135517
VK: vk.com/physics_math Чат инженеров: @math_code Учебные фильмы: @maths_lib Репетитор IT mentor: @mentor_it YouTube: youtube.com/c/PhysicsMathCode Обратная связь: @physicist_i
🌪 Теория относительности — это комплекс из двух теорий, которые описывают свойства пространства, времени и гравитации. Они были предложены Альбертом Эйнштейном в начале XX века. Смотреть полный фильм: 🕰 Что такое теория относительности [20 мин фильм]
▪️ Специальная теория относительности. Описывает поведение объектов, которые движутся с постоянной скоростью. Теория утверждает, что время и пространство не являются абсолютно фиксированными для всех наблюдателей — они могут изменяться в зависимости от скорости объекта. Некоторые принципы специальной теории относительности:
— Принцип относительности — законы физики одинаковы для всех наблюдателей, независимо от того, находятся ли они в покое или движутся с постоянной скоростью относительно других объектов.
— Постоянство скорости света — скорость света всегда одинаковая (примерно 300 000 км/с) и не зависит от того, как быстро движется источник света или наблюдатель.
▫️ Общая теория относительности. Расширяет идеи специальной теории относительности и объясняет гравитацию. Теория утверждает, что гравитация — это не сила, а искривление пространства-времени, вызванное массой и энергией объектов. Некоторые принципы общей теории относительности:
— Эквивалентность гравитации и ускорения — невозможно отличить действие гравитации от ускоренного движения.
— Гравитационное замедление времени — часы идут медленнее вблизи массивных объектов, например, рядом с чёрной дырой время почти останавливается. #физика #теория_относительности #оптика #опыты #эксперименты #physics #видеоуроки #научные_фильмы #свет #волны #СТО #ОТО #science
🖥 Против теории относительности и Эйнштейна // Алексей Семихатов, Владимир Сурдин / Вселенная Плюс
👨🏻💻 Видеолекции по теории поля и СТО [Часть 1]
👨🏻💻 Видеолекции по теории поля и СТО [Часть 2]
📚 3 книги по теории относительности
☀️ Физика света / The Physics of Light [2014]
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💥 Электроэрозионная обработка (аббр. ЭЭО) — обработка, заключающаяся в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности электропроводящей заготовки под действием электрических разрядов, возникающих между заготовкой и электродом-инструментом. Электроэрозионная обработка основана на вырывании частиц материала с поверхности импульсом электрического разряда. Если задано напряжение (расстояние) между электродами, погруженными в рабочую жидкость (диэлектрик), то при их сближении (увеличении напряжения) происходит пробой рабочей жидкости — возникает электрический разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.
Поскольку длительность используемых в данном методе обработки электрических импульсов не превышает 0.01 с, выделяющееся тепло не успевает распространиться в глубь материала и даже незначительной энергии оказывается достаточно, чтобы разогреть, расплавить и испарить небольшое количество вещества. Кроме того, давление, развиваемое частицами плазмы при ударе об электрод, способствует выбросу (эрозии) не только расплавленного, но и просто разогретого вещества. Поскольку электрический пробой, как правило, происходит по кратчайшему пути, то прежде всего разрушаются наиболее близко расположенные участки электродов. Таким образом, при приближении одного электрода заданной формы (инструмента) к другому (заготовке) поверхность последнего примет форму поверхности первого. Производительность процесса, качество получаемой поверхности в основном определяются параметрами электрических импульсов (их длительностью, частотой следования, энергией в импульсе). Электроэрозионный метод обработки объединил электроискровой и электроимпульсный методы.
Первые сообщения об электрических разрядах и эффектах, их сопровождающих, делали Роберт Бойль (1694), Бенджамин Франклин (1751), Джозеф Пристли (1766) Лихтенберг Георг Кристиан (1777). В 1938 году советский инженер Л. А. Юткин показал, что серия электроискровых разрядов порождает формообразующие гидравлические удары, что положило начало электроискровой штамповке металлов, и стало следующим, после электродуговой сварки, шагом по развитию технологических методов формообразования электрическими разрядами. В 1941 году учёным Б. Р. Лазаренко и Н. Е. Лазаренко из МГУ было поручено найти методы увеличения срока службы прерывателей-распределителей зажигания автомобильных двигателей. В результате исследований и экспериментов с вольфрамом они обратили внимание на направленное разрушение электрическими разрядами, создаваемыми импульсами определённой формы тока, что послужило толчком к созданию в 1943 году нового технологического процесса обработки заготовок с помощью электроэрозии. #physics #техника #электродинамика #физика #видеоуроки #производство #научные_фильмы
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
✨ Попалась интересная задача по физике (ЕГЭ, тип 21) про воздушный конденсатор с электрометром в качестве индикатора заряда. Если взять формулу для емкости плоского конденсатора C = ε⋅ε₀⋅S/d и формулу связи заряда, напряжения и ёмкости — q = C⋅U , то становится довольно легко определить напряжение на смещенной пластине (второй эксперимент). Но всё же было бы интересно рассмотреть распределение заряда на таком «смещённом» конденсаторе. Точно ли мы пониманием почему стрелка отклонится сильнее?
Заряд на пластинах измениться не может. Нижняя пластина заряжена и изолирована (соединена только с электрометром). Верхняя пластина соединена с корпусом электрометра, который заземлён, но цепь замкнута только через землю и не позволяет заряду стечь с самой системы пластин. Таким образом, заряд q на заряженной пластине (и равный ему по модулю заряд на второй пластине) сохраняется. Согласны? Если произведение C⋅U постоянно, то при уменьшении ёмкости, должно увеличиться напряжение.
⚡️ Интересен также следующий вопрос: Идёт ли по системе ток во время смещения пластин относительно друг друга?
Во время смещения верхней пластины идет ток в цепи заземления. Это связано с изменением распределения индуцированного заряда на верхней пластине. При уменьшении площади перекрытия часть силовых линий от нижней пластины замыкается на корпус электрометра (который заземлён), что приводит к уменьшению модуля заряда на верхней пластине. В результате электроны стекают с верхней пластины на землю (ток направлен от земли к пластине, если рассматривать движение положительных зарядов). Однако это не влияет на заряд нижней пластины, который остаётся постоянным. Изменение ёмкости и постоянство заряда обуславливают увеличение разности потенциалов, что и отражается в отклонении стрелки электрометра.
🔍 Но почему угол отклонения стрелки прямо пропорционален разности потенциалов U на обкладках конденсатора?
Электрометр — это не вольтметр в современном понимании (который использует магнитное поле). Его работа основана исключительно на электростатических силах.
1. Устройство: Внутри корпуса электрометра находится металлический стержень, на котором подвешена легкая металлическая стрелка (или два лепестка). Стержень изолирован от корпуса. Корпус часто заземляют, как в вашей задаче.
2. Физика отклонения: Когда на стержень подается электрический потенциал (например, от нижней пластины конденсатора), а корпус заземлен (потенциал корпуса равен 0), между стержнем и корпусом возникает разность потенциалов U.
— Эта разность потенциалов создает электрическое поле между стержнем (и соединенной с ним стрелкой) и корпусом.
— Стрелка и стержень заряжаются одноименно (например, положительно, как в опыте), а корпус имеет противоположный заряд (отрицательный индуцированный заряд) или нулевой потенциал.
— В результате между стрелкой и стержнем, а также между стрелкой и корпусом, возникают силы электростатического отталкивания и притяжения. Основной эффект — это отталкивание одноименно заряженных частей стрелки и стержня.
3. Почему отклонение пропорционально U?
— Сила F, действующая на стрелку в электрическом поле, пропорциональна напряженности поля E, которая в свою очередь пропорциональна разности потенциалов U между стержнем и корпусом (E ~ U). Таким образом, F ~ U.
— Стрелка поворачивается до тех пор, пока момент электростатической силы не уравновесится моментом силы тяжести (или моментом силы упругости подвеса). В установившемся положении угол отклонения α прямо пропорционален силе F, вызывающей это отклонение. Поскольку F ~ U, то и α ~ U.
Разность потенциалов U → Напряженность поля E ~ U → Сила F ~ E ~ U → Угол отклонения α ~ F → Следовательно, α ~ U.
Представьте себе обычные механические весы. Чем больше груз вы положите на чашу (аналог разности потенциалов U), тем больше растянется пружина или отклонится стрелка (аналог угла α). В электрометре роль "груза" играет разность потенциалов, а роль "пружины" — электростатические силы. #электродинамика #физика #электричество #physics #разбор_задач
💡 Репетитор IT mentor // @mentor_it
Хочешь стать Linux-экспертом?
LinuxCamp — канал системного разработчика, который поможет тебе освоить Linux и DevOps на профессиональном уровне!
— Уникальные гайды по администрированию Linux
— Продвинутые техники и рекомендации по работе в Bash
— Подробные статьи о внутреннем устройстве операционных систем
Подписывайся: @linuxcamp_tg
⚛️ Законы Вселенной:уравнения, которые изменили всё 💤
1. Уравнение Эйнштейна: Общая теория относительности : G_μν = 8πG/c⁴ * T_μν
Что оно значит: Материя и энергия говорят пространству-времени, как искривляться, а искривлённое пространство-время говорит материи, как двигаться.
Почему это красиво: Оно связывает геометрию Вселенной с её содержимым. Без него не работали бы GPS, и мы не знали бы о чёрных дырах. Это уравнение — квинтэссенция идеи «геометрия как физика».
2. Стандартная модель (Лагранжиан)
Что он значит: Это полная теория трёх из четырёх фундаментальных взаимодействий (электромагнитного, сильного и слабого) и всех известных элементарных частиц.
Почему это красиво: Это вершина человеческого понимания микромира. Оно с пугающей точностью предсказывает поведение квантовой вселенной. Его экспериментальное подтверждение на БАКе — триумф человеческого разума.
3. Второй закон Ньютона: F = ma
Что он значит: Сила, действующая на тело, равна произведению его массы на ускорение.
Почему это красиво: Гениальная простота. Это основа всей классической механики. От полёта ракет до качения мяча — всё описывается этим лаконичным уравнением. Оно научило нас предсказывать движение.
4. Уравнения Максвелла:
∇·E = ρ/ε₀, ∇×E = -∂B/∂t, ∇·B = 0, ∇×B = μ₀J + μ₀ε₀∂E/∂t
Что они значат: Эти четыре уравнения — полное описание всего электричества и магнетизма. Они объединили их в единое явление — электромагнетизм.
Почему это красиво: Из них, как следствие, вытекает существование электромагнитных волн (свет, радиоволны, рентген). Мы поняли, что свет — это и есть колебания электромагнитного поля. Фундамент современной цивилизации.
5. Уравнение Шрёдингера: iℏ ∂/∂t |Ψ> = Ĥ |Ψ>
Что оно значит: Оно описывает, как со временем изменяется квантовая состояние частицы (волновая функция Ψ).
Почему это красиво: Это сердце квантовой механики. Оно отбросило детерминизм Ньютона и ввело нас в мир вероятностей и фундаментальной неопределённости. Мир на самом маленьком уровне устроен именно так, как диктует это уравнение.
Эти уравнения — не просто символы на доске. Это архитектура нашей реальности. Они — доказательство того, что человеческий разум способен постигать самые сокровенные секреты Вселенной. ✨
А какое уравнение нравится больше всего вам? Какое самое сложное для вас? #science #physics #физика #опыты #наука #квантовая_физика #квантовая_механика #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Опыты Фарадея 🧲
29 августа 1831 года знаменитый английский физик Майкл Фарадей после 10 лет экспериментов открыл явление электромагнитной индукции. Это явление состоит в возникновении ЭДС индукции в замкнутом контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.
Некоторые опыты Майкла Фарадея, которые имеют наибольшее значение для теории электромагнетизма:
🔸 Опыт с катушкой и магнитом. Взаимодействие движущегося магнита и катушки, намотанной из проводника, порождает электрический ток. При введении магнита в катушку в цепи возникает электрический ток одного направления (стрелка гальванометра отклоняется, например, вправо), при выведении магнита из катушки стрелка отклоняется в противоположную сторону.
🔸 Опыт с двумя катушками. По одной из них пропускали ток, к другой был подключён гальванометр. В момент начала или окончания пропускания тока по первой катушке стрелка гальванометра, подключённого ко второй, колебалась. Этот опыт показывал, что не только магнетизм можно превратить в электричество, но и электричество в магнетизм.
Видеопримеры по теме:
🔥 Индукционный нагрев
💫 «Гроб Мухаммеда»
🧲 Как работают трансформаторы?
⚡️ Основные физические понятия электродинамики (Леннаучфильм)
✨ Взаимодействие зарядов. Электростатическая индукция
💫 Исследование электрических полей. Опыт по физике
⚡️ Уравнения Максвелла ✨
⚙️ Электромагнитная подвеска 🧲
#видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥 Заводим мотор! Почему маленький ДВС для RC-машинки — это технологическое чудо?
Все мы видели мощные радиоуправляемые машинки с ДВС, которые ревут как настоящие звери. Казалось бы, возьми большой мотор, уменьши его — и готово. Но на деле создать такой «малютку» невероятно сложно. Вот почему ⬇️
▪️ Факт 1: В мире маленьких моторов трение — главный враг.
Представьте: при уменьшении размера мотора в 10 раз его объем (и мощность) уменьшаются в 1000 раз (!), а площадь поверхностей, создающих трение, — только в 100 раз. Это значит, что в относительном выражении трение в маленьком моторе в 10 раз значимее, чем в большом. Из-за этого крошечные двигатели без тщательной обработки могут просто не провернуться под нагрузкой.
▪️ Факт 2: Им не хватает инерции.
Массивный маховик большого мотора помогает поршню проходить «мертвые точки». В микро-ДВС маховик легкий, и ему не хватает инерции. Поэтому такие моторы невероятно сложно завести «с толкача» — нужна специальная система заводки (обычно роторная, с пружиной).
▪️ Факт 3: Скорость — их единственный путь к мощности.
Поскольку увеличить рабочий объем нельзя, инженеры выжимают мощность другим способом — оборотами. Типичный RC-ДВС легко раскручивается до 30 000–40 000 об/мин. Для сравнения, мотор спортивного автомобиля редко превышает 10 000 об/мин. Эта сумасшедшая скорость требует идеальной балансировки и создает чудовищные нагрузки на детали.
▪️ Факт 4: У них нет свечи зажигания (в привычном виде).
Во многих маленьких калильных двигателях нет электрической системы зажигания! Вместо нее в камере сгорания стоит калильная свеча — с платиновой нитью накаливания. Сначала ее разогревают от внешнего источника, а дальше она поддерживает температуру за счет циклов сгорания. Топливо воспламеняется от контакта с раскаленной свечой. Просто и гениально!
▪️ Факт 5: Термодинамика сходит с ума.
В маленьком объеме соотношение площади к объему растет. Камера сгорания быстро отдает тепло, что мешает эффективному сгоранию топлива. А из-за миниатюрных размеров сложно сделать эффективное охлаждение (обычно это просто алюминиевый радиатор, обдуваемый воздухом). Перегрев — постоянная головная боль.
🔥Вывод: Сделать маленький мощный ДВС — это не просто масштабировать чертеж. Это постоянная борьба с законами физики, которые не любят миниатюризацию. Каждый такой мотор — это шедевр инженерной мысли, где точность изготовления измеряется в микронах, а за мощность приходится платить умопомрачительными оборотами.
А вы знали о таких сложностях? #ДВС #радиоуправление #физика #механика #инженерия #RCмодели #технологии
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📚 Подборка книг по Астрономии, Астрофизике, Космосу
💾 Скачать книги
Астрофизика — раздел астрономии, использующий принципы физики и химии, который изучает физические процессы в астрономических объектах, таких как звёзды, галактики, экзопланеты и т. д. Физические свойства материи в самых больших масштабах и возникновение Вселенной изучает космология.
Астрофизика — учение о строении небесных тел. Астрофизика занимается изучением физических свойств и (наряду с космохимией) химического состава Солнца, планет, комет или звёзд и туманностей. Главные экспериментальные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометрия вместе с обыкновенными астрономическими наблюдениями. Спектроскопический анализ составляет область, которую принято называть астрохимией или химией небесных тел, так как главные указания, даваемые спектроскопом, касаются химического состава изучаемых астрономических объектов. Фотометрические и фотографические исследования выделяются иногда в особые области астрофотографии и астрофотометрии. Само название астрофизики существует с 1865 года и предложено Цёлльнером. #физика #астрономия #оптика #космос #космология #cosmos #Astronomy #physics #science #подборка_книг
☕️ Для тех, кто захочет задонать на кофе:
ВТБ: +79616572047 (СБП)
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🧠 Взлом сейфов по-гениальному
Все знают Ричарда Фейнмана — нобелевского лауреата, одного из создателей квантовой электродинамики. Но мало кто знает, что он был первоклассным... взломщиком. Всё случилось во время Манхэттенского проекта в Лос-Аламосе, где создавали атомную бомбу. Ученые работали с документами высочайшей секретности, которые хранили в сейфах. Фейнман, известный своей любовью к головоломкам и озорству, быстро нашел себе новое хобби — вскрывать эти сейфы. И делал он это не с помощью отмычек, а используя чисто научный подход!
🔍 Метод Фейнмана:
1. Социальная инженерия. Он заметил, что многие устанавливали заводской код. Фейнман просто звонил под видом механика и спрашивал: «Мы настраиваем сейфы, не меняли ли вы код?» Часто ему его и называли.
2. Психология. Если код был изменен, он использовал наблюдения. Люди часто ставили коды, связанные с датами (и легко угадываемые). Он проверял дни рождений, номера кабинетов.
3. Физика! Его главный трюк. Когда сотрудник забывал полностью закрыть сейф, Фейнман запоминал позицию диска. Позже, открывая сейф, он отсчитывал щелчки вращающегося диска. По звуку и тактильным ощущениям он мог определить, на каком числе находится стопор — с точностью до нескольких цифр. Оставалось лишь перебрать несколько вариантов.
🔐 Физика взлома по-фейнмановски — это гимн наблюдательности и пониманию механики. Его знаменитый трюк со «щелчками» был основан на тонкостях работы кодового замка с диском. Когда вы вращаете диск, внутри сейфа вращается один или несколько приводных дисков с прорезями. Чтобы открыть замок, все эти прорези должны выстроиться в одну линию, позволяя стальным стопорам упасть и освободить засов. Фейнман обнаружил, что если сейф оставлен не до конца закрытым (закрыт на ручку, но не прокручен на код), то положение стопоров уже частично известно. Вращая диск при закрытом замке, он внимательно слушал и чувствовал пальцем едва заметные вибрации. Когда штифт-стопор задевал край прорези на приводном диске, возникал едва уловимый «удар» — небольшое сопротивление и тихий щелчок. Определив с высокой точностью две-три позиции таких «зазорных чисел», он резко сокращал количество возможных комбинаций кода — с тысяч до считанных десятков. Дальше в ход шла простая brute force атака, но на уровне, доступном лишь человеку с феноменальной памятью и терпением. Это был не взлом грубой силой, а изящный физический эксперимент, превращавший механизм безопасности в открытую книгу.
В результате этот гений, разгадывавший тайны Вселенной, мог спокойно зайти в кабинет и оставить сослуживцам записку: «Я брал документы №... За вашим сейфом стоит следить — замок ненадежный. С уважением, Взломщик». Он не делал этого со зла — его двигало чистое научное любопытство и желание указать на вопиющие дыры в безопасности. Эта история как нельзя лучше характеризует Фейнмана: для него весь мир был одной большой, интересной загадкой, которую нужно было разгадать.
Мораль: настоящий ученый видит проблему не как препятствие, а как интересную задачу. Даже если эта задача — сейф начальства. #физика #physics #science #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚙️ График, который получается в результате таких манипуляций — трохоида, у которой опорная поверхность не плоская, а имеет переменный радиус кривизны. По сути это совокупность эпитрохоид, построенных на поверхности с переменным радиусом кривизны.
Для понимания процесса нужно записать на черновике два параметрических уравнения, которые получаются, когда кругл «катится» по плоскости:
x = r⋅t - h⋅sin(t)
y = r - h⋅cos(t)
x = R⋅(m+1)⋅cos(m⋅t) - h⋅cos((m+1)⋅t)
y = R⋅(m+1)⋅sin(m⋅t) - h⋅sin((m+1)⋅t)
m = r/R , R — радиус неподвижной окружности (опорная поверхность), r — радиус катящейся окружности. h — расстояние от центра катящейся окружности до точки маркера (за которой мы следим, точка, которая рисует). R → ∞ и h → R , то мы получаем уравнения классической циклоиды, график которой описывает крайняя точка на колесе машины, которая едет с постоянной скоростью и без проскальзывания.
➰ Брахистохрона (от греч. βράχιστος «кратчайший» + χρόνος «время») — кривая скорейшего спуска. Задача о её нахождении была поставлена в июне 1696 года Иоганном Бернулли следующим образом:
Среди плоских кривых, соединяющих две данные точки A и B, лежащих в одной вертикальной плоскости ( B ниже A), найти ту, двигаясь по которой под действием только силы тяжести, сонаправленной отрицательной полуоси OY, материальная точка из A достигнет B за кратчайшее время.
🧊 Интересный опыт: Лёд под проволокой
Что будет происходить с ледяным бруском, если на него будет действовать тонкая проволока, создавая большое давление?
Интересный факт: Температура плавления под давлением почти постоянна 0 ° C при давлениях выше тройной точки, равной 611,7 Па, когда вода может существовать только в твердой или жидкой фазах, при атмосферном давлении (100 кПа) примерно до 10 МПа. При повышении давления выше 10 МПа температура плавления под давлением снижается как минимум до -21,9 ° C при 209,9 МПа. #physics #физика #опыты #термодинамика #эксперименты #science #наука #видеоуроки
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💪 Не мускулами, а умом: как гидравлика умножает наши силы
Когда нужно поднять многоэтажный автобус для замены колеса или плавно опустить шасси огромного самолета, на помощь приходит она — гидравлика.
Принцип прост до гениальности: сила, приложенная к одному участку жидкости, передается без изменения в любую другую точку. Вся хитрость — в разной площади поршней.
Представьте:
▪️ У вас есть два соединенных шприца — маленький (1 см²) и большой (100 см²).
▪️ Если надавить на малый поршень с силой всего в 1 кг, то согласно закону Паскаля, давление в жидкости распространится повсюду.
▪️ На большой поршень это же давление будет давить с гораздо большей силой: Сила = Давление × Площадь. В нашем примере — уже 100 кг!
Именно так работают домкраты, прессы и тормозные системы. Мы вкладываем маленькое усилие, а на выходе получаем огромное. Мы не создаем энергию из ниоткуда, мы просто меняем соотношение сил, жертвуя расстоянием (малый поршень надо прожать много раз, чтобы большой поднялся немного).
🔍 Исторический факт: А знаете ли вы, что фундамент этой технологии заложил выдающийся французский ученый Блез Паскаль? В 1648 году он провел эффектный эксперимент, впоследствии названный «Паскалевой бочкой».
Он вставил в закрытую бочку, наполненную водой, очень длинную и тонкую вертикальную трубку. Поднявшись на балкон, он влил в эту трубку всего несколько кружек воды. Давление, созданное маленьким столбом жидкости в узкой трубке, передалось по всем направлениям и преумножилось так, что мощные дубовые доски бочки не выдержали и она треснула. Этот наглядный опыт блестяще подтвердил его теорию, а сегодня его именем названа единица измерения давления.
Так что, в следующий раз, видя работу подъемного крана, вспомните о силе воды и гениальном французе XVII века! 🚀 #гидравлика #физика #историянауки #технологии #physics #инженерия #science
💦Гидротаранный насос (или просто гидротаран)
💧 Гидростатический парадокс или парадокс Паскаля
😠 Принцип работы гидравлического пресса
⚙️ Принцип работы гидравлической машины
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥 Сварка трением, иначе фрикционная сварка. Несколько патентов на эту тему было ещё в 20е годы в Великобритании, СССР и Веймарской республике. Первое детальное описание и эксперименты по промышленному применению: СССР 1956 год. С начала 60х метод широко внедряется в Европе СССР и США. В дальнейшем были разработано несколько методов фрикционной сварки. Применяется в автомобилестроении и авиации, что свидетельствует о более высокой надёжности, в сравнении с другими методами, в том числе это связано с перемешиванием материалов и отсутствием перегрева, то есть отсутствием шва, а следовательно и его дефектов.
И вот мы, люди 21 века, смотрим на эту семидесятилетнюю технологию, как на чудо ✨
✨ Как сделать сварочный аппарат из карандаша и лезвия
Какой флюс для пайки самый лучший на сегодняшний день?
🪙 Разбираемся в пайке: Советы по соотношению олова и свинца и их влиянию
🔥 10 флюсов для пайки: сравнение, тесты и какой реально стоит использовать мастеру
🔥 Сварка под слоем флюса
✨ Мартенсит
⛓️💥 Какие только технологии не применяли в СССР
⚡️ Большие токи в нескольких витках провода вызывают существенное магнитное поле.
💥 Лазерная сварка с разной формой луча
🔥 Spot-сварка
💥 Импульсная аргонодуговая сварка
💥 Электросварка и плавление электрода 💫
#физика #опыты #сопромат #сварка #пайка #видеоуроки #physics #science #эксперименты #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Что будет если на электроды, между которыми проскакивает дуга (высокая напряжения) прикрутить мощные неодимовые магниты? Будет ли плазма реагировать? 🧲
Плазма дуги будет очень сильно реагировать на мощные неодимовые магниты. Дуга начнет двигаться, изгибаться и даже вращаться под действием магнитного поля. Плазма электрической дуги — это раскаленный ионизированный газ, состоящий из положительных ионов и отрицательных электронов. Это, по сути, проводник с током.
На любой движущийся заряженный частицы (а электроны в токе как раз движутся) действует сила Лоренца. Ее направление зависит от направления тока и направления магнитного поля (определяется по правилу левой руки).
Что происходит в дуге:
1. Сила, действующая на носители тока: Магнитное поле магнитов действует на движущиеся электроны (основные носители тока в дуге) с определенной силой, перпендикулярной и их движению, и направлению поля.
2. Смещение и растяжение дуги: Поскольку сила Лоренца действует на всю дугу, она начинает "толкать" плазменный шнур. Дуга перестает быть прямой кратчайшей линией между электродами и изгибается, вытягиваясь в сторону, перпендикулярную линиям магнитного поля.
3. Эффект "магнитного дутья": Это классический технический прием для гашения электрической дуги в высоковольтных выключателях. Мощные магниты располагают так, чтобы сила Лоренца растягивала дугу, заставляя ее двигаться вдоль дугогасительной камеры. При движении дуга контактирует с холодными стенками камеры, интенсивно охлаждается, и ее сопротивление растет, пока она не погаснет.
Если прикрепить мощные неодимовые магниты с противоположными полюсами по бокам от дуги, вы увидите следующие эффекты:
▪️ Отклонение дуги: Дуга будет не просто прыгать между электродами, а будет изогнутой, похожей на арку или букву "С".
▪️ Движение дуги: Если расположить магниты особым образом (например, создав поле, перпендикулярное плоскости дуги), можно заставить дугу быстро вращаться вокруг электродов. Это выглядит как яркое, светящееся "огненное колесо".
▪️ Удлинение и охлаждение: Растянутая дуга становится длиннее, что приводит к ее охлаждению. Она может стать более бледной и менее стабильной.
▪️ Ускоренное гашение: Если источник питания не может поддерживать растянутую и охлажденную дугу, она может погаснуть быстрее, чем без магнитов.
⚡️Практическое применение и предостережения:
1. Плазменные резаки и сварочные аппараты: В некоторых современных плазменных резаках используются магнитные системы для стабилизации и вращения плазменной струи. Это повышает качество и равномерность реза.
2. Исследования термоядерного синтеза (Токамак): Это самый масштабный пример. Гигантские сверхпроводящие магниты используются для удержания и стабилизации плазмы, не давая ей коснуться стенок реактора.
3. Высоковольтные выключатели: Как уже упоминалось, для принудительного гашения дуги.
Если вы прикрутите мощные неодимовые магниты к электродам с дугой, вы не просто увидите реакцию плазмы — вы станете свидетелем фундаментального физического явления, которое лежит в основе многих современных технологий. Дуга будет активно изгибаться и двигаться под действием магнитного поля, демонстрируя прямую связь между электричеством и магнетизмом. #электродинамика #магнетизм #физика #опыты #physics #наука #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Электродинамика в опытах: Лестница Иакова — электрическая дуга, которая поднимается вверх
Что нам понадобится?
▪️Источник высокого напряжения (например, трансформатор на 10-15 кВ).
▪️Два длинных металлических электрода (проволока или полосы), расположенные в форме буквы V.
▪️Негорючая подставка.
🔥 Что происходит? Физика процесса: тепло и воздух
Мы включаем питание, и между нижними концами электродов, где расстояние минимальное, возникает мощная электрическая дуга. Воздух в этом промежутке ионизируется и превращается в проводящую плазму. Дуга ярко светит и сильно нагревается.
1. Нагрев и конвекция: Мощная дуга нагревает воздух вокруг себя до огромных температур. Горячий воздух, как известно, становится менее плотным и поднимается вверх благодаря силе конвекции. Этот восходящий поток увлекает за собой и столб плазменной дуги.
2. Растягивание и обрыв: Дуга, поднимаясь, оказывается между всё более удалёнными друг от друга электродами. В какой-то момент напряжение нашего источника уже не может поддерживать дугу такой длины. Она становится тоньше, нестабильнее и в верхней точке обрывается.
3. Цикл повторяется: Как только дуга гаснет, напряжение снова прикладывается к самым близким точкам электродов — а это, как вы помните, их нижние части. Воздух снова пробивается, возникает новая дуга, и весь цикл повторяется. Со стороны это выглядит так, будто дуга бесконечно «шагает» снизу вверх.
Лестница Иакова — это не одна и та же дуга, которая поднимается. Это последовательность быстрых пробоев в нижней точке и последующего подъема и обрыва. Мы видим непрерывный процесс из-за инерции нашего зрения. Название отсылает к библейскому сюжету, где Иаков увидел во сне лестницу до небес, по которой поднимаются и спускаются ангелы. Поднимающиеся языки плазмы очень похожи на эту мистическую лестницу.
⚠️ Этот эксперимент очень опасен
🔸 Высокое напряжение может убить даже без прямого прикосновения.
🔸Интенсивное ультрафиолетовое излучение от дуги вредит глазам и коже.
🔸Образуется озон (O₃) и оксиды азота — ядовитые газы.
🔸Риск пожара от раскалённой плазмы и искр.
#physics #эксперименты #электродинамика #физика #видеоуроки #опыты #научные_фильмы #плазма
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Хорошая новость для поступающих в вузы
Минобрнауки опубликовало список олимпиад, которые дадут преимущества при поступлении в вузы в 2025/26 учебном году. Традиционно в перечень вошли ВсОШ, «Национальная технологическая олимпиада», Вузовско-академическая олимпиада по информатике и другие соревнования.
Но есть и изменения по сравнению с прошлым годом. Например, профиль по промышленному программированию от Яндекса и ВШЭ в олимпиаде «Высшая проба» получил второй уровень. Это значит, что победители и призёры соревнования могут получить 100 баллов на ЕГЭ по информатике или даже быть зачислены в вуз без экзаменов.
Участникам предстоит создавать программы и приложения как в реальном бизнесе. Формат — индивидуальный зачёт: сначала онлайн-отбор, потом очный финал.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
〽️ Непрерывная везде, но не дифференцируемая нигде: визуализация функции Вейерштрасса!
В давнюю эпоху математики во многом вдохновлялись природой. Когда Ньютон разрабатывал математический анализ, он в первую очередь вдохновлялся физическим миром: траекториями планет, колебаниями маятника, движением падающего фрукта. Такое мышление привело к возникновению геометрической интуиции относительно математических структур. Они должны были иметь такой же смысл, что и физический объект. В результате этого многие математики сосредоточились на изучении «непрерывных» функций.
Но в 1860-х появились слухи о странном существе — математической функции, противоречившей теореме Ампера. В Германии великий Бернхард Риман рассказывал своим студентам, что знает непрерывную функцию, не имеющую гладких частей, и для которой невозможно вычислить производную функции в любой точке. Риман не опубликовал доказательств, как и Шарль Селлерье из Женевского университета, который писал, что обнаружил что-то «очень важное и, как мне кажется, новое», однако спрятал свои работы в папку, ставшую достоянием общественности только после его смерти несколько десятков лет спустя. Однако если бы его заявлениям поверили, то это означало бы угрозу самым основам зарождавшегося математического анализа. Это существо угрожало разрушить счастливую дружбу между математической теорией и физическими наблюдениями, на которых она была основана. Матанализ всегда был языком планет и звёзд, но как может природа быть надёжным источником вдохновения, если найдутся математические функции, противоречащие основной её сути?
Чудовище окончательно родилось в 1872 году, когда Карл Вейерштрасс объявил, что нашёл функцию, являющуюся непрерывной, но не гладкой во всех точках. Он создал её, сложив вместе бесконечно длинный ряд функций косинуса:
f(x) = cos(3x𝝅)/2 + cos(3²x𝝅)/2² + cos(3³x𝝅)/2³ + ...
💤 Римановская геометрия: Когда прямая — это не самый короткий путь 🌐
Привыкли к Евклиду, где параллельные не пересекаются, а сумма углов треугольника — 180°? Забудьте на минуту. Римановская геометрия — это мир, где пространство само по себе может быть искривленным. Представьте, что вы — муравей, ползущий по поверхности апельсина. Вам кажется, что вы движетесь по прямой, но на самом деле ваш путь изгибается вместе с кожурой. Это и есть основа идей Бернхарда Римана: геометрия определяется самой поверхностью (пространством), а не навязана ей извне. Потому что пространство искривлено. И всё зависит от текущей абстракции.
✨ Почему это не просто абстракция? Это наша Вселенная.
Общая теория относительности Эйнштейна — самое знаменитое применение римановой геометрии. Массивные объекты, такие как звёзды и планеты, искривляют пространство-время вокруг себя. Свет, движущийся «прямо», огибает их — именно так в 1919 году было получено первое подтверждение ОТО. А теперь немного малоизвестных фактов.
▪️ Факт 1: Треугольник с тремя прямыми углами.
На сфере можно построить треугольник, у которого все три угла — прямые (90°). Просто «пройдите» от экватора по нулевому меридиану до Северного полюса, поверните на 90° и спуститесь по 90-му меридиану обратно к экватору. Сумма углов = 270°.
▪️ Факт 2: Всё гениальное — не положительно.
Кривизна поверхности бывает не только положительной (как у сферы), но и отрицательной (как у седла — гиперболической параболоид). В таком мире через одну точку можно провести бесконечно много «прямых» (геодезических), не пересекающих данную линию. И сумма углов треугольника будет меньше 180°.
▪️ Факт 3: Теорема о «залысине» или «Теорема о причёсывании ежа»
Одно из самых элегантных следствий — Теорема Гаусса-Бонне. Грубо говоря, она связывает локальную кривизну поверхности с её глобальной топологией. Например, если вы будете гладить волосатый кокос (где «волосы» — это векторы), то как бы вы ни водили рукой, всегда останется хотя бы один «вихор» — точка, где кривизна не позволяет волосам лежать гладко. Это доказывает, что сферу нельзя сделать плоской, не разрывая её. На сфере (или любой другой поверхности, топологически эквивалентной сфере) невозможно гладко причесать "волосяное поле" без образования хотя бы одного вихря (или "залысины").
▪️ Факт 4: Наша Вселенная может быть конечной, но без границ.
Как и поверхность Земли конечна, но у неё нет края, так и наша 3D-Вселенная, согласно некоторым гипотезам, может быть аналогом 3-сферы — конечным объёмом, но без границ. Если бы вы полетели на космическом корабле «прямо», в итоге вы вернулись бы с обратной стороны.
Риманова геометрия — это не про заумные формулы. Это про новый язык, описывающий саму ткань реальности. От навигации GPS (где учитывается кривизна Земли) до квантовой гравитации и струнной теории — эта математика рисует карту мира, который куда причудливее и интереснее, чем нам кажется. Стол, на котором лежит ваша клавиатура или ноутбук, тоже обладает римановой геометрией. Просто его кривизна равна нулю. #математика #mathematics #animation #math #геометрия #geometry #gif
⚙️ Красота параметрических графиков — трохоида
➰ Красота параметрических кривых
⭕️ Точки пересечения кругов на воде движутся по гиперболе
🕑 Экстремальная задача на смекалку
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥 Термическая обработка стальных деталей ⚙️
Скорее всего, на видео показывают индукционную печь. Разберем принцип работы:
1. Вокруг установки создается мощное высокочастотное электромагнитное поле. Когда в это поле помещают металлическую (ферромагнитную) деталь, в ней возникают вихревые токи, которые разогревают ее изнутри. Это очень быстрый, эффективный и чистый способ нагрева. В канале уже были видео по теме индукционного нагрева здесь. Чаще всего в современных цехах используют индукционные печи, потому что они обладают рядом существенных преимуществ:
— Быстрые: Деталь раскаляется за минуты.
— Контролируемые: Температуру можно точно регулировать.
— Чистые (химически): Нет продуктов сгорания, как в газовых печах.
— Локальный нагрев: Можно нагреть только определенную часть детали (например, зубья шестерни).
2. Далее детали опускают в закалочную жидкость. Это нужно для того, чтобы резко охладить раскаленную деталь для придания ей высокой твердости и износостойкости. Конкретная жидкость зависит от марки стали и требуемых свойств детали. Основные варианты:
🔸 Закалочное масло (Наиболее вероятный вариант для шестерен): Обеспечивает достаточно быстрое, но не экстремально резкое охлаждение. Это предотвращает появление трещин и коробление детали, что особенно важно для сложных изделий таких как шестерни.
🔸 Полимерные растворы (Специальные составы): Водные растворы полимеров (например, полиалкенилгликоля). Они охлаждают почти как масло, но не горят, что безопаснее. Похожи на мутную воду. Широко используются в современных производствах.
🔸 Вода: Очень быстрое и резкое охлаждение (вспомните теплоемкость и теплопроводность воды). Используется для углеродистых сталей, но для больших и ответственных шестерен рискованно, так как может привести к трещинам.
🔸 Расплавленные соли или щелочи: Обеспечивают очень равномерное охлаждение для достижения особых свойств. Используются реже, для высоколегированных сталей.
3. После закалки сталь становится не только твердой, но и хрупкой. Поэтому следующим этапом всегда следует отпуск. Деталь снова нагревают, но до гораздо более низкой температуры (200-400°C), и медленно охлаждают. Это снимает внутренние напряжения и уменьшает хрупкость, сохраняя при этом высокую твердость. В итоге получается прочная, износостойкая и не ломкая шестерня. На видео вы наблюдали процесс закалки стальных шестерен. Их нагревают в индукционной печи до температуры около 800-900°C, а затем погружают в закалочную жидкость (чаще всего масло), чтобы придать им высокую твердость для надежной работы в механизмах.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
😠 Резонанс в тибетской чаше: почему вода «закипает»?
Это магическое зрелище: водишь деревянным стиком по краю тибетской чаши, а внутри спокойная вода вдруг начинает бурлить, будто вскипела! 🫧 Но так ли это на самом деле? Давайте разбираться с точки зрения физики.
Короткий ответ: Нет, вода не кипит. Её температура не меняется. А вот что происходит на самом деле — это чистой воды резонанс и стоячие волны.
🎻 Что такое резонанс? Представьте, что вы раскачиваете кого-то на качелях. Если толкать в самый подходящий момент (в такт), качели будут взлетать все выше и выше. Это и есть резонанс — резкое возрастание амплитуды колебаний системы, когда на нее воздействуют с ее собственной частотой. Тибетская чаша — это не просто металлическая посудина, а идеальный резонатор. У нее, как у колокола, есть своя собственная (резонансная) частота колебаний.
Что происходит, когда мы водим стиком?
1. Создание колебаний: Трение стика о край чаши (часто с босом — специальной палочкой) передает ей энергию. Вы заставляете стенки чаши вибрировать с определенной частотой.
2. Поиск резонанса: Когда скорость и давление трения подобраны правильно, вы «ловите» резонансную частоту чаши. Чаша начинает вибрировать особенно интенсивно, издавая тот самый гудящий звук и заметно вибрируя.
3. Передача энергии воде: Эти мощные механические колебания от стенок чаши передаются воде, налитой на дно.
Вода — это жидкость, и она прекрасно передает колебания. Но что мы видим?
▪️Стоячие волны: На поверхности воды образуются не обычные волны, а стоячие волны. Это такие волны, которые осциллируют на месте. У них есть неподвижные точки (узлы) и точки с максимальной амплитудой (пучности).
▪️Кавитация: Иногда колебания настолько сильные, что в некоторых точках волны давление резко падает. Это приводит к явлению под названием кавитация — образованию крошечных пузырьков пара и газа, которые тут же схлопываются. Именно эти лопающиеся пузырьки и создают эффект бурления и «кипения», хотя вода остается холодной!
Итог в виде фактов:
〰️ Вода НЕ кипит в смысле нагревания до 100°C.
〰️ Эффект «кипения» — это холодный процесс, вызванный мощными механическими колебаниями.
〰️ Явление основано на резонансе и образовании стоячих волн.
〰️ Пузырьки — это в основном результат кавитации.
Это прекрасный пример того, как законы физики создают почти магические зрелища. #физика #резонанс #кавитация #волны #наука #physics #science #standingwave #cavitation
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📚 Подборка книг по Астрономии, Астрофизике, Космосу
📔 Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды (в двух частях) [1985] Шапиро С., Тьюколски С
📕 Нейтронные звезды и пульсары [1973] Дайсон Ф., Тер Хаар Д.
📗 Астрофизика нейтронных звезд [1987] Липунов Владимир Михайлович
📘 Небо и телескоп [2019] Сурдин В.Г.
📙 Галактики [2013-2019] Сурдин В.Г.
📓 Релятивистская астрофизика и физическая космология [2011] Бисноватый-Коган Г.С.
📒 Теоретическая астрофизика [1952] Амбарцумян В.А.
📕Нейтринная астрофизика [1993] Бакал Дж.
📗 Книга для чтения по астрономии. Астрофизика [1988] Дагаев М.М., Чаругин В.М.
📘 Солнечная система [2017] Сурдин В.Г.
📙 Звёзды [2009] Сурдин В.Г.
Теоретическая астрофизика есть наука, которая изучает и объясняет физические явления, происходящие в небесных телах, на основе законов физики. При этом теоретическая астрофизика широко пользуется математическим аппаратом, который, однако, играет только вспомогательную роль.
Теоретическая астрофизика является молодой и весьма быстро развивающейся наукой. Но её успехи уже сейчас имеют большое значение для всех отраслей астрономии и для многих отраслей физики.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ С чего начать моделирование электрических полей?
Задумывались ли вы, как «увидеть» невидимое? Электрическое поле окружает нас повсюду, от розетки до экрана смартфона. Давайте разберемся, как смоделировать его для точечных зарядов и сложных поверхностей и получить эти завораживающие картинки силовых линий и эквипотенциалей.
1. Фундамент: Главные Уравнения
▪️ Закон Кулона для точечного заряда: F = k * (q₁ * q₂) / r² . Но для поля удобнее работать с напряженностью E = F / q.
▪️ Принцип суперпозиции: Поле системы зарядов — это просто векторная сумма полей от каждого заряда в отдельности. Это наше главное оружие в моделировании.
2. Силовые Линии и Эквипотенциали
Поле можно описывать по-разному, и это ключ к красивой визуализации.
▪️Силовые линии (Графическое отображение напряженности E):
— Воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором E.
— Свойства: Начинаются на «+» зарядах, заканчиваются на «-» или уходят в бесконечность. Никогда не пересекаются!
— Густота линий пропорциональна величине напряженности.
▪️Эквипотенциальные поверхности (Графическое отображение потенциала φ):
— Что это? Поверхности, где потенциал постоянен (φ = const).
— Свойства: Всегда перпендикулярны силовым линиям. Работа по перемещению заряда вдоль такой поверхности равна нулю.
3. Как Строить Уравнения?
Для точечного заряда q в точке (x₀, y₀):
— Потенциал: φ(x, y) = k * q / sqrt( (x - x₀)² + (y - y₀)² )
— Вектор напряженности E: Eₓ = -∂φ/∂x, Eᵧ = -∂φ/∂y (это просто частные производные, градиент со знаком минус).
А как получить уравнение силовой линии? Это уже сложнее. Силовая линия — это кривая, которая в каждой точке направлена вдоль E. Математически это решается через дифференциальное уравнение: dx / Eₓ(x, y) = dy / Eᵧ(x, y). Решая его (часто численно!), мы получаем траектории для наших визуализаций.
4. Инструменты для Моделирования и Визуализации
▪️Python — король научной визуализации: Библиотеки: matplotlib, numpy, scipy.
▪️Как: Задаете сетку точек (x, y), для каждой считаете Eₓ и Eᵧ (суммируя вклады от всех зарядов). Затем:
— Для силовых линий: используйте matplotlib.streamplot
— Для эквипотенциалей: matplotlib.contour или contourf для потенциала φ.
🖥 Простой пример кода для двух зарядов:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Создаем сетку
x = np.linspace(-2, 2, 100)
y = np.linspace(-2, 2, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
# Задаем заряды (q, x, y)
charges = [(1, -0.5, 0), (-1, 0.5, 0)]
# Вычисляем полные Eₓ и Eᵧ на сетке
Ex = np.zeros(X.shape)
Ey = np.zeros(Y.shape)
k = 9e9
for q, xq, yq in charges:
R = np.sqrt((X - xq)**2 + (Y - yq)**2)
Ex += k * q * (X - xq) / R**3
Ey += k * q * (Y - yq) / R**3
# Рисуем силовые линии
plt.streamplot(X, Y, Ex, Ey, color='blue', linewidth=1, density=2)
plt.show()
💡 «Эффект Паули» — почему известному учёному запрещали появляться в лабораториях
Эффект назван по фамилии швейцарского физика Вольфганга Эрнста Паули, который был стопроцентным теоретиком. Он работал в области физики элементарных частиц и стал лауреатом Нобелевской премии 1945 года. Большинству из нас он известен благодаря "принципу Паули". Но прошу не путать "принцип Паули" с "эффектом Паули".
Принцип Паули — это квантово-механический принцип, который гласит, что два или более идентичных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии в квантовой системе. Но в статье речь не об этом, так что не пугайтесь.
⭕️ Точки пересечения кругов на воде движутся по гиперболе
Кто сможет доказать данный факт математически?
#математика #math #maths #mathematics #геометрия #опыты #физика #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔔 Оксфордский электрический звонок: самый долгий научный эксперимент в мире, длящийся с 1840 года
В коридоре Оксфордского университета стоит невзрачный на вид прибор, который тихо звонит уже почти 185 лет. Этот эксперимент начался в 1840 году, и с тех пор Оксфордский электрический звонок (также известный как Clarendon Dry Pile) работает практически без остановок, став символом невероятной долговечности и загадки для научного сообщества.
Устройство выглядит просто: два латунных колокольчика, между которыми колеблется металлический шарик-маятник диаметром около 4 мм. Под колокольчиками скрыта сухая батарея — так называемый «замбониев столб», изобретенный итальянским физиком Джузеппе Замбони в 1812 году.
Батарея создает высокое напряжение (предположительно около 2 кВ). Когда маятник касается одного колокольчика, он заряжается и отталкивается от него, притягиваясь к противоположному. При касании второго колокольчика процесс повторяется. Шарик колеблется с частотой 2 Гц, что приводит к непрерывному звону.
Ключевая особенность — чрезвычайно низкое энергопотребление. Батарея отдает крошечный ток, которого хватило на века работы. Сама батарея герметично залита серой, что защищает ее от влаги и окисления.
Точный химический состав батареи остается неизвестным. Ученые предполагают, что это усовершенствованный вариант батареи Замбони, состоящий из тысяч чередующихся слоев: металлической фольги (возможно, цинк) и бумажных дисков, пропитанных электролитом (например, диоксидом марганца).
Однако вскрыть батарею для изучения невозможно — это прервет уникальный эксперимент. Профессор Роберт Уокер, приобретший звонок в 1840 году, не оставил записей о ее устройстве, и тайна остается нераскрытой.
В 1984 году звонок был внесен в Книгу рекордов Гиннесса как «самый долговечный источник энергии». По подсчетам, он совершил уже более 10 миллиардов ударов.
Звонок демонстрирует принципы электростатики и пределы энергоэффективности. Его используют в дискуссиях о втором законе термодинамики, хотя сам он не является «вечным двигателем» — работа закончится, когда батарея исчерпает ресурс или износятся механические части.
Можно ли услышать звонок сегодня — да. Звонок до сих пор находится в Кларендонской лаборатории Оксфордского университета, за двумя стеклянными панелями (они приглушают звук). Услышать его могут студенты, ученые и туристы, но из-за тихого звука требуется прислушаться. #электродинамика #магнетизм #физика #опыты #physics #наука #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💫 Ричард Фейнман: 7 лекций о связи математики и физики // Характер физических законов
Сборник лекций, прочитанных во время традиционных Мессенджеровских чтений в Кориеллском университете (в 1964 г.) известным физиком-теоретиком Р. Фейнманом. В этих лекциях, обращаясь к очень широкой аудитории, Фейнман рассказывает о самых фундаментальных законах природы, о том, как их открывают, каковы их особенности. Во второе издание перевода (1-е-«Мир», 1968 г.) внесены некоторые редакционные изменения.
▪️ Лекция 1. Пример физического закона - закон тяготения
▪️ Лекция 2. Связь математики с физикой
▪️ Лекция 3. Великие законы сохранения
▪️ Лекция 4. Симметрия физических законов
▪️ Лекция 5. Различие прошлого и будущего
▪️ Лекция 6. Вероятность и неопределенность - квантовомеханический взгляд на природу
▪️ Лекция 7. В поисках новых законов
#physics #физика #лекции #видеоуроки #научные_фильмы #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💦Гидротаранный насос (или просто гидротаран) — это гениальное и практически вечное устройство, которое использует энергию гидравлического удара, а гидродуар — это его ключевой, «умный» элемент. Гидротаран использует кинетическую энергию небольшого, но непрерывного потока воды (например, из ручья), чтобы поднять небольшую часть этой воды на значительную высоту (намного выше уровня источника). Он делает это без каких-либо двигателей или внешних источников энергии, используя лишь явление гидравлического удара.
Основные компоненты:
1. Подающая труба (нисходящая труба): Длинная труба, по которой вода течет от источника (например, пруда) к насосу под уклон.
2. Отбойный клапан («гидродуар»): Это «сердце» гидротарана. Обычно это подпружиненный или утяжеленный клапан, который может быстро открываться и закрываться.
3. Воздушный колпак (воздушный клапан): Герметичная камера, частично заполненная воздухом.
4. Нагнетательный (обратный) клапан: Клапан, который пропускает воду только в одну сторону — в напорный трубопровод.
5. Напорный трубопровод (выходная труба): Труба, по которой вода поднимается к потребителю.
Работа гидротарана — это непрерывно повторяющийся цикл из двух фаз.
▪️Фаза 1: Разгон потока и закрытие гидродуара
▫️Шаг 1: Отбойный клапан (гидродуар) изначально открыт. Вода под действием силы тяжести свободно вытекает через него из подающей трубы.
▫️Шаг 2: Скорость потока в подающей трубе постепенно увеличивается. В какой-то момент она становится достаточно высокой, чтобы преодолеть силу пружины или груза гидродуара.
▫️Шаг 3: Гидродуар резко захлопывается. Вот здесь и начинается магия.
Роль гидродуара на этом этапе: Создать мгновенную остановку мощного потока воды. Это "умный" клапан, который реагирует именно на достижение потока определенной скорости.
▪️Фаза 2: Гидравлический удар и накачка
▫️Шаг 4: Резкая остановка потока вызывает знаменитый гидравлический удар. Кинетическая энергия движущейся массы воды мгновенно преобразуется в энергию давления. Даление перед закрытым гидродуаром скачкообразно возрастает в десятки раз.
▫️Шаг 5: Это резко возросшее давление открывает нагнетательный клапан. Вода под высоким давлением врывается в воздушный колпак.
▫️Шаг 6: В воздушном колпаке вода сжимает воздух, который действует как амортизатор и аккумулятор энергии. Он сглаживает ударный импульс и создает постоянное давление, которое выталкивает воду из колпака в напорный трубопровод, заставляя ее подниматься вверх.
▫️Шаг 7: Давление в подающей трубе падает. Нагнетательный клапан под действием силы тяжести и давления из напорной трубы закрывается, не давая воде вернуться обратно.
▪️Возврат к началу цикла
▫️Шаг 8: Как только давление перед гидродуаром падает ниже определенного уровня, пружина или груз снова открывают его.
▫️Шаг 9: Вода снова начинает свободно вытекать, скорость потока нарастает, и цикл повторяется с Шага 1.
Гидродуар — это не просто клапан. Это преобразователь энергии:
▫️Он аккумулирует энергию, позволяя потоку разогнаться (когда открыт).
▫️Он преобразует кинетическую энергию потока в энергию давления, мгновенно останавливая его (когда закрывается).
▫️Без этого быстрого закрытия не было бы мощного гидравлического удара, и насос не работал бы.
Преимущества:
➕ Полная автономность. Не требует топлива или электроэнергии.
➕Чрезвычайная простота и долговечность. Почти нечему ломаться.
➕Надежность. Может работать годами без обслуживания.
Недостатки:
➖ Низкий КПД (обычно 10-60%). Большая часть воды просто уходит через гидродуар.
➖ Требует определенных условий: постоянного источника воды с небольшим перепадом высот и места для установки длинной подающей трубы.
➖ Создает шум.
📘 Гидравлика и аэродинамика [1975] Альтшуль, Киселев
💧 Гидростатический парадокс или парадокс Паскаля
😠 Принцип работы гидравлического пресса
⚙️ Принцип работы гидравлической машины
Задача: «Вихревая струя космического садовника»
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🧲 Диамагнитная беговая дорожка
Набор из пяти концентрических неодимовых магнитов, чередующихся N-S-N-S-N, образует беговую дорожку и формирует поле захвата, над которой парят тонкие слои пиролитического графита.
Пиролитический графит (иногда пирографит) — форма графита. Он обычно используется как инструмент калибровки для микроскопических исследований, таких как сканирующая туннельная микроскопия или атомно-силовая микроскопия. Пиролитический графит получают нагреванием смеси кокса и пека до 2800 °C; из газообразных углеводородов при температуре 1400—1500 °C в вакууме с последующим нагреванием образовавшегося пироуглерода до температуры 2500—3000 °C при давлении 50 МПа (образовавшийся продукт — пирографит). Пиролитический графит или пирографит — один из самых интересных видов углерода. Он является отличным диамагнетиком (веществом, намагничивающимся против направления внешнего магнитного поля). Его плотность составляет 2200 кг/м³. #физика #факты #химия #опыты #магнетизм #physics #диамагнетики
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
ЧЕБУРНЕТУ БЫТЬ!🤭
Медный купол по-немногу накрывает, а ты даже не знаешь как действовать?