Театр физического эксперимента. Творческий подход в популяризации физики. Учебное пособие

индуцирования напряжения во вто­ричной обмотке, нужно, чтобы постоянный ток в первичной цепи неод­нократно прерывается. Для питания катушки используется источник по­стоянного тока с выходным напряжением 9…12 В.

условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тя­готения, силами упругости и другими консервативными силами дей­ствуют силы трения, или силы сопротивления среды. Сила трения не является консервативной. Работа силы трения зависит от длины пути. Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механи­ческой энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагрева­ние). При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую. Этот экспериментально установленный факт подтверждается фунда­ментальным законом природы – законом сохранения и превращения энергии. Одним из следствий закона сохранения и превращения энер­гии является утверждение о невозможности создания «вечного двига­теля» (perpetuum mobile) – машины, которая могла бы неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом энергию.

Великий учёный Исаак Ньютон изобрел наглядную демонстрацию преобразования энергии – маятник, или колыбель. Это устройство пред­ставляет собой конструкцию из одинаковых шаров, каждый из которых крепится с помощью двух тросов к каркасу, а тот, в свою очередь, к прочному основанию. Если к шарикам не прикасаться, то они всё время будут находиться в неподвижном состоянии. Чтобы увидеть дви­жение маятника, нужно привести в действие крайний шар, тогда шар на противоположной стороне будет совершать колебания с такой же ско­ростью и амплитудой, как и предыдущий. Движения происходят по кон­кретной траектории и с постоянной частотой. Это демонстрирует закон сохранения импульса, а также превращение потенциальной энергии в ки­нетическую и наоборот. Поскольку первое тело производит ударную волну, она передается через промежуточные сферы, которые остаются неподвижными, и воспроизводится в последнем шаре. Если бы не было затрат энергии и препятствий, таких как трение, маятник мог бы стать вечным двигателем. Но в природе это невозможно, и колебания шаров со временем утихают, поскольку движению препятствуют диссипатив­ные силы. Маятник Ньютона устроен так, что начальный шар передает импульс второму шарику, а затем замирает. Нашему глазу на первый взгляд незаметно, как следующий шарик принимает импульс от преды­дущего, мы не можем проследить его скорость. Но если взглянуть при­стальнее, можно заметить, как шарик немножко «вздрагивает». Это объ­ясняется тем, что он совершает движения с посланной ему скоростью, но поскольку расстояние очень маленькое и ему некуда разогнаться, то он может на своем коротком пути передать импульс третьему шарику и в итоге остановиться. Такое же действие совершает и следующий ша­рик, и так далее. Второе тело принимает импульс потенциальной энер­гии от предыдущего, но поскольку нет возможности превращения

Заяц. Напрасно каркаешь, здесь яблок на весь лес хватит. А у меня зайчата дома голодные сидят.

Белка. Дяденька Заяц! Дяденька Заяц! Дайте мне яблочек! А я Вам эксперимент покажу.