Юный техник, 2011 № 07 - Журнал «Юный техник»

Пятиместный седан класса F Audi А8 W12 quattro впервые был представлен публике в 2010 году на Пекинском автосалоне. Класс F, поясним, присваивается очень дорогим представительским автомобилям, которые обычно приобретают не частные лица, а фирмы. Кузова у таких машин только седаны. Уровень комфорта и вместимость — по высшему классу. Достаточно высоко котируются лишь пять моделей: Audi А8, BMW серии 7, Mercedes-Benz S-класса, Jaguar XJ8 и Lexus LS400/LS430.

Автомобиль оснащен всеми мыслимыми системами управления. Круиз-контроль машины работает на любой скорости до 250 км/ч. Есть система, которая помогает водителю перестроиться в другой ряд, система, которая обнаруживает любые отклонения от выбранной полосы, и даже система ночного видения. Она прощупывает дорогу в темное время суток и, если обнаруживает тепловое излучение, вырисовывает на дисплее образ человека или животного.

Технические характеристики Audi А8 L6 W12:

Кузов… седан

Количество дверей/мест… 4/5

Длина автомобиля… 5,267 м

Ширина… 1,949 м

Высота… 1,471 м

Снаряженная масса… 2 055 кг

Время разгона до 100 км/ч… 4,7 с

Максимальная скорость… 250 км/ч

Объем двигателя… 6301 см3

Мощность… 500 л.с.

Коробка передач… автомат, 8 ступеней

Привод… полный

Расход топлива в городе… 18,2 л

Расход топлива на трассе… 9,0 л

Емкость бака… 90 л

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ

Простые чудеса

УПРЯМАЯ ЛИНЕЙКА

Вам понадобится длинная линейка.

Согните руки в локтях. Пусть помощник положит линейку на ребро ваших ладоней. Сдвиньте левую руку ближе к центру линейки. Правая рука должна быть неподвижной. Продолжайте постепенно подвигать левую руку, пока обе руки не встретятся. Что при этом произойдет?

Продолжим эксперимент.

Проведите опыт с другими длинными и тонкими предметами, например, с деревянным колышком, трубкой, вязальной спицей. Есть ли отличия от опытов с этими предметами и линейкой?

Объяснение сути дела таково. Линейка начнет двигаться вместе с левой рукой и в том же направлении — то есть вправо. Наступит момент, когда сила, приложенная двигающей рукой, станет больше, чем сила трения линейки, которая удерживает ее на правой руке. И тогда линейка неизбежно начнет скользить по руке.

ЛЕНТА МЁБИУСА

Вам понадобятся: писчая бумага, ножницы, скотч.

Вырежьте из листа бумаги полоску шириной 2 сантиметра. Напишите на обеих сторонах полоски какое-нибудь слово. Перекрутите один край полоски на 180 градусов и склейте оба ее конца.

Поместите получившуюся кольцевую ленту между указательным и большим пальцами одной руки и осторожно потяните ленту другой рукой. Сможете ли вы прочесть текст?

Продолжим эксперимент.

Нарисуйте вдоль полоски линию, прежде чем ее склеить. Склейте полоску точно так же, как в первый раз. Теперь разрежьте ее по нарисованным линиям. Что получилось?

Объяснение сути происходящего таково.

Перекрученное кольцо называется лентой Мёбиуса. Ее придумали немецкие математики А.Ф. Мёбиус и И.Б. Листинг в 1858 году. Лента знаменита тем, что ее поверхность имеет только один край и одну сторону. Это не связано с положением ленты в пространстве. Если же разрезать ленту вдоль по линии, то получатся два сцепленных друг с другом кольца.

ПРОКОЛ БЕЗ УТЕЧКИ

Вам понадобятся: пластиковая бутылка объемом 1,5 литра с крышкой, гвоздь, вода.

Наполните бутылку водой наполовину и закрутите крышку. В нижней части бутылки сделайте гвоздем отверстие. Вытекает ли из него вода? Открутите крышку. Что произошло?

Продолжим эксперимент.

Сделайте в пробке дырочку иглой и заткните отверстие пальцем. Уберите палец. Потекла ли вода из отверстия, сделанного в бутылке гвоздем?

Проколите в бутылке несколько отверстий. Выльется ли при этом из бутылки больше воды и будет ли она течь быстрее?

Объяснение эксперимента таково.

Если пробка хорошо закручена, то, когда вы сделаете отверстие диаметром 3–4 мм, из него выльется немного воды, затем она перестанет течь, поскольку в закрытую бутылку дополнительный воздух попасть не может, и образуется пониженное давление. Течь прекратится. Если проделать в крышке дырочку или просто открутить крышку, воде уже ничто не помешает вытекать.

ЭФФЕКТ ШТАКЕТНИКА

Вам понадобятся: сетка от комаров с мелкими ячейками, газета.

Положите сетку на газету. Сможете ли вы прочитать текст?

Подвигайте сетку в разные стороны. А теперь текст виден лучше?

При быстрых движениях сетки глаз не успевает воспринять каждый отдельный ее фрагмент, а запоминает ее в целом. Тот же феномен возникает, когда едешь на велосипеде вдоль штакетника с широкими планками и узкими щелями. На скорости можно разглядеть, что делается во дворе.

Для опыта сетку лучше всего взять темного цвета. Если она грубая или сделана из ткани, сложите ее в два слоя. Мелкую или металлическую сетку нужно держать в нескольких сантиметрах от газеты.

ПРЕГРАДА НЕ ПОМЕХА

Вам понадобятся: свеча, кусочек картона, стеклянная бутылка, спички, стол.

Зажгите свечу и поставьте ее на стол. Возьмите в руки кусочек картона и держите его в 5 сантиметрах от свечи, загораживая ее. Подуйте на свечу из-за картона.

Теперь замените картон бутылкой, расположив ее на расстоянии 20 сантиметров от свечи. Продолжайте эксперимент, увеличивая и уменьшая расстояние между картоном и свечой, между бутылкой и свечой. Что при этом происходит?

Суть дела такова.

Кусок картона — преграда, которую потоку воздуха трудно миновать. Картон перераспределит потоки воздуха в разные стороны, поэтому свеча не погаснет. А вот обогнуть обтекаемую бутылку воздух может с легкостью. Округлая форма бутылки позволяет воздушному потоку огибать ее и направляться к свече. Она погаснет.

Округлые предметы меньше сопротивляются потоку воздуха. Именно потому ракеты и самолеты всегда имеют обтекаемую форму.

ПОЛИГОН

Живущие на волчке

Всем известно, что наша планета, словно огромный волчок или юла, вращается вокруг своей оси, обеспечивая нам суточную смену дня и ночи. Но при этом, как говорят ученые, ось Земли еще и колеблется, качается из стороны в сторону. Как это происходит и к чему приводит, мы с вами и постараемся наглядно представить при помощи несложного оборудования и серии опытов.

Если у вас есть покупная юла, проведите опыты с ней. Если нет, простейший волчок можно сделать за несколько минут своими руками. Начертите циркулем и вырежьте ножницами из картона толщиной 2–3 мм кружок диаметром 5–6 см, проделайте шилом в центре его отверстие. Вставьте в него круглую палочку или даже спичку с обломленной головкой и заостренным концом.

Ваш волчок готов.

Запустите его, и вы увидите, что волчок при вращении покачивается. При этом верхний конец его оси описывает в пространстве конус. Это движение оси вокруг вертикали, проходящей через точку опоры волчка, называется прецессией.

Примерно так же и земная ось — вернее, та воображаемая линия, вокруг которой вращается наша планета, — тоже описывает прецессию. Причем верхняя «половина» земной оси описывает конус, вершина которого в центре Земли. И нижняя половина земной оси делает то же самое. Таким образом, по сути дела, земная ось описывает два конуса, обращенных вершинами друг к другу.

Заметьте: ось волчка, запущенного на столе, описывает конус прецессии из-за того, что земное притяжение стремится опрокинуть волчок, что и происходит, как только он прекратит свое вращение. А что вызывает прецессию земной оси? Ведь Земля летит свободно в мировом пространстве. Солнце крепко держит ее на орбите силой притяжения.

Если раскрутить на веревке помещенный в сетку мячик, он сам по себе крутиться вокруг собственной оси не будет. И прецессии никакой мы у него не заметим. Так в чем же причина образования прецессии у Земли? Эту загадку разгадал знаменитый английский физик Исаак Ньютон.

Для того чтобы познакомиться с этой причиной, известный популяризатор науки Флорентий Владимирович Рабиза еще тридцать с лишним лет тому назад советовал сделать следующее.