Лист бумаги падает значительно медленнее чем бумажный комок
§ 3.1. Наблюдения и опыты
Почему тела падают по-разному? Вы уже знаете, что изучение природы начинается с наблюдений. Наблюдая за явлениями природы, мы замечаем некоторые закономерности. Например, можно заметить, что тяжелый металлический шар падает быстрее, чем легкий лист бумаги (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Лист бумаги пападает намного медленнее металлического шара
Наше наблюдение позволяет предположить, что более тяжелое тело всегда падает быстрее. Тогда тела одинакового веса должны падать одинаково. Чтобы проверить это предположение, поставим опыт.
Отпустим с небольшой высоты лист бумаги так, чтобы он падал плашмя (рис. 3.2, а). Лист падает, медленно кружа в воздухе. А теперь скомкаем этот лист и снова отпустим. Мы увидим, что бумажный комок падает намного быстрее, чем лист (рис. 3.2, б). Но ведь комок не тяжелее листа! Значит, предположение, что тела одинакового веса всегда падают одинаково, не подтверждается опытом. А это означает, что оно неверно.
Возьмем новый бумажный лист и уроним его, держа вертикально: тогда при падении лист будет рассекать воздух, благодаря чему сопротивление воздуха значительно уменьшится. И мы увидим, что теперь лист действительно падает значительно быстрее (рис. 3.2, в), чем тогда, когда он падал плашмя.
Рис. 3.2. Лист бумаги падает плашмя медленно (а), комок бумаги падает намного быстрее (б), а лист в вертикальном положении (в) падает быстрее, чем плашмя
Значит, наше предположение, что различие в падении тел обусловлено сопротивлением воздуха, подтвердилось на опыте. А это означает, что оно верно.
О красивой легенде, связанной с изучением падения тел, рассказано в разделе «Чем знаменита Пизанская башня?».
Чем отличается опыт от наблюдения? Вы могли заметить, что, ставя опыты, мы создавали специальные условия протекания явлений с определенной целью: проверить на опыте предположение, подсказанное наблюдением.
Физика, как и все науки о природе, является опытной наукой: опыт — главный источник научных знаний.
Научный опыт называют также экспериментом (от латинского «экспериментум» — опыт).
§ 3.1. Наблюдения и опыты
Почему тела падают по-разному? Вы уже знаете, что изучение природы начинается с наблюдений. Наблюдая за явлениями природы, мы замечаем некоторые закономерности. Например, можно заметить, что тяжелый металлический шар падает быстрее, чем легкий лист бумаги (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Лист бумаги пападает намного медленнее металлического шара
Наше наблюдение позволяет предположить, что более тяжелое тело всегда падает быстрее. Тогда тела одинакового веса должны падать одинаково. Чтобы проверить это предположение, поставим опыт.
Отпустим с небольшой высоты лист бумаги так, чтобы он падал плашмя (рис. 3.2, а). Лист падает, медленно кружа в воздухе. А теперь скомкаем этот лист и снова отпустим. Мы увидим, что бумажный комок падает намного быстрее, чем лист (рис. 3.2, б). Но ведь комок не тяжелее листа! Значит, предположение, что тела одинакового веса всегда падают одинаково, не подтверждается опытом. А это означает, что оно неверно.
Возьмем новый бумажный лист и уроним его, держа вертикально: тогда при падении лист будет рассекать воздух, благодаря чему сопротивление воздуха значительно уменьшится. И мы увидим, что теперь лист действительно падает значительно быстрее (рис. 3.2, в), чем тогда, когда он падал плашмя.
Рис. 3.2. Лист бумаги падает плашмя медленно (а), комок бумаги падает намного быстрее (б), а лист в вертикальном положении (в) падает быстрее, чем плашмя
Значит, наше предположение, что различие в падении тел обусловлено сопротивлением воздуха, подтвердилось на опыте. А это означает, что оно верно.
О красивой легенде, связанной с изучением падения тел, рассказано в разделе «Чем знаменита Пизанская башня?».
Чем отличается опыт от наблюдения? Вы могли заметить, что, ставя опыты, мы создавали специальные условия протекания явлений с определенной целью: проверить на опыте предположение, подсказанное наблюдением.
Физика, как и все науки о природе, является опытной наукой: опыт — главный источник научных знаний.
Научный опыт называют также экспериментом (от латинского «экспериментум» — опыт).
Наблюдения и опыты
Почему тела падают по-разному?
Вы уже знаете, что изучение природы начинается с наблюдений. Наблюдая за явлениями природы, мы замечаем некоторые закономерности. Например, можно заметить, что тяжёлый металлический шар падает быстрее, чем лёгкий лист бумаги (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Лист бумаги падает намного медленнее металлического шара
Наше наблюдение позволяет предположить, что более тяжёлое тело всегда падает быстрее. Тогда тела одинакового веса должны падать одинаково. Чтобы проверить это предположение, поставим опыт.
Отпустим с небольшой высоты лист бумаги так, чтобы он падал плашмя (рис. 3.2, а). Лист падает, медленно кружа в воздухе. А теперь скомкаем этот лист и снова отпустим. Мы увидим, что бумажный комок падает намного быстрее, чем лист (рис. 3.2, б). Но ведь комок не тяжелее листа! Значит, предположение, что тела одинакового веса всегда падают одинаково, не подтверждается опытом. А это означает, что оно неверно.
Продолжим наши наблюдения и опыты. Мы заметили, что лист, падая, кружил в воздухе, — это наблюдение. Оно наводит на мысль, что падение листа тормозилось сопротивлением воздуха в большей степени, чем падение комка. Это наше новое предположение. Но его тоже надо проверить на опыте.
Рис. 3.2. Лист бумаги падает плашмя медленно (а), комок бумаги падает намного быстрее (б), а лист в вертикальном положении (в) падает быстрее, чем плашмя
Возьмём новый бумажный лист и уроним его, держа вертикально: тогда при падении лист будет рассекать воздух, благодаря чему сопротивление воздуха значительно уменьшится. И мы увидим, что теперь лист действительно падает значительно быстрее (рис. 3.2, в), чем тогда, когда он падал плашмя.
Значит, наше предположение, что различие в падении тел обусловлено сопротивлением воздуха, подтвердилось на опыте. А это означает, что оно верно!
О красивой легенде, связанной с изучением падения тел, рассказано в разделе «Чем знаменита Пизанская башня?».
Чем отличается опыт от наблюдения?
Вы могли заметить, что, ставя опыты, мы создавали специальные условия протекания явлений с определённой целью: проверить на опыте предположение, подсказанное наблюдением.
Физика, как и все науки о природе, является опытной наукой: опыт — главный источник научных знаний.
Научный опыт называют также экспериментом (от латинского «экспериментум» — опыт).
Учёные впервые решили проблему падающего листа бумаги
Всем известно, что лист бумаги, падающий с большой высоты, ведёт себя непредсказуемым образом, словно порхает, переворачиваясь и значительно отклоняясь от вертикальной траектории падения, даже в отсутствие ветра.
Но не все знают, что научное описание такого полёта — давняя проблема, над которой задумывался ещё великий физик Джеймс Максвелл.
Дело в том, что поведение листа в падении классической аэродинамике не по зубам — слишком сложны потоки вокруг листа.
Возможно, и Максвелл сумел бы решить эту задачку, будь у него под рукой суперкомпьютер. А так проблема ждала «своих героев» более полутора веков.
Новое исследование показало, что к аэродинамике падающего листа неприменим ни математический аппарат, описывающий падение парашюта, ни модель работы крыла.
Силы, действующие на лист и заставляющие его не только падать, но и периодически подниматься вверх, уходить в разные стороны, оказались прочно связаны с сочетанием вращения листа и его поступательного движения, а также — сложным поведением вихрей на концах листа.
При этом замедление падения объекта в сложном падении оказалось вдвое эффективнее возможностей парашюта.
Вонг и Песавенто впервые удалось создать математическую модель такого полёта. Они говорят, что похожим образом ведут себя листья деревьев, и по этой причине во время листопада они покрывают область не только непосредственно под деревом, но и на значительном расстоянии от него, даже если нет ветра.
§ 3.1. Наблюдения и опыты
Почему тела падают по-разному? Вы уже знаете, что изучение природы начинается с наблюдений. Наблюдая за явлениями природы, мы замечаем некоторые закономерности. Например, можно заметить, что тяжелый металлический шар падает быстрее, чем легкий лист бумаги (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Лист бумаги пападает намного медленнее металлического шара
Наше наблюдение позволяет предположить, что более тяжелое тело всегда падает быстрее. Тогда тела одинакового веса должны падать одинаково. Чтобы проверить это предположение, поставим опыт.
Отпустим с небольшой высоты лист бумаги так, чтобы он падал плашмя (рис. 3.2, а). Лист падает, медленно кружа в воздухе. А теперь скомкаем этот лист и снова отпустим. Мы увидим, что бумажный комок падает намного быстрее, чем лист (рис. 3.2, б). Но ведь комок не тяжелее листа! Значит, предположение, что тела одинакового веса всегда падают одинаково, не подтверждается опытом. А это означает, что оно неверно.
Возьмем новый бумажный лист и уроним его, держа вертикально: тогда при падении лист будет рассекать воздух, благодаря чему сопротивление воздуха значительно уменьшится. И мы увидим, что теперь лист действительно падает значительно быстрее (рис. 3.2, в), чем тогда, когда он падал плашмя.
Рис. 3.2. Лист бумаги падает плашмя медленно (а), комок бумаги падает намного быстрее (б), а лист в вертикальном положении (в) падает быстрее, чем плашмя
Значит, наше предположение, что различие в падении тел обусловлено сопротивлением воздуха, подтвердилось на опыте. А это означает, что оно верно.
О красивой легенде, связанной с изучением падения тел, рассказано в разделе «Чем знаменита Пизанская башня?».
Чем отличается опыт от наблюдения? Вы могли заметить, что, ставя опыты, мы создавали специальные условия протекания явлений с определенной целью: проверить на опыте предположение, подсказанное наблюдением.
Физика, как и все науки о природе, является опытной наукой: опыт — главный источник научных знаний.
Научный опыт называют также экспериментом (от латинского «экспериментум» — опыт).