5 fizikas fakti, kuri tev patiks. [10]8
Skaņu ierakstu vēsture
Vispirms tika izgudrotas mehāniskās ieraksta ierīces. 1877. gadā amerikāņu izgudrotājs Tomass Alva Edisons izgudroja fonogrāfu. Skaņa iekustināja membrānu, pie kuras bija piestiprināta adata. Adata iegravēja rieviņas ar alvas foliju pārklātā rotējošā cilindrā. Pēc tam, griežot cilindru, iegūto ierakstu varēja atskaņot. Pēc 10 gadiem Emīls Berlīners patentēja gramofonu, kurā cilindra vietā izmantoja plakanu skaņuplati. Rotējošās plates atskaņoja, tam piespiežot adatu. Adatas svārstības pastiprināja liela taure, kas bija redzamākā gramofona sastāvdaļa. Vēlāk skaņu pastiprināja nevis mehāniski, bet elektriski un plati grieza nevis atspere, bet elektromotors, taču ieraksta princips aptuveni 100 gadus palika nemainīgs - skaņa bija pierakstīta kā rieviņas plates virsmā. Ja tev mājās ir saglabājusies kāda skaņuplate, izpēti to zem spēcīgas lupas vai mikroskopa! Paralēli radās pirmās ierīces, kas skaņu pierakstīja ar magnētu palīdzību. 19. gadsimta beigās dāņu fiziķis Valdemārs Paulsens demonstrēja telegrafonu, kas skaņu ierakstīja, magnetizējot tērauda stiepli. Taču tikai Otrā pasaules kara laikā vācu inženieri izgatavoja pietiekami kvalitatīvu lenšu magnetofonu. Tam bija plastmasas lente, kas pārklāta ar magnētiskām daļiņām. Turpinoties ierīču miniaturizācijai, 20. gs. 60. gados sāka izmantot kompaktās magnetofona kasetes, ar kurām bija ērtāk rīkoties. Šobrīd skaņu ieraksta un atskaņo ar optiskām un elektriskām ierīcēm, kas sniedz iespēju klausīties ierakstus jaunā kvalitātē, izmantojot ciparu skaņas pierakstus.
Jogs uz naglām
Reizēm televīzijā gadās redzēt cilvēku, kurš guļ uz naglām. "To nu gan var tikai jogs, kurš norūdījis ādu un nejūt sāpes!" Vai tā ir? Ja naglas iedzītas 0,5 x 1m lielā dēlī ik pa centimetram, tad to kopējais atbalsta laukums ir aptuveni 0,005 m2 (atkarīgs no naglu asuma). Ja uz naglām apguļas samērā viegls cilvēks, kura masa ir 50 kg, tad viņa radītais spiediens uz naglām nav lielāks par spiedienu, ko rada 1 litra sulas paka, kas uzlikta uz pirksta gala. To nav grūti izturēt! Naglas iespiežas āda, bet to nepārdur. Protams, uz naglām jānoguļas uzmanīgi, uzreiz novietojot uz tām lielu ķermeņa laukumu.
Spiediena aprēķināšana
Spiediena aprēķināšanas formula tika dota bez izveduma, taču varam to iegūt arī patstāvīgi. Aprēķināsim spiedienu ar šķidrumu pildīta cilindriska trauka dibenā. Spiedienu rada šķidruma svars, kuru aprēķina pēc formulas P = mg. Šķidrumu masu var izteikt kā m = pV, kur V ir cilindra tilpums. Tātad P = pgV. Cilindra tilpumu aprēķina pēc formulas V = hS, kur h ir cilindra augstums un S ir pamatnes laukums. Ievietojot lielumus spiediena formulā p = p/s, iegūst p = pghS/S = pgh. Arī tad, ja formulas izvedumam izmantotu citas formas trauku, rezultāts būs tāds pats.
Kāpēc ūdens spiediens nesaspiež zivis un akvalangistus?
Zivis dzīvo okeānā lūdz pat 2700 metru dziļumam. Kā zivis iztur milzīgo ūdens spiedienu, kāds valda šajā dziļumā? Faktiski zivīm nekas nav jāiztur, jo šķidruma spiediens to orgānos un šūnas ir tikpat liels, cik ārpusē, un spiedieni viens otru kompensē. Taču, ja dziļūdens zivi noķer un izceļ virspusē, iekšējais spiediens saplēš zivs audus. Akvalangistam laižoties dzelmē, akvalanga regulators kompensē ārējā spiediena pieaugumu, palielinot ieelpojamā gaisa spiedienu. Taču tā var nolaisties tikai līdz 30 m dziļumam. Ja iegremdēšanās bijusi dziļa, uzpeldēt drīkst tikai pakāpeniski, lai organisms pielāgotos spiediena maiņai.
Magdeburgas puslodes
Par gaisa spiediena pārsteidzoši lielo spēku varēja pārliecināties skatītāji, kas 1657. gadā Magdeburgā bija sanākuši vērot vācu dabaspētnieka Oto fon Gērikes demonstrējumu. Divas dobas metāla puslodes, kuru diametrs bija 35 cm, salika cieši kopā un no to iekšienes izsūknēja gaisu. Kaut arī 16 zirgi vilka, cik jaudāja, uz pretējām pusēm, viņi nevarēja atraut puslodes vienu no otras. Šo efektu izmanto arī mūsdienās, lai ar ieliekta gumijas piesūcekņa palīdzību pie gludas virsmas piestiprinātu kādu priekšmetu.