✨ Охлаждение сверхпроводника жидким азотом способствует его следованию вдоль магнитной ленты

Эффект Мейсснера — полное вытеснение магнитного поля из объёма проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние. Впервые явление наблюдалось в 1933 году немецкими физиками В. Мейснером и Р. Оксенфельдом.

При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из его объёма. Этим сверхпроводник качественно отличается от «обычного» материала с высокой проводимостью.

Отсутствие магнитного поля в объёме проводника позволяет заключить из общих законов магнитного поля, что в нём существует только поверхностный ток. Он физически реален и занимает некоторый тонкий слой вблизи поверхности. Например, в случае помещённого во внешнее поле шара (см. рис.) этот ток будет формироваться носителями заряда, движущимися в приповерхностном слое по кольцевым траекториям, лежащим в плоскостях, ортогональных плоскости рисунка и полю на бесконечности (радиус колец меняется от радиуса шара в середине до нуля вверху и внизу).

Роль идеальной проводимости состоит в том, что появившийся поверхностный ток протекает бездиссипативно и неограниченно долго — при конечном сопротивлении среда не смогла бы реагировать на наложение поля таким способом.

Магнитное поле возникшего тока компенсирует в толще сверхпроводника внешнее поле (уместна аналогия с экранированием электрического поля индуцированным на поверхности металла зарядом). В этом отношении сверхпроводник ведёт себя формально как идеальный диамагнетик. Однако он не является диамагнетиком, так как внутри него намагниченность равна нулю.
#физика #факты #сверхпроводимость #электродинамика #опыты #эксперименты #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ Авиационный гироскоп

✈️ Гироскопы в авиации позволяют стабилизировать полёт и контролировать положение самолёта относительно горизонта.
Гирокомпасы (роторные гироскопы) используются для определения координат самолёта в пространстве при отсутствии ориентиров (например, в условиях высокой облачности). Без гирокомпасов невозможна работа систем автоматического пилотирования. Отдельно установленные гироскопы применяют для определения отклонений курса, крена и тангажа: если воздушное судно начнёт отклоняться от курса, а также крениться в продольной или поперечной плоскости, датчик это зафиксирует. Также в авиации используются лазерные гироскопы в составе инерциальных навигационных систем, позволяющих определять местоположение самолёта без опоры на внешние источники информации.

История гироскопа берет свое начало в первой половине XIX века, когда физики и инженеры стали пытаться понять и контролировать движение объектов. Однако основоположником современного гироскопа по праву можно считать Жана Бернара Леона Фуко — французского физика и изобретателя, который в 1852 году поставил эксперимент, доказывающий вращение Земли вокруг своей оси. Фуко показал, что объект, свободно подвешенный и способный вращаться, будет сохранять свою ориентацию в пространстве, даже если окружающая среда движется.

Принцип работы гироскопа основан на законе сохранения углового момента: если вращающийся объект не испытывает внешних воздействий, его ориентация будет оставаться постоянной. При включении ротор начинает вращаться, создавая эффект гироскопической устойчивости. Этот эффект означает, что гироскоп, начав вращаться, будет сопротивляться изменениям угловой ориентации. Это свойство позволяет гироскопу оставаться стабильным, и даже при изменении положения основы, его ось будет сохранять своё направление в пространстве.

Главный принцип, лежащий в основе работы гироскопа, заключается в явлении, которое называется угловым моментом. Когда ротор начинает вращаться с высокой скоростью, он накапливает значительный угловой момент, и эта величина становится устойчивой. Если на гироскоп не воздействуют внешние силы, то он будет сохранять своё направление, независимо от движения окружающей его платформы. Другой важный эффект, связанный с гироскопами, — это прецессия. Она проявляется, когда на ротор гироскопа оказывается внешняя сила, что вызывает движение его оси вращения в перпендикулярной плоскости. Это свойство нашло применение в инерциальных системах навигации, где гироскопы помогают определить изменение ориентации и положения транспортного средства.

В начале XX века гироскоп получил широкое применение в морской навигации благодаря немецкому инженеру Герману Аншютцу-Кемпе. В 1908 году он разработал первый рабочий гирокомпас, который использовал гироскоп для определения направления. Этот компас оказался особенно полезным в условиях, где традиционные магнитные компасы были подвержены ошибкам, например, вблизи крупных металлических объектов или полюсов Земли. Благодаря гирокомпасу корабли могли двигаться с точной ориентацией, независимо от магнитных аномалий. С этого момента началась настоящая эра применения гироскопов в навигации. #физика #physics #авиация #факты #опыты #эксперименты #механика #кинематика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🖥 Физика вокруг нас 👻

▪️ 1. Мука не проваливается сквозь сито из-за сцепления частиц. Это связано с неправильной формой частиц и их влажностью. Сыпучесть — физико-механическая характеристика вещества в порошкообразном или гранулированном состоянии, которая определяет его способность проходить через отверстия, сыпаться (течь) под воздействием силы тяжести. Основным фактором, влияющим на сыпучесть вещества, является его влажность, реже — наэлектризованность и намагниченность частиц вещества.

▪️ 2. Инертность передачи взаимодействия другим телам при очень быстром воздействии (ударе). При резком ударе по линейке создаётся кратковременное усилие, которое пытается поднять газету. Однако из-за атмосферного давления сверху газета не может подняться достаточно быстро, чтобы порваться. Давление воздуха как бы «приклеивает» газету к столу. F = p⋅S

▪️ 3. Неньютоновская жидкость : крахмал + вода. Важно соблюдать пропорцию 1:1. Это жидкость с динамической вязкостью. В спокойном состоянии это жидкая масса, но чем большее усилие к ней прикладывать, тем более твёрдой она становится. Например, если скатать из раствора шарик и интенсивно работать пальцами, он будет формироваться и становиться твёрдым, но стоит разжать ладонь и перестать воздействовать на него, как он растекается лужицей.

▪️ 4. С точки зрения физики, эволюция создала форму яйца адаптивной к окружающей среде. В итоге геометрия яйца определяется максимизацией прочности. Внешние давление распределяется равномерно, предотвращая разрушение при нагрузке.

▪️ 5. Оптическая иллюзия зависания самолёта на одном месте связана с удаленностью от наблюдателя и уменьшением скорости при сильном встречном ветре. Чем дальше находится объект, тем медленнее он кажется движущимся. Этот принцип объясняет, почему при наблюдении самолета с земли или из транспорта кажется, что он висит в воздухе. Если самолет летит прямо на наблюдателя или от него, видимое смещение минимально, и впечатление неподвижности усиливается.

▪️ 6. Ламинарное течение (от лат. lamina — «пластинка») — течение жидкости или газа, при котором траектории частиц среды практически параллельны направлению основного потока. При этом различные слои жидкости или газа движутся с разными скоростями, но соседние слои не перемешиваются. Ламинарное течение наблюдается при небольших скоростях движения жидкости или газа, а также при медленном обтекании жидкостью или газом тел малых размеров.

#физика #видеоуроки #факты #задачи #опыты #эксперименты #механика #сопромат #кинематика #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ Бесконечный крутящий момент — как объяснили сложные вещи в ЦентрНаучФильм

Смотреть полный фильм: ⚙️ Крутящий момент и мощность двигателя [ ЦентрНаучФильм ]

#физика #видеоуроки #факты #задачи #опыты #эксперименты #механика #сопромат #кинематика #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ Крутящий момент и мощность двигателя [ ЦентрНаучФильм ] Фильм рассказывает о таких характеристиках двигателей как крутящий момент и мощность.

▪️ Крутящий момент — это параметр, который определяет способность двигателя вращать коленчатый вал. Простыми словами, это тяга, которую выдаёт мотор. Крутящий момент измеряется в ньютон-метрах (Н·м) — единицах, характеризующих силу, с которой происходит воздействие на механизм. Момент силы (иногда его называют ещё вращающим или крутящим моментом) — физическая величина, которая определяет вращательное воздействие силы на тело вокруг определённой точки или оси. Момент силы представляет собой произведение силы на расстояние от точки приложения силы до оси вращения.

▪️ Крутящий момент — величина не постоянная. Он изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателя.
Некоторые факторы, от которых зависит крутящий момент двигателя:
1. Количество и объём цилиндров. Чем больше радиус кривошипа коленвала и площадь поршня, тем выше величина крутящего момента.
2. Система питания и конструкция камеры сгорания. Важна эффективность сгорания топлива.
3. Турбонаддув. Если мотор оснащён турбокомпрессором, крутящий момент будет выше.

▪️ В физике и механике крутящий момент является вращательным аналогом линейной силы. Его также называют моментом силы (сокращенно момент М). Он описывает скорость изменения углового момента, который передается изолированному телу. Концепция возникла в результате исследований Архимеда использования рычагов, что нашло отражение в его знаменитой цитате: "Дайте мне рычаг и место для опоры, и я сдвину Землю". Точно так же, как линейная сила — это толчок или натяжение, приложенное к телу, крутящий момент можно рассматривать как поворот, приложенный к объекту относительно выбранной точки. Крутящий момент определяется как произведение величины перпендикулярной составляющей силы и расстояния от линии действия силы от точки, вокруг которой она определяется. Закон сохранения энергии также может использоваться для понимания крутящего момента.

▪️ Сила, приложенная перпендикулярно к рычагу, умноженная на расстояние от точки опоры рычага (длина плеча рычага) до точки приложения силы, представляет собой крутящий момент. Например, сила в три ньютона, приложенная на расстоянии двух метров от точки опоры, создает такой же крутящий момент, как и сила в один ньютон, приложенная на расстоянии шести метров от точки опоры. #физика #видеоуроки #факты #задачи #опыты #эксперименты #механика #сопромат #кинематика #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

〰️ Интерферометрия сыграла важную роль в развитии физики, а также имеет широкий спектр приложений в метрологии. 🔵🔴

Двухщелевой интерферометр Томаса Юнга в 1803 г. продемонстрировал интерференционные полосы, когда два маленьких отверстия освещались светом из другого маленького отверстия, освещенным солнечным светом. Юнг смог оценить длину волны разных цветов в спектре по расстоянию между интерференционными полосами. Эксперимент сыграл важную роль в принятии волновой теории света. В квантовой механике считается, что этот эксперимент демонстрирует неразделимость волновой и частичной природы света и других квантовых частиц. Ричард Фейнман любил говорить, что вся квантовая механика может быть получена путем тщательного обдумывания последствий этого единственного эксперимента. Результаты эксперимента Майкельсона — Морли обычно приводятся как первые убедительные доказательства против теории светоносного эфира в пользу специальной теории относительности.

Интерферометрия использовалась для определения и калибровки стандартов длины. Когда метр был определён как расстояние между двумя отметками на платино-иридиевом стержне, Майкельсон и Бенуа использовали интерферометрию для измерения длины волны красной линии кадмия в новом стандарте, а также показали, что его можно использовать в качестве стандарта длины. Шестьдесят лет спустя, в 1960 году, метр в новой системе СИ определили как равный 1 650 763,73 длинам волн оранжево-красной эмиссионной линии в электромагнитном спектре атома криптона-86 в вакууме. Это определение заменили в 1983 году определением метра как расстояния, пройденного светом в вакууме за определённый промежуток времени. Интерферометрия используется при калибровке датчиков скольжения (называемых в США мерными блоками) и в координатно-измерительных машинах. Она используется при тестировании оптических компонент. #gif #physics #факты #физика #наука #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib