Тербелістер және толқындар
Период (T) деген не?
Бір толық тербеліс жасауға кеткен уақыт. Өлшем бірлігі: секунд (с).
Жиілік деген не?
Бірлік уақыт ішіндегі тербеліс саны. Өлшем бірлігі: Герц (Гц).
Неліктен мылтықпен оқ атқан кезде, мылтық иықты артқа қарай тебеді? Бұл жерде қандай заң орындалып тұр?
Бұл импульстің сақталу заңымен түсіндіріледі. Атысқа дейін мылтық пен оқтың жалпы импульсі нөлге тең болған. Оқ алға қарай белгілі бір импульспен ұшқанда, жүйенің жалпы импульсі нөл болып қалуы үшін мылтық дәл сондай импульспен артқа қарай қозғалуы тиіс. Бұл құбылыс беру (отдача) деп аталады.
Неліктен біз қыста "жылы" киім киеміз дейміз? Киім бізді жылыта ма?
Физика тұрғысынан киім бізді жылытпайды (ол жылу энергиясын шығармайды). Бізді денеміздің өзі жылытады. Киімнің мақсаты — денеден шыққан жылуды сыртқа жібермей, сақтап қалу (термооқшаулағыш). Киімнің арасындағы қозғалмайтын ауа қабаты жылуды өте нашар өткізеді, сондықтан біз тоңбаймыз.
Әлемдегі ең танымал "OK" сөзінің шығу төркіні туралы ең сенімді нұсқа қандай?
Ең танымал нұсқа — бұл 1839 жылы Бостон газеттеріндегі әзілден басталған. Сол кезде адамдар сөздерді қасақана қате жазуды ермек қылған (мысалы, "All Correct" — "бәрі дұрыс" дегенді "Oll Korrect" деп жазып, қысқартып OK деген). Кейін бұл сөз АҚШ президенті Мартин Ван Бюреннің сайлау науқанында (лақап аты Old Kinderhook) қолданылып, бүкіл әлемге тарап кетті.
Амплитуда (A) деген не?
Тербелетін дененің тепе-теңдік күйінен ең үлкен ығысуы.
Резонанс құбылысы дегеніміз не?
Сыртқы күштің жиілігі тербелмелі жүйенің меншікті жиілігіне сәйкес келгенде, тербеліс амплитудасының күрт артуы.
Маятникті шеткі нүктеге ауытқытып жібергенде, ол төмен қарай қозғала бастайды. Осы кезде оның потенциалдық және кинетикалық энергиялары қалай өзгереді? Ең жоғарғы және ең төменгі нүктелерде энергия қандай күйде болады?
Шеткі (ең жоғарғы) нүктеде: Маятниктің жылдамдығы нөлге тең, сондықтан оның потенциалдық энергиясы максимал, ал кинетикалық энергиясы нөл.
Төмен түсу кезінде: Потенциалдық энергия кемиді, ал кинетикалық энергия артады.
Тепе-теңдік (ең төменгі) нүктеде: Биіктік ең аз, сондықтан потенциалдық энергия минимал (немесе нөл), ал жылдамдық ең үлкен болғандықтан кинетикалық энергия максимал болады
Егер сіз жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен ғарышқа ұшып кетіп, бір жылдан кейін Жерге оралсаңыз, достарыңыз сізден үлкен бола ма, әлде кіші ме?
Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы бойынша, жылдамдық артқан сайын уақыт баяулайды. Сіз үшін 1 жыл өтсе, Жерде ондаған жыл өтіп кетуі мүмкін. Сондықтан сіз оралғанда достарыңыз сізден әлдеқайда кәрі болады. Бұл "Егіздер парадоксы" деп аталады.
Әлемдегі ең мөлдір және таза су қай мұхитта немесе теңізде орналасқан?
Антарктида жағалауындағы Уэдделл теңізі әлемдегі ең мөлдір су болып саналады. 1986 жылы ғалымдар ондағы судың мөлдірлігі соншалық, 80 метр тереңдіктегі заттарды анық көруге болатынын дәлелдеген. Бұл дистилденген (тазартылған) судың мөлдірлігіне өте жақын.
Еркін және еріксіз тербелістердің айырмашылығы неде?
Еркін тербелістер жүйеге сырттан әсер етпегенде, тек ішкі күштердің есебінен болады (мысалы, маятникті бір рет қозғап жіберу). Еріксіз тербелістер сыртқы периодты күштің әсерінен болады (мысалы, тігін машинасының инесі).
Көлденең және бойлық толқындардың айырмашылығы неде?
Көлденең толқын: Орта бөлшектері толқынның таралу бағытына перпендикуляр тербеледі (мысалы, су бетіндегі толқын, жарық).
Бойлық толқын: Орта бөлшектері толқынның таралу бағытының бойымен тербеледі (мысалы, дыбыс толқындары, серіппедегі толқын).
Екі бірдей ермек саз (пластилин) шарик бір-біріне қарама-қарсы қозғалып келіп соқтығысты да, жабысып тоқтап қалды. Олардың қозғалыс энергиясы (кинетикалық энергия) қайда кетті? Энергия жойылып кетті ме?
Энергия жойылмайды. Бұл мүлдем серпімсіз соқтығысу. Шариктердің кинетикалық энергиясы олардың ішкі энергиясына (деформациялануға және қызуға) айналды. Сақталу заңы бойынша энергия тек бір түрден екінші түрге ауысты.
Қай су мұздатқышта тезірек қатады: қайнаған ыстық су ма, әлде бөлме температурасындағы салқын су ма?
Бір қарағанда салқын су тез қатуы керек сияқты, бірақ белгілі бір жағдайларда ыстық су салқын суға қарағанда тезірек қатады. Бұл "Мпемба эффектісі" деп аталады. Оның нақты себебі әлі де ғалымдар арасында талқылануда (булану, еріген газдардың азаюы және конвекция әсері).
Егер Жерді қақ жарып, бір полюстен екінші полюске дейін тесіп шығатын туннель қазсақ және сол тесікке тас тастасақ, ол тас не істейді? (Ауа кедергісін ескермеңіз).
Тас Жердің орталығына қарай үдеумен түседі, ортасына жеткенде максимал жылдамдыққа ие болады, бірақ инерциямен ары қарай кетеді. Екінші полюске жеткенде тоқтап, қайтадан кері құлайды. Осылайша тас гармоникалық тербеліс жасап, мәңгі ары-бері ұшып жүреді.
Дыбыстың қаттылығы мен тоны неге байланысты?
Дыбыстың қаттылығы — тербеліс амплитудасына байланысты.
Дыбыстың тоны (биіктігі) — тербеліс жиілігіне байланысты.
Неліктен ғарыш кемелері соқтығысқанда немесе жұлдыздар жарылғанда біз оның дыбысын естімейміз? Голливуд фильмдеріндегі ғарыштағы жарылыс дыбыстары физика тұрғысынан дұрыс па?
Жоқ, дұрыс емес. Дыбыс — бұл механикалық толқын, ол тек ортада (ауа, су, қатты дене) таралады. Ғарыш — вакуум, яғни онда тербелісті жеткізетін бөлшектер (молекулалар) жоқ. Сондықтан ғарышта ешқандай дыбыс таралмайды, ол жақта толық тыныштық орнаған.
Үрленген шардың аузын байламай жібере салсақ, ол неліктен ұшады? Оның ұшу бағыты қалай анықталады?
Бұл — реактивті қозғалыстың қарапайым мысалы. Шардың ішіндегі сығылған ауа бір бағытқа қарай атылып шыққанда, импульстің сақталу заңына сәйкес шардың өзіне қарама-қарсы бағытта соққы беріледі. Шар ауа ағынына қарама-қарсы бағытта ұшады. Ракеталардың ұшу принципі де дәл осындай.
Неліктен биік таудың басында (мысалы, Эверестте) жұмыртқа пісіру мүмкін емес, тіпті су қайнап тұрса да?
Судың қайнау температурасы атмосфералық қысымға байланысты. Тауда қысым төмен, сондықтан су 100 C-қа жетпей-ақ, шамамен 70 C-та қайнап кетеді. Бұл температура жұмыртқадағы ақуыздың толық пісуіне жеткіліксіз. Демек, су қайнағанымен, ол "ыстық" емес.
Неліктен кейбір адамдардың көзі көк немесе жасыл? Бұл пигменттер (бояулар) көзде шын мәнінде бар ма?
Шын мәнінде, адам көзінде көк немесе жасыл пигмент мүлдем жоқ. Көздің түсіне тек қара-қоңыр түсті меланин пигменті жауап береді. Көк көзді адамдарда меланин өте аз, сондықтан жарық көздің нұрлы қабығына түскенде шашырап, бізге көк болып көрінеді (бұл аспанның көк болып көрінуіне ұқсас физикалық құбылыс — Тиндаль эффектісі).
Концерттік залдардың немесе дыбыс жазу студияларының қабырғаларын неліктен тегіс емес, кедір-бұдыр немесе жұмсақ материалдармен (поролон, мата) қаптайды? Мұның акустикалық тұрғыдан маңызы қандай?
Бұл жаңғырықты (реверберацияны) болдырмау және дыбыстың сапасын арттыру үшін жасалады.
Тегіс қабырға дыбысты айна сияқты бағыттап шағылыстырады, бұл жаңғырық тудырады.
Кедір-бұдыр беттер дыбысты әртүрлі бағытқа шашыратады (диффузия).
Жұмсақ материалдар дыбыс толқынының энергиясын жұтып, оны жылу энергиясына айналдырады, осылайша артық шу мен "бөтен" дыбыстар жойылады.
Эхолот кеменің астындағы балықтардың шоғырын қалай анықтайды? Неліктен ультрадыбыс толқыны балықтың денесінен шағылысады?
Эхолот ультрадыбыс жібергенде, ол біртекті су ортасымен жүреді. Дыбыс толқыны өзі таралатын ортадан тығыздығы өзгеше басқа ортаға (мысалы, балықтың денесіне немесе ауа толтырылған жүзу торсылдағына) тап болғанда, ол сол шекарадан шағылысады. Шағылысқан толқын кемеге қайтып оралып, экранда нысан ретінде көрінеді.
Неліктен тербеліп тұрған маятник уақыт өте келе тоқтайды? Бұл жерде энергияның сақталу заңы бұзылып тұрған жоқ па?
Заң бұзылмайды. Маятниктің механикалық энергиясы жойылмайды, ол ауамен үйкеліс және аспаның ілінген жеріндегі үйкеліс салдарынан біртіндеп ішкі энергияға (жылуға) айналады. Маятник пен айналадағы ауа молекулалары аздап қызады. Жалпы энергия (механикалық + жылу) бәрібір сақталады.
Егер сіз жаздың ыстық күнінде бөлмені салқындатқыңыз келіп, жұмыс істеп тұрған тоңазытқыштың есігін ашып қойсаңыз, бөлме іші салқындай ма?
Жоқ, керісінше, бөлме іші қызып кетеді. Тоңазытқыш — бұл жылу машинасы. Ол өз ішіндегі жылуды сыртқа (артқы жағындағы радиатор арқылы) шығарады. Егер есігі ашық тұрса, ол іштен алған жылуын қайтадан сол бөлмеге шығара береді. Оған қоса, тоңазытқыштың моторы жұмыс істегенде электр энергиясының бір бөлігі жылуға айналады. Нәтижесінде бөлме салқындаудың орнына жылына түседі.
Жердегі ең құрғақ мекен (400 жыл жаңбыр жаумаған)
Чилидегі Атакама шөлі. Мәні: Бұл жердің кейбір аймақтарында соңғы 400 жыл бойы бірде-бір тамшы жаңбыр жаумаған. Мұндағы ауаның құрғақтығы соншалық, бактериялар да өмір сүре алмайды, тіпті тау шыңдарында мұздықтар да пайда болмайды. NASA бұл жерді Марсқа ұқсас болғандықтан, ғарыш аппараттарын сынау үшін қолданады.