Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет Cергей Шульга ([info]shulga)
@ 2006-09-14 10:06:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Бутерброд падает маслом вниз.
Бутербродная лирика от анекдот.ру там, а тут мы займёмся физикой.

  • Мысленный опыт №1: Пизанскую Башню обычно представляют чуть наклонённой вправо, вот так: /. Намажем правую часть башни маслом и позволим ей упасть. Очевидно, что башня упадём маслом вниз, совершая вращение вокруг основания по часовой стрелке почти на 90° .
  • Мысленный опыт №2: Теперь выкопаем котлован справа от башни, глубиной меньше её высоты, смажем башню маслом (справа) и уроним её в котлован. Башня совершит вращение вокруг основания по часовой стрелке почти на 180° , вот так \ , и всё равно упадёт маслом вниз.
  • Мысленный опыт №3: Теперь выкопаем глубокий котлован справа от башни и позволим строению кувыркаться. Поворот 1°-180° - маслом вниз, 180°-360° - маслом вверх, 360°-540° опять вниз. Вот эти первые 180°, первые пол-оборота, и есть тот неустранимый гандикап, который делает вероятность падения башни "маслом вниз" больше, чем "маслом вверх".
  • Реальный опыт №1: Хлебом швыряться нам традиция не позволяет, возьмём ненужную книжку и положим её на стол "лицом вверх". Спокойно двигаем к правому краю стола короткой стороной вперёд. Когда большая половина зависнет, книга (а) сначала будет вращаться вокруг кромки стола переходя из горизонтального положения в позицию Пизанской башни, (б) она упадёт вращаясь по сценарию башни. Мои опыты с разными книгами показали, что вращение слабое, за время падения со стола набирается менее половины оборота. Все книги упали "лицом вниз".
  • Реальный опыт №2: Положить на стол пятак решкой вверх и повторить опыт с книгой. У меня получилось, что монетка вращается несколько раз, при падении подпрыгивает и вертится. Мораль - размер бутерброда имеет значение.
Ответ: Если смахнуть со стола достаточно большой бутерброд, он упадёт маслом вниз.

Поиск по литературе показал, что и до нас люди жили. Первая публикация по теме принадлежит Роберту Маттеусу, за неё он получил Шнобелевкую премию (Ig Nobel prize). Современное состояние вопроса есть, по-видимому, в работе американских учителей физики M. E. Bacon, George Heald, and Matt James "A closer look at tumbling toast". Там много формул и картинок, но сам я статью не читал.

UPD. Математическое решение: Формальный путь, по которому шли Маттеус и др. - исчисление суммы сил и моментов сил с последующим интегрированием уравнений движения. Это лишнее. Понятно, что при случайных начальных условиях и конечное состояние будет случайным. Пример - неопределённый интеграл от sin(y).
Весь эффект "маслом вниз" сидит в константе интегрирования, той самой "плюс сэ" (+С), т.е. в начальных условиях. А они стандартные - бутерброд "маслом вверх" соскальзывая с твердой поверхности стола (или руки) вращается на кромке принимая в начале свободного падения позицию Пизанской башни. Гандикап (т.е. +С) бутерброд реализует по максимуму. Аналогия - определённый интеграл от нуля до икс от sin(y).


(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)


[info]gomelyuk@lj
2006-09-14 03:19 (ссылка)
Эх, напомнили Вы мне номер Scientific American, который в СССР переводили исключительно как "В мире науки" - "а чего мелочится"?

Там в разделе "забавные забавности" подробно анализировалось, почему в рюмке с крепким напитком (виски-коньяк-вино за 18 градусов) у раздела воздух-жидкость конденсируются капли алкоголя, а в рюмке с менее крепким напитком - вовсе нет. Даже насчет плотности паров какие-то расчеты были.
Но изложено было очень добротно и занимательно - "Умеют же буржуи".

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]shulga@lj
2006-09-14 03:45 (ссылка)
Да, они молодцы, умеют эффектно показать товар лицом. У нас это тоже было, по крайней мере у физиков и математиков, в журналах Квант и УФН. Но без таких красивых картинок, и темы поскучнее.
У меня, кстати, другое объяснение, чем у американцев. Без формул и картинок, но с реальным опытом. Это тот редкий случай, когда познавательный эксперимент не требует особого реквизита и его может сделать любой человек.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]gomelyuk@lj
2006-09-14 03:56 (ссылка)
Насчет "любого" - это Вы зря;)))

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]shulga@lj
2006-09-14 04:06 (ссылка)
Книжку со стола или монетку любой человек может уронить.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]gomelyuk@lj
2006-09-14 04:18 (ссылка)
С разными целями;)

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -