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
📗 Сборник избранных задач по физике [1986] Шаскольская М.П. Эльцин И.А.
В основе пособия — задачи, предлагавшиеся на физических олимпиадах, проводимых для школьников на физическом факультете Московского государственного университета. Все задачи снабжены решениями и методическими указаниями. Содержание задач не выходит за рамки программы средней школы, но понимание решений требует глубокого и продуманного освоения материала. В настоящем издании обновлены формулировки и решения задач, терминология и наименование единиц физических величин.
Для учащихся общеобразовательной и профессиональной школы, а также лиц, занимающихся самообразованием.
Сильные стороны книги:
1. Не задачи, а исследование: Задачи — не шаблонные упражнения, а тщательно отобранные, яркие физические ситуации. Они учат не применять формулу, а мыслить: анализировать условие, строить модель, искать неочевидные связи.
2. Идея «ступенек»: Многие задачи представлены серией усложняющихся вопросов, что позволяет плавно подвести решающего к ключевой идее. Это идеально для самостоятельного углубленного изучения.
3. Физика в приоритете: Акцент сделан на понимании сути явлений (механика, термодинамика, электромагнетизм, оптика), а не на сложной математике.
4. Качественные задачи: Значительная часть — это «качественные» вопросы на рассуждение, которые развивают физическую интуицию лучше, чем численные расчеты.
Несмотря на возраст, это один из лучших сборников для воспитания культуры физического мышления. Его ценность — в методике, а не в актуальности данных. Настоятельно рекомендуется всем, кто серьезно интересуется предметом.
#физика #механика #оптика #термодинамика #мкт #электричество #магнетизм #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🎈 Резиновый шарик в тепловизоре 🔥
Рассмотрим видео от нашего подписчика. Ранее на канале был уже такой опыт. Кратко о происходящем: Резиновый шарик растягивают ➜ Он нагревается (это видно в тепловизоре) ➜ Ждут пока температура выровняется ➜ Резко отпускают, шарик принимает обратно свою форму, но в тепловизоре заметно сильно охлаждение. Этот опыт демонстрирует обратный (или аномальный) термоупругий эффект Гоу-Джуля в резине. Это фундаментальное свойство каучуков и эластомеров, и внутренние напряжения здесь играют ключевую роль.
1. Растяжение шарика (Нагревание): Вы прикладываете силу, чтобы растянуть сетку полимерных цепей, из которых состоит резина. В нерастянутом состоянии длинные, хаотично свернутые полимерные молекулы находятся в состоянии с максимальной энтропией (максимальным беспорядком). При растяжении вы вынуждаете эти цепи выпрямляться и ориентироваться вдоль направления растяжения. Система становится более упорядоченной — её энтропия уменьшается. С термодинамической точки зрения, резиновая деформация — это в первую очередь энтропийный процесс. Внутренняя энергия цепи почти не меняется при растяжении. Согласно уравнению состояния идеального эластомера (аналог уравнения Клапейрона-Менделеева для газов): σ ~ T, где σ — напряжение, T — температура. При постоянной длине растяжения увеличение температуры повышает напряжение. Когда вы растягиваете шарик быстро (адиабатически), системе не хватает времени для теплообмена. Уменьшение энтропии (увеличение упорядоченности) при постоянной внутренней энергии должно сопровождаться выделением тепла, чтобы выполнялись законы термодинамики. Работа, совершаемая вами над резиной, переходит не в увеличение потенциальной энергии межмолекулярных связей (как в металле), а в уменьшение энтропии и, как следствие, в повышение температуры. Внутренние напряжения здесь — прямое следствие вынужденного снижения энтропии цепей.
2. Ожидание (Теплообмен): Растянутый шарик остывает до температуры окружающей среды, отдавая избыточное тепло. Теперь он находится в равновесном растянутом состоянии при комнатной температуре, но с высоким уровнем внутренних (энтропийных) напряжений. Цепи остаются в вытянутом, неестественном для них состоянии.
3. Резкое отпускание (Сильное охлаждение): Вы убираете внешнюю силу. Внутренние напряжения, запасенные в выпрямленных полимерных цепях, теперь выполняют работу. Цепи начинают стремительно сворачиваться обратно в хаотичные клубки, чтобы вернуться в состояние с максимальной энтропией (максимальным беспорядком). Этот процесс быстрого сворачивания (сжатия) является энтропийно-двигательной силой. Цепи совершают работу по сворачиванию, преодолевая внутреннее трение (вязкое сопротивление). Для совершения этой работы им нужна энергия. Поскольку процесс быстрый (адиабатический), эта энергия берется из их собственной тепловой (кинетической) энергии. В результате температура полимерной сетки резко падает. Это прямое следствие преобразования внутренней тепловой энергии в механическую работу, совершаемую против вязких сил при сворачивании.
❓ А теперь пара вопросов по опыту:
1. Почему шарик сильнее охлаждается в той части, где есть переход в более широкий участок резины?
2. С железной пружиной будет точно такие же результаты? Если мы растянем пружину, потом подождем и дадим ей вернуться в исходное состояние, то она охладится?
#физика #механика #видеоуроки #science #термодинамика #МКТ #physics #опыты #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💧 Батавские слёзки или капли принца Руперта (англ. Prince Rupert's drops) — застывшие капли закалённого стекла, обладающие чрезвычайно высокими внутренними механическими напряжениями. Скорее всего, подобные стеклянные капли были известны стеклодувам с незапамятных времён, однако внимание учёных они привлекли в середине XVII века.
Если капнуть расплавленным стеклом в холодную воду и стекло после этого не лопнет, а начнёт застывать, получается капля в форме головастика, с длинным изогнутым «хвостом». При этом «голова» капли обладает исключительной прочностью, по ней можно бить металлическим молотком в полную силу, и в зависимости от объёма она выдерживает усилие гидравлического пресса до 30 тонн, оставляя вмятину на стали.
Но стоит надломить или просто задеть «хвост» капли, и она мгновенно разлетается на мелкие осколки, по направлению от «хвоста» к «голове». По этой причине надламывание желательно проводить под слоем жидкости, и инструментом типа щипцов, так как при этом опыте помимо опасности от самого стекла происходит гидроудар из-за очень резкого расширения поля осколков. На кадрах, зарегистрированных с помощью высокоскоростной съёмки, видно, что фронт «взрыва» движется по капле с большой скоростью: 1,2 км/с (для сравнения: скорость звука в воздухе 0,34 км/с, скорость детонации взрывчатки — 2—9 км/с).
Если опыт проводится в темноте, заметна также триболюминесценция. В поляризованном свете видно, что капля не изотропна, а испытывает сильные внутренние напряжения, что и вызывает такие свойства.
#физика #сопромат #physics #mechanics #механика #опыты #кинематика #эксперименты #видеоуроки
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Хочется первым узнавать про стажировки, ивенты и курсы?
Искать не нужно, ведь все уже собрано в телеграм-канале Т-Образования.
Вот что там есть:
— анонсы стажировок, курсов и мероприятий;
— полезные материалы для любого уровня;
— навигация по карьерным трекам;
— вдохновляющее комьюнити.
Подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех событий Т-Образования.
Менделеев: когда научный метод становится приключением
Physics.Math.Code уже успел раньше всех посмотреть новую документалку от НМГ ДОК «Менделеев», которая выйдет только в декабре — и если честно, мы не ожидали такого захода.
Если убрать из головы образ «учёного с портрета над школьной доской», окажется, что Менделеев — это почти идеальная модель исследовательского мышления: дисциплинированного, волевого, экспериментально ориентированного… и при этом невероятно смелого.
Фильм показывает его не как памятник науки, а как человека, который:
— не верил в авторитеты — только в проверку, и был готов идти в эксперимент туда, куда другие не рискнули бы даже смотреть;
— делал шаги на грани возможностей своего времени, часто выходя за рамки химии в область физики, метеорологии, инженерии и того, что сегодня назвали бы «фундаментальными поисками»;
— развенчивал популярные заблуждения XIX века, применяя к ним строгие, почти инженерные методы анализа;
— и самое важное — пытался объяснить мир как единую систему, где элементы, силы, явления и структуры подчиняются одному глубокому порядку.
Это не пересказ биографии. Это взгляд на то, как думает человек, который жил на 100 лет вперёд и пытался достать данные там, где их не было ни у кого.
Если вам близок подход «не верю — проверю», «не понимаю — построю модель», «нет ответа — значит, нужен эксперимент», то декабрьская премьера РЕН ТВ — это возможность увидеть Менделеева не как символ химии, а как собрата по способу мышления.
Премьера совсем скоро — 7 декабря.
И мы честно скажем: для тех, кто любит логику, метод и настоящую научную смелость — это must watch.
#Менделеев #история #наука #докфильм #РЕНТВ #гений #открытия
🌀 Анимация графиков различных математических функций
„Именно математика даёт надёжнейшие правила: тому кто им следует — тому не опасен обман чувств.“ — Леонард Эйлер швейцарский, немецкий и российский математик 1707–1783
#математика #math #gif #animation #geometry
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🌀 Траектория спирографа как функция комплексной переменной
Фигуры, получаемые с помощью спирографа (игрушечного механизма для рисования гипоциклоид и эпициклоид), — не просто красивые узоры. Это наглядная визуализация сложного гармонического движения, которое элегантно описывается языком комплексных чисел.
Математическая модель: Пусть у нас есть неподвижная окружность радиуса R и катящаяся по ней изнутри окружность радиуса r. Фиксированная точка находится на расстоянии d от центра движущейся окружности.
Ключевой факт: Положение точки в плоскости можно задать не парой координат (x, y), а одним комплексным числом z.
Тогда траектория точки спирографа задаётся параметрической функцией (параметр t — угол поворота движущей окружности): z(t) = (R - r) * exp [ (i * ((R/r) * t)) ] + d * exp[ (i * ((1 - R/r) * t)) ], где части...
▪️1. (R - r) * exp [ (i * ((R/r) * t)) ] — это движение центра малой окружности вокруг центра большой. Модуль (R-r) — расстояние между центрами, экспонента с мнимым показателем ( exp(iφ) ) задаёт вращение.
▫️2. d * exp[ (i * ((1 - R/r) * t)) ] — это вращение точки относительно центра малой окружности. Частота этого вращения относительно неподвижной системы координат иная.
Какие полезные свойства это даёт?
1. Геометрия становится алгеброй. Сложение комплексных чисел — это векторное сложение. Вся траектория есть сумма двух вращающихся векторов (фазоров).
2. Условия замкнутости (периодичности) кривой выполняются, когда отношение R/r является рациональным числом. Кривая замыкается после конечного числа оборотов.
3. Число «лепестков» или симметрий в узоре напрямую выводится из числителя и знаменателя несократимой дроби R/r.
4. Частные случаи:
— Если d = r, точка лежит на ободе катящейся окружности — получаем гипоциклоиду.
— Если R = 2r, вне зависимости от d получаем эллипс.
— При R/r = 2 и d > r траектория становится отрезком прямой (это механизм рисования линии эллипсографом).
Таким образом, спирограф — это физическая модель сложения двух комплексных экспонент, частотный спектр которых содержит две основные гармоники. Анимации, построенные на этой модели, — это прямое вычисление вещественной и мнимой части функции z(t) для каждого кадра. #математика #mathematics #animation #math #геометрия #geometry #gif #ТФКП #наука #science #комплексныечисла #спирограф #гипоциклоида
➰ Красота параметрических кривых
➿ Трохоида
⭕️ Точки пересечения кругов на воде движутся по гиперболе
➰ Брахистохрона
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🎉 Результаты розыгрыша:
🏆 Победители:
1. Дмитрий (@Graphgrafin)
2. Денис
3. 🇷🇺𝕍𝕒𝕕𝕚𝕞 𝕊𝕖𝕣𝕘𝕖𝕖𝕧𝕚𝕔𝕙🇷🇺 (@valadei007)
✍️ Математическая задача для наших подписчиков
📱 Обсуждение в нашем telegram
📱 Обсуждение в нашем VK
#задачи #математика #геометрия #тригонометрия #math #geometry #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🚀 Что будет, если добавить жидкий газ в бутылку с водой
Если добавить жидкий газ в бутылку с водой и перевернуть её, она взлетит. Можно взять любую теплую жидкость: вода, кола, спрайт. Самое важное — температура жидкости. Понадобится пластиковая бутылка и перчатки, чтобы не заморозить руки. И самые важный ингредиент — жидкий газ бутан (C₄H₁₀). Температура кипения бутана -0.5 °С. Это означает, что в жидком состоянии он находится при температуре t < -0.5 °С. Достаточно будет наполнить 2/3 бутылки водой, а 1/3 наполнить жидким газом. Через несколько секунд можно будет увидеть, как на поверхности воды плавает жидкость бутанового раствора. Между ними находится газообразная прослойка. Это тот самый эффект Лейденфроста, о котором уже был пост в нашем канале.
Эффект Лейденфроста — это физическое явление, при котором жидкость при непосредственном контакте с массой, температура которой значительно выше температуры кипения жидкости, образует изолирующий слой пара, препятствующий быстрому кипению этой жидкости. Благодаря этому капля парит над поверхностью, а не вступает с ней в физический контакт. Чаще всего это наблюдается при приготовлении пищи; капельки воды капают в кастрюлю, чтобы измерить ее температуру: если температура в кастрюле равна или выше температуры точки Лейденфроста, то вода растекается по сковороде и испаряется дольше, чем в кастрюле с температурой ниже точки Лейденфроста (но все равно выше температуры кипения). Этот эффект также обусловливает способность жидкого азота распространяться по полу.
Итак, холодный бутан плавает на поверхности теплой воды на паровой прослойке. Как только мы переворачиваем бутылку, скорость реакции испарения мгновенно возрастает. Во время переворачивания бутылки теплая вода смешивается с бутаном, и бутан немедленно превращается в газ, который увеличивается в объем более чем в 10 раз. В результате он стремительно пытается выйти из бутылки, поэтом образуется реактивная тяга через узкое горлышко — наша ракета взлетает.
#механика #физика #опыты #эксперименты #динамика #кинематика #physics #лекции #science #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⌛ Задача для наших подписчиков
🧲 При вращении магнита на отвертке, магнит постоянно поднимается вверх. Объясните с точки зрения физики почему так происходит?
How Do Magnets Climb This Screwdriver?
#механика #физика #опыты #эксперименты #задачи #physics #science #наука #магнетизм
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
✍️ Задача от нашего подписчика
Преобразовать тригонометрическое уравнение (1) к какому-нибудь квадратному уравнению (1') — уравнению с целочисленными коэффициентами относительно функции y = f(x) — какой-нибудь простейшей тригонометрической функции.
Какими числами будут его корни xₖ , поделенные на число пи — целыми, рациональными или иррациональными?
Запишите все, которые вам удастся отыскать, решив полученное вами уравнение (1').
Исходное тригонометрическое уравнение таково:
4·cos²(x) + 7·sin(2·x) + 5 = 0 (1)
⚙️О чистой гироскопической устойчивости: почему гироскоп может катиться по нитке 💤
В отличие от моноцикла, где устойчивость — это комбинация геометрии и гироскопии, система, где по тонкой опоре (например, нитке) катится маховик с массивным ободом, демонстрирует гироскопическую стабилизацию в чистом виде. Это наглядная иллюстрация фундаментальных законов механики.
▪️ 1. Доминирующий физический механизм: гироскопическая прецессия
Здесь исключен любой геометрический фактор стабилизации (кастер, смещение точки контакта). Единственная сила, противодействующая падению, — гироскопический момент.
Рассмотрим систему: Маховик (гироскоп) обладает большим моментом импульса L, направленным по его оси вращения. Сила тяжести стремится опрокинуть гироскоп, создавая вращательный момент M, направленный перпендикулярно оси вращения.
Согласно основному закону динамики вращательного движения для гироскопа: M = dL/dt
Это означает, что момент силы M вызывает не падение, а изменение вектора L — его прецессию. Гироскоп начинает поворачиваться вокруг вертикальной оси с угловой скоростью Ω (прецессии), описываемой уравнением: M = [Ω × L]
На практике: при малейшем наклоне гироскопа в сторону, гравитационный момент заставляет его не упасть, а плавно повернуться в направлении, которое заставляет его катиться вдоль нитки. Падение постоянно преобразуется в движение вперед.
▪️ 2. Ключевое условие устойчивости
Система будет устойчива только при выполнении условия: кинетическая энергия вращения маховика должна быть достаточно велика, чтобы создаваемый гироскопический момент превосходил опрокидывающий момент от силы тяжести при малых отклонениях. Скорость прецессии Ω должна быть согласована со скоростью поступательного движения, чтобы точка опоры постоянно оказывалась под центром масс системы.
▪️ 3. Малоизвестный факт: "Эффект увлечения" и трение
Чистота эксперимента нарушается трением в оси. Если ось гироскопа не идеально свободна в своей раме (например, есть трение в подшипниках), возникает вторичный эффект — нутационные колебания. Это небольшие высокочастотные "подрагивания" оси гироскопа, накладывающиеся на основную прецессию. При движении по нитке трение качения также вносит коррективы, слегка "подкручивая" гироскоп и влияя на траекторию его прецессии. В идеальном же случае (отсутствие диссипации) гироскоп мог бы катиться бесконечно.
📝 Историческая справка: Первые наглядные демонстрации гироскопической прецессии были связаны именно с такими "чистыми" экспериментами. Широкую известность получил "гироскоп Бойса" (Bohr's wheel или "космический волчок"), используемый для демонстрации в университетских курсах. Однако теоретический фундамент был заложен в 1852 году французским физиком Леоном Фуко, который и ввел сам термин «гироскоп» и впервые экспериментально продемонстрировал прецессию маховика для доказательства вращения Земли. Дальнейшее развитие теория получила в работах английского физика Уильяма Томсона (Лорда Кельвина) и российского ученого Алексея Крылова, чьи труды по теории гироскопов легли в основу современных систем навигации. Движение гироскопа по нитке — это элегантная демонстрация того, как гироскопическая прецессия в одиночку способна обеспечивать динамическое равновесие. Система устойчива ровно до тех пор, пока кинетическая энергия вращения маховика позволяет моменту импульса преобразовывать гравитационный опрокидывающий момент в управляемое движение по заданной траектории. #техника #конструктор #механика #динамика #опыты #изобретения гироскоп #прецессия #динамика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📕 Физика. Решение задач повышенной сложности: по материалам городских олимпиад школьников [2004] Манида
Данное пособие предназначено для целенаправленной подготовки учащихся к физическим олимпиадам высокого уровня. Его предметом является не повторение базового курса, а развитие специальных навыков, необходимых для анализа и решения нестандартных, олимпиадных задач.
Пособие С.Н. Маниды является специализированным и высокоэффективным инструментом для подготовки к олимпиадам по физике. Его ценность заключается в аутентичности задач и методологической ориентированности на развитие сложного физического мышления.
Книга может быть рекомендована в качестве основного практикума для школьников, целенаправленно готовящихся к участию в олимпиадах высокого уровня, а также для преподавателей и руководителей физических кружков в качестве источника задач и методических идей. Для широкой аудитории пособие представляет ограниченный интерес ввиду своей узкой специализации и высокого порога входа.
Пособие С.Н. Маниды «Физика. Решение задач повышенной сложности» заслуживает более пристального внимания не только как сборник задач, но и как отражение определенной педагогической философии в области преподавания физики. Его внутренняя структура и подход позволяют выявить несколько ключевых принципов, делающих его ценным именно в узком, но критически важном сегменте работы с одаренными детьми.
▪️ Для учащегося: Это не книга для "подготовки к ЕГЭ". Это интеллектуальный тренажер, работа с которым сопоставима с занятиями со строгим тренером. Она требует вдумчивости, усидчивости и готовности к тому, что на одну задачу можно потратить несколько часов. Результатом является не только знание конкретных методов, но и устойчивый навык самостоятельного исследования незнакомой проблемы.
▪️ Для педагога: Это источник не просто задач, а идей для преподавания. Методика разбора, подбор условий, заставляющих думать, а не вспоминать, – все это делает книгу Маниды ценным пособием для составления занятий в физмат-кружках и для индивидуальной работы с сильными учениками.
Таким образом, книга С.Н. Маниды представляет собой не просто архаичный сборник олимпиадных задач. Это методически выверенная система, нацеленная на формирование исследовательской культуры мышления. Её продолжающаяся актуальность в узких профессиональных кругах свидетельствует о том, что заложенные в ней принципы – фокус на физической сути, поиск изящного решения и системный подход – являются непреходящей ценностью в физическом образовании. #физика #physics #подборка_книг #наука #science #олимпиады
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📗 Физика в графиках [1964] Цедрик М.С., Бирич У.В., Макеева Г.П.
Данное пособие, вышедшее в свет в 1964 году, занимает определённую нишу в методическом обеспечении курсов общей и экспериментальной физики для высших учебных заведений. Его основная концептуальная задача – систематизация и визуализация фундаментальных физических закономерностей через графические зависимости – сохраняет свою дидактическую ценность и по сей день.
Учебное пособие Цедрик М.С., Бирич У.В., Макеевой Г.П. «Физика в графиках» представляет собой добротный, методически выверенный труд, не утративший своей ценности в качестве вспомогательного ресурса. Его эффективность наиболее высока при формировании у студентов базовых навыков графического анализа в рамках классической физики.
В настоящее время книга может быть рекомендована не в качестве основного учебника, а как дополнительное пособие для систематизации знаний и развития культуры работы с графической информацией. Для полноценного образования требуется её обязательное дополнение современными учебниками и ресурсами, охватывающими актуальные разделы физики и современные методы исследования. #физика #physics #подборка_книг #наука #science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📗 Сборник избранных задач по физике [1986] Шаскольская М.П. Эльцин И.А.
Марианна Петровна Шаскольская (1913 — 1983) — советский кристаллограф и кристаллофизик.
💾 Скачать книгу
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к первому изданию.
1. Кинематика.
2. Динамика поступательного движения.
3. Статика.
4. Работа, мощность, энергия. Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии
5. Динамика вращательного движения.
6. Закон всемирного тяготения.
7. Колебания. Волны. Звук.
8. Механика жидкостей и газов.
9. Теплота и капиллярные явления.
10. Электричество и магнетизм.
11. Оптика.
Для увлеченных старшеклассников, студентов младших курсов, участников олимпиад и всех, кто хочет понять физику глубже, а не просто выучить формулы. Отлично подходит для самостоятельных занятий и факультативов.
#физика #механика #оптика #термодинамика #мкт #электричество #магнетизм #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Друзья-подписчики, которые имеют premium-подписку, нужно помочь сообществу голосами, чтобы открыть больше возможностей в публикации историй:
/channel/boost/physics_lib
⭐️ Кому не сложно, поделитесь голосами-бустами [ Это бесплатно для премиум-подписчиков ]
🧩 Задача на C++: "Таинственная конкатенация"
🖥 Что выведет следующая программа? Будьте внимательны!
#include <iostream>
#define MERGE(a, b) a ## b
int main() {
const char* result1 = MERGE("Hello, ", "World!");
const char* result2 = MERGE("Hello, ", "World" "!");
std::cout << result1 << std::endl;
std::cout << result2 << std::endl;
return 0;
}
#include <iostream>
#define MERGE(a, b) a ## b
int main() {
// Эта строка НЕ скомпилируется:
// const char* result1 = MERGE("Hello, ", "World!");
// После раскрытия макроса получим: "Hello, ""World!"
// Это два отдельных строковых литерала без оператора конкатенации
// А вот эта строка скомпилируется и выведет "Hello, World!":
const char* result2 = MERGE("Hello, ", "World" "!");
// После раскрытия макроса получим: "Hello, ""World""!"
// А благодаря фазе трансляции, соседние строковые литералы
// сливаются в один: "Hello, World!!"
// Правильный способ через макрос:
const char* result3 = "Hello, " "World!";
std::cout << result2 << std::endl; // Выведет: Hello, World!!
std::cout << result3 << std::endl; // Выведет: Hello, World!
return 0;
}
const char* s = "Hello, " "World!"; // Эквивалентно "Hello, World!" int, main, (, ), {, "Hello", 123, +, ; )
💧 Эффект Лейденфроста — явление, при котором жидкость в контакте с твёрдой поверхностью, значительно более горячей, чем точка кипения этой жидкости, образует теплоизолирующую прослойку пара между поверхностью и жидкостью, замедляющую быстрое выкипание, например, капли жидкости на этой поверхности. Также это явление называют кризисом кипения. Посмотреть ещё видео по теме данного явления здесь.
При контакте жидкости с поверхностью, нагретой значительно выше температуры кипения жидкости, возникает устойчивый слой пара, который термодинамически изолирует жидкость от поверхности. Это приводит к парадоксальному уменьшению теплоотвода и увеличению времени испарения капли.
1. При температурах поверхности выше точки Лейденфроста (для воды ~ 190-220 °C при атмосферном давлении) контактная часть капли мгновенно испаряется.
2. Образовавшийся паровый слой имеет низкую теплопроводность по сравнению с жидкостью.
3. Давление пара поддерживает каплю в левитирующем состоянии, минимизируя площадь непосредственного контакта.
4. Теплообмен происходит в основном за счет теплопроводности через пар и излучения.
Для количественного описания эффекта ключевым параметром является толщина паровой прослойки δ, определяемая балансом сил давления пара, вязкого трения в паре и гидростатического давления. Активные исследования посвящены динамике капель в режиме Лейденфроста (самоорганизованное движение, эффект ракеты), влиянию структурированных и супергидрофобных поверхностей на точку Лейденфроста, а также управлению теплообменом через модификацию текстуры поверхности.
▪️ Этот эффект объясняет поведение капель воды на раскалённой сковороде.
▪️ Криогенная безопасность: явление позволяет кратковременно погружать руку в жидкий азот без мгновенного обморожения.
▪️ Применяется в промышленных процессах, где требуется контролируемое охлаждение (термообработка).
▪️Аналогичный эффект наблюдается для других пар фаз: твёрдое тело на перегретой поверхности расплава (эффект Кузнецова).
#физика #термодинамика #мкт #опыты #эксперименты #physics #видеоуроки #gif
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💦 Моделирование жидкости (англ. fluid simulation) — область компьютерной графики, использующая средства вычислительной гидродинамики для реалистичного моделирования, анимации и визуализации жидкостей, газов, взрывов и других связанных с этим явлений. Имея на входе некую жидкость и геометрию сцены, симулятор жидкости моделирует её поведение и движение во времени, принимая в расчёт множество физических сил, объектов и взаимодействий. Моделирование жидкости широко используется в компьютерной графике и ранжируется по вычислительной сложности от высокоточных вычислений для кинофильмов и спецэффектов до простых аппроксимаций, работающих в режиме реального времени и использующихся преимущественно в компьютерных играх.
Существует несколько конкурирующих методов моделирования жидкости, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее распространёнными являются сеточные методы Эйлера, гидродинамика сглаженных частиц (англ. smoothed particle hydrodynamics — SPH), методы, основанные на завихрениях, и метод решёточных уравнений Больцмана. Эти методы возникли в среде вычислительной гидродинамики и были позаимствованы для практических задач в индустрии компьютерной графики и спецэффектов. Основное требование к данным методам со стороны компьютерной графики — визуальная правдоподобность. Иными словами, если наблюдатель при просмотре не может заметить неестественность анимации, то моделирование считается удовлетворительным. В физике, технике и математике, с другой стороны, основные требования предъявляются к физической корректности и точности моделирования, а не к её визуальному результату.
В компьютерной графике самые ранние попытки решить уравнения Навье — Стокса в трёхмерном пространстве были предприняты в 1996 году Ником Фостером (англ. Nick Foster) и Димитрисом Метаксасом (англ. Dimitris Metaxas). Их работа в качестве основы использовала более раннюю работу по вычислительной гидродинамике, которая была опубликована в 1965 году Харлоу (англ. Harlow) и Уэлшем (англ. Welch). До работы Фостера и Метаксаса многие методы моделирования жидкости были построены на основе специальных систем частиц, методах снижения размерности (типа двухмерные модели мелких водяных объёмов типа луж) и полу-случайных шумовых турбулентных полях. В 1999 году на SIGGRAPH Джос Стэм (англ. Jos Stam) опубликовал метод так называемых «стабильных жидкостей» (англ. Stable Fluids), который использовал полу-лагранжевый метод адвекции и неявные интеграции вязкости для обеспечения безусловно устойчивого поведения жидкости. Это позволило моделировать жидкости со значительно большим временным шагом и в общем привело к более быстрым программам. Позже, в 2001—2002 годах, этот метод был расширен Роном Федкивым вместе со своими сотрудниками, благодаря чему стало возможным обрабатывать сложную модель воды в трёхмерной сцене с использованием метода установленного уровня (англ. Level set method). #математика #физика #наука #gif #образование #разработка_игр #gamedev #math #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔴Доска Гальтона (также распространены названия квинкункс, quincunx и bean machine) — устройство, изобретённое английским учёным Фрэнсисом Гальтоном (первый экземпляр изготовлен в 1873 году, затем устройство было описано Гальтоном в книге Natural inheritance, изданной в 1889 году) и предназначающееся для демонстрации центральной предельной теоремы. Если нарисовать на задней стенке треугольник Паскаля, то можно увидеть, сколькими путями можно добраться до каждого из штырьков (чем ближе штырёк к центру, тем больше число путей).
3000 стальных шариков падают через 12 уровней ветвящихся путей и всегда в конечном итоге соответствуют распределению кривой нормального распределения. Каждый шар имеет шанс 50/50 следовать за каждой ветвью, так что шары распределяются внизу по математическому биномиальному распределению. #gif #геометрия #статистика #математика #теория_вероятностей #maths
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💥 Плазменный тороид — портал для входа в другое измерение ⚡️
Пара вопросов для наших подписчиков:
▪️ Почему электрическая дуга распределяется равномерно, а не бьет между двумя точками?
▪️ Как думаете, опыт проводится с ВЧ-полем или на обычных частотах?
#физика #gif #электродинамика #магнетизм #опыты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🧲 Удивительные свойства магнитного поля, визуализация поля с помощью металлических палочек или стружки
Магнит и железная стружка: Почему железные опилки, притянувшись к полюсу магнита, образуют кисти, отталкивающиеся друг от друга? Опилки намагничиваются, а затем располагаются по магнитным линиям магнитного поля, притягиваясь одним полюсом к магниту, а другим отталкиваясь друг от друга.
Неодимовый магнит — мощный постоянный магнит, состоящий из сплава редкоземельного элемента неодима, бора и железа. Кристаллическая структура имеет тетрагональную форму и представлена формулой Nd₂Fe₁₄B. Известен своей мощностью притяжения и высокой стойкостью к размагничиванию. Имеет металлический блеск, обусловленный покрытием (на изломе — серый), очень востребован и применяется в разных областях промышленности, медицины, в быту и электронике. #физика #physics #gif #видеоуроки #научные_фильмы #колебания #электричество #физика #опыты #магнетизм
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚠️ Осталось несколько часов до конца конкурса
Друзья, я напоминаю вам, что у нас проходит конкурс в главном канале. Призы хорошие и вероятность выиграть заметно выше, чем на известных вам маркетплейсах.
💡Все подробности конкурса тут 📝
🟡 Демонстрация того, как кривые на первый взгляд фигуры оказываются построены исключительно из прямых линий. Здесь речь идет о гиперболоиде вращения. В геометрии гиперболоид вращения, иногда называемый круговым гиперболоидом, представляет собой поверхность, образованную вращением гиперболы вокруг одной из ее главных осей.
Гиперболоидные конструкции — сооружения в форме однополостного гиперболоида или гиперболического параболоида. Такие конструкции, несмотря на свою кривизну, строятся из прямых балок. Однополостный гиперболоид и гиперболический параболоид — дважды линейчатые поверхности, то есть через любую точку такой поверхности можно провести две пересекающиеся прямые, которые будут целиком принадлежать поверхности. Вдоль этих прямых и устанавливаются балки, образующие характерную решётку. Такая конструкция является жёсткой: если балки соединить шарнирно, гиперболоидная конструкция всё равно будет сохранять свою форму под действием внешних сил. Для высоких сооружений основную опасность несёт ветровая нагрузка, а у решётчатой конструкции она невелика. Эти особенности делают гиперболоидные конструкции прочными, несмотря на невысокую материалоёмкость. #gif #геометрия #физика #математика #math #geometry #алгебра #maths
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💥 Адиабатическое сжатие может привести к возгоранию керосина
Керосин (др.-греч. κηρός — «воск») — горючая смесь жидких углеводородов (от C₈ до C₁₅) с температурой кипения от +150 до +250 °C, прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти. Керосин применяют как реактивное топливо в самолётах и ракетах (авиационный керосин), горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов (керосин осветительный), в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например, для нанесения пестицидов), в качестве рабочей жидкости в электроэрозионных станках, сырья для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки; цетановое число керосина около 40, ГОСТ требует не менее 45. Для многотопливных двигателей (на основе дизельного двигателя) возможно кратковременное применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Зимой допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Также керосин — основное топливо для проведения фаер-шоу (огненных представлений), из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется также для промывки механизмов, для удаления ржавчины. #механика #физика #physics #термодинамика #мкт #опыты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚛️ 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
⚙️ Защита моделей компьютерного зрения без переобучения — инновационный метод, разработанный учеными из Центрального университета, положительно оценили на ключевой международной конференции по компьютерному зрению ICCV 2025.
Разработка позволяет блокировать нелегальное использование моделей. Уже обученную нейросеть, внедренную в продукт, постфактум защитить обычно невозможно из-за отсутствия механизмов и дорогого переобучения. Обычно разработчики интегрируют защиту прямо в обучение. Новое решение от ученых — встроенные нейроны-детекторы.
▪️Принцип прост: в модель добавляют нейрон, который никак не реагируют на обычные изображения, но активируется только при появлении секретного ключа — например, мини-узора 4х4
▪️Эффект: по этому срабатыванию и можно доказать авторство модели, даже если весы кто-то скопировал.
▪️Расширение метода: если добавить “нейроны-нарушители”, модель будет работать только при наличии ключа. Без него — сознательно вносит помехи.
▪️Финал: защита встраивается уже в обученную сеть без повторного обучения и затрат, а вероятность ложного срабатывания — менее 0,01%
Главный плюс подхода — он превращает любую готовую модель CV в защищенный от пиратства продукт без пересборки и долгих циклов.
#наука #AI #ИИ #искусственный_интеллект #computer_science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📕 Физика. Решение задач повышенной сложности: по материалам городских олимпиад школьников [2004] Манида
💾 Скачать книгу
➕ Содержательные и методические достоинства:
Аутентичность материала. Основное достоинство издания – использование реальных заданий, предлагавшихся на городских олимпиадах школьников по физике. Это обеспечивает высокую репрезентативность материала и его непосредственную практическую ценность для подготовки.
Системный подход к решению. Автор не ограничивается простым представлением условий и ответов. Пособие сфокусировано на демонстрации методологии: построению логических цепочек, выбору оптимального способа решения, применению нетривиальных физических и математических моделей. Акцент делается на глубоком анализе условия и поиске ключевой идеи.
Классификация и тематическая структура. Задачи, как правило, сгруппированы по разделам классической физики (механика, молекулярная физика, электродинамика, оптика), что позволяет вести тематическую подготовку. Внутри разделов часто прослеживается прогрессия от относительно простых к более комплексным проблемам.
Развитие физического мышления. Пособие ориентировано на формирование у учащегося способности выходить за рамки шаблонных подходов, визуализировать физические процессы и применять фундаментальные законы в новых, непривычных контекстах.
➖ Критические замечания и ограничения:
1. Уровень сложности. Пособие адресовано узкому кругу учащихся – победителям и призёрам региональных этапов, целеустремлённым участникам, готовящимся к выходу на всероссийский уровень. Для среднестатистического школьника или студента младших курсов материал может оказаться чрезмерно сложным и демотивирующим.
2. Дидактическая лаконичность. В фокусе внимания – решение конкретной задачи. Теоретические справки и разбор общих методов (таких, как метод размерностей, принцип симметрии, закон сохранения энергии в обобщённых координатах) могут быть представлены недостаточно полно, предполагая, что пользователь уже владеет базовой техникой.
3. Вопросы оформления и доступности. Будучи изданием 2004 года, книга может быть малодоступна в печатном виде. Качество полиграфии и вёрстки у подобных локальных изданий иногда уступает стандартам крупных издательств, что может затруднять восприятие.
☕️ Кто захочет задонать на кофе: ВТБ: +79616572047 (СБП)
📗 Физика в графиках [1964] Цедрик М.С., Бирич У.В., Макеева Г.П.
📗 Начала физики [2007] Павленко Ю.Г.
📚 Книжная серия. Курс общей физики [2007-2020] Иродов, Покровский
📚 Сборник задач по общему курсу физики [3 книги] [1998-2000]
📚 Курс общей физики в 5 томах [2021] Савельев И.В.
📚 Наука. Величайшие теории [50 выпусков] + Спец. выпуск
📚 Курс теоретической физики [2 тома] [1972] А. С. Компанеец
#физика #physics #подборка_книг #наука #science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📗 Физика в графиках [1964] Цедрик М.С., Бирич У.В., Макеева Г.П.
💾 Скачать книгу
Содержательные и методические достоинства:
1. Систематизация материала. Книга структурирована в строгом соответствии с классическим университетским курсом физики: механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, оптика. Такой подход позволяет использовать пособие в качестве справочного дополнения к основным учебникам.
2. Акцент на функциональных зависимостях. Главное достоинство издания – концентрация на графическом представлении физических законов. Это прививает учащимся навык «чтения» графиков, умения извлекать из них количественную информацию и понимать характер функциональной связи между величинами (линейная, квадратичная, экспоненциальная, логарифмическая и т.д.).
3. Лаконичность и наглядность. Каждый график сопровождается кратким, но исчерпывающим комментарием, разъясняющим физическую суть зависимости, условия её выполнения и границы применимости. Это делает пособие удобным для повторения и закрепления материала.
4. Связь теории и эксперимента. Многие представленные графики являются идеализированными моделями реальных экспериментальных данных, что способствует формированию корректного понимания взаимосвязи абстрактной теории и практического исследования.
Критические замечания и ограничения, обусловленные временем издания:
1. Устаревший физический контекст. За прошедшие десятилетия физическая наука ушла далеко вперёд. В пособии отсутствуют графики, иллюстрирующие ключевые зависимости в областях квантовой механики, физики твёрдого тела, ядерной физики и астрофизики в том объёме, который считается необходимым для современного курса.
2. Техническое исполнение графиков. Качество полиграфии и самих иллюстраций соответствует своему времени и на текущий момент выглядит архаичным. Отсутствие цвета и низкое по современным меркам графическое разрешение могут снижать восприятие для поколения, привыкшего к цифровой визуализации.
3. Методологический консерватизм. Подход авторов является строго классическим. Не затрагиваются вопросы компьютерного моделирования и обработки данных, которые стали неотъемлемой частью современного физического образования.
📚 Книги по физике — автор Джей Орир
#физика #physics #подборка_книг #наука #science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib