Микро-мастер-классы - Роберт Твиггер

Всем нравятся глубокие таинственные дыры в земле. Это может быть ствол старой шахты, пещера, колодец или даже шахта лифта (хотя стоит быть осторожным, бросая камни в шахту лифта). Да, камни – в этом и состоит секрет определения глубины.

1. Хитрость здесь состоит в знании формулы – очень простой, известной еще во времена Галилея. Она основана на том, что все объекты, независимо от размера, падают на землю с одинаковым ускорением – 9,8 м в секунду за секунду. (Скорость измеряется в метрах в секунду, а ускорение – это увеличение скорости, отсюда метры в секунду за секунду, или м/с².) Причина ускорения – сила притяжения, и если только вы не возьмете перышко или очень легкий камешек, то получите близкий к истине результат. (В безвоздушном пространстве перышко падало бы с той же скоростью, что и камень, но, если взять небольшой тяжелый камень, сопротивление воздуха будет минимальным.) 9,8 не слишком удобное число, поэтому его можно округлить до 10. Еще вам понадобятся часы или другой способ отсчитывать секунды. Я лично говорю: «Один – барра-барра, два – барра-барра, три – барра-барра», – и это помогает достаточно надежно определить глубину с точностью до нескольких метров. Итак, вы отпускаете камень, начинаете считать и останавливаетесь, когда слышите, как он ударился о дно. Глубина ямы будет равна половине ускорения (то есть половине от 10, а значит, 5), умноженной на время в квадрате. Если вы отсчитали три секунды, то глубина равна 5 × 3 × 3 = 45 м.

2. Есть ли здесь какой-нибудь барьер? Фактически нет. Главное – правильно отсчитать время. Если хотите, можно взять секундомер.

3. Найти хороший камень трудно. Ну, может быть, не очень трудно, но нужно постараться. Иногда в ямах и пещерах возникают восходящие токи воздуха и маленький камушек может снести ветром. Слишком большой булыжник тоже брать не стоит: он может задевать за стенки ямы или колодца, и время окажется неправильным. Лучше всего подойдет камушек размером чуть меньше мяча для гольфа.

4. Результат бросания камней – большое удовлетворение, которое вы получаете от выяснения точной глубины трещины, ямы или отверстия в земле. Человеку свойственно все исследовать и знать то, чего, возможно, он знать не должен; вдобавок есть что-то немного волшебное в том, что, просто лениво и даже бездумно бросив камень в колодец, можно точно измерить его глубину – в противном случае потребовался бы мучительный и достаточно долгий процесс опускания вниз груза на мерной веревке.

5. Чтобы добавить к бросанию камней элемент игры, устройте соревнование. Вам понадобится кусок веревки, который нужно предварительно измерить, привязать к нему груз и опустить в колодец или яму. Или можно найти где-то информацию о глубине колодца – тогда победит тот, чей результат окажется ближе всего к официальным цифрам. Естественно, необходимо проявлять осторожность и здравый смысл. Камень, упавший на голову спелеологу в пещере или рабочему в колодце, может убить или покалечить, так что, прежде чем бросать, убедитесь, что в яме никого нет.

6. Это один из самых простых физических опытов, но он открывает целую сферу измерения различных величин, которые могут заинтересовать нас на прогулке или в походе, когда кто-нибудь спросит: «Какой ширины эта река?» или «Какой высоты это дерево?» – и, возможно, даже предложит пари. Измерять высоту и ширину с помощью примитивных инструментов и простых геометрических формул так же легко, как и глубину, и практикующий физик-любитель с удовольствием может этим заняться.