Сегодня, 4 января в календаре науки – особенная дата. В этот день родился сэр Исаак Ньютон, человек, изменивший наше понимание Вселенной. В этот день мы предлагаем вам взглянуть на его наследие под необычным углом.
Давайте взглянем на зиму – время чудес, метелей и праздников – через призму его открытий. Это не только красиво, но и очень познавательно!
- Почему зимой так холодно? Виновата… траектория!
Дело не в том, что Солнце «остывает». Земля вращается вокруг Солнца, и её ось наклонена. Представьте себе настольную лампу (Солнце) и апельсин (Землю). Если держать апельсин прямо под лампой – свет падает на него «в лоб», это лето. Наклоните апельсин – свет будет скользить по его поверхности, растягиваясь и слабея. Именно это происходит зимой: солнечные лучи падают на наше полушарие полого, под острым углом. Поэтому той же порции энергии приходится обогревать гораздо большую площадь. Меньше энергии на квадратный метр – вот вам и мороз.
- Снежинки: закон всемирного… совершенства
Почему снежинки всегда шестиугольные и никогда не повторяются? Первое – дело в физике кристаллов. Молекулы воды при замерзании выстраиваются в жёсткую гексагональную решётку – это самая устойчивая структура. Отсюда и шесть лучиков. А уникальность каждой снежинки – это чистейшая демонстрация зависимости от начальных условий (идея, предвосхитившая теорию хаоса). На путь от облака до земли каждая снежинка затрачивает разное время, встречая уникальные сочетания температуры и влажности. Бесконечное число условий = бесконечное число форм. Это квантовая поэзия в макро-мире!
- Скрип снега под ногами: ваш личный акустический эксперимент
Этот хруст – не просто звук. Это звук ломающихся кристаллов. В сильный мороз лучики снежинок становятся особенно хрупкими. Когда мы наступаем на сугроб, под давлением сотни тысяч этих крошечных ледяных кристаллов ломаются, издавая характерный скрип. Чем ниже температура, тем твёрже и хрупче лучики – тем громче и выше звук.
- Почему лёд скользкий? И при чём тут Ньютон?
Это трюк, который использует сама природа. Лёд под давлением (например, от лезвия конька или подошвы ботинка) тает, создавая тончайшую плёнку воды. Это демонстрация сразу двух закономерностей: первое – давление может понизить температуру плавления льда и второе – первый закон Ньютона: тело (то есть вы) сохраняет состояние равномерного движения, если нет сопротивления. А вода почти не сопротивляется скольжению. Вот вы и едете (или падаете), подчиняясь великим законам Вселенной.
Зима – не просто время года. Это большая, живая лаборатория, где законы Ньютона и других физиков проявляются в каждом снежинке, узоре на стекле и скрипе под ногами. Наблюдайте, задавайте вопросы «почему?» и «как?» – именно с этого начинается путь настоящего исследователя, педагога и творца.
С Днём Ньютона! Пусть эта зима будет для вас временем тёплого общения и таких же тёплых, любопытных открытий.
