GetAClass - физика и здравый смысл
8.59K subscribers
464 photos
65 videos
2 files
987 links
Telegram канал проекта GetAClass (https://getaclass.ru): содержательно и увлекательно вокруг физики, математики, инженерии, образования и здравого смысла
Download Telegram
#закадром

Ура! Мы выпустили задачник В.И. Шелеста!


Идея книги пришла 10 лет назад, и сейчас она, наконец, доступна для бесплатного скачивания на сайте GetAClass. 278 страниц, 38 физических задач – Владимир Иванович Шелест лично отобрал каждую задачу, опираясь на многолетнюю педагогическую практику и собственную систему преподавания.

Почему одни задачи забываются сразу после контрольной, а другие помнятся десятилетиями?

Дело в том, что существуют разные задачи. Одни нужны, чтобы проверить, усвоил ли ученик формулу или алгоритм решения. Это важная часть обучения. Но есть и другие задачи – те, которые учат думать. Не подставлять числа в формулу, а задавать вопросы, искать модель, делать оценки, проверять предположения. Разбираться, что на самом деле происходит с физической точки зрения.

Именно такие задачи собирал и использовал на своих занятиях Владимир Иванович Шелест – учитель физики, один из тех людей, благодаря которым сформировалась сильная традиция физико-математического образования в новосибирском Академгородке.

На днях у себя на сайте мы опубликовали сборник Владимира Ивановича «Избранные задачи по физике». Книга бесплатная, скачать ее может любой желающий.

В него вошли всего 38 задач. Но каждая из них — не столько про ответ, сколько про способ рассуждения. Например:
• Что такое время?
• Какая плотность у человека?
• Сколько секунд в году?
• С какой точностью выполняются законы физики?

На первый взгляд вопросы выглядят простыми. Но если попробовать ответить на них всерьёз, оказывается, что знания школьного курса – только начало разговора. В лучших традициях советской физико-математической школы такие задачи становятся инструментом обучения сами по себе. Решая их, человек осваивает анализ размерностей, оценки, построение моделей, предельные переходы и другие методы физического мышления – причём не потому, что ему рассказали теорию, а потому что без этих инструментов задачу просто не решить.

Именно поэтому хорошие задачи способны менять отношение к предмету. Они показывают, что физика это не скучный набор формул для экзамена. Это способ смотреть на мир и задавать правильные вопросы. Именно такой физике и учил Владимир Иванович – и мы рады, что смогли сохранить его взгляд на обучение в виде книги.

Скачивайте задачник – это бесплатно. Если вы увлекаетесь физикой, гарантируем вам удовольствие от решения задач, собранных Владимиром Ивановичем Шелестом!

[Поддержите нас]
👍52❤34❤‍🔥17🔥125👏3
#олимпиадаНГУ
#физика

Сегодня мы вновь обращаемся к задачам-демонстрациям замечательной олимпиады «Твой путь в настоящую науку», которую проводит физический факультет Новосибирского государственного университета. И вот какую задачу участники олимпиады решали в 2012 году.

Из трёх одинаковых планок собрана конструкция в виде буквы «П», и к средней планке по центру приклеена зубочистка. Затянем два винта, соединяющие планки, и поставим зубочистку на горизонтальную опору — жёсткая конструкция покачивается, но пребывает в устойчивом равновесии. Ослабим винты, превратив их в шарниры, и теперь поставить конструкцию никак не удаётся — она каждый раз заваливается в сторону.

В задаче надо дать качественное объяснение наблюдаемому явлению, и вы легко это сделаете в случае жёсткого соединения планок, посмотрев наш ролик «Центр тяжести».
 
Для шарнирного соединения смещение центра тяжести не так очевидно, но и здесь можно обойтись без математических формул.

Смотрите наш новый ролик «Упадёт или нет?», тренируйтесь в качественном объяснении необычных физических явлений и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Упадёт или нет?» на удобной для вас платформе.

[Поддержите нас]
👍21❤13🔥97❤‍🔥2
#физика
 
Что будет, если запустить шарик для настольного тенниса внутрь трубы с вихревым потоком воздуха?
 
Казалось бы, воздуходувка должна просто выдуть его обратно. Но нет! Шарик не вылетает, а остаётся внутри, раскручиваясь до бешеных оборотов и катаясь по стенке трубы словно заведённый.
 
Как это работает? Встречаются три физических эффекта:
- Вихревой поток воздуха создаёт хитрую аэродинамику;
- Эффект Бернулли объясняет, почему шарик не вылетает;
- А гироскопический эффект не даёт ему сойти с орбиты.
 
Смотрите на нашей платформе Boosty новый ролик «Вихревая ловушка» — физика, от которой захватывает дух (и шарик)!

[Поддержите нас]
20👍11❤‍🔥5❤3🔥3
#physics
#физика

Все ферромагнетики состоят из микроскопических доменов с однородной намагниченностью, которые в отсутствие внешнего магнитного поля ориентированы случайным образом, поэтому полная намагниченность образца равна нулю. Приблизим к нему постоянный магнит, и домены перемагничиваются преимущественно по направлению внешнего поля. Уберём магнит — и вот здесь проявляется разница между двумя видами ферромагнитных материалов: магнитно-мягкие полностью размагничиваются, а магнитно-твёрдые сохраняют остаточную намагниченность. Чтобы её убрать, приходится прикладывать магнитное поле противоположного направления. Величину этого поля по традиции называют коэрцитивной силой материала, хотя это, конечно, не сила.

Теперь поместим стержень из магнитно-твёрдой стали внутрь катушки и будем пропускать через неё электрический ток, медленно меняющийся от +1,5 до –1,5 ампер, а затем в обратном направлении от –1,5 до +1,5 ампер. На графике намагниченности мы видим характерную петлю гистерезиса, по которой происходит перемагничивание стержня в одном и в другом направлении. Чем меньше площадь петли гистерезиса, тем меньше потери энергии на перемагничивание, именно поэтому сердечники трансформаторов изготавливают из магнитно-мягкой стали.

Смотрите наш англоязычный ролик Magnetic hysteresis, экспериментируйте и размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Магнитный гистерезис» на удобной для вас платформе.

[Поддержите нас]
👍31❤7🔥65❤‍🔥3
#физика

Недавно Игорь Белецкий показал на своём канале компактную воздуходувку, из которой быстро вылетают вложенные листочки бумаги, но шарик для пинг-понга захватывается и крутится с большой скоростью, даже если воздуходувку перевернуть. Мы пошли ещё дальше: взяли метровую прозрачную трубу и ввели в неё шланг пылесоса под углом к оси трубы, чтобы получить вихревое движение воздуха.

Положим трубу горизонтально, включим пылесос на выдув и забросим внутрь трубы шарик для пинг-понга. При малой скорости воздушного потока шарик просто выкатывается из трубы. Увеличим скорость, и кажется, что шарик должен вылететь ещё быстрее, но вместо этого он лежит на стенке и совершает медленные колебания! А когда пылесос включен на полную мощность, шарик снова изменяет своё движение — теперь он вращается по окружности, перпендикулярной оси трубы, делая 20 оборотов в секунду! Перевернём трубу, но шарик не выпадает из неё, продолжая вращаться с бешеной скоростью.

При таких оборотах центростремительное ускорение достигает 50g, центробежная сила оказывается во много раз больше силы тяжести, и под действием этой силы шарик прижимается к стенке и катается по ней без проскальзывания. Чтобы объяснить особенности движения шарика, нужно учесть и аэродинамические силы, возникающие при его обтекании, и действие силы трения, и гироскопический эффект, — задача, достойная исследования!

Смотрите наш новый ролик «Вихревая ловушка», экспериментируйте и размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Вихревая ловушка» на удобной для вас платформе.

[Поддержите нас]
👍1910🔥6❤3👏2❤‍🔥1
#физика

Что общего у детского волчка, космического корабля и гиропоезда? Ответ — гироскоп! Это удивительное устройство, которое сохраняет направление своей оси в пространстве, а при воздействии момента сил начинает прецессировать, описывая конус.

Новый ролик «Гироскоп и гироскопический эффект» уже доступен для просмотра на Boosty. Мы погрузимся в мир гироскопов, карданова подвеса, опыта Фуко и узнаем, как принципы прецессии применяются в гиропоездах и гирокарах.

Физика — это не скучно, это увлекательно и даже красиво!

[Поддержите нас]
👍368❤‍🔥5❤5🔥2
#закадром

Друзья, прошло почти две недели с момента, как мы анонсировали выпуск задачника Владимира Ивановича Шелеста. За это время мы получили уйму лайков, теплых комментариев и личных сообщений. А самое главное – у задачника уже почти 4500 скачиваний! Для нас это важный показатель: значит, 10 лет работы над книгой были не зря, и те, которые по-настоящему любят физику, оценили наши старания.

В конце июня мы опубликуем традиционный ежемесячный дайджест – надеемся, что к тому моменту задачник скачают еще больше людей. Благодарим каждого, кто поделился этой новостью у себя на странице или отправил ее другу!

Отдельное спасибо всем за донаты! Не устаем повторять: именно благодаря поддержке неравнодушных людей наш проект остается некоммерческим, а все материалы распространяются бесплатно.

P.S. Несколько человек спрашивали нас о печатной версии. А мы, в свою очередь, спрашиваем: хотели бы вы полистать свежеотпечатанный задачник В.И. Шелеста? А может, подарить коллеге или другу, интересующемуся физикой? Пишите в комментариях – если мы увидим настоящий интерес к этому проекту, то обязательно придумаем, как его реализовать.

[Поддержите нас]
2👍34❤22🔥95❤‍🔥1
#physics
#физика

На канале Игоря Белецкого мы увидели замечательный опыт: в его установке на оси электродвигателя закреплён диск, а по окружности диска на равных расстояниях установлены 8 неодимовых магнитов, полюса которых чередуются. Игорь накрывает быстро вращающийся диск крышкой, кладёт на неё стальной шарик от шарикоподшипника, и шарик удивительным образом вращается в сторону, противоположную направлению вращения диска! Если вращать диск медленно, шарик притягивается к одному из магнитов и движется вместе с ним по направлению вращения и, казалось бы, то же самое должно происходить и при быстром вращении, однако это не так!

Нас этот опыт очень заинтересовал, и мы воспроизвели установку с диском и магнитами, провели опыты с шариками различного диаметра и выяснили, что чем меньше шарик, тем легче он приходит во вращение, и тем больше его скорость, которая практически не зависит от оборотов электромотора. А ещё на скоростной съёмке хорошо видно, что шарик быстро вращается вокруг почти вертикальной оси и за счёт её наклона сравнительно медленно катится вокруг диска. Как же это можно объяснить?

В комментариях к ролику Игоря некоторые пытаются связать это явление с токами Фуко, однако за счёт них шарик должен увлекаться по направлению вращения диска, а не против него, и об этом у нас есть ролик «Электродвигатель с затенённым полюсом». И действительно, немагнитный латунный шарик ведёт себя именно так. Значит, дело тут всё-таки в силах магнитного притяжения. Другие связывают необычное движение стального шарика с действием силы трения и инерцией. Но каждый из магнитов увлекает шарик сначала в одну, а потом в другую сторону, и в такой симметричной ситуации он вообще должен оставаться на месте. Увы, подписчики нашего Телеграм-канала тоже не смогли приблизиться к разгадке этого явления.

И тем не менее, хотя ролик Игоря называется «Магнитная аномалия. Эксперимент, который никто не может объяснить», мы такое объяснение придумали! Когда магниты пролетают под шариком, они создают магнитное поле, которое быстро вращается в сторону, противоположную их движению, так что шарик находится в этом поле и должен постоянно перемагничиваться. И тут надо вспомнить, что сталь для шарикоподшипников — это магнитотвёрдый материал, поэтому за счёт гистерезиса шарик не успевает перемагнититься, и направление его намагниченности не совпадает с направлением магнитного поля. За счёт этого и возникает момент силы, который заставляет его вращаться. Угол между магнитным полем и намагниченностью, а значит и момент силы, связаны с характеристиками материала шарика и почти не зависят от скорости вращения поля, то есть оборотов электромотора.

Объяснение оказалось не таким уж сложным, и как только мы его получили, по поиску в интернете мы узнали, что уже давно выпускаются двигатели, работающие на этом принципе, которые так и называются — гистерезисные. А о других интересных опытах, которые мы проделали на этой установке, вы узнаете из нашего англоязычного ролика How does a hysteresis motor work? Смотрите и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Как работает гистерезисный двигатель?» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]
🔥26👍13❤87❤‍🔥4
#физика

Простая и прекрасная детская игрушка волчок быстро вращается, стоя на тонкой оси, и не падает! Все части волчка по инерции двигались бы прямолинейно и равномерно, но они связаны друг с другом и за счёт центростремительных сил участвуют в общем вращательном движении, которое тоже можно считать обладающим инерцией. Поэтому волчок и стремится сохранить направление своей оси. Если установить маховик в трёхосевой карданов подвес — три рамки, которые могут вращаться вокруг трёх взаимно перпендикулярных осей, — и раскрутить его до больших оборотов, маховик будет сохранять направление своей оси в пространстве. Такой свободный гироскоп является сердцем авиационного или корабельного гирокомпаса.

Установим ось волчка под углом к вертикали, и она медленно вращается, описывая конус. Такое движение называется прецессией. Волчок постепенно замедляется, его ось наклоняется всё больше и больше, и прецессия происходит всё быстрее и быстрее. Раскрутим гироскоп в двухосевом подвесе вокруг горизонтальной оси и повесим на её конец небольшой грузик, и гироскоп поворачивается, но не вокруг горизонтальной, а вокруг вертикальной оси. Повесим грузик на другой конец оси, и теперь гироскоп прецессирует в противоположном направлении. Почему же под действием опрокидывающего момента силы тяжести гироскоп поворачивается совсем не так, как в отсутствие вращения?

Здесь приходится обратиться к теории вращательного движения, которая неизменно вызывает трудности не только у школьников, но и у студентов. Мы постарались объяснить прецессию гироскопа как можно проще, рассматривая действие момента сил за один оборот, а стандартное объяснение, использующее понятие момента импульса, поставили вторым номером.

В 1852 году Леон Фуко использовал гироскоп в трёхосевом кардановом подвесе для экспериментального подтверждения суточного вращения Земли. Это было непросто: в его опытах гироскоп замедлял своё вращение всего за несколько минут, а за каждую минуту Земля поворачивается всего на четверть градуса. Кстати, именно Фуко придумал термин «гироскоп», и с тех пор мы этим словом пользуемся.

Наша планета — это тоже огромный волчок, летящий в космическом пространстве. Из-за своего суточного вращения Земля немного сплюснута у полюсов, а её ось наклонена к плоскости орбиты. В результате на Землю со стороны Луны и Солнца действует момент приливных сил, вызывающий прецессию её оси с периодом 26 000 лет.

Обо всём этом и многом другом мы рассказываем в нашем новом ролике «Гироскоп и гироскопический эффект». Смотрите, экспериментируйте и размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Гироскоп и гироскопический эффект» на удобной для вас платформе.

[Поддержите нас]
👍309❤‍🔥6❤4🔥3
#физика

Оказывается, чтобы добыть воду, не нужны сложные механизмы. Если на верхний конец трубы установить клапан, а нижний опустить в воду и начать двигать вверх-вниз — происходит настоящее чудо! Вода начинает подниматься сама собой.

Новый ролик «Насос из трубы» уже доступен для просмотра на Boosty. В этом видео мы покажем, как работает этот простейший насос, и объясним, какие физические принципы лежат в его основе. Смотрите и удивляйтесь!

[Поддержите нас]
1👍38🔥12❤‍🔥66❤1
#physics
#физика

Миражи кажутся загадочными и сложными явлениями, а между тем совсем не обязательно отправляться в далёкое путешествие, чтобы их наблюдать. Сделаем такой опыт: нальём в длинную прозрачную кювету пресную воду до половины высоты, а оставшийся объём заполним с помощью сифона крепким раствором поваренной соли. Более плотная солёная вода опускается на дно кюветы, и это хорошо заметно, потому что показатель преломления солёной воды больше, чем у пресной. Подождём несколько минут, и посветим лазерной указкой через торцевую стенку кюветы. И видно, как луч лазера искривляется и постепенно загибается вниз!

Плотность воды в кювете непрерывно увеличивается с глубиной, а вместе с плотностью растёт и показатель преломления. Мысленно разобьём воду на тонкие слои, и будем считать показатель преломления внутри слоя постоянным, а в каждом следующем слое чуть больше, чем в предыдущем. Угол преломления светового луча при переходе от слоя к слою становится всё меньше, и луч постепенно загибается вниз.

А теперь возьмём две одинаковые планки с горизонтальными цветными полосками на общем креплении. Одну планку погрузим в воду посередине кюветы, а другую оставим снаружи и посмотрим со стороны торцевой стенки. Кажется, что в воде планка сплющилась и приподнялась, — мы наблюдаем верхний мираж! Искривлённые световые лучи попадают на сетчатку глаза сверху вниз, и наш мозг считает, что предмет находится выше, чем на самом деле.

Нижний мираж можно наблюдать при обратном распределении плотности. Так бывает в жару, когда земля раскаляется, и температура воздуха и его плотность внизу больше, чем наверху. Теперь показатель преломления воздуха уменьшается сверху вниз, световые лучи загибаются вверх, а изображение опускается вниз. И измученному жарой путнику в пустыне кажется, что он видит долгожданное озеро, хотя это всего лишь отражение неба.

Смотрите наш англоязычный ролик Why We See Mirages: A Simple Explanation of a Complex Phenomenon, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Почему мы видим миражи: просто о сложном» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]
👍26❤55🔥4❤‍🔥2
#физика

Возьмите длинную прозрачную трубу, опустите её нижний конец в сосуд с водой, верхний конец прикройте ладонью и делайте резкие движения вверх-вниз. Ничего интересного не происходит? А вот в руках Игоря Белецкого труба превращается в насос, и вода поднимается по ней до самого верха.

Мы тоже научились проделывать этот фокус, а затем, как говорят юные физики, «избавились от человеческого фактора» — заменили руку клапаном, сделанным из резинового шарика. И вроде бы всё стало понятно, но вот вопрос: почему вода сначала поднимается по трубке с трудом, затем идёт вверх всё легче и легче, а под конец бьёт через клапан струёй?

Смотрите наш новый ролик «Насос из трубы», размышляйте и экспериментируйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Насос из трубы» на удобной для вас платформе.

[Поддержите нас]
👍27🔥97❤3❤‍🔥1
#закадром
#отчет

Самые свежие новости GetAClass – в нашем новом дайджесте.

Главное событие месяца

Мы рады, что в июне два очень важных для нас проекта получили грантовую поддержку: «Зачем школьнику турнир юных физиков» по развитию ТЮФ и «ПРО физику: в помощь учителю» по повышению квалификации учителей физики. Отдельно хочется отметить успех второго проекта – благодаря нему в наших методических мероприятиях примут участие не только учителя Бердска, но и Новосибирска, а также других городов Новосибирской области. Хотим от всей души поблагодарить учителей, которые приняли участие в нашем опросе – именно он лег в основу аналитического исследования для оформления заявки на грант. Спасибо! Эта помощь очень помогла укрепить нашу заявку и в итоге получить столь ценную финансовую поддержку.

Коротко об остальном

- Мы продолжаем развивать нашу образовательную платформу: уже загрузили больше 60 конспектов к видеоурокам, создали раздел с проектными работами и прорабатываем идею тематических курсов по школьной физике. О проектных работах и курсах скоро расскажем подробнее.

- Выпустили электронную версию книги «Избранные задачи В.И. Шелеста» – у неё уже под 5000 скачиваний! По секрету: уже работаем над выпуском новой книги, тоже очень интересной и полезной.

- Продолжаем вести рекламную кампанию ФФ НГУ и надеемся, что все, кто планировал поступить в НГУ, хорошо сдали ЕГЭ в этом году!

- Запустили блог на Хабре по «Программе поддержки стартапов». Пока планируем публиковать туда текстовые версии наших самых популярных роликов на YouTube. Первая статья вышла вчера. Пишите в комментариях, как вам такой формат и какие статьи вы бы хотели видеть на нашем Хабре.

- По традиции отмечаем самое популярное видео месяца – в июне им стал ролик Гироскоп и гироскопический эффект, набравший более 27 тыс. просмотров на YouTube за неделю с момента публикации.

Июнь в цифрах


Сняли:

- Пять новых роликов по физике:
Законы Рауля для растворов. Упадёт или нет?
Вихревая ловушка
Гироскоп и гироскопический эффект
Насос из трубы

- Четыре ролика на английском языке:
Bicycle Paradoxes
Magnetic hysteresis
How does a hysteresis motor work?
Why We See Mirages: A Simple Explanation of a Complex Phenomenon

Потратили:

- 580 720 рублей

Получили:

- 87 042 рубля донатами — это рекордный месяц вашей поддержки! Каждый рубль помогает делать проект лучше, интереснее и доступнее всем, кто любит физику. Шлем лучи благодарности! Если и вы хотите поддержать нас, жмите сюда.

- 100 000 рублей от нашего замечательного партнера Узловский молочный комбинат. Ценим эту поддержку и благодарим!

- 100 000 рублей от Физического факультета НГУ в рамках рекламной поддержки.

- Оставшуюся часть расходов взяли на себя основатели проекта и компания CityAir.

Спасибо!

P.S. Были в июне и другие активности, но о них расскажем позже, когда доведем их до ума. У всех каникулы, а мы продолжаем работать!

[Поддержите нас]
❤24👍17❤‍🔥8🔥63
#физика
#олимпиадаНГУ

Колыбель Ньютона с пружиной на среднем шаре — это не просто игрушка, а сложная динамическая система. Как при столкновениях выполняются законы сохранения импульса и энергии? Что влияет на время удара?

Эти вопросы были предложены участникам олимпиады «Твой путь в настоящую науку» физического факультета НГУ. Физика — это вызов! А вы сможете решить олимпиадную задачу?

Прямо сейчас смотрите на нашей платформе Boosty новый выпуск «Три шара и время удара», мы разбираем решение шаг за шагом.

[Поддержите нас]
🔥289❤8👍6❤‍🔥2
#закадром
#интервью
#олимпиадаНГУ

Буквально вчера мы писали про очередное видео с разбором задачи-демонстрации с олимпиады «Твой путь в настоящую науку», а уже сегодня опубликовали большое интервью с Артуром Григорьевичем Погосовым — именно он руководит командой авторов, которые составляют и снимают эти чудесные задачи.

Подробнее про задачи-демонстрации, о том, как они помогают проверять способность к физическому мышлению, и о многом другом – в интервью с Артуром Григорьевичем, читайте его в нашем блоге на Дзене.

[Поддержите нас]
❤17👍127❤‍🔥3🔥3
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
#закадром
#трубицын

На днях подумал, что поехал кукухой!

Каждый раз, когда клал телефон на стол, через некоторое время находил его лежащим на полу. Стол самый обычный. На глаз и на ощупь - абсолютно ровный.

Стал разбираться, оказалось, что дело не в кукухе, а в том, что почти из любой точки телефон очень медленно едет к краю стола.

Невооруженным глазом этого движения не видно, но на time lapse, снятого с рук, видно хорошо. Скорость движения - порядка сантиметра за несколько минут.

Понятно, что какой-то наклон стола есть (совсем небольшой - меньше одного градуса), понятно, что коэффициент трения между скатертью и защитным стеклом очень маленький. Но модель этого движения / этой силы трения - не очень понятна. Было бы обычное трение скольжения - ехал бы с ускорением, а он едет равномерно ))
👍32🔥16😁15🤔5❤3❤‍🔥1
#physics
#физика

Наш сегодняшний англоязычный ролик посвящён физике забавного устройства — вихревой копилки, которая состоит из двух соединённых вместе одинаковых воронок и своей формой напоминает песочные часы. Запустим в копилку монетку со специальной горки с жёлобом, и монетка вместо того, чтобы сразу упасть вниз, катится по стенке воронки, совершает больше десятка оборотов и при этом медленно спускается вниз и приятно жужжит. Но почему же монетка не падает и вращается так долго? И зачем нужна горка для её запуска?

Чтобы выяснить это, мы заменили горку на длинную прозрачную пластиковую трубку и перешли к запуску стальных шаров. Если шар катится со слишком большой высоты, шарик разгоняется до большой скорости, делает половину оборота и вылетает из копилки, а при пуске с малой высоты шарик быстро спускается по воронке вниз и вращается только в её узкой части. Так что должна быть оптимальная скорость запуска, и для монет она достигается с помощью горки со специально подобранной высотой.

В простейшей модели шарик можно считать материальной точкой, которая при отсутствии потерь энергии может вращаться по круговой орбите, не меняя своей высоты. На шарик действует сила реакции опоры, которая направлена перпендикулярно к наклонной поверхности воронки, так что вертикальная компонента силы реакции в точности компенсирует силу тяжести, а горизонтальная обеспечивать центростремительное ускорение.

Отсюда получаем значение скорости вращения для данного радиуса и соответствующего угла наклона воронки. Этот угол зависит от радиуса воронки, и нам пришлось оцифровать её профиль. Оказалось, что воронка с увеличением высоты расширяется по экспоненте, как хороший акустический рупор! Для такого профиля скорость шарика на любой круговой орбите не зависит от радиуса, и для нашей вихревой копилки составляет 93 см/с.

Мы сняли движение шарика сверху и трассировали его. А что при этом получилось, почему момент импульса шарика не сохраняется и как с помощью копилки можно моделировать движение планет вокруг Солнца, вы узнаете из нашего ролика Vortex piggy bank! Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Вихревая копилка» на удобной для вас платформе.

[Поддержите нас]
14👍12❤7❤‍🔥3🔥2
#физика
#олимпиадаНГУ

Сегодня мы разберём ещё одну задачу-демонстрацию замечательной олимпиады «Твой путь в настоящую науку», которую проводит физический факультет Новосибирского государственного университета. Эту задачу участники олимпиады решали в 2013 году.

Три одинаковых маятника, грузами которых являются стальные шарики, подвешены так, что их нити вертикальны, а шары касаются друг друга. Отведём правый шарик вправо и отпустим, и после удара он останавливается, средний шар остаётся на месте, а левый отклоняется влево. При последующих ударах средний шар всегда остаётся на месте, а крайние поочерёдно отклоняются — это типичное поведение колыбели Ньютона. Изменим конструкцию и установим лёгкую пружину между левым и средним шарами, прикрепив её к среднему шарику. Отведём в сторону правый шар, и после удара система ведёт себя так же, как и без пружины — правый шарик останавливается, средний шар остаётся на месте, а левый шарик отклоняется влево. А теперь отведём в сторону левый шар, и поведение системы резко меняется: после удара левый шар отклоняется влево, а средний и правый шарики вместе уходят вправо.

В задаче надо дать качественное объяснение наблюдаемому явлению, и здесь приходится рассмотреть все три случая соударения шаров. Из законов сохранения импульса и энергии следует, что при соударении двух одинаковых шаров налетающий шарик передаёт свою скорость неподвижному. А впервые это явление объяснил на основе принципа относительности Галилея замечательный голландский учёный Христиан Гюйгенс, и об этом мы рассказываем в ролике «Христиан Гюйгенс и теория удара». В обычной колыбели Ньютона шары передают свою скорость по цепочке, поэтому отклоняются только крайние шары.

Но почему же добавление пружины меняет поведение системы? Мы выяснили, что при наличии пружины время соударения шаров в наших опытах увеличивается в 150 раз, а к чему это приводит, вы узнаете из нового ролика «Три шара и время удара». Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Три шара и время удара» на удобной для вас платформе.

[Поддержите нас]
👍1910❤‍🔥9🔥5❤3
#закадром

Друзья, мы все время развиваем нашу видеоэнциклопедию «Физика в опытах и экспериментах». В ней уже собрано много видеоуроков, конспектов к ним и куча других полезных обучающих и методических материалов. И сейчас у нас появилась идея – добавить в видеоэнциклопедию раздел «Курсы».

Идея такая: создать набор интерактивных курсов-тренажеров по физике с игровой механикой и ИИ-помощником. Каждый курс будет соответствовать одной теме школьной программы по физике. В идеале состав курса видится таким:

- тестирование для определения начального уровня ученика;
- цикл видеоуроков по теме;
- задачи по теме;
- опорные конспекты пройденных уроков;
- ИИ-ассистент, который помогает ученику и проверяет его знания;
- система игровых наград за пройденные уроки и курсы;
- аналитика и статистика для родителей и учителей.

Сейчас, на уровне идеи хотелось бы узнать ваше мнение:

- На какие темы нужно сделать курсы в первую очередь?
- В каком виде вам было бы удобно пользоваться курсами?
- Как вам вообще идея курсов на нашей онлайн-платформе?

Интересно мнение и родителей, и учителей. Заранее благодарим всех за комментарии!

[Поддержите нас]
1❤‍🔥28👍2210👏5🔥3❤2🙏2🤯1