Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами - [93]
Может показаться, что при ходьбе практически не расходуется энергия (или ее расходуется очень мало): хоть вы и должны поднимать ноги, через мгновение вы ставите их обратно. Теоретически, ставя ногу на землю, вы получаете обратно всю энергию, которую израсходовали на поднятие конечности наперекор силе гравитации. Но на практике вы теряете энергию, поскольку вам приходится напрягать и расслаблять мышцы. Вообще ходьба – не очень эффективное физическое упражнение, ведь вы должны поворачивать корпус из стороны в сторону и переносить вес тела с одной ноги на другую[302]. Каждый шаг подразумевает, что вы сначала изгибаете, а потом выпрямляете свой ботинок, что приводит к потере энергии точно так же, как при «сопротивлении качению» у шины автомобиля или велосипеда (см. главу 4). Многие понимают, что дальние пешие походы или походы в горах даются труднее, если вы носите тяжелые ботинки, но гораздо менее очевидно, что жесткая обувь также может отнимать у вас энергию.
Эти соотношения силы и энергии объясняют, почему профессиональные бегуны используют шипованные кроссовки из тканых материалов. Если вам довелось носить их, вы наверняка помните, насколько они легки и непрочны. Однако, завязанные на ноге плотно, они справляются со своей задачей замечательно: благодаря их легкости вы тратите меньше энергии на передвижение, а шипы прекрасно отталкиваются от земли, сводя к минимуму трение и потери энергии и обеспечивая прекрасное ускорение. Обычные кроссовки для бега имеют вместо шипов гораздо более толстый амортизирующий слой, который защищает колени и спину от возможных травм во время бега и прыжков. Но такая массивная подошва прибавляет обуви вес и приводит к дополнительным затратам энергии. По мере того как ваши ноги опускаются на поверхность и поднимаются вновь, подошва кроссовок сжимается и распрямляется, забирая много энергии (как шина горного велосипеда) за счет большего трения качения.
Все предметы обуви рано или поздно изнашиваются – причем в двух основных местах. Иногда подошва протирается до дыр, хотя и не так быстро, как можно ожидать. И это понятно: «километраж» средней пары обуви не так уж и велик. Соответственно, не так уж велика и сила трения подошв вашей обуви о почву, как, например, и автошин. Обычно обувь приходит в негодность в результате либо возникновения трещин в районе носков, либо отслаивания подошвы. И это неудивительно. Это как раз те места, где материал, из которого изготовлена обувь, – кожа, пластик, ткань или резина – испытывает постоянное растяжение. Поэтому обувь «устает», совсем как металлические скрепки для бумаги. Следует отдать должное тому замечательному обстоятельству, что наша обувь может пройти миллионы циклов растяжений и сжатий перед разрушением. Для сравнения: металлическая скрепка для бумаги может выдержать всего несколько десятков таких воздействий.
Что еще почитать
В этом небольшом путешествии в науку в вашем доме я хотел показать, что это не набор затасканных старых фактов и формул (как часто преподают естественную науку в школе), а интереснейшие возможности по-новому взглянуть на окружающий мир. Взглянуть так, что казавшиеся странными вещи приобретают смысл и становятся на места. Мыслить научно – то же самое, что впервые надеть очки и удивиться тому, каким четким становится всё вокруг. Если эта книга вам понравилась, то, возможно вы захотите использовать и другие источники, адресованные не ученым, но способные помочь вам в постижении тех научных истин, которые окружают нас в повседневной жизни.
«Объясняем всё» (Explain that Stuff) с Крисом Вудфордом. Мой образовательный сайт (explainthatstuff.com) раскрывает темы, затронутые в этой книге, более подробно. На сайте есть алфавитный указатель, по которому вы легко можете найти тему, которая интересует вас в плане самообразования или школьной программы.
Мюллер Р. А. Физика для будущих президентов. М.: Neoclassic: АСТ, 2011. Поднимает научные темы, имеющие отношение к выживанию человечества, в том числе вопросы об имеющихся на Земле запасах энергии, изменениях климата и терроризме.
Маккей Д. Как обеспечить нас энергией без горячего воздуха (MacKay D. Sustainable Energy Without the Hot Air. UIT Cambridge, 2009). Как человечество может генерировать столько энергии, сколько требуют наши растущие потребности, и не разрушить планету? Маккей приводит интересные логические рассуждения, понятные расчеты и научные данные, понятные любому окончившему школу человеку, чтобы прийти ко всем понятным заключениям. Полный текст книги есть также на сайте withouthotair.com.
Терри Н. Энергия и выбросы углерода: Как нам сегодня жить (Terry N. Energy and Carbon Emissions: The Way We Live Today. UIT Cambridge, 2011). Что требует больше энергии: принятие душа или ванны? Чем лучше отапливать дом: природным газом или электричеством? Эта полезная книга дает ответы на спорные вопросы о нашей жизни при помощи занимательных фактов и цифр.
Гордон Дж. Почему мы не проваливаемся сквозь пол. М.: Мир, 1971. Отличный источник информации о том, как простые повседневные материалы вроде дерева и стекла держат на себе весь мир. Другая книга Джеймса Гордона «Конструкции» (М.: Книга по требованию, 2012) тоже заслуживает внимания.
Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.
Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.
Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.