt Papier in die Hand zu nehmen – wir haben es wie einen Fächer geschwenkt, wir werden sofort einen Hauch von Luft auf unserem Gesicht spüren.

Die Dicke der Luftschicht über der Erde beträgt etwa 100 Kilometer. Diese Lufthülle der Erde heißt Atmosphäre. Und obwohl die Luft fast 1000-mal leichter ist als Wasser, drückt die Atmosphäre alle Teile unserer Körperoberfläche mit einer ziemlich spürbaren Kraft – auf jeden Quadratzentimeter wirkt eine Kraft, die dem Gewicht eines Kilogramms entspricht. Dieser Druck wird als atmosphärisch bezeichnet.

Die Dicke der Atmosphäre über den Bergen ist geringer als die über dem Meer, und deshalb ist die Luft hoch in den Bergen nicht so stark komprimiert und daher ist der atmosphärische Druck der Luft in den Bergen geringer.Zum Beispiel ist der atmosphärische Druck an der Spitze des Elbrus zweimal geringer als in Sotschi.

Der atmosphärische Druck ändert sich nicht nur beim Bergsteigen, sondern auch, wenn sich Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Luft verändern. Und wenn in Moskau der Luftdruck niedriger wird als in Tula, dann bewegt sich die mehr komprimierte Luft aus Tula in Richtung Moskau, dh der Südwind weht. Daher hilft die Messung des atmosphärischen Drucks, eine Wettervorhersage zu erstellen.

Der berühmte französische Wissenschaftler Blaise Pascal war der erste, der den atmosphärischen Druck unter Beweis stellte und seinen Rückgang beim Bergauffahren demonstrierte. Pascal entwarf außerdem die erste mechanische Rechenmaschine, die heute als Addiermaschine bezeichnet wird. Der Name von Pascal wird die Maßeinheit des Drucks (1 Pascal = 1N / m) genannt2) und einer der Programmiersprachen.

ERLÄUTERUNG DER ERFAHRUNG 1 "Ist ein Stück Papier wie ein Glas Wasser?"

Wenn wir ein Glas Wasser umdrehen, das mit einem Blatt Papier bedeckt ist, braucht es normalerweise ein paar Tropfen, um daraus zu fließen, und manchmal ein Rinnsal Wasser. Außerdem ist das Blatt unter dem Gewicht von Wasser leicht gekrümmt. All dies führt dazu, dass die Luft im umgedrehten Glas mehr Platz bekommt als zuvor.Bei einem umgekehrten Glas ist der Luftdruck über dem Wasser, dh unter dem Glasboden, geringer als der atmosphärische Druck (siehe die Abbildung links unten).

Infolgedessen wirkt die Unterseite eines Blattes Papier bungefähreine stärkere Kraft als von oben, und es scheint an einem umgekehrten Glas zu haften.

Um sicherzustellen, dass diese Erklärung korrekt ist, werden wir ein ähnliches Experiment durchführen, jedoch mit einem Glas, in dessen Boden ein kleines Loch gemacht wird (siehe die Abbildung rechts). In ein Glas Wasser gießen. Dann schließe das Loch mit dem Zeigefinger, lege ein Blatt Papier auf das Glas und drehe es zusammen. Wie in der bisherigen Erfahrung, wird ein Blatt Papier durch ein Glas gehalten, sobald wir aber den Zeigefinger heben und den Luftdruck im Glas mit atmosphärischem ausgleichen, sobald das Wasser aus dem Glas ausgegossen ist.

So haben wir bewiesen, dass die Ursache für das Ankleben eines Blattes an ein Glas Wasser weniger Luftdruck darin ist. Mit anderen Worten, eines der Elemente von Empedokles (Luft) ist im Inneren des Glases weniger dicht als an der Außenseite, und Liebe hat damit nichts zu tun.

ERLÄUTERUNG DER ERFAHRUNG 2 "Warum hasst ein Streichhase Seife?"

Moleküle von Flüssigkeiten und festen Objekten ziehen sich an. Ansonsten würden alle Flüssigkeiten und Feststoffe in einzelne Moleküle zerfallen und sich in Gas verwandeln.

Wassermoleküle werden sehr stark zueinander angezogen, und die Moleküle der Seifenlösung sind viel kleiner.Wenn daher ein Tropfen Seifenlösung auf der Wasseroberfläche erscheint, dringen die Seifenmoleküle nicht zwischen die Wassermoleküle ein und sie kriechen über die gesamte Oberfläche des Wassers und bilden einen dünnen Film.

Die obere Abbildung zeigt eine schematische Darstellung eines Streichholzes, dessen Kopf mit Seifenwasser bedeckt ist, und eine gepunktete Linie, die den Seifenfleck umgibt. Unmittelbar nachdem der Kopf des Spiels in Wasser getaucht ist, eilen die Seifenmoleküle in alle Richtungen und versuchen, die Fläche des Seifenflecks zu vergrößern. Während des Spiels bewegen sich diese Moleküle von links nach rechts und ziehen das Streichholz mit sich. Folglich bewirkt ein Anstieg des Seifenflecks auf der Wasseroberfläche, dass sich die Übereinstimmung bewegt. Wir konnten den Hass nicht erkennen, über den Empedocles sprach.

Natürlich, wenn Sie ein anderes Spiel nehmen, tauchen Sie es in eine Seifenlösung und setzen Sie es in bereits "Seifenwasser" ein, dieses Match wird bewegungslos liegen. Versuche es selbst zu sehen.

ERFAHRUNG 3. Wie mache ich Luft aus Wasser?

Diese Erfahrung wird am besten in Gegenwart von Erwachsenen durchgeführt. Gießen Sie eine kleine Menge (30 ml) Wasser in eine Plastiktüte, drücken Sie die Luft aus und binden Sie sie fest. Stellen Sie die Tüte dann in die Mikrowelle und schalten Sie sie ein.Nach ein paar Sekunden beginnt sich das Paket zu erweitern und nach etwa einer Minute quillt es auf, so dass es fast das gesamte Volumen der Mikrowelle einnimmt.

Treffen Sie Vorsichtsmaßnahmen, da die Tasche ziemlich heiß sein kann. Beantworte zwei Fragen:
1. Woher kam die Luft in einer versiegelten Tüte?
2. Was passiert mit dem versiegelten Beutel in einer funktionierenden Mikrowelle, wenn Sie kein Wasser hinein gießen?

Ein Video dieses Experiments sowie eine Erklärung von Experiment 1 ("Ist ein Stück Papier wie ein Glas Wasser?") Können auf der Quantica-Website gefunden werden.

In Experiment 3 "Wie mache ich Luft aus Wasser?" eines der Elemente von Empedokles (Wasser) ließ sein anderes Element (Luft) entstehen. Aus Erfahrung folgt, dass Wasser und Luft sich etwas ähneln, wenn sie beim Heizen und Kühlen ineinander übergehen. Wenn Sie nicht geahnt haben, warum ein versiegelter Beutel mit Wasser aufgeblasen wurde, wenn er in der Mikrowelle erhitzt wurde, dann hier eine Erklärung.

ERLÄUTERUNG DER ERFAHRUNG 3 "Wie mache ich Luft aus Wasser?"

Wenn Wasser erhitzt wird, nimmt die Geschwindigkeit seiner Moleküle zu, und einige Moleküle, die sich auf der Oberfläche des Wassers befinden, lösen Bindungen mit benachbarten Molekülen und fliegen weg und werden zu Wasserdampf. Dieser Vorgang wird als Verdampfung bezeichnet. Je höher die Temperatur des Wassers ist, desto größer ist die Dichte und der Druck des Dampfes über seiner Oberfläche.Somit schwoll der versiegelte Beutel mit Wasser, wenn er in der Mikrowelle erhitzt wurde, aufgrund der Tatsache, dass sich Wasserdampf darin bildete. Von dort kam die Luft in der luftdichten Verpackung.

Wenn Sie kein Wasser in einen versiegelten Beutel gießen, stellen Sie es in eine Mikrowelle und schalten Sie es ein, der Beutel wird nicht anschwellen. Nach einer Minute erwärmt es sich nur geringfügig.

Die Luft über der Erde, also ihre Atmosphäre, enthält auch Wasserdampf, da Wasser kontinuierlich von der Oberfläche von Pfützen, Seen, Flüssen, Meeren und Ozeanen verdunstet. Wasserdampf ist leichter als Luft und daher hoch über dem Boden, und der Wind kann sie über weite Strecken tragen. Wenn die Temperatur von Wasserdampf abnimmt, ziehen sich seine Moleküle wieder an und bilden die kleinsten Wassertröpfchen oder Nebel. Dieser Vorgang wird als Kondensation bezeichnet. Die Wolken über uns sind auch eine Ansammlung winziger Wassertropfen oder Schneeflocken, wenn es oben sehr kalt ist. Große Tropfen oder Schnee fallen aus den Wolken. So kehrt Wasser in Seen, Flüsse, Meere und Ozeane zurück und, wie es heißt, gibt es in der Natur einen Wasserkreislauf (siehe Abbildung rechts).

John Dalton (1766-1844)

Der englische Wissenschaftler John Dalton (1766-1844) war der erste, der nachwies, dass Luft eine Mischung aus Gasen und Wasserdampf ist, die zur Atmosphäre gehören.Dalton errechnete zuerst die Wassermenge, die England zusammen mit dem Regen fiel und mit dem Tau herausfiel, und verglich sie mit der Menge an Wasser, die von den Flüssen verdunstet und mitgerissen wurde. Diese Werte erwiesen sich als nahezu gleich, woraus folgt, dass das gesamte umgebende Wasser an der Zirkulation beteiligt ist und es keine unterirdischen Wasserquellen gibt, von denen die alten Wissenschaftler glaubten.

J. Dalton war der erste, der die Masse der Atome von zwanzig Elementen (Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und andere) bestimmte. Daher ist der Name von Dalton die Einheit zur Messung der Masse von Atomen (1 Dalton = 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms).

ERFAHRUNG 4. Warum singen sie eine Brille?

Diese Erfahrung wird am besten in Anwesenheit von Erwachsenen gemacht. Für die Erfahrung werden zwei identische Gläser benötigt. Füllen Sie einen von ihnen mit Wasser um die Hälfte und lassen Sie den zweiten leer. Drücken Sie mit der linken Hand das Standbein des leeren Glases auf die Tischoberfläche. Dann befeuchten Sie den Zeigefinger Ihrer rechten Hand mit Wasser und führen Sie ihn langsam entlang der oberen Kante des leeren Glases, wobei Sie den Druck des Fingers auf die Kante allmählich erhöhen. Bei ausreichendem Druck führen diese kreisförmigen Bewegungen des Fingers zur Entstehung von Schall. Dann machen Sie das gleiche mit einer Glashälfte, die mit Wasser gefüllt ist.Sie werden ein Glas Wasser hören, das einen niedrigeren Ton erzeugt.

Beantworte zwei Fragen:
1. Warum fängt das Glas an zu singen?
2. Warum nimmt die Tonhöhe des singenden Glasklangs ab, wenn Wasser in das Glas gegossen wird?

Ein Video dieses Experiments kann auf der Quantica-Website gefunden werden.

Robert Hooke (1635-1703)

Der englische Wissenschaftler Robert Hooke (1635-1703) entdeckte 1660 das Gesetz, das die Kraft und die Verformung, die es in einem festen Körper verursacht, verbindet. Das Gesetz, das jetzt Hookesches Gesetz genannt wird, besagt, dass die elastische Verformung des Körpers direkt proportional zur Größe der aufgebrachten Kraft ist. Auf lateinisch schrieb Hooke dieses Gesetz wie folgt:Ut tensio, sic ui"Das bedeutet wörtlich" Welche Stärke ist die Verlängerung? "In jenen Tagen verschlüsselten Wissenschaftler, die ihre Entdeckungen ankündigten, manchmal, weil sie Angst hatten, dass sich jemand diese Entdeckungen aneignen würde. Hooke tat dasselbe. er machte ein Anagramm – ordnete die Buchstaben in alphabetischer Reihenfolge an. Das Ergebnis war folgendes:ceiiinosssttuu"Er veröffentlichte dieses Anagramm 1676 und entschlüsselte es 1678.

Unter den vielen Entdeckungen und Erfindungen, die zu Hooke gehören, erwähnen wir seine wichtigste technische Erfindung – eine Taschenuhr mit einer extrem hohen Genauigkeit für diese Zeit. Sie blieben zurück oder eilten weniger als eine Minute pro Tag.Um diese hohe Genauigkeit zu gewährleisten, hat Hook einen Ankermechanismus (Abb. 1) und eine Spiralfeder (Abb. 2) in das Design der Uhr eingebaut. Vor Hookes Erfindung musste die Uhr täglich im Stich gelassen werden, da sie während dieser Zeit für mehr als 15 Minuten davonlaufen oder zurückfallen konnten. Ende des 19. Jahrhunderts wurden Hookes Springuhren verbessert und ihre Genauigkeit nochmals um das 10-fache erhöht, was es den Seeleuten erlaubte, die Zeit des Mittags genauer zu erfassen und den Längengrad ihrer Position im offenen Meer mit einer Genauigkeit von 0,5 Grad zu bestimmen.

1. Das Triggerrad dreht sich mit Hilfe einer Batterie (früher hat die Uhrfeder oder das Gewicht ihre Rolle erfüllt). Der Anker oszilliert und zwingt das Triggerrad, sich nicht kontinuierlich zu drehen, sondern eine Division für eine festgelegte Zeit. 2. Ein Spiralfederausgleicher wirkt wie ein Pendel – der Ausgleicher macht die Ankerschwingungen nicht zu schnell und ziemlich gleichmäßig, spart die Energie des Triggerrades und die Feder verbessert diese Eigenschaften noch. 3. Das Auslöserad schiebt den Ausgleichsstab durch den Anker. Daher arbeitet der Balancer die ganze Zeit wie ein Pendel, während sich das Rad dreht.

In Experiment 4: "Warum singen sie eine Brille?" der Glaskelch begann zu klingen, als er mit einem nassen Finger an der Kante gehalten wurde.Es ist bekannt, dass Glas aus Flusssand hergestellt wird, der zusammen mit anderen Gesteinen (Granit, Marmor, Kalkstein usw.) Teil der Erdkruste ist. So können fast alle festen Körper als das "irdische" Element von Empedokles angesehen werden und sie können alle zu Klangquellen werden. Und nun wollen wir die Frage beantworten, warum der Kontakt fester Körper zum Auftreten von Klang führt.

ERLÄUTERUNG DER ERFAHRUNG 4 "Warum singen sie eine Brille?"

Um zu verstehen, warum sie eine Brille singen, müssen Sie zunächst verstehen, was ein Klang ist. Dies ist ein Thema für einen separaten Artikel, aber jetzt ist es genug für uns, dass der Klang die Schwingungen der Luft ist.

Oft schwankt die Luft, weil ihre Schwingungen von festen Körpern übertragen werden. Zum Beispiel, wenn eine Person spricht, wird seine Stimme gehört, weil seine Stimmbänder in seiner Kehle oszillieren. Beim Gitarrespiel kommt der Klang daher, dass die Saiten oszillieren – dafür zieht der Musiker sie oder schlägt sie mit den Fingern. Ein etwas anderer Klang wird beim Geigenspiel erreicht. Wenn ein Musiker die Saite mit einem Bogen führt, wird die Saite aufgrund der Reibung ein Stück weit gezogen. Die Kraft der Elastizität tendiert dazu, es zurückzubringen; sobald diese Kraft die Reibungskraft übersteigt, "bricht" die Saite vom Bogen und macht eine Schwingung, und der Bogen "fängt" sie wieder, und alles wiederholt sich – infolgedessen oszilliert die Saite, und wir hören ein Geräusch.

Mit einem singenden Glas ist alles fast wie mit einer Geige arrangiert: Wenn Sie mit Ihrem Finger an der Glaskante entlang laufen, bleiben kleine Unregelmäßigkeiten der Haut am Glas hängen, dann brechen sie, wodurch das Glas schwankt. Der Unterschied zur Violinsaite besteht darin, dass diese Vibrationen mikroskopisch sind, sie können nicht mit dem Auge gesehen werden (obwohl Sie es mit Ihrem Finger fühlen können). Wenn jedoch Wasser in ein Glas gegossen wird, kann man, wenn man auf dem Glas "spielt", die Wellen auf der Wasseroberfläche wahrnehmen. So schwankt das Glas des Glases wirklich: Die Schwingungen des Glases werden auf das Wasser übertragen und sichtbar.

Für den Erfolg des Experiments ist es wichtig, dass das Glas und der Finger nicht fettig sind (weil die Reibungskraft hier wirkt); Der Finger sollte zur besseren Haftung mit Wasser angefeuchtet werden (ein ähnlicher Bogen wird mit Kolophonium gerieben).

Aber warum klingt ein Glas Wasser niedriger als ein Glas ohne Wasser? Die genaue Erklärung ist nicht einfach, aber ungefähr dieses Phänomen kann wie folgt erklärt werden. Untertöne sind für uns solche, bei denen die Luft langsamer schwankt. Und nun stellen wir uns ein Federpendel vor – eine Feder mit einem Gewicht, das daran befestigt ist. Das auf der Website "Quantika" veröffentlichte Video zeigt die Schwingungen eines Federpendels, das aus einem Kunststofffederschliff und Mandarine hergestellt werden kann. Aus Erfahrung ist es klar, dass der Frühling mit Mandarine viel weniger häufig schwankt als ohne ihn.In der Tat, je größer die Last ist, desto länger braucht die Feder, um sie in ihre ursprüngliche Position zurückzubringen. Ähnliches geschieht mit dem Glas: Wenn wir das Glas mit Wasser füllen, erhöhen wir die Masse, die fluktuiert, und deshalb nimmt die Oszillationsfrequenz ab wie in einem Frühling, wenn eine Mandarine daran befestigt ist.

ERFAHRUNG 5. Warum fallen die Gabeln nicht?

Nehmen Sie zwei Gabeln, verbinden Sie sie und stecken Sie einen Zahnstocher in die Lücke dazwischen. Stellen Sie diese Konstruktion dann auf einen Glaskelch (oder hohes Glas), so dass sie nur mit einem Zahnstocher auf den Rand des Bechers trifft (siehe Abbildung rechts). Versuchen Sie gleichzeitig, das Design vor dem Absturz zu bewahren, aber immer an der Kante zu hängen. Dass dies wirklich möglich ist, zeigt das Video auf der Quantica-Website.

Beantworte jetzt zwei Fragen:
1. Warum ist das Design von zwei Gabeln und Zahnstochern so stabil?
2. Wo liegt der Schwerpunkt dieses Designs?

Archimedes (ca. 287-212 v. Chr.)

Der berühmte antike griechische Wissenschaftler Archimedes (ca. 287-212 v. Chr.) Lebte in der Stadt Syrakus (Sizilien), die hundert Kilometer von der Stadt Akragas (heute Agrigento) entfernt liegt, wo zwei Jahrhunderte zuvor Empedokles lebte und die Welt in vier Teile teilte die Elemente.Archimedes liebte Geometrie sehr, und dies half ihm, mehrere physikalische Gesetze zu entdecken, von denen einer nach ihm benannt wurde.

Das Gesetz von Archimedes besagt: Ein Körper, der in eine Flüssigkeit (oder ein Gas) eingetaucht ist, unterliegt einer Schubkraft, die dem Gewicht der Flüssigkeit (oder des Gases) entspricht, die von diesem Körper verdrängt wird. Zum ersten Mal erfuhr die Welt über das Gesetz von Archimedes aus dem Buch des römischen Architekten Vitruvius, der im 1. Jahrhundert v. Chr. Lebte und das römische Aquädukt zur Zeit von Julius Caesar entwarf. Laut Vitruvius entdeckte Archimedes sein Gesetz beim Baden, und unmittelbar darauf sprang er nackt aus dem Haus und begann "Eureka!" Zu rufen, was auf Griechisch "Gefunden!" Bedeutet.

Ein weniger berühmtes Gesetz, von Archimedes entdeckt, ist die "Regel der Hebelwirkung". Der altgriechische Schriftsteller Plutarch (45-127) erzählte uns von der ungewöhnlichen Art, wie Archimedes die "Herrschaft der Hebelwirkung" nutzen wollte: "Archimedes schrieb einmal an König Hieron, mit dem er befreundet und verwandt war, dass mit dieser Macht man sich bewegen kann Englisch: www.mjfriendship.de/en/index.php?op…=view&id=167 Wie berichtet, fasziniert von der Überzeugung seiner eigenen Beweise, fügte er in einem Temperament hinzu, dass, wenn er eine andere Erde zu seiner Verfügung hätte, auf der er stehen könnte, er unsere bewegen würde.Kurz gesagt: "Halt mir Halt und ich werde die Welt verändern."

Archimedes führte zuerst das Konzept des "Schwerpunkts" des Körpers ein und fand die Position des Schwerpunkts für flache Körper, die die Form eines Dreiecks und eines Parallelogramms haben. Für diejenigen, die vergessen haben, erinnern wir uns, dass der Schwerpunkt des Körpers der Punkt ist, an den man denken kann, dass Gravitation angewandt wird (die Kraft seiner Anziehung auf die Erde).

Wenn der Körper an einem in die Wand getriebenen Nagel aufgehängt wird, wird der Körper nach einigen Zögern stationär werden, und sein Schwerpunkt wird unter dem Punkt der Aufhängung liegen, dh auf einer vertikalen geraden Linie, die von dem Punkt der Aufhängung herabgeht. Mit dieser Eigenschaft des Schwerpunkts finden wir seine Position für die in der Abbildung dargestellte Figur (siehe auch das Video auf der Website "Quantika"). Zuerst werden wir den Körper an Punkt A hängen, und wenn er sich beruhigt, zeichnen wir eine rote Linie durch Punkt A nach unten (wie in der Abbildung rechts). Dann werden wir dasselbe tun, indem wir den Körper nach Punkt B hängen und eine blaue Linie zeichnen (wie in der Abbildung rechts). Man sieht, dass sich die Linien am Punkt C schneiden, der der Schwerpunkt dieser Figur ist. In vielen Fällen kann der Schwerpunkt des Körpers außerhalb dieses Körpers liegen. Das Video auf der Quantica-Website zeigt, dass der Schwerpunkt der beiden miteinander verbundenen Gabeln zwischen ihnen liegt.

ERLÄUTERUNG DER ERFAHRUNG 5 "Warum fallen die Stecker nicht?"

Erfahrung 5 "Warum fallen die Gabeln nicht?" zeigt, dass das Design von zwei mit einem Zahnstocher befestigten Gabeln sich als sehr stabil erweist, wenn es an der Kante des Glases platziert wird. Der Grund für die Stabilität liegt darin, dass sich der Schwerpunkt der Struktur unter ihrem Stützpunkt befindet (siehe die linke Abbildung, wobei der Schwerpunkt durch einen blauen Punkt und einen Stützpunkt gekennzeichnet ist, der mit rot markiert ist). Um die Gültigkeit dieser Erklärung zu überprüfen, hilft eine andere Erfahrung (siehe das Video auf der Website "Quantics"). Nehmen Sie ein kleines Segment der Röhre, z. B. den Körper eines Filzstifts.

Wenn das Ende des Rohrs senkrecht zu seiner Achse steht, können Sie das Rohr vertikal auf einen horizontalen Tisch stellen, so dass es nicht herunterfällt. In diesem Fall befindet sich der Schwerpunkt der Röhre über dem Drehpunkt und es ist leicht, die Röhre aus ihrer Gleichgewichtsposition zu entfernen und sie umzukippen.

Jetzt nehmen wir das Rohr für den Faden, der an sein Ende gebunden ist, und stellen sicher, dass in diesem Fall die Balance stabil ist, weil nach dem Ablenken des Rohrs aus der vertikalen Position, es nach mehreren Schwankungen zurückkehrt. In diesem Fall befindet sich der Schwerpunkt der Röhre unter dem Punkt ihrer Aufhängung.

ERFAHRUNG 6. Wie ist der Ball im Glas?

Nehmen Sie einen Tischtennisball, ein Glas und legen Sie sie wie auf dem Tisch gezeigt. Ist es möglich, einen Ball in ein Glas zu legen, ohne den Ball mit den Händen und anderen Körperteilen zu berühren? Es ist ebenfalls verboten, den Ball an den Rand des Tisches zu drücken und ihn dann mit einem Glas zu fangen. Dass dies wirklich möglich ist, zeigt das Video auf der Quantica-Website.

Beantworte jetzt zwei Fragen:
1. Welche Kraft strafft und hält den Ball im Glas?
2. Ist es möglich, diese Erfahrung mit einem nach oben expandierenden Glas zu machen?

ERKLÄRUNG ZUR ERFAHRUNG 6 "Wie ist der Ball im Glas?"

Während wir das Glas drehen, pressen wir die Wände ständig mit den Wänden, so dass es sich im Glas dreht. Am Hals verengen sich die Wände und drücken durch ihre Neigung den Ball nicht nur seitwärts, sondern auch nach oben. Auf eine andere Weise können Sie "in Bezug auf den Ball" antworten. Es drückt wie in einer Zentrifuge oder auf einem Karussell kräftig gegen die Glaswand und drückt es in den am weitesten von der Glasachse entfernten Bereich.

Diese Methode ist nicht geeignet für ein Glas mit einem sich erweiternden Hals: Der Ball wird aus dem Glas geschoben.

Künstler Artyom Kostyukevich

Siehe auch:
Konstantin Bogdanovs populärwissenschaftliche Vorlesung "Physik in uns", 13. Dezember 2007, Moskau, FIAN.


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