Примерно лет 90 тому назад в нашей стране издавался журнал для детей, который назывался «Чрезвычайно Интересный Журнал», или сокращённо «ЧИЖ».
Журнал был очень популярный – подписка на него доходила до 100 тысяч экземпляров в месяц. Нашему «Лучику» до этого далеко – однако учтите, что в те далёкие времена у детей не было ни телевизоров, ни планшетов, и даже радиоприёмник был редкостью - дети ходили друг к другу в гости и слушали радиопередачи вместе... Но речь не об этом.
Вот забавный комикс в стихах из того самого журнала «Чиж» (стихи Нины Гернет, рисунки Льва Юдина):
Продавцы
Продавали шары
И устали
От сильной жары.
Шёл тут Петя,
Малыш-молодец,
И к нему
Подошёл продавец:
– Подержи мне шары, мальчуган!
Я схожу выпью пива стакан.
Петя взял. Петя встал. Петя ждёт.
А к нему продавщица идёт:
– Подержи, милый, связку мою!
Я схожу газировки попью!
Подошёл
Продавец-старичок:
– И мои
Подержи-ка, милок…
Что же было потом –
Вот вопрос!
А потом ветер Петю унёс!
И летает над городом Петя…
Может, вы его видели, дети?
Сюжет про «полёт на воздушных шариках» попадается в детской литературе довольно часто (ну, скажем, вспомните жадного Продавца воздушных шаров из сказки «Три толстяка» или Винни-Пуха, собирающегося украсть мёд у пчёл). Внимание, а теперь – вопрос! Могла ли такая история приключиться на самом деле?
Может ли связка воздушных шаров унести Петю? За помощью обратимся к математике и физике.
Наполненный гелием шарик поднимается вверх в воздухе в точности так же, как всплывает вверх в воде пластмассовая игрушка, наполненная воздухом. Такая подъёмная сила называется архимедовой, по имени древнегреческого учёного Архимеда.
В воздухе подъёмная сила гелия составляет примерно 1 килограмм на 1 кубический метр.
Сколько весил «малыш-молодец» Петя из стихотворения? Предположим, что ему исполнилось 10 лет и весит он ровно 30 килограммов.
Ветер из задачки выбросим («силой ветра можно пренебречь», как пишут в задачниках). Итак, для того, чтобы Петя полетел над городом, потребуется подъёмная сила, превышающая вес мальчика – ну хотя бы 31 килограмм! Тогда и объём шара должен быть 31 кубометр, не так ли? Формулу объёма шара мы здесь писать не станем (кому интересно – она есть в школьном учебнике), однако довольно простой расчёт показывает, что для полёта Пете понадобится наполненный гелием шар диаметром порядка... 4 метров! Почти с двухэтажный дом...
А сколько же поднимает обыкновенный 30-сантиметровый воздушный шарик? Ничтожно мало – всего 4 грамма!
Теперь арифметика на уровне второго класса: делим 31 килограмм на 4 грамма, получаем 7750 шариков.
Для того, чтобы поднять Петю, нам понадобилась бы «связочка» из приблизительно 8 тысяч шариков...
Причём, при современной цене 1 надутого шарика с гелием в 40 рублей (примерно) Петя унёс с собой в небо товара ни много ни мало на 320 тысяч рубликов, так что продавцам из стихотворения можно только посочувствовать!
Вы можете спросить: «А почему 8 тысяч шариков, ведь у нас получилось в задачке 7750?». Да очень просто – ведь, помимо веса Пети, шарам придётся поднимать ещё и собственный вес, и вес верёвочек, за которые их держат... Так что 8 тысяч, хоть ты лопни!..
Теперь понимаете, почему рассказ про жадного Продавца воздушных шаров из сказки «Три толстяка» – чистой воды выдумка? Даже если Продавец был не сильно жирный и весил «всего-то» килограммов 60, чтобы унести его с базарной площади и сбросить в праздничный торт, потребовалось бы 15 000 шариков...
Ещё не устали от математики с физикой? Тогда продолжим. Наверное, один из самых знаменитых полётов на воздушном шаре в детских книжках – полёт Незнайки и его друзей из Цветочного города в Зелёный город. Выдержит ли этот рассказ «проверку наукой»? Давайте разбираться.
Итак, на воздушном шаре летят 16 коротышек (Знайка, Винтик, Шпунтик, Торопыжка, Пончик, Сиропчик, Авоська, Небоська, Растеряйка, Тюбик, Гусля, Пилюлькин, Ворчун, Молчун, Пулька и собственно сам Незнайка). Если верить тексту книжки, «каждый коротышка был ростом с небольшой огурец». Предположим, что и весит один коротышка столько же, сколько небольшой огурец – то есть около 120 граммов.
16 умножаем на 120 – получаем 1920 граммов, если добавить Пулькину собачку Бульку – как раз получится ровно 2 кило.
Чтобы поднять 2 килограмма, нам понадобился бы гелиевый шарик объёмом 2 кубических метра – то есть диаметром 1 метр 60 сантиметров. Похоже ли это по размерам на «ореховый куст посреди двора» (именно такого размера получился шар у Знайки, если верить книге)? Вполне. Но не торопитесь!
Дело в том, что Знайка наполнял свой шар не гелием, а тёплым воздухом! Чему же равна подъёмная сила тёплого воздуха? Она примерно в 5 раз ниже, чем у гелия – 1 кубометр тёплого воздуха способен поднять примерно 200 граммов. А значит, для полёта 16 коротышек нам понадобится шар объемом не 2, а целых 10 кубометров! И диаметр у такого шара будет уже 2 метра 70 сантиметров – гораздо больше! Так что с размерами шара художники-иллюстраторы немножко ошиблись...
Впрочем, не будем судить их строго – ведь при соблюдении «научных» размеров шар просто не уместился бы на картинке, верно? Ну, или коротышки получились бы совсем-совсем крохотными...
Контрольный вопрос: а сможет ли один воздушный шарик поднять в воздух Винни-Пуха (ну, то есть плюшевого мишку)? А сколько воздушных шариков (обычных, с гелием) нам понадобится для того, чтобы игрушечный медведь действительно полетел?
Далее:
Может ли автомобиль работать на газировке? (Оказывается, может)
Зачем нужна информатика, и в чём была ошибка капитана Гранта?
Это журнал "Лучик" – познавательный семейный журнал для детей и родителей. Он рассказывает школьникам, что такое квантовая физика, как измеряют расстояния до звёзд, как пользоваться "бритвой Оккама", почему в музыке семь нот и для чего человеку совесть.
