#physics
#физика

Сегодня мы представляем вашему вниманию, быть может, самый удивительный из всех существующих электродвигателей! Прежде всего, поражает исключительная простота его конструкции: два шарикоподшипника закреплены на общей оси, их внешние кольца неподвижно прикреплены к опорам и к этим же опорам подведено питание — и это всё, не считая маховика, который обеспечивает равномерность хода этой машины!

Подадим на мотор постоянное напряжение чуть больше одного вольта, и по цепи течёт ток около 30 ампер, ведь сопротивление такой цепи очень мало. Легонько подтолкнём маховик, и мотор начинает разгоняться, постепенно набирая обороты. Если на старте подтолкнуть маховик в другую сторону, мотор вращается и в эту сторону, разгоняясь до той же самой частоты 10 оборотов в секунду. Этот двигатель прекрасно работает и под водой при ещё бо́льших токах за счёт лучшего охлаждения подшипников, правда они при этом довольно быстро ржавеют.

И вот что ещё удивительно: этот электродвигатель описан ещё в 1961 году в заявке на изобретение, поданной новосибирцами Косыревым, Рабко и Вельманом, но с тех пор так и не появилось теории, которая бы удовлетворительно объясняла его работу! В статье советских электротехников Поливанова, Нетушила и Татариновой, опубликованной в журнале «Электричество» в 1973 году, была высказана искровая гипотеза, которая связывала появление вращающего момента с давлением плазменного разряда, возникающего позади шариков подшипника при их движении. Однако при умеренных токах мы не видели искрового разряда даже в полной темноте.

Второе, электромагнитное объяснение связывает появление вращающего момента с взаимодействием токов, протекающих через шарики, с наведёнными в них магнитными полями. Но увы, выводы этой теории прямо противоречат эксперименту. Третья гипотеза более правдоподобна и объясняет работу двигателя неравномерным тепловым расширением шариков. А все подробности вы узнаете из нашего англоязычного ролика «Ball bearing electric motor»! Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Электродвигатель на подшипниках» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]

#закадром
#тюф

Серию наших фильмов «Физические парадоксы» выложили на платформе Okko. В подборку вошло 20 разборов противоречивых явлений, большинство из готовых в разные годы были задачами Турниров юных физиков. Если вы пользуетесь сервисом Okko, добавляйте эти ролики в избранное. В ближайшее время на Okko также появятся наши подборки на другие темы.

Новые ролики на Okko мы выкладываем в 4к. Так что даже если вы их уже видели, надеемся, что это позволит вам по-новому взглянуть на любимые сюжеты. Приятного просмотра!

[Поддержите нас]

Сборник задач Шелеста

Дорогие друзья! Мы к вам с просьбой.

Близится к завершению проект по выпуску сборника с задачами-оценками по физике авторства Владимира Ивановича Шелеста.

Среди выпускников Шелеста известные ученые и просто умеющие думать люди, не связавшие свое будущее с физикой. Чуть лучше узнать Владимира Ивановича можно из интервью, которое он дал в 2013 году своей ученице — Иве Аврориной.

На данный момент мы выполнили большую часть интелектуальной и организационной работы. Осталось доделать иллюстрации к задачам, сделать допечатную подготовку в издательстве и собственно напечатать.

Тираж первого издания будет 100 экземпляров. Мы планируем подарить задачники ребятам из команд ТЮФ и преподавателям физики, некоторое число экземпляров будет передано в библиотеки, в том числе районные.

Для выпуска тиража в этом году нам необходимо собрать 199 200 рублей.

Мы верим в силу сообщества любителей физики и здравого смысла! Будем очень признательны вам за ваше соучастие в хорошем деле!

[Помочь издать задачник Шелеста]

#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 новый ролик «Почему мы видим миражи: просто о сложном», размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

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

[Поддержите нас]

#закадром

Пролетарии Любители физики всех стран Telegram, соединяйтесь!

Среди множества Telegram каналов, так или иначе связанных с физикой, есть и вполне себе качественные и интересные. Большая часть из них, скорее, развлекательная, но и среди таких есть аккуратные, не вводящие в заблуждение и расширяющие кругозор.

Полагаем, что целевые аудитории таких каналов частично пересекаются. Поэтому время от времени мы будем просить владельцев адекватных каналов говорить о нас, а сами будем в ответ подсвечивать и их.

Вот, например, есть канал «Физика в картинках» — глупостей и нелепостей там нет и читать их посты интересно. Кстати, ответ на вопрос одного из их постов «Почему снег в тени кажется синим?» — мы разбирали в одном из наших старых роликов.

#физика

Принцип работы асинхронного двигателя прост: движущееся магнитное поле увлекает за собой проводящий ротор, взаимодействуя с наведёнными в нём токами Фуко. А движущееся (вращающееся) магнитное поле создаётся за счёт нескольких катушек, токи в которых сдвинуты по фазе.

На следующей неделе мы опубликуем ролик «Асинхронный двигатель: основы физики простыми словами». Если вы хотите увидеть этот выпуск уже сейчас, приглашаем на нашу платформу в Boosty.

[Поддержите нас]

#закадром

Друзья, мы за три дня собрали почти 75% от суммы, необходимой для издания первого тиража задачника Шелеста — это отличный результат, спасибо вам большое!

Осталось немного, давайте поднажмем? Если за сегодня и выходные закроем, то в понедельник сможем оплатить и успеть выпустить первый тираж в этому году!

Вот ссылка, по которой можно перечислить донат.

Спасибо!

#physics
#физика

Крабовидная туманность — один из интереснейших объектов, который находится не так уж далеко от Солнечной системы, конечно, по космическим меркам. Крабовидная туманность уже давно стала предметом внимания астрономов: в 1731 году её наблюдал Джон Бевис, а в 1758 году она была переоткрыта Шарлем Мессье, который сначала принял её за комету, но затем обнаружил, что она не движется на фоне звёзд. И Мессье начал составлять каталог туманностей, чтобы они не отвлекали внимание охотников за кометами, а Крабовидная туманность была внесена в этот каталог под номером 1. Название «Крабовидная» дал ей Уильям Парсонс в 1844 году: ему казалось, что он видит ответвления, похожие на клешни краба. Но уже через четыре года, наблюдая туманность с помощью гораздо лучшего телескопа, Парсонс понял, что никакого сходства с крабом нет, однако название уже прижилось.

А в 1921 году астрономы обнаружили, что размеры Крабовидной туманности постепенно увеличиваются со временем! Мы тоже взяли фотографии туманности, сделанные в 1950 и в 2000 годах, совместили их по неподвижным звёздам и выяснили, что за 50 лет расстояния между характерными элементами выросли примерно на 5%. Это означает, что туманность возникла совсем недавно, около тысячи лет назад. И действительно, в 1054 году китайские астрономы почти месяц наблюдали на утреннем небе в созвездии Тельца ярчайшую звезду, сравнимую по яркости с Венерой. И именно в созвездии Тельца находится Крабовидная туманность! Так появилось предположение, что Крабовидная туманность возникла в результате гигантского космического взрыва — вспышки сверхновой звезды.

А о том, как по спектру туманности удалось установить её размеры и расстояние до неё, и какой удивительный объект осталось на месте сверхновой после её взрыва, вы узнаете из нашего англоязычного ролика «Crab Nebula's space mysteries»! Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Космические загадки Крабовидной туманности» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]

#закадром

Физики редко занимаются физикой как наукой. Чаще они занимаются чем-то другим.

Вот, например, Александра Брызгалова занимается исследованием и проектированием организаций.

Почему это полезно? Потому, что в современном мире подавляющее большинство вызовов, стоящих перед человечеством, подразумевает возможность решения в организационной плоскости.

Почему это интересно? Потому, что и сложно, и полезно.

Причем здесь физика? Притом, что физикам, в общем-то, не так важно с какими системами иметь дело. Было бы только и интересно, и полезно.

В общем, если вам интересен взгляд физика на задачи проектирования / построения / исправления организаций через призму теории ограничений Голдрата — вам сюда.

P.S. Нам Александра тоже время от времени помогает, подтверждаем — это очень полезно!

Мы собрали 172,5 тысячи рублей на печать сборника задач Шелеста

Отличная новость: на данный момент собрано 172,5 тысячи рублей из необходимых 199 200.

Сегодня мы заключим договор с типографией и скоро начнется допечатная подготовка. Надеемся успеть выпустить первый небольшой тираж до Нового года.

Благодарим всех за участие в сборе — каждый донат важен! Недостающую сумму добавят основатели проекта. Но если вы еще готовы поддержать издание, это все еще можно сделать.

Спасибо!

[Помочь издать задачник Шелеста]

#физика

Наш новый ролик посвящён физическим принципам работы асинхронного двигателя переменного тока. Сделаем простой опыт: поставим медную полосу почти отвесно, положим на неё неодимовый магнит и отпустим его. Вместо того, чтобы сразу упасть, магнит медленно сползает по полосе, и дело здесь не в силе трения. Когда магнит движется, в меди наводятся вихревые токи Фуко, они создают своё собственное магнитное поле, которое и тормозит магнит. Но тогда по третьему закону Ньютона на полосу действует такая же по величине и противоположно направленная сила, и её можно использовать для разгона ротора двигателя!

Для уменьшения трения положим дюралевую пластинку на пенопластовом плотике в воду, проведём над ней магнитом, и пластинка движется в ту же сторону, что и магнит. Чтобы это движение стало непрерывным, установим дюралевый диск на вертикальной оси и заставим вращаться магнит под краем диска с помощью электромотора. Диск увлекается магнитом и вращается с частотой, несколько меньшей частоты вращения магнита. И это понятно: вихревые токи Фуко наводятся в диске и приводят его в движение, преодолевая момент сил трения, только когда диск движется относительно магнита. Поэтому такой двигатель и называется асинхронным.

А теперь избавимся от вспомогательного электромотора и постоянного магнита и заменим их двумя параллельно включёнными электромагнитами. Один электромагнит запитаем напрямую, а второй — через конденсатор, ёмкость которого подобрана так, чтобы ток во втором электромагните опережал по фазе ток в первом электромагните на 90°. Переменные магнитные поля электромагнитов наводят в диске вихревые токи Фуко, которые отстают по фазе от токов в катушках на 90°. В результате ток в первом электромагните и индукционный ток, созданный вторым электромагнитом, всегда находятся в одной фазе и притягиваются друг к другу, а ток во втором электромагните и индукционный ток, созданный первым электромагнитом, всегда находятся в противофазе и отталкиваются друг от друга, и диск вращается в сторону электромагнита, запитанного напрямую.

Можно заставить вращаться диск и с помощью одного электромагнита, экранируя часть его сердечника с помощью медной пластины, — у нас получился электродвигатель с затенённым полюсом. А в большинстве промышленных асинхронных электродвигателей ротор приводится в движение вращающимся магнитным полем, которое создают обмотки статора.

И обо всём этом мы подробно рассказываем в нашем новом ролике «Асинхронный двигатель: основы физики простыми словами». Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Асинхронный двигатель: основы физики простыми словами» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]

#задачиоценки

Что такое время?

Подразумевается, что вы:

- Задумывались об устройстве Вселенной.

Подсказка 1:

Каждый курс механики содержит определение механического движения тела, например: движение — это изменение с течением времени положения тела в пространстве. А что такое время, обычно никто не пишет. Наверное, это совсем просто. Попробуйте сами дать определение.

Подсказка 2:

Посмотрите, какие определения дают разные авторы.

Авторское решение: [здесь]

#закадром
#перекличка

Дорогие наши подписчики!

Мы много раз проводили «переклички» для того, чтобы понять, кто мы и как-то познакомиться.

Вот последняя из таких «перекличек», она странная немного, но содержит ссылку на предпоследнюю, а та — на предпредпоследнюю и так далее (это для фанатов, кому интересно покопаться в истории канала).

Пришла пора для еще одной — тоже немного странной. В этот раз в контексте нашей сырой идеи по неспешному созданию сообщества учителей физики, ну или сообщества «думающих» людей, которым было бы интересно принять посильное участие в деле развития образования (зачем, куда и как его развивать — отдельный сложный вопрос, понимаем).

Выберете, пожалуйста, подходящие утверждения в анонимном опросе из следующего поста.

Спасибо!

P.S. И если вы знаете какие-то хорошие сообщества учителей (не обязательно физики) — расскажите нам, пожалуйста о них в комментариях к этому посту.

#физика

На следующей неделе мы опубликуем ролик с разнообразными опытами и обсуждением явления электромагнитной индукции. Объясним закон Фарадея и правило Ленца для индукционных токов, на примерах покажем, как одно и то же явление формулируется в разных системах отсчёта.

Если вы хотите увидеть выпуск «Электромагнитная индукция» уже сейчас, приглашаем на нашу платформу в Boosty.

[Поддержите нас]

#математика
#орнамент

Мы продолжаем серию роликов об исламских архитектурных орнаментах, и сегодняшний выпуск посвящён анализу уникального узора из медресе ал-Мустансирия в Багдаде, памятника архитектуры 1237 года. Главный объект нашего внимания — сложные и красивые 12-конечные звёзды, таящие в себе интереснейшую геометрическую особенность.

В ходе разбора мы выясним, в чём заключается редкость этого узора. Всё дело в нестандартной величине углов при вершинах звёзд, которая составляет 75°. Такой угол является большой редкостью в искусстве орнамента и говорит о неординарном подходе создателей.

Присоединяйтесь к просмотру, чтобы вместе разгадать эту геометрическую головоломку и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть ролик «Орнамент с 12-конечными звёздами из Багдада» на удобной платформе.

[Поддержите нас]

#закадром

Мы потихоньку едем к завершению 2025 года.

Нужно успеть дожать первую версии платформы, обновить сайт, выпустить первый тираж задачника Шелеста, добить и подать пару заявок на гранты (вдруг получим?), осмыслить и оформить проект по созданию сообщества учителей физики, собрать и выпустить видео с Новогодними поздравлениями и еще чего-то по мелочам, не говоря уже о создании еще нескольких роликов по физике в рамках регулярной и основной работы.

Ну и, конечно, подумать о том, в какую сторону дальше двигать этот Telegram канал.

В этой связи просьба - расскажите в комментариях, что было бы вам интересно видеть в этом канале в следующем году? Любые, даже самы сумасшедшие идеи очень приветствуется! Кроме того, если у вас есть идеи о том, какие авторские рубрики вы могли бы и хотели бы вести здесь сами - тоже пишите, пожалуйста! Мы рады и готовы рассмотреть предложения.

Спасибо!

#physics
#физика

Сегодня мы расскажем о фрикционном осцилляторе — устройстве, в котором два одинаковых колеса связаны ременной передачей и вращаются навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Положим сверху на колёса пластиковую трубку, подтолкнём её с одной стороны — и трубка совершает гармонические колебания, подобно обычному маятнику!

Перед нами классический случай балки на двух опорах. Когда центр тяжести балки расположен посередине между опорами, нагрузка на обе опоры одинаковая, и со стороны вращающихся колёс на балку действуют равные и противоположно направленные силы трения скольжения. А когда центр тяжести смещается к одной из опор, нагрузка на неё увеличивается, а на другую уменьшается. Пропорционально нагрузке изменяются и силы трения скольжения, и теперь разность этих двух сил стремится вернуть балку в положение равновесия. Но балка по инерции проскакивает это положение, её центр тяжести смещается к другой опоре, снова появляется возвращающая сила, и в результате балка продолжает совершать колебания. Ясно, что возвращающая сила пропорциональна смещению центра тяжести балки от положения равновесия, так что её колебания являются гармоническими. С другой стороны, возвращающая сила пропорциональна коэффициенту трения скольжения и обратно пропорциональна расстоянию между опорами. И получается, что период колебаний балки совпадает с периодом колебаний нитяного маятника, длина подвеса которого равна половине расстояния между опорами, поделённому на коэффициент трения скольжения.

Удивительно, но период колебаний не зависит ни от длины и массы балки, ни от диаметра и скорости вращения колёс, и это можно проверить на опыте. А изменение расстояния между колёсами мы промоделировали в программе «Живая физика». При увеличении этого расстояния в 4 раза период колебаний удваивается, как и предсказывает теоретическая формула. Зная период колебаний фрикционного осциллятора, можно рассчитать коэффициент трения скольжения, впервые такой метод предложил известный учёный-механик Степан Прокофьевич Тимошенко, и мы применили его, получив коэффициент трения пластмассы по пластмассе 0,15.

И вот кажется, что всё уже понятно, однако появляются новые вопросы, и об этом вы узнаете из нашего нового англоязычного ролика «Friction Oscillator»! Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть русскоязычный выпуск «Фрикционный осциллятор» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]

#закадром
#отчет

Публикуем новый отчёт о полученных донатах и проделанной работе.

Бюджет (ноябрь 2025)

В ноябре регулярными платежами и разовыми донатами мы получили 41 838 рублей. Ещё 200 500 рублей вы отправили в помощь для издания первого тиража задачника Шелеста — это отличный результат! Спасибо вам большое за поддержку!

100 000 рублей нам предоставил наш замечательный партнёр — Узловский молочный комбинат.

Ещё 100 000 рублей составил рекламный бюджет по продвижению Физического Факультета Новосибирского Государственного Университета.

Наши затраты составили 724 449 рублей. Недостающую сумму нам предоставили основатель проекта и компания CityAir.

Результаты (ноябрь 2025)

- Четыре новых ролика по физике:
«Скорость волны домино»
«Что это за круг в небе? 22-градусное гало»
«Почему мы видим миражи: просто о сложном»
«Асинхронный двигатель: основы физики простыми словами»

- Один ролик об орнаментах на математическом канале:
«Орнамент с 12-конечными звёздами из Багдада»

- Пять роликов на английском языке:
«Against the wind and faster»
«Ship stability and balance on water»
«Ball bearing electric motor»
«Crab Nebula's space mysteries»
«Friction Oscillator»

Еще раз благодарим всех, кто нас поддерживает донатами. Мы очень тронуты, что вы даете деньги на наше дело, ничего не требуя взамен. Большое за это спасибо!

P.S. Интересные факты. Самым популярным роликом ноября стал выпуск «Физика асинхронного двигателя» — его за неделю с момента публикации посмотрело более 30 000 зрителей на YouTube. Суммарно в ноябре наши ролики по физике набрали более 550 тыс. просмотров на основном канале YouTube!

[Поддержите нас]

#физика

Сегодня мы представляем вашему вниманию большой новый ролик, посвящённый явлению электромагнитной индукции, которое открыл великий английский физик Майкл Фарадей в 1831 году. В 1820 году Ханс Кристиан Эрстед обнаружил действие постоянного электрического тока на магнитную стрелку. Фарадей был убеждён, что действия сил природы взаимны, и можно получить обратный эффект — создать в проводе электрический ток с помощью магнита. В 1822 году в своём лабораторном журнале Фарадей поставил цель: «Превратить магнетизм в электричество», и проделал на этом пути множество опытов, часть из которых мы воспроизвели.

Подключим катушку с большим числом витков к гальванометру — прибору для измерения слабых электрических токов. Вставим в катушку постоянный магнит, и когда он неподвижен, ток через катушку не течёт. Вынем магнит, и в этот момент стрелка гальванометра отклоняется, вставим магнит обратно в катушку, и стрелка отклоняется в другую сторону. Если вставлять магнит в катушку другим полюсом, направление отклонений стрелки гальванометра меняется на противоположное. С помощью такого генератора уже можно зажигать пару светодиодов, включенных параллельно и навстречу друг другу. Вставим в катушку магнит, и на мгновение вспыхивает один светодиод, вынем — вспыхивает другой. Понятно, что в этом опыте можно перемещать не магнит, а катушку, и во время их относительного движения гальванометр снова регистрирует импульсы тока.

Тот же эффект получается, если вместо постоянного магнита использовать электромагнит — вторую катушку, по которой течёт достаточно большой постоянный ток. Когда электромагнит неподвижен, индукционный ток можно получить и другим способом — в моменты включения и выключения питания электромагнита. Вместо механического включения-отключения питания пропустим через электромагнит переменный ток, и теперь подсоединённые к катушке светодиоды уже не вспыхивают, а светятся постоянно. А если надеть обе катушки на общее железное ярмо, получится привычный для нас трансформатор.

Для всех этих опытов общим является изменение со временем числа силовых линий магнитного поля, проходящих через катушку. При увеличении числа силовых линий индукционный ток направлен в одну сторону, а при уменьшении — в другую. Здесь удобно ввести понятие потока магнитного поля, и индукционный ток всегда появляется при изменении магнитного потока, проходящего через контур. Сила тока зависит от сопротивления цепи и определяется по закону Ома, а сам ток создаётся электродвижущей силой, которая наводится в контуре изменением магнитного потока.

В следующей серии опытов мы измерили ЭДС индукции и выяснили, что она всегда пропорциональна скорости изменения магнитного потока через контур — это и есть закон электромагнитной индукции Фарадея. А дальше мы обсуждаем правило Ленца, по которому определяется направление индукционного тока, понятие вихревого электрического поля, роль силы Лоренца в создании индукционного тока и интересные вопросы, связанные с относительностью движения.

И всё это вы увидите в нашем новом ролике «Электромагнитная индукция»! Смотрите, размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно посмотреть выпуск «Электромагнитная индукция» на наших альтернативных платформах.

[Поддержите нас]