Результаты поиска потегуфизика
Дополнительные фильтры
Теги:
физикановый тег
Автор поста
Рейтинг поста:
-∞050100150200300400+
Найдено: 904
Сортировка:
Ролик на Youtube помог описать новый физический эффект
Исследователи из Нидерландов обнаружили необычное свойство жидкости, изучая видео о шариках гидрогеля на раскаленной сковороде.
Украинский программист под ником Джон Панч опубликовал ролик о том, как гелевые шарики подпрыгивают на горячей сковородке. Видео посмотрели более миллиона человек, среди них - Скотт Вайтукайтис, специалист в области физики мягких материалов при Лейденском университете в Нидерландах.
Вайтукайтис решил повторить эксперимент в лаборатории, используя высокоскоростные камеры, чтобы выяснить, почему шарики могли подпрыгивать так долго. Оказалось, что, когда гидрогель соединяется с очень горячей поверхностью, происходит взрыв пара. Это заставляет вибрировать нижнюю часть шарика.
"Этот пар создает давление, которое на самом деле деформирует нижнюю часть шара. Мы обнаружили принципиально новый тип эффекта Лейденфроста. Этот эффект для гидрогеля превращает каждый шарик в крошечный паровой двигатель", - заявил Скотт Вайтукайтис.
В классическом примере эффекта Лейденфроста жидкость при контакте с очень горячим телом создает изолирующий слой пара, который предохраняет жидкость от быстрого выкипания. А в случае с гелем пар вырывался наружу, заставляя шар отскакивать от поверхности. Это кипение высвобожало энергию, которой хватало для серии "прыжков" шарика на сковороде.
Эксперименты показали, что если шарики были сброшены с высоты менее 4 сантиметров, то они начинали прыгать все выше и выше, пока не достигали этой высоты, где стабилизировались в течение нескольких минут. При падении с большей высоты, с каждым отскоком они уменьшали высоту "прыжка", пока не фиксировались на высоте 4 сантиметров. Оказалось, что 4 сантиметра были высотой, на которой энергия от нагрева компенсирует потерю энергии при ударе. По словам Вайтукайтиса, некоторые шарики могли прыгать так до 10 минут, пока не начинал плавиться полимер, из которого они сделаны.
В дальнейшем ученые планируют использовать данное свойство гидрогеля для создания двигателей мягких роботов, поскольку подобный материал мог бы избавить робота от классических батарей.
"Мы хотим сделать мягкие двигатели, которые были бы более эффективными. И эффект Лейденфроста может в этом помочь", - добавил Вайтукайтис.
24го июля работа опубликована в Nature Physics
Механика sci-fi мира
В общем, я пишу научно-фантастическую историю с элементами Лит-РПГ и хотел бы узнать мнение посетителей джойреактора об используемой мной механике мира, а именно о накоплении, затратах и обмене электрической энергии. Я не физик-теоретик, но немного разбираюсь в естественных науках и стараюсь сделать историю попроще, не перегружая ее формулами и сложными вычислениями, чтобы можно было понять сюжет.
Так вот, в ходе повествования я не могу определиться, как мне лучше описывать количество электроэнергии, содержащейся электрогенераторах или аккумуляторах. Я знаю, что просто энергию можно выразить в джоулях, но мне нужна мера для электричества. Есть понятие емкости аккумуляторов ампер-час, но использование этих единиц существенно осложнит мой сюжет, и я его просто не вырулю. Поэтому у меня наметилось два решения, использовать в основе единиц энергии кулоны, либо ватты.
Вот объяснение первого способа:
Общий объем неиспользованной энергии, хранящейся в генераторе или в аккумуляторе, измеряется в кулонах, а количество использованной энергии в кулон-вольтах или джоулях, так как при использовании части накопленной энергии, на него накладывается модификатор в виде напряжения, в зависимости от значения которого количество выделенной энергии может оказаться больше. Например, если общее количество энергии генератора равно 360 мегакулонов или 360 миллионов кулонов, а его напряжение равняется 1 вольту, то, потратив 5000 кулонов для выстрела лазера, выделится столько же энергии в 5000 кулон-вольтов или в 5000 джоулей. Соответственно, значение общей энергии в генераторе уменьшится на 5000 кулонов, составив 359995000 кулонов. Однако, если напряжение генератора с таким же количеством энергии будет 2 вольта, то, также использовав 5000 кулонов, выделится уже в два раза больше энергии, то есть 10000 кулон-вольтов или 10 килоджоулей. Такая система поможет более точно описывать, сколько и куда энергии ушло. Но она может оказаться неправдоподобной.
Следующий способ заключается в использовании единиц мощности - ватт, в частности, киловатт-час. Этот способ более правдоподобен и прост, но будет описывать процессы в сюжете размыто. Например, генератор работает на мощности 1000 ватт-час и его хватает на 5 часов. Значит ли это, что в целом в нем содержится 5000 ватт энергии? Я думаю, что здесь даже вопрос некорректен. Поэтому, используя ватты,я могу говорить только о мощности и без сложных вычислений понять что, куда и как так получилось не обойдется.
Если кто-то может посоветовать насчет этих идей или предложить что-то свое, то я буду признателен.
Можно ли вытащить что-то из черной дыры?
Как только объект попадает в черную дыру, покинуть ее он уже не может. Неважно, сколько энергии у вас есть, вы никогда не сможете двигаться быстрее скорости света и преодолеть горизонт событий изнутри. Но что, если попытаться обмануть это маленькое правило и окунуть крошечный объект в горизонт событий, привязав его к более массивному, который сможет покинуть горизонт? Можно ли вытащить что-нибудь из черной дыры хоть как-нибудь? Законы физики строгие, но они обязаны отвечать на вопрос, возможно это или нет. Итан Зигель с Medium.com предлагает это выяснить.
Черная дыра — это не просто сверхплотная и сверхмассивная сингулярность, в которой пространство изогнуто так сильно, что все попавшее внутрь выбраться уже не сможет. Хотя обычно нам представляется именно, черная дыра — если точно — это область пространства вокруг этих объектов, из которой никакая форма материи или энергии — и даже сам свет — не может сбежать. Это не так уж экзотично, как можно было бы подумать. Если взять Солнце, как оно есть, и сжать его до радиуса в несколько километров, получится практически черная дыра. И хотя нашему Солнцу не грозит такой переход, во Вселенной есть звезды, которые оставляют после себя именно эти загадочные объекты.
Самые массивные звезды во Вселенной — звезды в двадцать, сорок, сто или даже 260 солнечных масс — самые синие, горячие и яркие объекты. Они также выжигают ядерное топливо в своих недрах быстрее других звезд: за один-другой миллион лет вместо многих миллиардов, как Солнце. Когда в этих внутренних ядрах заканчивается ядерное топливо, они становятся заложниками мощнейших гравитационных сил: настолько мощных, что в отсутствие без невероятного давления ядерного синтеза, который им противостоят, они просто коллапсируют. В лучшем случае ядра и электроны набирают столько энергии, что сливаются в массу связанных воедино нейронов. Если это ядро массивнее, чем несколько солнц, эти нейтроны будут достаточно плотными и массивными, что коллапсируют в черную дыру.
Итак, запомним, минимальная масса для черной дыры — это несколько солнечных масс. Черные дыры могут расти и из гораздо больших масс, сливаясь вместе, пожирая материю и энергию и просачиваясь в центры галактик. В центре Млечного Пути был найден объект, который в четыре миллиона раз превосходит массу Солнца. На его орбите можно определить отдельные звезды, но никакого света никакой длины волн не излучается.
Другие галактики имеют еще более массивные черные дыры, массы которых в тысячи раз больше наших собственных, и нет теоретического верхнего предела величине их роста. Но есть два интересных свойства у черных дыр, которые могут привести нас к ответу на вопрос, заданный в самом начале: можно ли вытащить что-нибудь «на привязи»? Первое свойство относится к тому, что происходит с пространством по мере роста черной дыры. Принцип черной дыры таков, что ни один объект не может вырваться из ее гравитационного притяжения в области пространства, как бы ни ускорялся, даже двигаясь на скорости света. Граница между тем, где объект может покинуть черную дыру и где не может, называется горизонтом событий. Он есть у каждой черной дыры.
Вы удивитесь, но кривизна пространства гораздо меньше на горизонте событий возле самых массивных черных дыр и увеличивается у менее массивных. Подумайте вот о чем: если бы вы «стояли» на горизонте событий, поставив правую ногу на край, а голову отведя на 1,6 метра от сингулярности, ваше тело растягивала бы сила — этот процесс называют «спагеттификацией». Если бы эта черная дыра была такой же, как в центре нашей галактики, сила растяжение составляла бы только 0,1% силы гравитации на Земле, тогда как если сама Земля превратилась бы в черную дыру, а вы на ней стояли, сила растяжения в 1020 раз превышала бы земную гравитацию.
Если эти растягивающие силы малы на краю горизонта событий, они будут не намного больше внутри горизонта событий, а значит — учитывая электромагнитные силы, которые удерживают твердые объекты в целостности — возможно, мы могли бы осуществить задуманное: окунуть объект в горизонт событий и практически сразу же вынуть. Можно ли так сделать? Чтобы понять, давайте рассмотрим, что происходит на самой границе между нейтронной звездой и черной дырой.
Представьте, что у вас есть чрезвычайно плотный шар нейтронов, но фотон на его поверхности все еще может убежать в космос и не обязательно вернуться к нейтронной звезде. Теперь давайте поместим на поверхности еще один нейрон. Внезапно ядро уже не может сопротивляться гравитационному коллапсу. Но вместо того, чтобы думать о происходящем на поверхности, давайте задумаемся о происходящем внутри, где формируется черная дыра. Представьте отдельный нейтрон, состоящий из кварков и глюонов, и представьте, как глюонам нужно переходить от одного кварка к другому в нейтроне, чтобы протекал процесс обмена сил.
Теперь один из этих кварков оказывается ближе к сингулярности в центре черной дыры, а другой дальше. Чтобы произошел обмен силами — и чтобы нейтрон был стабильным — глюон в определенный момент должен перейти от ближнего кварка к дальнему. Но это невозможно даже на скорости света (а глюоны не имеют массы). Все нулевые геодезические, или путь объекта, движущегося со скоростью света, приведут к сингулярности в центре черной дыры. Более того, они никогда не уйдут дальше от сингулярности черной дыры, чем в момент выброса. Вот почему нейтрон внутри горизонта событий черной дыры должен коллапсировать и стать частью сингулярности в центре.
Поэтому вернемся к примеру с привязью: вы взяли небольшую массу, привязали ее к судну покрупнее; судно находится за пределами горизонта событий, а масса погружена. Когда любая частица пересечет горизонт событий, она не сможет снова его покинуть — ни частица, ни даже свет. Но фотоны и глюоны остаются теми самыми частицами, которые нам нужны для обмена сил между частицами, которые находятся за пределами горизонта событий, и они тоже не могут никуда выйти.
Это не обязательно означает, что трос оборвется; скорее, сингулярность затянет весь корабль. Конечно, приливные силы при определенных условиях не разорвут вас на части, но достижение сингулярности будет неизбежным. Невероятная сила притяжения и тот факт, что у всех частиц всех масс, энергий и скоростей не будет выбора, кроме как отправиться в сингулярность, вот что будет иметь место.
Поэтому, к сожалению, из черной дыры пока не нашли выхода после пересечения горизонта событий. Можно уменьшить потери и отрезать то, что уже попало внутрь, либо остаться на связи и утонуть. Выбор зависит от вас.
Здесь мы собираем самые интересные картинки, арты, комиксы, мемасики по теме (+904 постов - )
Наши любимые теги
Arcane (LoL)
League of Legends
#S.T.A.L.K.E.R
фэндомы
SwainArt
artist
Hoshimi Miyabi
Zenless Zone Zero
Death Vigil
Image Comics
Топ комментов
А бывает, комменты лучше постов. Смотрим топ тредов и вникаем!
Отличный комментарий!