Физика. Самые распространенные заблуждения людей
Если сбросить монетку с небоскреба, она может убить человека
Все знают, что ходить по стройке без каски опасно – что-нибудь даже не очень тяжелое может упасть сверху и пробить голову. Пока маленький болт или гайка будут лететь, скажем, с 15-го этажа, они разгонятся до такой скорости, что начнут представлять реальную опасность. Бытует мнение, что то же самое относится и к совсем легким предметам – например, монетам, если сбросить их с достаточной высоты, скажем, с Останкинской башни.
В действительности же, кидать монеты с небоскребов можно, не опасаясь за жизнь других людей. Из-за сопротивления воздуха монета сможет разогнаться только до некоторого порогового значения (например, парашютисты, которые, конечно, побольше монеток, при устойчивом плоском свободном падении разгоняются от силы до 40 метров в секунду, а при неустойчивом, то есть кувыркаясь, до 50 метров в секунду). И это еще без учета порывов ветра, которые для маленькой монетки очень существенны. Второе, что необходимо помнить – из-за формы при оценке опасности от монетки нужно учитывать только ее кинетическую энергию. Она рассчитывается по известной формуле E=m*v2/2, где m – это масса предмета, а v – его скорость.
Когда на улице штиль, монетка, сброшенная со смотровой площадки Останкинской телебашни, в лучшем случае, наберет скорость в 70 километров в час (около 19 метров в секунду). Для монеты в 50 копеек это соответствует энергии 26,6 Джоуля. Для сравнения, пистолетная пуля калибра 9 миллиметров на вылете имеет энергию около 350 Джоулей.
Молния никогда не ударяет в одно место дважды
Это убеждение наверняка стоило жизни не одному человеку. Молнии не только несколько раз ударяют в одно и то же место: некоторые предметы являются прямо-таки любимыми мишенями молний. Особенно это относится к высоким металлическим объектам, которые «притягивают» грозовые разряды – собственно, именно на этом факте основано действие громоотводов, которые по логике должны называться молниеотводами. В шпиль той же Останкинской башни каждый год ударяет от 40 до 50 молний.
Даже в отсутствие «ловушек» для молний их однократное попадание, скажем, в дерево не превращает его в гарант безопасности. Если над конкретным районом идет гроза, то все места этого района могут быть «атакованы» с равной вероятностью. Удар молнии в то или иное место никак на вероятности не отражается, хотя такой вывод и кажется интуитивно неправильным: это заблуждение даже имеет специальное название «ошибка игрока».
В разных полушариях воронка воды (например, в раковине) закручивается в разные стороны
Теоретически, провести эксперимент, доказывающий, что сила Кориолиса действительно влияет на движение любых жидкостей на Земле, возможно. Для этого необходимо наполнить водой достаточно вместительную круглую емкость, точно в середине которой есть крошечное отверстие, затыкаемое пробкой, причем обязательно снизу (чтобы манипуляции с пробкой не приводили к возмущения жидкости). Через неделю, когда в воде утихнут даже самые небольшие колебания, нужно аккуратно вынуть пробку и подождать несколько часов, пока слабенькая сила Кориолиса проявит себя. Такой эксперимент был проведен, и его результаты совпали с ожидаемыми: вода в емкости закручивалась в ту же сторону, что и циклоны в конкретном полушарии.
«Обязательно посмотри, когда будешь умываться, в какую сторону закручивается вода», – эту фразу наверняка слышал от своих знакомых каждый, кто ездил в отпуск в Австралию, Новую Зеландию или Южную Африку. Уверенность, что в разных полушариях любые потоки жидкостей циркулируют в противоположных направлениях, засела в головах огромного количества людей еще со школы – увы, нередко пример с раковиной упоминают учителя, рассказывающие про вращение Земли и силу Кориолиса.
Сила инерции, названная по имени описавшего ее французского ученого Гюстава Гаспара Кориолиса, действительно связана с вращением нашей планеты и влияет на перемещение крупных масс воздуха и воды: потоки в штормах и циклонах южного полушария закручиваются по часовой стрелке, а в северном – против. Однако по сравнению с вращательными процессами, которые мы наблюдаем в обычной жизни (та самая водяная воронка в раковине) Земля оборачивается вокруг своей оси очень медленно, и по порядку величины сила Кориолиса намного меньше, чем любая из сил, управляющих процессами вращения предметов вокруг нас. Поэтому в обычных условиях заметить влияние силы Кориолиса на поведение воды в раковине невозможно, а направление, в котором жидкость засасывается в слив, зависит, прежде всего, от того, как наполнялась раковина, и от ее формы.