Dead мороз
А правда, что в Новый год к нам приходят чудеса?" - вопрошает с нашего телевизионного экрана иноземное дитя из русифицированного рекламного ролика известного безалкогольного напитка. Попробуем подвергнуть анализу реальные (в отличие от сказочных) условия, при которых сие, будем считать, возможно.
Санта-Клаусу придется посетить никак не менее 100 млн домов... Следовательно, средняя скорость перемещений Санта-Клауса должна составлять 1200 км/сек...
Новогодние/рождественские чудеса находятся в ведении Деда Мороза (у нас) и Санта-Клауса (у них). Оставим в стороне различия в календарных сроках их доставки. В данном случае важно, что шансы наших детей (связанные с Дедом Морозом) выглядят намного предпочтительнее. Почему так? Давайте "обсчитаем" Санта-Клауса.
В мире живут около 2,5 млрд детей (цифры приблизительные, но, как вы увидите, для наших устных расчетов миллиард туда, миллиард сюда - принципиального значения не имеет). В отличие от Деда Мороза, деятельность которого ограничена съежившейся Россией, Санта-Клаусу приходится мотаться по всему шарику. Поскольку он приходит только к католикам, клиентов у него поменьше, но и это - 400 млн детей.
Даже если считать, что все семьи - достаточно многодетные, Санта-Клаусу придется посетить никак не менее 100 млн домов (конечно, не все "среднестатистические" дети достойны подарков, но пусть - Рождество все-таки). На все про все у него есть 31 час - если двигаться с востока на запад. Делим...
Получается, что Санта-Клаус уложится в отведенное время, если будет наносить около 1000 визитов в секунду. Одна тысячная доля секунды - на то, чтобы остановить сани, влезть на крышу, спуститься по каминной трубе, набить чулки подарками, съесть оставленное угощение, вскарабкаться по трубе, вскочить в сани и домчаться до следующего дома...
Для упрощения расчетов примем, что места посещений распределены по планете равномерно - получается 1,25 км на каждое и 135 млн км на весь маршрут. Следовательно, средняя скорость перемещений Санта-Клауса должна составлять 1200 км/сек. Тысяча с лишком километров в секунду - в 3000 раз больше скорости звука! Северный олень делает не более 25 км/ч...
Кстати, интересно разобраться с весом. Считаем, что каждый ребенок получает унифицированный подарок весом чуть более килограмма. Получаем общую "подарочную" массу - 500 тыс. тонн. Обычный северный олень потянет груз максимум килограммов сто. Даже если предположить, что олени Санта-Клауса на порядок "мощнее", понадобится упряжка в полмиллиона рогатых голов. Множим на 150 кг (вес оленя), получаем 75 тыс. тонн - судно "Королева Елизавета" весит раз в десять меньше.
Почти 600 тыс. тонн (подарки плюс олени - сани и наевшегося Санта-Клауса не считаем), движущиеся со скоростью 1200 км/сек., создадут такое воздушное сопротивление - и такой нагрев - что возвращающимся в атмосферу космическим кораблям и не снилось. Вся оленья упряжка сгорит примерно за четыре тысячных секунды - Санта-Клаус к этому моменту закончил бы всего лишь свой четвертый визит.
Закончил бы, если бы начал. На первом же отрезке своего пути, попытавшись набрать 1200 км/сек. за одну тысячную секунды, Санта-Клаус подвергся бы ускорению... (Точно считать дальше могут только законченные садисты. Примерно же это - под двадцать тысяч "g", размазывающие бедолагу по саням.)
Бедный Санта-Клаус. Если он и существовал когда-то, его уже давно нет среди нас...
Merry Christmas, в общем. А также - с Новым годом.
скорость света
Длина земного экватора L = 40 тысяч километров.
Ставим по всему экватору на равном расстоянии друг от друга 40 буев. Сверяем часы. На
первом буе вспышка на одну тысячную секунды, затем на втором буе вспышка на одну
тысячную секунды и так далее. В результате вспышка совершает полный круг по
экватору за время t = 40*0.001 = 0.04 секунды. Инопланетяне видят огонек, бегающий по
Земле со скоростью v = L / t = 40,000/0.04 = 1 миллион километров в секунду, что в три с
лишним раза больше скорости света, и... охреневают.
25 способов "Как измерить высоту башни с помощью барометра."
25 способов "Как измерить высоту башни с помощью барометра."
--------------------------------------------------------------------------------
В данной работе представлен ряд решений всемирно известной задачи об измерении высоты башни с помощью барометра. Авторы считают своим долгом предупредить читателей, что не все из того, что здесь напечатано, придумано ими самими. Часть материалов была выловлена из компьютерных сетей. Для получения наибольшего удовольствия от прочтения этой работы необходимо предварительно изучить физику в объеме средней школы.
Башня и барометр
"Барометр - это прибор, с помощью
которого в конце 20 века измеряли
высоту башен."
(Мировая Энциклопедия, 2495 год)
1. Измерить время падения барометра с вершины башни. Высота башни однозначно рассчитывается через время и ускорение свободного падения. Данное решение является наиболее традиционным и потому наименее интересным.
2. С помощью барометра, находящегося на одном уровне с основанием башни, пустить солнечный зайчик в глаз наблюдателя, находящегося на ее вершине. Высота башни рассчитывается исходя из угла возвышения солнца над горизонтом, угла наклона барометра и расстояния от барометра до башни.
3. Измерить время всплывания барометра со дна заполненной водой башни. Скорость всплывания барометра измерить в ближайшем бассейне или ведре. В случае, если барометр тяжелее воды, привязать к нему воздушный шарик.
4. Положить барометр на башню. Измерить величину деформации сжатия башни. Высота башни находится через закон Гука.
5. Насыпать кучу барометров такой же высоты, что и башня. Высота башни рассчитывается через диаметр основания кучи и коэффициент осыпания барометров, который можно вычислить, например, с помощью меньшей кучи.
6. Закрепить барометр на вершине башни. Послать кого-нибудь наверх снять показания с барометра. Высота башни рассчитывается исходя из скорости передвижения посланного человека и времени его отсутствия.
7. Hатереть барометром шерсть на вершине и у основания башни. Измерить силу взаимного отталкивания вершины и основания. Она будет обратно пропорциональна высоте башни.
8. Вывести башню и барометр в открытый космос. Установить их неподвижно друг относительно друга на фиксированном расстоянии. Измерить время падения барометра на башню. Высота башни находится через массу барометра, время падения, диаметр и плотность башни.
9. Положить башню на землю. Перекатывать барометр от вершины к основанию, считая число оборотов. (Способ имени 38 попугаев)
10. Закопать башню в землю. Вынуть башню. Полученную яму заполнить барометрами. Зная диаметр башни и количество барометров, приходящееся на единицу объема, рассчитать высоту башни.
11. Измерить вес барометра на поверхности и на дне ямы, полученной в предыдущем опыте. Разность значений однозначно определит высоту башни.
12. Наклонить башню. Привязать к барометру длинную веревку и спустить его до поверхности земли. Рассчитать высоту башни по расстоянию от места касания барометром земли до башни и углу между башней и веревкой.
13. Поставить башню на барометр, измерить величину деформации барометра. Для расчета высоты башни необходимо также знать ее массу и диаметр.
14. Взять один атом барометра. Положить его на вершину башни. Измерить вероятность нахождения электронов данного атома у подножия башни. Она однозначно определит высоту башни.
15. Продать барометр на рынке. На вырученные деньги купить бутылку водки, с помощью которой узнать у архитектора высоту башни.
16. Нагреть воздух в башне до определенной температуры, предварительно ее загерметизировав. Проделать в башне дырочку, около которой закрепить на пружине барометр. Построить график зависимости натяжения пружины от времени. Проинтегрировать график и, зная диаметр отверстия, найти количество воздуха, вышедшее из башни вследствие теплового расширения. Эта величина будет прямо пропорциональна объему башни. Зная объем и диаметр башни, элементарно находим ее высоту.
17. Измерить с помощью барометра высоту половины башни. Высоту башни вычислить, умножив полученное значение на 2.
18. Привязать к барометру веревку длиной с башню. Использовать полученную конструкцию вместо маятника. Период колебаний этого маятника однозначно определит высоту башни.
19. Выкачать из башни воздух. Закачать его туда снова в строго фиксированном количестве. Измерить барометром давление(!) внутри башни. Оно будет обратно пропорционально объему башни. А по объему высоту мы уже находили.
20. Соединить башню и барометр в электрическую цепь сначала последовательно, а потом параллельно. Зная напряжение, сопротивление барометра, удельное сопротивление башни и измерив в обоих случаях силу тока, рассчитать высоту башни.
21. Положить башню на две опоры. Посередине подвесить барометр. Высота (или в данном случае длина) башни определяется по величине изгиба, возникшего под действием веса барометра.
22. Уравновесить башню и барометр на рычаге. Зная плотность и диаметр башни, плечи рычага и массу барометра, рассчитать высоту башни.
23. Измерить разность потенциальных энергий барометра на вершине и у основания башни. Она будет прямо пропорциональна высоте башни.
24. Посадить внутри башни дерево. Вынуть из корпуса барометра ненужные детали и использовать полученный сосуд для полива дерева. Когда дерево дорастет до вершины башни, спилить его и сжечь. По количеству выделившейся энергии определить высоту башни.
25. Поместить барометр в произвольной точке пространства. Измерить расстояние между барометром и вершиной и между барометром и основанием башни,а также угол между направлением от барометра на вершину и основание. Высоту башни рассчитать по теореме косинусов.