Читать книгу "Озадачник. 133 вопроса на знание логики, математики и физики - Николай Полуэктов"

1. Их выталкивает сила Архимеда.

2. Камни выходят на поверхность из-за промерзания грунта при минусовых температурах.

3. Их разбрасывают по полям диверсанты-вредители.

Правильный ответ: 2

Земля промерзает неравномерно: у камней теплопроводность (хотя в данном случае уместнее сказать «хладопроводность») выше, чем у почвы. Как следствие, лед возникает прежде всего под камнем и за счет расширения (при переходе из жидкой фазы в твердую вода расширяется) выталкивает камень вверх. Вот и весь секрет роста.

92. Синий камень

В Переславле-Залесском с незапамятных времен был Синий камень, которому поклонялись меряне и другие язычники. Монахи находящегося неподалеку Борисоглебского монастыря мечтали избавиться от соседства с камнем и зимой 1788 г. повезли его на санях по Плещееву озеру, но лед под тяжестью треснул, и камень ушел под воду на глубину около 1,5 м. А через 70 лет взял и вышел обратно на берег. Как ему это удалось?

Варианты ответов

1. Его вынесли льды.

2. Его вынесли произраставшие под ним водоросли.

3. Сам выбрался, камень-то волшебный!

Правильный ответ: 1

Вода в водоеме, как известно, промерзает сверху. Таким образом, поверхностный лед имеет возможность захватить камень. По весне лед трескается, и льдина с вросшим в нее камнем может дрейфовать – в том направлении, куда в среднем дует ветер. В Переславле преимущественное направление ветра – от озера к монастырю, туда-то и вынесло Синий камень.

93. Масло для Нептуна

[9]

В старину в бурю моряки выливали в воду масло или жидкий жир (например, китовый). Для чего они это делали?

Варианты ответов

1. Масло на поверхности воды мешает возбуждаться волнам.

2. Глупое суеверие, моряки просто приносили жертву Нептуну.

3. Питательная пища привлекает в большом числе рыб, которые беспорядочными телодвижениями разбивают волны.

Правильный ответ: 1

Волны в воде хорошо поднимаются, если там уже есть волны: ветер раздувает рябь, и волны растут и растут. А если ряби не будет, то расти им будет особо и не из чего. Масляная пленка как раз и подавляет появление ряби, в этом и эффект: волны на жировой пленке получаются ниже и слабее.

94. Ходить по воде

[10]

Можно ли ходить по воде и что для этого нужно сделать?

Варианты ответов

1. Да ну, это все библейские сказки.

2. Да, если перебирать ногами быстро и энергично.

3. В специальной обуви из материала малой плотности (скажем, пенопласта).

Правильный ответ: 2

Человек будет держаться на поверхности, если сила отталкивания сравняется с его весом. Эта сила равна F = kρv²S (примем без вывода; здесь ρ = 1000 кг/м³ – плотность воды, v – скорость удара стопы, S = 2 дм² – площадь стопы, k ∼ 0,2 – безразмерный коэффициент сопротивления). Приравнивая ее к весу человека массой m = 60 кг, получаем v² ≥ mg/(kρS) = 150 м²/с², v ≥ 44 км/ч. Это к вопросу об «энергично», а откуда же берется условие «быстро»? Все просто: за время t наш спринтер уходит под воду на расстояние ∼vt, и пусть это будет не больше чем «по колено» (примерно полметра). Отсюда получаем, что перебирать ногами он должен со скоростью не менее 25 шагов в секунду.

95. Солнце – человек – радуга

Когда человек видит радугу, где по отношению к нему находится солнце?

Варианты ответов

1. У него над головой.

2. У него за спиной.

3. В центре окружности, образующей радугу.

Правильный ответ: 2

Радуга возникает вследствие двойного внутреннего отражения солнечного света в капле: луч заходит внутрь капли, отражается от внутренней стенки раз, потом другой и выходит наружу в направлении «назад», под углом примерно 40° к первоначальному. Соответственно, радугу можно видеть, только стоя между дождем (туманом, фонтаном и т. п.) и источником света, – значит, солнце всегда будет за спиной.

96. Черные дыры в миниатюре

[11]

Каков минимальный размер черной дыры?

Варианты ответов

1. Это размер атома, у которого радиус ядра задевает орбиты внутренних электронных оболочек.

2. Это ядро дейтерия[12] и, соответственно, его размер.

3. Какой может быть самая маленькая клякса? Вот так и с черной дырой: может быть сколь угодно мала.

Правильный ответ: 1

Вопрос, что считать черной дырой. Можно определить и так: это вещество с плотностью черной дыры (очень большой!). Самая большая плотность вещества, известная нам, – нуклонная плотность, та, что в ядре атома (и, по-видимому, у черных дыр такая же). Значит, если сжать атом до размеров ядра, он и будет черной дырой! Чем больше заряд ядра, тем, с одной стороны, крупнее само ядро и тем, с другой стороны, ближе к ядру располагаются электроны – по оценкам, при заряде ядра Z ∼ 100 нижние электронные оболочки как раз начнут втягиваться в ядро. (Z = 100 – не так уж и много, к примеру, у урана заряд ядра Z = 92.)