⚠️ Инженерные знания

Принцип неопределённости Гейзенберга часто объясняют неспециалисту тем, что при измерении положения или импульса частицы вы неизбежно возмущаете её, теряя всю имевшуюся у вас информацию о другом из свойств. Измеряя импульс, вы не можете измерить координату. И тут очень сложно понять откуда вообще растут ноги, если вы изучаете только научпоп источники. Складывается впечатление, что именно сам процесс измерения препятствует чёткому определению положения и импульса частицы. Это видится чем-то странным и запутанным, а иногда даже паранормальным. Но в реальной картинке всё тянется от математики. На самом деле существует более фундаментальная логика: частица с четко определенным положением (будь то посредством измерения или любого другого процесса) не может иметь четко определенный импульс, и наоборот. В классической механике положение частицы и её импульс полностью независимы в данный момент времени (импульс действительно влияет на положение частицы через бесконечно малый промежуток времени

Сколько всё существует и вечна ли Вселенная? А сколько оно ещё просуществует после Большого взрыва? Даже если принять, что теория, которая есть сегодня, правильная, то во многом время жизни материи и самой Вселенной может описать срок существования самого атома и тут всё очень интересно! Давайте начнём с простого. Все ли атомы будут существовать вечно? Понятно, что слово "вечно" для физики весьма условно, но давайте сопоставлять это с термином "невероятно долго". Ответ - нет. Некоторые атомы будут стабильными, а некоторые нет. Стабильные атомы или стабильные изотопы не распадаются без внешнего воздействия. Как это работает? Мы помним, что атом состоит из ядра, вокруг которого располагаются электроны. Само ядро тоже составное и включает в свою конструкцию протоны и нейтроны. Протоны склеены друг с другом посредством сильного взаимодействия. Нейтроны компенсируют поведение протонов. Внутри атома есть электростатическое отталкивание (сила Кулона) - протоны заряжены положительно, поэтом

В легендарном фильме "Пятый элемент" четыре камня-стихии (воздух, вода, огонь и земля) активируются при помощи соответствующих воздействий. И, конечно же, у Брюса остаётся последняя спичка... Как могло быть ещё. А как могли бы работать такие камни в реальности, если отбросить фантастику и мистику? На первый взгляд, кажется, что камни каким-то образом "чувствуют" элемент, но с точки зрения физики и химии это настоящая загадка. Сами по себе камни ничем не связаны с элементами природы. Возьмём камень огня. В фильме достаточно еле живой спички, чтобы активировать камень. Научно говоря, камень не содержит встроенного термоядерного реактора, и обычный огонь сжигает органические молекулы при сравнительно невысокой температуре (около 1000 °C для обычного факела). Источник энергии, который способен включить камень, скрыт за пределами известных законов физики. Если попытаться интерпретировать это с научной точки зрения, можно предположить одну из двух гипотез: Дыхание человека - это смесь газов

Когда видишь, как ребята в летающих костюмах прыгают с самолёта, создаётся впечатление, что аналогичного эффекта можно было бы достичь, если попытаться использовать обычное одеяло. Настолько ненадёжно (и даже безнадёжно) всё это выглядит. Ну не должно оно летать! Вот только физика полёта вингсьюта (а именно так этот костюм правильно называется) сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Дело не только в площади крыла, а в распределении воздушных потоков. Это целая система. Для того, чтобы корректно говорить и полётах этой системы нужны детально рассматривать момент взлёта и акцентировать внимание на посадке. Тут сразу два важных момента: Мы же с вами ориентируемся на мультики и фильмы, где человек буквально превращается в белку-летягу или почти в птицу. Физика процесса на самом деле сильно отличается от этого и приёмы в кино нацелены на зрелищность. И мы бы воспринимали её иначе, без эффектов для придания драматичности съемки. Достаточно просто посмотреть весь процессы высадки спортсме

Миссии SpaceX уже давно перестали быть просто шоу для любителей космоса. Проблема одна - постоянно всё заканчивалось аварией и мы даже обсуждали эту проблему на канале. Десятый запуск стал рубежом. Впервые корабль выполнил сразу несколько ключевых задач, доказав, что гигантская многоразовая система может работать не только в теории. Но что же изменилось, что именно этот полёт оказался удачнее предыдущих? Чтобы понять масштаб трудностей, вспомним базовую физику. При входе из орбиты в атмосферу аппарат движется со скоростью порядка 7,5 км/с. Кинетическая энергия такого полёта колоссальна и сравнима с несколькими атомными бомбами, сосредоточенными в одном объекте массой 120 тонн. Проблема инженеров в том, чтобы не позволить уничтожить корабль. В отличие от маленьких капсул (типа Союза или Crew Dragon), Starship имеет гигантскую площадь поверхности. Это означает куда более мощные тепловые и аэродинамические нагрузки. Именно здесь до недавнего времени происходили главные сбои. В предыдущих

Не так давно я написал материал про странную ситуацию с печкой и попросил совета от знающих людей в комментариях. Спасибо всем, кто высказался по теме. Как всегда это бывает, проблема обнажила интересные физические процессы, о которых просто так и не подумаешь. Об этом и поговорим, а заодно - эта статья станет прекрасным пособием по ремонту крыши. Итак, в начале этого лета я заметил, что печка типа "буржуйка" на даче изрядно течёт. Конструкция незамысловатая - труба выходит вертикально вверх через скат крыши. Проходкой является силиконовый мастер-флэш. Резинка мастер-флэша натянута на трубу-сэндвич. Сам флэш приклеен к металлическому профлисту на крыше. Первым делом я подумал, что где-то подтекает сам мастер-флэш или может-быть саморез плачет. Ведь логично, что если есть вода под печкой, то есть и дырка в крыше. Эту версию я прорабатывал несколько недель, ждал дождей, смотрел. И... Что за напасать? Пока я на даче печка не течёт! Лужи воды нет. Всё хорошо. Лезу на чердак проверить сты

В интернете гуляет фотография странной системы. Это, вроде как, космическая станция и туалет, который там установлен. Но внутри того, что похоже на унитаз, расположена самая необычная деталь... камера. Фотография при этом выглядит вполне реальной, а злые языки говорят самое разное (есть тут один анекдот, но я его не расскажу). Но оказывается, что эта система действительно устроена таким образом и это правда туалет с камерой. Вот только не всё так просто, как это кажется. Подробности проблемы раскрывает канал NASA на YouTube и там же в одном из видео с Майком Массимино рассказывается о смысле этого странного видеонаблюдения. Если коротко, то никаких камер в настоящем космическом туалете нет и не было. Камера стояла в наземном тренажёре, чтобы астронавты научились правильно садиться на очень маленькое отверстие сиденья и не срывали воздушный поток, который в невесомости заменяет… ну, всё остальное. Этот тренажёр назывался WCS Positional Trainer и находился в Центре Джонсона (здание №5,

Если вы следите за моим каналом, то знаете, что свет не только освещает и греет, а ещё и "толкает". Проведены самые разные эксперименты на этот счёт и сегодня нет сомнения в работе такого явления. Каждый фотон обладает импульсом. У него нет массы покоя, но при этом он несёт энергию и может передавать её телам при столкновении. На Земле этот эффект настолько слаб, что мы его не замечаем. Но в космосе, где нет воздуха, трения и привычного сопротивления, даже незначительное “давление света” может стать вполне ощутимой силой. Если фотон отражается от поверхности, он меняет направление и передаёт части своей энергии объекту. По законам сохранения импульса корабль (или спутник) получает едва заметный “пинок”. При поглощении свет тоже передаёт импульс, но вдвое меньше, чем при отражении. Чтобы оценить эффект, можно вспомнить, что давление солнечного излучения на расстоянии Земли от Солнца примерно 9 микроньютонов на квадратный метр. Чудовищно мало. Но умножьте это на площадь в тысячи квадратн

Арктика сегодня - это настоящая лакмусовая бумажка глобального потепления. Лёд, который когда-то простирался на многие миллионы квадратных километров, тает всё быстрее, и с каждым летом он исчезает на всё более продолжительное время. Если вы хоть немного знаете физику, то осознаете, что потеря арктического льда не просто локальная беда. Тут множество эффектов, которые балансируют наш климат и сохраняют "планету здоровой". Например, лёд не только сам по себе является этаким тепловым аккумулятором, а ещё и его белая поверхность отражает солнечный свет. Без неё тёмный океан начинает активно поглощать тепло, ускоряя нагрев планеты. Получается замкнутый круг, разорвать который крайне сложно. Лёд, вероятно, пролежал бы ещё сотни лет, но антропогенная нагрузка сильно влияет на все процессы и планета уже очень ощутимо "отзывается" на бездумное истощение ресурсов. Но если лёд быстро расходуется, то... почему бы не наморозить новый лёд? Звучит как безумие, не так ли? Но учёные вполне серьезно р

Когда космический корабль возвращается на Землю, инженерам приходится решать одну из самых опасных и сложных задач космонавтики. Как защитить аппарат от чудовищного перегрева? Казалось бы, ведь ракета при старте тоже проходит через атмосферу, но только в обратном направлении. Почему-то при взлёте мы не видим гигантских плазменных оболочек и раскалённых теплозащитных плит. Разберёмся, в чём тут физика. Ключевая разница скрыта в скоростях. При старте ракета начинает путь с нуля и постепенно разгоняется. Когда она проходит плотные слои атмосферы - от уровня моря до примерно 50 километров - её скорость ещё сравнительно мала. Несколько сотен или тысяч километров в час. Для сравнения скорость звука у поверхности Земли около 1200 км/ч, и большинство ракет преодолевают эту отметку уже выше, где воздух значительно разрежен. То есть у ракеты просто нет времени и условий нагреть себя до критических температур. А теперь посмотрим на обратный путь. Космический аппарат, возвращаясь с орбиты, движетс