Маленькая физическая викторина для всех

Механика, теория относительности, термодинамика, электродинамика, оптика, акустика. Ядерная и квантовая физика. Занимательные факты.

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение sng » Вс авг 13, 2017 1:04 am

Istanaro
Помню другую задачу: червяк длиной 1 см ползет по канату, длина которого в начальный момент 1 км, и каждую секунду его длина увеличивается на 1 км.
Там ответ был -- доползет, и основание было -- гармонический ряд расходится. скорость червяка 1 см в секунду.

Тут такой момент (попрошу не спойлерить, а только маленькие подсказки давать, в случае неверности :) ) -- коль расходимость ряда может быть основанием для того, что червяк доползет, имеется в виду ряд из отрезков, пройденных червяком. И сумма любых n его членов будет меньше, чем соответствующая у ряда, что нужно пройти:
1 см * (1 + 1 + 1 + ...)
1 км + 1 км * (1 + 1 + 1 + ...)
Т.е. даже это не верно и расходится иной ряд, это раз, и мне кажется, что скорость его расхождения не нужно сравнивать с таковой у какого-либо иного ряда, это два.
Остается ряд безразмерных соотношений -- червяк проходит 1/(10^5) + 1/(2 * 10^5) + 1/(3 * 10^5) + ... = 10^(-5) * (1 + 1/2 + 1/3 + ...), если переписать последнее как ряд 1, 1/2, 1/3, 1/4, ..., 1/n, то (на этом и только этом этапе пошел гуглить, вне контекста задачи) сумма его при n -> oo будет oo, т.е. он расходящийся ("гармонический ряд"; доказательство расходимости тривиально).
Таким образом, червяк обязательно проползет шнур. Правильно пока? :add14
Я точно не уверен, можно ли считать "процент пройденного шнура" путем такого сложения, с предыдущими долями.

--

На каком именно n это случится (т.е. произведение, дающее пройденную часть, получится >= 1.0, или сумма получится >= 10^5) можно посчитать, программулина на С (все форматирование побилось):
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3
4 #define eps 1E-10
5
6 int main(void) /* комментарии на русском */
7 {
8 register long double s, os; /* типы максимально вместительные, чтобы
9 не было переполнения (и деления на 0; и
10 даже если его бы не было, s бы завысилась, а n
11 -- наоборот, показав более высокую скорость
12 расхождения ряда) */
13 register unsigned long long n;
14
15 for (s = 0.0, n = 1; s < 1E5; n++) {
16 os = s;
17 s += 1. / n;
18 if (s - os < eps) /* выход когда точность цифрового представления
19 уже может быть недостаточна, либо просто долго */
20 break;
21 }
22 printf("S(%llu) = %Lf\n", n, s);
23
24 exit(0);
25 }

прерывается (когда очередной элемент ряда уже ничтожно мал -- иначе тут можно считать месяцами, на погрешности 1E-11 уже более 10 минут считает, вручную прерывал):

S(9999999954) = 23.603067
real 1m18.875s (время по time)

На 10-миллиардном члене сумма еще 23.6, около 10^5 она будет при такой скорости червяка не раньше, чем красное смещение сменится фиолетовым, если это когда-то будет :D
Аватара пользователя
sng
Местный
Местный
 
Сообщения: 1000
Зарегистрирован: Чт июн 29, 2017 5:27 pm
Откуда: Кривой Рог, Украина
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Профессия: Студент

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение sng » Вс авг 13, 2017 1:29 am

Еще задание (не физическое правда, сорри).
В древнем буддистском монастыре в Ханое сидят монахи (как Старец Фур в Башне), у них есть три колышка, на первый нанесены 64 золотых диска, так, что над каждым диском, кроме верхнего, находится диск с меньшим диаметром. Монахам нужно перенести эти диски, сохраняя структуру, на один из пустых колышков, так, что на колышек, на который уже нанизан диск, можно нанизать диск только меньшего диаметра. Перемещение диска между колышками занимает одну минуту. За сколько лет монахи перенесут все колышки? Говорят, когда они закончат, наступит конец света. :shock:
Можно и нужно использовать третий колышек как промежуточный, но тут нужно вычленить общий принцип (перебор будет сложен уже на нескольких дисках), и далее дедуктивно посчитать, время как таковое тут роли не играет.
(в такой формулировке видел задание в книге по архитектуре компьютеров, но оно к ним не имеет ни малейшего отношения непосредственно)
Любые предположения :)
Аватара пользователя
sng
Местный
Местный
 
Сообщения: 1000
Зарегистрирован: Чт июн 29, 2017 5:27 pm
Откуда: Кривой Рог, Украина
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Профессия: Студент

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение Istanaro » Вс авг 13, 2017 3:24 am

Таким образом, червяк обязательно проползет шнур. Правильно пока? :add14
Я точно не уверен, можно ли считать "процент пройденного шнура" путем такого сложения, с предыдущими долями.

Да, именно так. Примерно так аргументировал и Мартин Гарднер (книга "А ну-ка, догадайся!"). А частичная сумма гармонического ряда с ростом n при достаточно большом значении аргумента ведет себя как логарифм.
Последний раз редактировалось Istanaro Вс авг 13, 2017 2:00 pm, всего редактировалось 1 раз.
Человек рожден для счастья, как птица для полета.
Аватара пользователя
Istanaro
Гуру
Гуру
 
Сообщения: 18234
Зарегистрирован: Вт июл 04, 2006 3:27 am
Откуда: João Pessoa, Paraiba, Brazil
Медали: 9
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Тип по психе-йоге: Газали (ЭВЛФ)
Темперамент: Холерик
Профессия: теоретическая физика

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение Istanaro » Вс авг 13, 2017 3:28 am

А про золотые диски -- количество перестановок для n дисков будет 2^n-1. Соответственно, 2^64-1 -- это порядка 10^19 минут (около 10^14 лет). Это еще Перельман в "Живой математике" обсуждал.
Человек рожден для счастья, как птица для полета.
Аватара пользователя
Istanaro
Гуру
Гуру
 
Сообщения: 18234
Зарегистрирован: Вт июл 04, 2006 3:27 am
Откуда: João Pessoa, Paraiba, Brazil
Медали: 9
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Тип по психе-йоге: Газали (ЭВЛФ)
Темперамент: Холерик
Профессия: теоретическая физика

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение /ru/ » Вс авг 13, 2017 4:08 pm

sng писал(а):Еще задание (не физическое правда, сорри).
В древнем буддистском монастыре в Ханое сидят монахи (как Старец Фур в Башне), у них есть три колышка, на первый нанесены 64 золотых диска, так, что над каждым диском, кроме верхнего, находится диск с меньшим диаметром. Монахам нужно перенести эти диски, сохраняя структуру, на один из пустых колышков, так, что на колышек, на который уже нанизан диск, можно нанизать диск только меньшего диаметра. Перемещение диска между колышками занимает одну минуту. За сколько лет монахи перенесут все колышки? Говорят, когда они закончат, наступит конец света. :shock:
Можно и нужно использовать третий колышек как промежуточный, но тут нужно вычленить общий принцип (перебор будет сложен уже на нескольких дисках), и далее дедуктивно посчитать, время как таковое тут роли не играет.
(в такой формулировке видел задание в книге по архитектуре компьютеров, но оно к ним не имеет ни малейшего отношения непосредственно)
Любые предположения :)



Я думал задача забуксует на 4 - 5 ходу.
Пока решал в уме.
Но на бумаге дошел до 12 шага
6 7 8 9 ...
1 2 3 4
5

Произвольных сочетаний там нет, нужно искать алгоритм перемещения очередного блюдечка вниз 2-го или 3-го колышка и степень его прирастания на повторе каждого номера.

А это нудно :D
Аватара пользователя
/ru/
Старожил
Старожил
 
Сообщения: 5426
Зарегистрирован: Вт фев 04, 2014 12:07 am
Медали: 2
Пол: Мужской
Тип по психе-йоге: Лао-цзы (ЛВФЭ)

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение Istanaro » Вс авг 13, 2017 4:13 pm

Эту задачу можно еще по индукции решать.
Человек рожден для счастья, как птица для полета.
Аватара пользователя
Istanaro
Гуру
Гуру
 
Сообщения: 18234
Зарегистрирован: Вт июл 04, 2006 3:27 am
Откуда: João Pessoa, Paraiba, Brazil
Медали: 9
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Тип по психе-йоге: Газали (ЭВЛФ)
Темперамент: Холерик
Профессия: теоретическая физика

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение sng » Вс авг 13, 2017 11:31 pm

По Ханойской башне.
Да, число шагов для n дисков равно 2^n - 1.
Мат. индукция -- сама по себе не решение, но подход в доказательстве корректности этой формулы.
--
Общее рекурсивное решение при переносе n дисков с A на B (колышек С -- третий):
перенос(A, B, C, n): //при программировании можно передавать только номера A и B и рассчитывать C (например, как колышки 1, 2 и 3 с суммой 6)
* если n > 1:
- перенос n-1: A -> C;
- перенос 1: A -> B;
- перенос n-1: C -> B;
* иначе:
- перенос 1: A -> B.
"перенос n-1" будет рекурсивно раскрываться в отдельный проход, где будет то же самое.
--
Наименования меняются -- при рекурсивном вложении первого переноса n - 1 (для A и C) С будет новым B и так далее.
Так как n-1 всегда меньше n, мы дойдем до 1, рано или поздно, и рекурсия остановится.
Это сам принцип, а число шагов следующее:
можно предположить (прогоняя для низких n), что оно равно 2^n - 1.
И далее доказать это по мат. индукции.
И рассчитать для конкретных минут и годов.
--
В книге, где я прочитал про эту задачу, еще была похожая: "Попробуйте решить задачу с Ханойской башней, но без рекурсии, а путем поддержания стека в массиве (базовые структуры данных, массив -- последовательность соседних в некой "памяти" одинаковых по природе (целые числа, например, или другие массивы) элементов, к каждому можно получить доступ по индексу (номеру), так как это непрерывный блок соседствующих элементов, а стек -- динамически меняющаяся СД, в которой последний помещенный элемент будет первым извлеченным). Имейте в виду, что решения вы по всей видимости найти не сможете". Ну, я и не смог :D
Аватара пользователя
sng
Местный
Местный
 
Сообщения: 1000
Зарегистрирован: Чт июн 29, 2017 5:27 pm
Откуда: Кривой Рог, Украина
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Профессия: Студент

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение sng » Пн авг 14, 2017 12:56 am

kanonik
Istanaro
Будут ли еще задания? :) :add14
Аватара пользователя
sng
Местный
Местный
 
Сообщения: 1000
Зарегистрирован: Чт июн 29, 2017 5:27 pm
Откуда: Кривой Рог, Украина
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Профессия: Студент

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение kanonik » Пн авг 14, 2017 1:45 am

Как известно, при влете тела (метеорита) в атмосферу он тормозится в ней постепенно, постепенно отдавая свою кинетическую энергнию. Конечно, если большой метеорит долетит до земли и в нее врежется с почти начальной скоростью (30 км в сек), то тогда вся энергия высвобождается за доли секунды и происходит большой взрыв, это понятно. Но почему же иногда взрыв происходит в атмосфере, и почти с такой же колоссальной и внезапной мощностью выделения всей энергии? (тунгусский метеорит, челябинский метеорит). Объяснить механику процесса и прояснить условия, когда это обязательно происходит. Объяснить, почему взрыв метеорита в атмосфере не имеет все же таких катастрофичекских последствий, как на земле. Объяснить, какие метеориты обязательно взорвутся в атмосфере, а какие - на земле. От чего это зависит.

В каком случае вероятнее атмосферный взрыв одного и того же по массе и составу метеорита - при падении его в приполярных областях, или падении его в экваториальном поясе Земли?

Заодно рассчитать энергию взрыва (в тоннах тринитротолуола), которая выделяется при атмосферном взрыве метеорита с средней плотностью 5000 кг на кубометр, влетевшего в атмосферу с типичной для них скоростью около 30 км в сек, для простоты считать форму шаром диаметром 8 метров. Сравнить с бомбой в Хиросиме (20 килотонн). Про энергоемкость тринитротолуола погуглите. Думаю, там удельная энергия на единицу массы раза в три меньше, чем в бензине.

Как думаете, если в той же точке атмосферы взорвать водородную бомбу в два раза меньшей энергии взрыва по сравнению с метеоритом, то разрушения на земле под этой точкой от взрывной волны будут меньше или больше? Почему?
=========
«Если тебя лишили обязанностей гражданина, исполняй обязанности человека». (Сенека)
kanonik
Местный
Местный
 
Сообщения: 1854
Зарегистрирован: Вс авг 07, 2011 7:10 pm
Медали: 3

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение sng » Пн авг 14, 2017 4:13 pm

kanonik

Задача
Энергию взрыва считаю равной кинетической энергии метеорита перед взрывом (м.б. были бы осколки с описанными массами и скоростями, вычел бы):
Eт = m * v^2 / 2 / e = p * V * v^2 / (2 * e) = 4/3*П*R^3 * p * v^2 / (2 * e) = 4/3*П*4^3 * 5000 * 30000^2 / (2 * 4.184 * 10^6) ~ 144091778.20267 (кг) ~144091 (т) ~ 144 (кт).
Это в 7.2 раза больше , чем бомба в Хиросиме.

(П ~ 3.14, v -- скорость, V -- объем, p -- плотность, e -- энергоемкость Т., брал тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BB%D1%83%D0%BE%D0%BB, равна 4184 кДж/кг)

Теория
Но почему же иногда взрыв происходит в атмосфере, и почти с такой же колоссальной и внезапной мощностью выделения всей энергии? (тунгусский метеорит, челябинский метеорит). Объяснить механику процесса и прояснить условия, когда это обязательно происходит. Объяснить, почему взрыв метеорита в атмосфере не имеет все же таких катастрофичекских последствий, как на земле. Объяснить, какие метеориты обязательно взорвутся в атмосфере, а какие - на земле. От чего это зависит.
- Ну, иногда взрыв происходит из-за недолета метеорита, его сгорания при полете через атмосферу -- хоть это, вернее, не взрыв, а постепенное сгорание, и там нет колоссальной и внезапной мощности.
Имхо, зависит от состава метеорита -- если он заполнен льдом внутри (или аналогичным замерзшим веществом), то от трения об атмосферу он превратится в жидкость и потом в газ (или сразу в газ при исключительно быстром и сильном нагреве) с огромным внутренним давлением и разорвет метеорит.
- Интересно правда при этом, что в задаче выше был указан атмосферный взрыв при плотности 5000 кг / м^3 (а у льда она около 900, вроде бы). М.б. он все равно был заполнен высокоплотным замороженным газом, не H20, но другим. :unknown:
М.б. метан.
- Это не так страшно, как на земле, т.к. кинетическая энергия каждого отдельного осколка будет невелика (они могут вообще сгореть по отдельности при падении от трения об атмосферу), да и газ (если ядовитый, м.б.) не коснется жителей поверхности, а может быть и прореагирует с атмосферными веществами (если не инертный вроде метана).
- В атмосфере взорвутся -- заполненные замороженным газом (в общем -- веществом, что превратится в газ от нагрева), на земле -- остальные.

В каком случае вероятнее атмосферный взрыв одного и того же по массе и составу метеорита - при падении его в приполярных областях, или падении его в экваториальном поясе Земли?
При падении в экваториальном поясе, в силу более высокой температуры (см. выше).

Как думаете, если в той же точке атмосферы взорвать водородную бомбу в два раза меньшей энергии взрыва по сравнению с метеоритом, то разрушения на земле под этой точкой от взрывной волны будут меньше или больше? Почему?
(к задаче)
Именно на земле -- наверное, больше, в силу принципа водородной бомбы (если не ошибаюсь, синтез легких ядер He из H), т.к. в реакцию вступит водород из атмосферы. М.б. тут еще со скоростью взрывной волны связано.

:add14 :)
Аватара пользователя
sng
Местный
Местный
 
Сообщения: 1000
Зарегистрирован: Чт июн 29, 2017 5:27 pm
Откуда: Кривой Рог, Украина
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Профессия: Студент

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение kanonik » Пн авг 14, 2017 9:27 pm

Ну, половина - правильно.
А наиболее хитрая половина - нет.

Расшифровываю. В атмосфере действительно в какой-то момент происходит именно не постепенное сгорание, а взрыв метеорита, со стремительным превращением почти всей его остающейся к тому моменту кинетической энергии (действительно, колоссальной) в энергию взрывной волны.

Но вот почему? Сравните две ситуации. Пусть в одном случае вся масса метеорита представлена шаром, летящим сквозь атмосферу со скоростью 30 км в сек. В другом - пусть в плотной атмосфере с такой же скоростью. летит плоский лист жести такой же массой, причем летит плашмя. Где будет больше площадь сечения? Во втором случае она будет примерно в 5 тысяч раз больше. И сила торможения - в пять тысяч раз больше. Вся скорость будет погашена за время, в 5000 раз меньшее. Соответственно, за единицу времени будет превращаться в энергию взрывной волны, которую метеорит гонит в воздухе перед собой (эффект сверхзвуковой скорости) в 25 миллионов раз больше энергии метеорита, чем в первом случае.

Когда метеорит из-за негрева в атмосфере и вскипания паров внутри себя разлетается в атмосфере во все стороны на мелкие части (практически - на песок), то сам по себе этот взрыв его внутренних паров никакой особой энергии взрывной волны не производит. Ну, взорвался чайник, да взорвался. Тут и огдной тонны тротилового эквивалента не наберется. Но вот в следующий миг, представьте - уже не весь метеоритный шар целиком, а каждая его отдельная метеоритная песчинака оказывается один на один с земной атмосферой. Без всякого прикрытия спереди в виде тела метеорита. И благодаря скачкообразному, за доли секунды происшедшему, росту суммарной площади эффективного сечения этих метеоритных песчинок, взаимодействующих с атмосферой теперь каждая в отдельности и независимо друг от друга тормозящихся в атмосфере, и происходит эквивалентное скачкообразное ускорение выделения тепловой энергии - в 25 миллионов раз, как мы прикинули (если площадь эффективного взаимодействующего с атмосферой сечения при этом возросла в 5000 раз).

Вот вам и взрыв в сотни килотонн или даже десятки мегатонн, и взрывная волна, в которую уже за одну -две секунды вкладывается почти вся еще остававшаяся к тому времени кинетическая энергия метеорита!!! Вот почему взрыв тунгусского метеорита в атмосфере положил лес в радиусе на 30 км вокруг.

Теперь что хуже - если метеорит грохнется, рассыпавшись на песок в небе, сразу выделив почти всю свою энергию, или если целиком долетит до земли? На земле, конечно, хуже. И наверно, не меньше, чем на порядок, а то и на два. Потому что на земле торможение будет много жестче, произойдет за примерно в сто раз меньшее время, чем в атмосфере (даже если там метеорит предварительно рассыпался на мелкий песок, который тормозится в воздухе в тысячи раз быстрее, чем крупная глыба), а значит мощность выделяемой энергии на земле (то есть выделяемая за секунду) будет намного-намного выше. Вся энергия выделится не за нескролько секунд, как в случае взрыва метеорита в небе, а за сотые доли секунды. Амплитуда получающейся взрывной волны будет много выше, и бед она натворит тоже в сотни раз больше. К тому же эта волна пойдет распространяться от места падения во все стороны вдоль самой поверхности земли, причиняя огромные разрушения. А при взрыве метеорита в небе основной вектор взрывной волны направлен по ходу движения метеорита. Если он летит в атмосфере по касательной - то основная часть энергии волны достигнет земли через сотни километров, и к этому моменту очень сильно рассеется.

Теперь о различии полярных и экваториальных областей. Дело, конечно, ни в какой не температуре :D Это пренебрежимо малые детали.
Дело - в наиболее вероятной траектории движения метеорита. Метеориты летают вокруг солнца приблизительно в той же плоскости эклиптики, что и планеты. Ну, а Земля своей осью суточного вращения почти перпендикулярна к этой плоскости эклиптики. Поэтому если метеорит угораздит попасть в Землю в ее экваториальном поясе, то с вероятностью больше 60% он воткнется в атмосферу почти вертикально. А значит, при пролете через нее не успеет достаточно нагреться и лопнуть от перегрева, а значит, взрыв получится уже не в атмосфере, а непосредственно на Земле. Примерно как в мексиканской пустыне Атакама (или какое-то похожее название), где после попадания метеорита и соответствующего получившегося гигантского кратера, говорят, все динозавры на Земле и повымерли...

Но другое дело в приполярной области. При попадании почти в любую точку приполярной области метеорит, летящий к земле в плоскости ее же орбиты вокруг Солнца, втыкается в атмосферу непременно по касательной. По другому просто невозможно с точки зрения геометрии. А значит, ему суждено лететь в атмосфере по касательной или под очень малым углом к поверхности земли очень долго. И за это время он в атмосфере успеет нагреться, перегреться и там же лопнуть. Если, конечно, это не цельный железный метеорит. Но такие, как говорят, среди астероидов - великая редкость. Преобладают состоящие из песка и щебенки, спаянной водяным и метановым льдом.

Поэтому полярникам и жителям крайнего Севера метеориты почти не страшны. А вот жители экваториальной Африки и Венесуэлы - пусть готовятся к апокалипсису!

Я подсчитывал - челябинский метеорит имел энергию ни много, ни мало в несколько мегатонн тротила. А как грохнул на мелкую щебенку на высоте 20 км над Челябинском, при этом почти сразу высвободив всю свою энергию за счет быстрого торможения мелкого песка в атмосфере - так всего-то в нескольких домах внизу окна выбило.
=========
«Если тебя лишили обязанностей гражданина, исполняй обязанности человека». (Сенека)
kanonik
Местный
Местный
 
Сообщения: 1854
Зарегистрирован: Вс авг 07, 2011 7:10 pm
Медали: 3

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение sng » Пн авг 14, 2017 10:32 pm

kanonik
Интересно было очень, ну Вы бы хотя б подсказку дали, а не сразу раскрывали)
Еще вот:
Объяснить, какие метеориты обязательно взорвутся в атмосфере, а какие - на земле.
Как думаете, если в той же точке атмосферы взорвать водородную бомбу в два раза меньшей энергии взрыва по сравнению с метеоритом, то разрушения на земле под этой точкой от взрывной волны будут меньше или больше? Почему?
Какие тут ответы?
В первом случае -- от состава зависит все-таки (если не было бы газа, на песчинки, увеличившие суммарную площадь сечения, силу торможения и в результате скорость выделения тепла, метеорит бы просто не распался, будь он, например, цельным камнем или вот куском металла) или чего еще?
Во втором -- играет ли роль принцип синтеза легких ядер и наличие водорода в атмосфере? Если там взорвать обычную ядерную бомбу с делением тяжелых ядер, такого мощного урона не будет?
И по ответу вопрос: почему метеориты летают в плоскости вращения Земли вокруг Солнца? Они откололись от планет Солнечной системы (или астероидов большого кольца), которые тоже в ней вращаются, и по инерции движутся в той же плоскости?
Аватара пользователя
sng
Местный
Местный
 
Сообщения: 1000
Зарегистрирован: Чт июн 29, 2017 5:27 pm
Откуда: Кривой Рог, Украина
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Профессия: Студент

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение kanonik » Пн авг 14, 2017 11:30 pm

sng писал(а):И по ответу вопрос: почему метеориты летают в плоскости вращения Земли вокруг Солнца? Они откололись от планет Солнечной системы, которые тоже в ней вращаются, и по инерции движутся в той же плоскости?

Ну да. Только ныне считается, что они не от планет откололись, а это просто часть частично сконденсировавшегося газо-пылевого облака вокруг звезды, из которого не успели образоваться планеты. Пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера - то же самое. Материя, которая не смогла сконденсироваться в планету, а вовсе не обломки некогда бывшей планеты Фаэтон (якобы разорванной притяжением Юпитера) :D

Некоторые астероиды и метеориты имеют плоскость своей орбиты, почти перпендикулярную плоскости движения планет - но таких очень мало. Большинство же летают вокруг Солнца в той же плоскости, что и планеты. Но некоторые - по очень вытянутым эллиптическим траекториям, которые в своем перигее (минимальном расстоянии до Солнца) пересекают орбиту Земли (такие особенно непредсказуемы и опасны), а в апогее уходят далеко за орбиту отдаленного Плутона. Эллиптичность орбиты означает одновременно и то, что вблизи орбиты Земли у них скорость оказывается сумасшедшая - много больше, чем у тех из них, кто летает в поясе астероидов по круговой орбите.


Как думаете, если в той же точке атмосферы взорвать водородную бомбу в два раза меньшей энергии взрыва по сравнению с метеоритом, то разрушения на земле под этой точкой от взрывной волны будут меньше или больше? Почему?
Какие тут ответы?
В первом случае -- от состава зависит все-таки (если не было бы газа, на песчинки, увеличившие суммарную площадь сечения, силу торможения и в результате скорость выделения тепла, метеорит бы просто не распался, будь он, например, цельным камнем или вот куском металла) или чего еще?
Во втором -- играет ли роль принцип синтеза легких ядер и наличие водорода в атмосфере? Если там взорвать обычную ядерную бомбу с делением тяжелых ядер, такого мощного урона не будет?


Нет, тут дело не в особенностях радиоактивного распада, а просто в скорости выделения энергии, то есть в мощности взрыва. В случае взрыва атомной или водородной мобы в атмосфере и вся энергия выделяется, и взрывная волна формируется за сотые доли секунды. А при распаде в атмосфере метеорита торможение его осколков с быстрым превращением всей их кинетической энергии в энергию тепла и взрывной волны в воздухе все же гораздо больше растянукто во времени - происходит это примерно на протяжении нескольких секунд, и даже разделяется на последовательную серию мелких взрывов (как и было в случае Челябинского метеорита). Сначала большой метеорит распадается на несколько кусков, затем они в свою очередь стремительно нагреваются в атмосфере, внутри вскипает все то, что может там вскипать (даже если просто сера внутри есть - она вскипает, превращается в пар и разрывает изнутри куски). То есть даже вода и метан там не облязательны для распада и взрыва.

Таким образом, время выделения энергии в случае распада в атмосфере метеорита гораздо больше растянуто во времени, чем в случае взрыва бомбы. Поэтому в случае бомбы взрывная волна получается с гораздо большей амплитудой даже при той же суммарной (за все время) энергии взрыва. В итоге перепад давлений во взрывной волне от бомбы получится в несколько раз больше, и разрушений от такой волны будет тоже на порядок больше.

Короче говоря, взрывная волна тем сильнее, чем за меньшее время происходит выделение всей энергии. То есть размер будущих разрушений в большей степени зависит от мощности взрыва (энергия делить на время), а не от его суммарной энергии. Точно так же, землетрясение силой 5 баллов может продолжаться минуту с непрерывными волнообразными толчками, и за это время произвести энергии сейсмических волн больше, чем один короткий толчок силой 9 баллов. Но в первом случае весь город устоит, за исключением отдельных развалюх, а во втором - он будет полностью разрушен.

Кроме того, как я уже в предыдущем посте написал, в случае распада метеорита и стремительного выделения энергии за счет торможения песка об атмосферу основная энергия ударно-взрывной волны окажется направлена по ходу движения метеорита в атмосфере, то есть по длинной касательной к земной поверхности. И пока эта волна дойдет до поверхности земли, двигаясь по касательной, она успеет значительно рассеяться, потеряв амплитуду перепада давлений (то есть потеряв мощность). А в случае взрыва бомбы на той же высоте взрывная волна сразу же пойдет равноверно во все стороны, в том числе и прямо вниз, по самому короткому пути. И это при той же суммарной энергии взрыва тоже оказалось бы весьма не сладко для города Челябинска. И даже при в два раза меньшей энергии взрыва бомбы он пострадал бы много сильнее.
=========
«Если тебя лишили обязанностей гражданина, исполняй обязанности человека». (Сенека)
kanonik
Местный
Местный
 
Сообщения: 1854
Зарегистрирован: Вс авг 07, 2011 7:10 pm
Медали: 3

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение kanonik » Пн авг 14, 2017 11:50 pm

Вот еще вопросик.

Вы попали на необитаемый остров. Вокруг много сухого плавника для костра, светит яркое солнце, и даже валяются пустые прозрачныве полиэтиленовые пакеты - нынче волны во всем мировом океане их почему-то постоянно выбрасывают на берег...

Надо разжечь костер. Один из способов для этого - сделать водяную линзу, набрав воды в полиэтиленовый пакет, замотав край до упора и в итоге придав пакету с водой округлую форму. Затем через него направить солнечные лучи на темный сухой плавник, постаравшись сфокусировать на нем изображение солнца, даваемое этой импровизированной линзой. Скоро плавник (сухая трава и прочий сухой органический хлам) задымится - факт.

Но есть одно НО: морская вода, даже прозрачная, для этого никак не годится. Только дождевая.
Вопрос: ПОЧЕМУ?
=========
«Если тебя лишили обязанностей гражданина, исполняй обязанности человека». (Сенека)
kanonik
Местный
Местный
 
Сообщения: 1854
Зарегистрирован: Вс авг 07, 2011 7:10 pm
Медали: 3

Re: Маленькая физическая викторина для всех

Сообщение sng » Вт авг 15, 2017 12:08 am

kanonik
Ну, раз даже прозрачная вода не годится, дело не в ином угле преломления (или, в частности, полном внутреннем отражении), а в чем-то ином)
М.б. связано с мелкими зелеными водорослями, поглощающими фотоны для фотосинтеза?
Аватара пользователя
sng
Местный
Местный
 
Сообщения: 1000
Зарегистрирован: Чт июн 29, 2017 5:27 pm
Откуда: Кривой Рог, Украина
Пол: Мужской
Соционический тип: Дон Кихот
Профессия: Студент

Пред.След.

Вернуться в Физика

Кто сейчас на конференции

Зарегистрированные пользователи: Angel X, Asqard, Алексище, Butler, cooler462, Dark_Elf, DeepShadow, divertida, ENTP, Exabot [Bot], Gabriela, Google [Bot], Google Adsense [Bot], Google Search Appliance, iriacami, Joker, kurlemushe, lenaaa, Literax, Oliwer, Rambler [Bot], Sarah Connor, sute_girl, TailWind, Yandex 3.0 [Bot], Yandex [Bot], Феликс, Владимир Фарада, Ллилигрлин, мой белый Господин, Мизеракль