Физ-Мат студия пи + е

Из Австрии мы по семейным обстоятельствам вернулись не в Питер, а в провинциальный город Орёл. Мужу к этому времени, как он сам выразился, надоело работать "на дядю", и он стал фрилансером. За семь лет во фрилансе он решил множество наукоёмких вычислительных задач и приобрел высокий рейтинг на зарубежных платформах. Я же, чувствуя в себе педагогические наклонности, устроилась доцентом на кафедре общей физики в местном техническом институте (ой! простите, университете!). Преподавать мне нравилось,...

В далеком 2007 году я защитила в Санкт-Петербургском государственном университете диссертацию и получила степень кандидата физико-математических наук. Дай Бог здоровья моему научному руководителю! Благодаря его заботе и заграничным связям я сразу же получила постоянную позицию в Институте космических исследований в Граце в Австрии (нем. Institut für Weltraumforschung). Это был современный институт с дизайнерским корпусом: полупрозрачный лифт, комбинированные стекло-металлические стены, высотный макет космической станции, терраса на крыше, а вдали — кукурузные и тыквенные поля...

Наконец, мы долетели до дирижабля. Его название произошло от французского dirigeable —управляемый. Не случайно оно имеет общий корень со словом «дирижёр» (управляющий оркестром). По сути, дирижабль — это деформированный воздушный шар, снабженный двигателем и более сложной системой управления. Главная проблема воздушного шара — это зависимость от ветра. Чтобы изменить направление и скорость полёта, нужно найти высоту с более или менее подходящим ветром. Двигатель позволяет избавиться от этой зависимости и задать собственные курс и скорость...

Наконец, мы делаем третий — заключительный — шаг в знакомстве с аэростатами. Хотя нет, вру! Предстоит еще четвертый шаг: дирижабли, ведь они тоже относятся к аэростатам. Розьер (или комбинированный воздушный шар)— это «два в одном». Он имеет двухкамерную оболочку: одна камера заполняется газом, другая — горячим воздухом. Такое решение позволяет объединить достоинства тепловых и газовых аэростатов и минимизировать недостатки. Преимущество теплового аэростата в том, что можно регулировать пламя горелки, а вместе с ним плотность воздуха в оболочке (она зависит от температуры) и подъёмную силу...

Второй «шаг» пройдём рука об руку с шарльером (смотрите предыдущую заметку «Ведьма летает на метле, а я — на тепле!»). Оболочка газового воздушного шара замкнута и заполняется каким-либо газом, который легче воздуха. Это может быть водород, гелий, метан, аммиак, неон (последние три применяются редко). Оболочка имеет клапан для выпуска газа наружу — это необходимо для уменьшения подъёмной силы и снижения шара. Первый безэкипажный полёт такого аэростата был осуществлён в августе 1783 года над Марсовым полем в Париже...

В предыдущей заметке «Судьба воздушного шарика» мы говорили о детских шариках-игрушках. Настало время вспомнить о шарах-гигантах, то есть о воздухоплавательных аппаратах, которые по-научному называются аэростатами. Термин «аэростат» указывает на то, что объект поднимается в воздух за счёт аэростатической подъёмной силы (есть еще аэродина-мическая подъёмная сила, благодаря которой летают самолеты). Напомним, что аэростатическая подъёмная сила — это результирующая сил тяжести и Архимеда. К аэростатам относятся воздушные шары и дирижабли...

Кто из детей не любит разноцветные воздушные шарики? В моем советском детстве шарики надували воздухом при помощи нехитрого приспособления — собственного рта. Конечно, такие шарики не воспаряли ввысь, а грустно висели на ниточке, склонив «головушку» вниз. Тот, кто читал предыдущую заметку про плавание тел в воздухе, может спросить: как же так? Внутри шарика воздух, снаружи воздух — вроде бы плотности тела и среды одинаковы, а значит, тело (в нашем случае шарик) должно парить. Но ведь шарик — тело неоднородное. Кроме внутреннего воздушного объема, оно имеет оболочку. Таким образом, средняя плотность шарика больше, чем плотность воздуха, и шарик «тонет» в воздухе...

Все знают, что в воде плавать можно, даже те, кто плавать не умеет. Но что значит плавать? Давайте разберемся. На погруженное в воду тело действуют две силы: сила тяжести Fт и сила Архимеда Fа. Первая тянет тело на дно, вторая выталкивает из воды. От их соотношения зависит конечный результат. Если победит сила тяжести, тело утонет и заляжет на дно. Если «канат» перетянет на себя сила Архимеда, то тело всплывет и будет бесцельно (или с целью) болтаться на поверхности воды. Большинство считает, что такое состояние и есть плавание...