Физика повсюду! Как наука проявляется в самых обычных ситуациях

Когда новенький телефон под действием гравитации с ускорением свободного падения летит к земле, мы пытаемся поймать его сначала руками, а если не получается – ногами.

Зачем мы совершаем это бессмысленное действие? Ведь ногами телефон не схватить. Потому что мы интуитивно пытаемся применять законы физики.

Если провести простой эксперимент, все становится понятно. Представим стойку, на которой на равном расстоянии друг от друга закреплены несколько листов бумаги. С высоты примерно 2,5 метра телефон бросают на бетонный пол, но по пути он пробивает листы, один за другим.

Каждый раз, разрывая бумагу, телефон немного замедляется, а энергия падения постепенно рассеивается. В итоге, когда он долетает до бетонного пола, удар получается совсем слабым – и телефон остается целым.

А теперь представим другую ситуацию: телефон падает сразу на твердый пол, без всяких препятствий. Он разгоняется, а потом мгновенно останавливается при ударе.

Такое резкое торможение и приводит к повреждениям. Поэтому, когда мы инстинктивно подставляем ногу под падающий телефон, мы вовсе не пытаемся его поймать. Мы просто стараемся смягчить удар и дать ему затормозить не так резко, даже если сами этого не осознаем.

Подробнее о том, как еще законы физики проявляются в самых привычных действиях, – в программе "Знаете ли вы, что?" с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.

Боксеры усиливают удар без излишнего напряжения

Креветка-богомол – прирожденный подводный боксер. Всего за одну секунду ее ногочелюсти способны ударить противника более 50 раз и создать при этом волну, которая оглушит все живое в радиусе 4 сантиметров. Но как ракообразному это удается?

"Механизм удара клешней креветки-богомола не мышечный, а так называемый пружинный. В их экзоскелете есть седловидная пружина, которую они взводят, и после того, как они нацеливаются на свою жертву, эта пружина просто отстреливает с огромной скоростью и пробивает хитиновые экзоскелеты, панцири раков и убивает жертву", – рассказала биолог Екатерина Волкова.

Чемпионы мира по боксу машут кулаками в два раза медленней, потому что в организмах хомо сапиенсов нет пружин. Зато есть мышцы, которые нужно уметь вовремя напрячь и расслабить, – это знает любой боксер.

Тренер по боксу Александр Титов продемонстрировал разницу между ударами напряженного и расслабленного спортсмена.

Удары, что называется, "на расслабоне", получаются более быстрыми и хлесткими. А все потому, что боксеры не тратят на них слишком много энергии.

Напрягаются и максимально ускоряются они лишь тогда, когда уверены, что кулак точно попадет в цель. Именно в этот момент начинает в полную силу работать второй закон Ньютона, который гласит: "Сила равна массе, умноженной на ускорение".

Почему шлепок по пятой точке может закончиться переломом

Профессиональных боксеров учат правильно бить с детства. Потому что неправильно нанесенный удар может покалечить руку. Это же должны знать любители шлепнуть привлекательную особу по мягкому месту.

Ягодичные мышцы – одни из самых крупных в человеческом организме. Они хорошо поглощают и рассеивают силу удара.

Это значит, что пятая точка после тактильного контакта останется в целости и сохранности. А вот рука может сильно пострадать. Потому что третий закон Ньютона пока никто не отменял.

"Чем короче, чем хлеще будет удар, тем больше будет сила воздействия на девушку. И если девушка остается на месте, то вся сила переходит по третьему закону Ньютона в руку человека. То есть рука попросту может сломаться в таком случае", – сообщил кандидат химических наук, старший научный сотрудник РЭУ им. Г.В. Плеханова Василий Овчинников.

Чтобы доказать это на практике, понадобится доброволец, доска толщиной сантиметр, – она будет имитировать руку незадачливого ловеласа – 70-килограммовый мешок с песком – ему уготована роль прекрасной незнакомки – и автомобиль, который едет на скорости 30 километров в час.

"Вот, что мы в итоге получили. Доска сломалась. Я думаю, что не стоит рисковать своей рукой ради пятой точки красивой девушки", – подвел итог экспериментатор Кирилл Старченко.

Почему за матовым стеклом ничего не видно

Серийные легковушки редко разгоняются быстрее 180 километров в час, спорткары способны двигаться в 2-3 раза быстрее, самолеты легко преодолевают звуковой барьер.

Но всех их, как неподвижные объекты, обгоняет луч света. В вакууме он имеет скорость 300 тысяч километров в секунду и проникает в дома и квартиры даже сквозь мутные стекла окон.

А вы знаете, почему за матовым стеклом ничего не видно? Возможно, потому что оно плохо пропускает свет? Но дело совсем не в этом. Света через матовое стекло проходит почти столько же, сколько и через прозрачное.

Разница в другом – в ускорении, а точнее, в обратном ускорении света. Мы привыкли думать, что свет всегда летит с одной и той же скоростью. Это правда, но только в вакууме.

Когда свет проходит через среду с множеством неровностей, он постоянно сталкивается с препятствиями и меняет направление. По сути, он все время тормозится.

В прозрачном стекле путь для света почти прямой, поэтому лучи сохраняют направление и доносят до нас изображение. А в матовом стекле свет движется зигзагами, замедляется и рассеивается.

Так что матовое стекло не уменьшает количество света, оно тормозит лучи. И поэтому мы за ним уже ничего не можем разглядеть.

Селедка держит лучше: неожиданный лайфхак лыжников

Лыжники классического стиля, чтобы побыстрее разогнаться, должны получше оттолкнуться от снега, то есть придать телу импульс. Но сделать это трудно, если лыжи скользят.

Поэтому спортсмены обязательно наносят на них специальную мазь держания, которая увеличивает коэффициент трения о скользкую поверхность. Для разных температур воздуха нужна смазка разного состава. И горе тому лыжнику, который с ней не угадает.

"Если мы начали бежать после свежего снега в околонулевую погоду, лыжня глянцуется, и мазь начинает замерзать сама по себе. В мазь втыкаются снежинки, они обламываются, остаются маленькие обломки кристалликов, и потихонечку мазь начинает леденеть. Если она начинает леденеть, она перестает держать", – рассказал тренер по беговым лыжам Александр Веселов.

Снимать старую смазку и наносить новую – дело небыстрое. Поэтому иногда ее просто солят, так как соль снижает температуру замерзания мази.

Хорошо работает на лыжне и селедка. Чтобы это доказать, обработаем одну лыжу смазкой для нулевой температуры и заполируем соленой рыбой. На вторую нанесем современную углеводородную мазь.

"Впечатления первые: та лыжа, которая намазана селедкой, лучше держит. Держит – это значит, я могу встать на лыжу, задавить ее и оттолкнуться. Когда она замерзает, лыжа проскальзывает, а здесь она очень хорошо держит", – поделился Александр Веселов.

Балерина вращается быстрее, когда прижимает ногу ближе к телу

Лыжники ускоряются при помощи согласованных движений верхних и нижних конечностей. Конькобежцы и легкоатлеты делают это же, только без помощи рук. Но вот вопрос: благодаря чему балерина, которая вертится на одной ноге так, что аж в глазах рябит, может запросто увеличивать или уменьшать скорость своего вращения?

• Когда балерина входит в пируэт и поднимает ногу, у нее как бы появляется "длинный рычаг".
• Толчок уже сделан, импульс получен – и дальше он стремится сохраниться.

Как только балерина начинает замедляться, она опускает ногу ближе к телу: рычаг становится меньше, и за счет этого скорость вращения возрастает.

Настоящие балерины регулируют скорость своего вращения точно так же. Законы физики работают и в искусстве.

Почему в одежде на пилоне легко сорваться

Закон сохранения импульса работает и в танцах на шесте. Начальное ускорение телу акробатка задает при помощи ног, которыми отталкивается от пола. А за дальнейшие головокружительные пируэты отвечает физика.

"Чем ближе наше тело к пилону и чем больше точек соприкосновения, тем сильнее мы ускоряемся. Стоит нам только отдалиться от пилона, максимально раскрыться, наша скорость замедляется", – объяснила тренер по танцам на шесте Марина Юн.

У людей, которые в школе не прогуливали уроки физики, возникнет закономерный вопрос: как может вырасти скорость вращения танцовщицы, если при увеличении точек соприкосновения с пилоном увеличивается сила трения? Все дело в том, что шест не статический, а динамический: он свободно вращается вокруг своей оси. Да так легко, что с него без должной сноровки и правильной одежды можно запросто улететь.

"Мы обязательно тренируемся в шортах и в майке, потому что нам нужно обеспечить надежное сцепление тела с пилоном. Если мы будем одеты, нужного сцепления мы не найдем и просто упадем", – добавила Марина Юн.

Сутки стали короче: почему Земля начала ускоряться

Мало кто знает: наша планета вращается вокруг своей оси с разной скоростью. Например, в прошлом веке земной шар крутился так медленно, что к календарному году астрономам пришлось добавить аж 37 секунд.

Но с началом нового тысячелетия Земля неожиданно стала ускоряться. И это ускорение уже в следующем году украдет у суток целую секунду.

Почему так происходит – ученые объяснить не могут. Быть может, причина кроется в таянии полярных льдов.

А возможно, что во всем виноваты белые медведи, которые, как известно, крутят земную ось, чтобы влюбленным раньше встретиться пришлось.

Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен. Знание" мессенджера MAX