Капка принц Рупърт. Парадокс спад на принц Рупърт

) или "датски сълзи". Ръководителят на капка е невероятно издръжлив, много е трудно да се повреди чрез компресия: дори силни удари на чук или хидравлично преса не прилагат никаква вреда. Но си струва леко крехка опашка, а цялата капка в миглото на окото ще се раздели на малки фрагменти.

Тази любопитна собственост на спад на стъкло за първи път е открита през XVII век, независимо дали в Дания, или в Холандия (следователно друга от името им - Батавале), или в Германия (противоречиви източници), и необичайно нещо, което бързо се разпространява в Европа като смешна играчка. Спадът е получен в чест на главния командир на английската кралска кавалерия на Рупърт Паталцки, известен с хората като принц Рупърт. През 1660 г. Рупърт Палацки се завръща в Англия след дълго изгонване и донесе с него необичайно стъкло, което Карл II представи с него и ги прехвърли в изследването на Лондонското кралско общество.

Производствената технология е паднала в тайна, но в резултат на това се оказа, че е много просто: достатъчно е да се откаже от стопеното стъкло в кофа със студена вода. В тази проста технология и се крие тайната на силата и слабостта на спада. Външният слой на стъклото бързо се замразява, намалява обем и започва да се поставя върху все още течно ядрото. " Когато вътрешната част също се охлади, ядрото започва да се свива, но сега тя е потисната от вече замразения външен слой. С помощта на междумолекулните сили на привличането, той държи охладеното ядро, което сега е принудено да вземе по-голям обем, отколкото ако се охлажда свободно. В резултат на границата между външните и вътрешен слой Има противоположни сили, които привличат външния слой, а в него се образува напрежението на компресията, а вътрешното ядро \u200b\u200bе навън, образувайки напрежението на напрежението. В този случай вътрешната част може дори да се откъсне от външната страна и след това балонът е оформен в капка. Тази конфронтация прави капка по-силна от стоманата. Но ако все още ще повредите повърхността й, счупвайки външния слой, скритото сила на напрежението се освобождава и бърза вълна от разрушаване се вози по цялата капка от мястото на повреда. Скоростта на тази вълна е 1,5 km / s, която е пет пъти по-бързо от скоростта на звука в атмосферата на земята.

Същият принцип е в основата на производството на закалено стъкло, което се използва например в моторни превозни средства. В допълнение към висока якост, такова стъкло има сериозно предимство за сигурността: когато е повредено, то е разделено на множество малки парчета с глупави ръбове. Обичайното "сурово" стъкло мига на големи остри фрагменти, които могат да бъдат сериозно инжектирани. Закаленото стъкло в автомобилната индустрия се използва за странични и задни прозорци. Предното стъкло за автомобили правят многослоен (триплекс): два или повече слоя лепила с полимерен филм, който по време на удари фрагментите и не им позволява да отлети.

Veronica Samtkaya.

Капка от принц Руперт прилича на стъклена тераса, създадена от новодошла стъкло, но е толкова силна, че е невъзможно да го счупи дори с чук. Въпреки това е достатъчно да го ударим в "опашката" и се разпадате в прах. Причината за такива необясними качества учените се опитват да намерят почти 400 години, а сега екипът на изследователите от университета в Кеймбридж и Талин технически университет В Естония най-накрая има отговор.

Батавинските сълзи или капки от принц Руперт за първи път се появяват през 17-ти век и станаха известни, когато княз Рупърт Баварска представи пет от тези нападатели в Англия Karl II. Те бяха прехвърлени в Кралското общество за обучение през 1661 г. обаче, въпреки почти четири века изследвания, обяснението на техните странни качества бе открито само сега. Капки са изработени от стопено стъкло с коефициент на висок топло разширение и се спускат в студен воден съд. Стоманото стъкло незабавно замръзва в характерната форма на капка.

За да изучавате капчиците на принц Рупърт, учените са използвали техниката, където прозрачният 3D обект е монтиран в потапяща баня, така че през него преминала поляризирана светлина. Промените в поляризацията на светлината в обекта съответстват на напрежението. Предишното творчество на физиците на Талин и Кеймбридж, прекарано през 1994 г., включваше снимане на капка капчици със скорост от почти един милион кадъра в секунда. Можете да видите видеоклипа, както след увреждане на "опашката", пукнатините се разпръскват на капки със скорост от около 6 500 километра в час.

Новото проучване показа, че стресът на стъклената компресия в "главата" на капка е около 50 тона на квадратен инч, което го прави равни на стоманата. Това се случва, защото извън падането се охлажда по-бързо, отколкото вътре. По този начин в главата "главата" се инжектира огромно налягане на капки, което се компенсира чрез разтягане.

Докато тези сили остават в равновесие, спадът е много издръжлив и може да издържи на значителни товари. Но с увреждане на "опашката", това равновесие е счупено и много малки пукнатини се разпространяват успоредно на оста. Това се случва при толкова висока скорост, което прилича на експлозия.

Нека ви запозная с една от интересните свойства на стъклото, което е персонализирано с капки (или сълзи) на принц Руперт. Ако капето стопено стъкло студена водаТя ще замръзне под формата на капка с дълга тънка опашка. Поради незабавното охлаждане, спадът придобива повишена твърдост, т.е. не е толкова просто да го смачквате. Но си струва една тънък опашка в такъв спад на стъклото - и тя веднага ще експлодира, разпръсквайки се около най-добрия си стъклен прах.

Стъклените капки бяха измислени в Германия през 1625 г. През XVII век това е мнението, че в Холандия всъщност се появяват стъклени сълзи, така че те грешат да наричат \u200b\u200b"холандски". Във Великобритания, стъклените сълзи станаха известни благодарение на британския херцог Рупърт Паталски. Той ги представи с царя на Карл II, който на свой ред ги подаде на царското научно общество. В чест на херцога, стъклените сълзи започнаха да наричат \u200b\u200b"капки на Руперт". Методът за производство на капки от Дюк Рупърт за дълго време е пазел тайна. Те бяха продадени на всички като забавни играчки.

Днес механизмът на "работа" на холандски сълзи е внимателно проучен. Ако разтопеното стъкло влиза в студена вода, тя бързо замръзва, натрупвайки невероятен механичен стрес. Условно легна в капка външен слой и вътрешно ядро. Капка се охлажда от повърхността и нейният външен слой се натиска и намалява в обем, докато ядрото остане течно и горещо.

След като температурата падне вътре в топката, ядрото ще започне да се свива. Въпреки това, процесът ще устои на твърдия външен слой. С помощта на междумолекулните сили на привличането той се сблъсква със сърцевината, която, която се охлажда, е принудена да вземе по-голям обем, отколкото ако се охлажда свободно.

В резултат на това, на границата между външния слой и ядрото ще има сили, които дърпат външния слой вътре, създавайки натоварването на компресия и вътрешното ядро \u200b\u200b- навън, образуване на напрежение напрежение в него. Тези напрежения с твърде бързо охлаждане са много значими. Така вътрешната част на топката може да се откъсне от външния, а след това балонът е оформен в капката.

Ако нарушите целостта на повърхностния слой на разкъсанието, силата на напрежението веднага се освобождава. Замразеното стъклено спад е много силно. Тя лесно издържа на удара с чук. Обаче, ако обърнете опашката й - тя се унищожава толкова бързо, че по-скоро прилича на стъклена експлозия.

Коментари: 0.

Сергей Рyzhikov.

Лекции Сергей Борисович Рижиков с демонстрация на физически опит прочетете през 2008-2010 г. в голяма демонстрационна публика на физическия факултет на Московския държавен университет. М. В. Ломоносов.

Никога не сме успявали да намерим оригиналния източник на това широко разпространено убеждение: никой лист хартия не може да бъде сгънат два пъти повече от седем (според някои данни - осем) пъти. Междувременно сегашното въже на сгъване е 12 пъти. И какво е по-невероятно, той принадлежи на момичето, математически обосновава тази "мистерия на хартиена хартия".

Александър Скрипченко

Математика Александър Скрипченко на Билярд като динамична система, рационални ъгли и теорема.

Юлио М. Отино

Просто двуизмерно периодично движение Вискозната течност може да бъде хаотична, което ще доведе до ефективно разбъркване. Експериментите и компютърната симулация изясняват механизма на този феномен.

Валери Opois.

Аристотел и Галилея за падане на Тел. Фрикционна сила. Приплъзване и комбинация. Статични, кинематични. Векторна природа на силите и скоростта. Добавяне и разлагане. Независимост на действията и движенията. Запазване на количеството на движението. Момента на силата и момента на инерцията. Жироскопи. Пейка zhucovsky. Ротационен трафик. Моментът на силата и момента на пулса в плоската версия на въртене. Завъртане твърдо тяло И момента на инерцията. Работа, енергия, закони за опазване. Ничноерни системи и сили. Центробежен ефект. Сила на кориолис. Задачата на Айнщайн за Chanins. Налягане на атмосферата. Закони на Паскал и Архимед. Парадокс архимед.

Възможно е да сте успели да изпитате странни физически усещания в високоскоростни асансьори: когато асансьорът тропоти (или се забавя, когато се движите надолу), натискате до пода и ви се струва, че се забавлявате за момент; И по време на спиране, когато се движите нагоре (или започнете, когато се движите надолу), подът на асансьора буквално ви оставя от краката. Може би, не съзнателно, вие изпитвате действието на принципа на еквивалентност на инертните и гравитационните маси. Когато асансьорът тролеше нагоре, той се движи с ускорение, което е добавено към ускорението на свободното падане в неинерционното (движещо се с ускорение) референтната система, свързана с асансьора, и увеличава теглото ви. Въпреки това, веднага щом асансьорът вкара "скоростта на круизирането", той започва да се движи равномерно, "печалба" в теглото изчезва и теглото ви се връща към стойността, която ви е позната. По този начин ускорението произвежда същия ефект като гравитацията.

Трафик физическо тяло В едно измерение той не зависи от неговото движение в две други измерения. Например, траекторията на полета на Cannonic Nucleus е комбинация от две независими траектории за движение: равномерно движение хоризонтално със скоростта, прикрепена към основната оръдие, и равна на вертикалното движение под влиянието на земната атракция.

Владимир Павлов

Встъпителни концепции. Целта на физиката. Основни принципи и концепции. Концепцията за пространството-време. Принципи на симетрия на пространството-време. Динамичен принцип. Закон. Функция Лагранж. Уравнения на euler-lagrange. Закони за опазване. Теорема. Енергия, импулс, момент. Задачата на Кеплер. Модели. Хамилтонски формализъм. Отклонение на легендата. Функция Хамилтън. Уравнения на Хамилтън. Poisson скоба. Инвариантна формулировка на механиката.

Добре пронизващата земя е класически виртуален обект, при примера, който законът за глобалните и хармоничните колебания може да бъде проучен едновременно. Физиците оценяват времето на падане на обекта в ямката, минаваща през центъра на земята, като се има предвид ефекта на съпротивлението на въздуха в кладенеца или възможното триене около стената му. Последната оценка показва, че есента на центъра на Земята ще отнеме поне 1,8 години.

Течните молекули изпитват взаимни атракционни сили - всъщност това се дължи на това, че течността незабавно не изчезва. На молекулите вътре в течността силата на привличането на други молекули действа от всички страни и следователно взаимно се балансира взаимно. Молекулите на повърхността на течността нямат съседи навън и получената сила на привличане е насочена вътре в течността. В резултат на това цялата повърхност на водата се стреми да лайна под влиянието на тези сили. Чрез агрегата този ефект води до образуването на така наречената повърхност на повърхностни напрежения, която действа по повърхността на течността и води до образуването на приликата на невидимия, фин и еластичен филм.

Сълза на принц Руперта, Батава или холандски капки, сълза на дявола - всичко това са имената на същото физическо явление. Кръсната част на такива сълзи е тежкото стъкло, а опашката й е ахилесовата пета, която, която се търкаля, превръща целия дизайн в прах.

Мненията относно произхода на капчиците на принц Руперт са много разнообразни. Някои източници посочиха, че са ги измислили през 1625 г. в Германия. Но те също се наричат \u200b\u200b"Батави сълзи" и затова.

Как да отворим капка принц Рупърт

Веднъж в Холандия, непознат за нас, ученият похарчи определен интересен експеримент. Той разтопи стъклена пръчка на мощна горелка и течни разтопени капки се разклаща в резервоар с обикновена вода. Стъклени капки, замразени в студена вода, закупени странна форма, напомняйки за поклонници със заоблена глава и тънка опашка с форма на змия. Откриването беше впечатлено от изследователя и той даде името на откритието - батавинските сълзи в чест на Батавия - първото име на родината си. Както се оказа, това откритие на учения не се ограничаваше, защото по-късно той откриваше любопитен имот.

Смята се, че стъклото е доста крехък материал. Но имотът на тези стъклени капки е такъв, че дори и с многобройни удари с чук в закръглена част, те не са счупени. В същото време, ако по време на експеримента, за да поставите този капка под натиска на металната плоча, тогава ще остане склонен отпечатък. Но струва само да се откажете от върха на тънката й опашка и незабавно експлодира на милион най-малки фрагменти.

Както и да е, батавианската яркост на Батаве е получила широк слава след като британският херцог Рупърт Палавски ги представи като прекрасен подарък за краля на Великобритания Карл II. След като царят инструктира царската научна общност да изследва тайнствената си и забавна природа. В чест на княза на Палавски, батавинските сълзи започнаха да се наричат \u200b\u200bиначе като стъкло капки от принц Рупърт. Начинът да се създаде за дълго време в най-строгата тайна, но те биха могли да ги купят всеки като повдигнат сувенир.

Защо капка принц Руперта експлодира

Към днешна дата причините за необичайното поведение на стъклените капки вече са научно доказани. Факт е, че попадането в студена вода, стъклените капки бързо се замразяват. Във всеки от тях се образува високо механично напрежение. Ако си представите, че капка се състои от черупка и ядро, може да се разбере, че започва да се притеснява първо на повърхността, т.е. черупката й намалява и компресира, докато ядрото продължава да е горещо и течно.

Когато вътрешната температура на капка намалява, ядрото също започва да се свива, но сега съпротивата се дължи на външния замръзнал слой. Близките междумолекулни връзки позволяват да стисне ядрото, което вече се увеличава.

Много силно напрежение настъпва между обвивката и ядрото, съответно, компресията върху външния слой и разтягането е във вътрешния. Ако пропуснете стопеното стъкло в твърде студена вода, нивото на напрежението ще достигне максимума и ще позволи на вътрешната част на капка да се отдели от външната страна, образувайки балон.

Това са вътрешните якости на напрежението на компресия и разтягане устояват на всяка сила на удара. Лооминг "опашката" капки, унищожаваме горния слой, който ще позволи на вътрешния натиск да се простира пълна силаи стъклената капка ще се разпространи в прах. Това вътрешно напрежение е толкова голямо, че експлозията се случва буквално за един момент. Следователно, чрез провеждане на експеримент, не забравяйте да бъдете оборудвани със защитни очила.

Наскоро група учените от различни части на света поставят целта за "да се направи" на истината и да разберат защо и как точно взривът се случва, когато въжето на принц Рупер пада.

Факт е, че когато има повреда на външната обвивка, се появява пукнатина, проникваща директно в "сърцето" на капка, където потенциалното напрежение е концентрирано.

Като се има предвид научно доказан факт, че външният слой е компресиран, и вътрешните - опънати, разглеждани учените, точно как се разпределя налягането в сълзите. Оказа се, че силата на компресия на външната обвивка надвишава атмосферното налягане от 7000 пъти и достига 700 мегапроскала. Това е невероятно, като се има предвид, че повърхността на стъклените сълзи е необичайно тънка и нейната площ е само 10% от цялото тяло на капка.

Изследователите също така установиха, че за да експлодират капка на княз Руперт, тя отнема пукнатини, за да достигне до центъра си. Когато удряте чука или с друг ефект върху главата на главата, пукнатините се разсейват по повърхността му, без да проникват във вътрешната зона на разтягане. Това обяснява силата на топката. С унищожаването на пукнатините "опашка" е възможно да се проникне във вътрешната част на стъклените сълзи, което води до експлозия.

Модерна употреба на ефекта капки от принц Руперт

Принципът на поведението на капка принц Руперт вече е успешно прилаган в индустрията. Такова стъкло е познато на всички като "закалено".
Преди това "закалени очила". Те могат да бъдат без клон на съвестта да се откажат на пода - никога не е бил нарушен, когато удари. Но на ръба на Шчербинка можеше да провокира експлозията му по всяко време. Ето защо, с такива ястия си заслужаваше да се обърне още по-внимателно, отколкото с обикновена чаша.

Според подобен принцип, автомобилното стъкло е направено днес. В допълнение към факта, че има по-висока якост, тя има друго важно предимство за безопасността на пътниците - в случай на повреда, тя се разпада в малки парчета с заоблени ръбове. Разбивка на сурова стъкло, образуват остри и големи фрагменти, които могат да бъдат сериозно повредени.
От закалено стъкло се правят страничните и задните прозорци, прозорците са направени чрез залепване на няколко слоя такова стъкло с помощта на специален полимерен филм, който в случай на инцидент няма да им позволи да излязат изобщо.

Видео за ефекта на каплионния княз Руперта

Prince Rupert (Ruprecht Von der Pfalz) е изключителна немски военна, които са получили титлата на адмирал и заповядал на кралската връзка по време на гражданската конфронтация в Англия. Той беше роден от Прага, имаше окръжна титла, той се наричаше херцог Баварска, но най-вече той е известен като принц Рупърт Кин. Баща му е кратко време на правилата на региона на Бохемия, но по-късно е бил принуден да избяга в Холандия, където Рупърт прекарва детството си. След като получил образование Руперт стана войник и участва в тридесетгодишната война, имаше ценен военен опит. По-късно се присъедини към армията на Чарлз I в английската гражданска война и взе пост на главата на кавалерията. С многобройни военни победи, командирът е спечелил добра репутация, след това продължи борбата за град Йорк, но не успя да победи, загубил този град и на север от Англия. Руперт също взе участие в битката при Неузби, в която Бристол спечели и спечели. Впоследствие принцът е изпратен на изгнание в Холандия, изразходвайки след няколко години, управлявайки малки морски ескадри в Западна Индия и Германия. По-късно, когато възстановяването на монархията Рупърт се върна в Англия, където провежда редица британски военноморски операции и се бореше през втория и третия английски-холандски войни.

Руперт Пзалцки е роден на 17 декември 1619 г. в Прага, Бохемия, в семейството на Фридрих V, ръководители на протестантския съюз и съпругата му Елизабет Стюарт, дъщеря на Яков и Анна Датски. През 1620 г., след сблъсък със своите врагове католик в битката на Бялата планина, семейството на Руперт избяга от Бохемия до Холандия, където прекарва по-голямата част от детството си. Руперт беше надарено дете и се научил да говори английски, чешки и френски На възраст от три години. Той учеше немски В ранна възраст и също успях в изкуството. Когато навърши на 13 години, момчето загуби баща си. Той е живял си тийнейджърските си години в Англия в семейството на чичо си, крал Чарлз И. Руперт става доста ранен войник. През 1638 г. се бори в тридесетгодишната война (1618-1648), което му донесе значителен военен опит, принц Рупърт е заловен и затворен в продължение на три години в затвора в Линц.

В продължение на няколко месеца след освобождаването му от плен в Германия през 1641 г. Руперт отиде в Англия и се присъединява към Корла, преди началото на Гражданската война в Англия през август 1642 година. Да имаш възможност да водим командването на кралската връзка на 23-годишна възраст, умело изпратил войските си и спечели голям брой битки Той победи сили на врага близо до вълна и се бореше в първата голяма битка гражданска война С Edgehill през октомври 1642 година. През юли 1643 г. те са взети от Бристол, а след това освободиха Нюарк, Нотинхамшир, през февруари 1644 година. През същата година Рупърт оглавява обсадата на Йорк, но пострада, губи Йорк и север от Англия. Когато принцът премина Бристол, царят го премахна от служба и изгони от Англия през юли 1646 година. През 1660 г., след възстановяването на монархията, този военачалник се върна в Англия, за да приложи команда за високо класиране. Той е назначен за таен съветник и участва във втория (1655-57) и третия (1672-1674) на английско-холандските войни. През 1670 г. Руперт Пафалцки стана първият губернатор на Гудшинския залив, а също така показа голям интерес към науката и представи изкуството на Мецо-Тинто в Англия. Той също беше един от основателите на Кралското общество.

Руперт имаше романтични връзки с Франсис Бард, дъщеря на английския изследовател и ветеранът на Гражданската война, Хенри Барда. Въпреки че той отрече изявленията на Франсис за тайния им брак, но въпреки това призна сина си Дъдли Барда. В края на 1660-те години принцът беше влюбен в Маргарет Хюс, атрактивна актриса на театъра на Крюни Лейн. Двойката не си осигурил отношенията си с брака, но Руперт призна дъщеря си Рупърт. Това изключително немски войник Той почина на 29 ноември 1682 г., в къщата си, в Уестминстър, в Англия след нападението на плеврит на шестдесетгодишната възраст.