Текст книги "Юный техник, 2012 № 12"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

– К бою, – скомандовал Фирсов.

* * *

Дорогие ребята!

Уважаемые родители!

Подошел к концу 2012 год. Надеемся, что вы, наши читатели, нашли в журнале немало для себя нового, интересного, познавательного. Рады будем продолжить наше знакомство в 2013 году.

В будущих номерах мы расскажем:

– станет ли молния оружием?

– как можно вызывать дождь по своему желанию?

– кто живет в черной дыре?

– для чего могут пригодиться лучи притяжения?

– может ли железо быть прозрачным?

– как сделать нож острее бритвы?

– как работают самые большие в мире российские радары;

– какими представляют себе архитекторы города будущего;

– что нового появилось на железнодорожном транспорте;

– вернутся ли в него бипланы.

И еще о многом – многом другом.

С Новым годом, друзья!

ПОЧЕТНЫЙ ДИПЛОМ

В этом выпуске мы поговорим о том, как обойтись без подзарядки мобильной электроники, как построить летающий город, можно ли укротить ураган, как построить школу пароход и зачем фары домашним тапочкам.

«ВЕЧНАЯ» ПОДЗАРЯДКА

«Аккумуляторы смартфонов, ноутбуков и прочей электроники рассчитаны на несколько суток, а то и часов непрерывной работы. А что делать, если мобильник разрядится в самое неподходящее время? Над этим вопросом ломают головы изобретатели во многих странах.

И кое-что уже придумали. Например, предлагается оснащать мобильники солнечными батареями или даже подзаряжать их при помощи крика.

И вместе с тем как-то остаются без внимания такие источники энергии, которые у любого человека всегда под рукой. На мой взгляд, для подзарядки аккумулятора можно использовать тепло человеческого тела. Ведь температура человека около 37 градусов Цельсия. А температура окружающей среды летом обычно не превышает 30 градусов тепла, а зимой может быть и минус 30 градусов. На этой разнице температур с помощью эффекта Пельтье и должно работать подзаряжающее устройство.

Я попробовал смоделировать такое устройство на практике. Однако столкнулся с такой трудностью. Те термопары, которые я смог достать, дают слишком малые напряжения и токи. Быть может, кому-то известны более рациональные способы перевода тепла в электричество?

А вот что касается ноутобуков, то тут, на мой взгляд, подзарядку можно осуществлять прямо во время работы.

Вот вы начали стучать пальцами по клавишам, производя механическую работу.

И если прикрыть клавиатуру пленкой пьезоэлектрика, то каждый удар будет давать электрический импульс. Ведь писали же вы как-то о том, что энергию получают на дискотеках от танцпола и даже во время ходьбы людей по тротуарам…»

Согласитесь, что Игорь Сковородников из Красноярска попытался решить весьма насущную проблему наших дней. О том, что наш читатель идет в ногу со временем и даже несколько опережает его, говорит хотя бы такой факт.

Австралийский профессор Эрнан Митчелл и его студенты тоже работают над устройством, которое должно использовать пленку пьезоэлектрика, чтобы превращать механическую энергию нажатия клавиш в электричество.

Как надеется одна из участниц работы Мадху Бхашкаран, пьезоэлектрическую пленку можно будет устанавливать в беговые кроссовки для зарядки мобильного телефона, в клавиатуры ноутбуков для их питания и даже в медицинские имплантаты – чтобы превращать в электричество давление крови и питать искусственные водители сердечного ритма, «получив практически вечные батарейки».

Разберемся, не торопясь...

ЛЕТАЮЩИЕ ГОРОДА

«Одним из самых удивительных путешествий Гулливера было его знакомство с населением летающего острова Лапуту.

Свифт объяснил, что остров поддерживает в небе вращение огромного магнита. Но это фантастика.

С точки зрения науки и техники более понятно приключение продавца воздушных шаров в сказке Юрия Олеши «Три толстяка». Шаров у него оказалось слишком много, и он улетел при первом же порыве ветра.

Идею усовершенствовал 78-летний Карл Фредриксен из мультфильма «Вверх». Он прицепил связку воздушных шаров к своему деревянному домишке и так, не выходя из дома, улетел из США в Южную Америку.

А что будет, если такие шары увеличить в диаметре в сотни раз? В итоге получится этакое искусственное «облако», к которому можно будет прицепить целый дворец», где с удобствами смогут разместиться и совершить путешествие уже не 1–2 человека, а компания в добрую сотню, а то и тысячу людей.

Вот я и предлагаю: давайте строить и не только аэростаты и дирижабли, как это делается сегодня, но и летающие комплексы, которые будут поддерживаться в воздухе не одной оболочкой, а десятком или даже сотней, что с точки безопасности полета намного лучше. Даже если выйдут из строя несколько шаров, остальные все равно позволят продолжить полет или совершить мягкую посадку…»

Такое вот предложение содержится в письме Ирины Соколовой из Хабаровска. Идея, собственно, вполне обоснованная. Кроме того, Ирина проявила недюжинную эрудицию и начитанность. В конце своего письма она также предлагает варианты использования своей разработки – для туристических целей, для транспортировки особо крупногабаритных грузов, для наблюдений за акваторией Мирового океана и поверхностью Земли, а также для освоения иных планет.

Молодец, Ирина! Но она, наверное, не знает, что идея использования подобных комплексов для инопланетных исследований была описана инженером С. Житомирским еще лет тридцать тому назад, когда стало понятно, что высадиться аа новерхность Венеры людям вряд ли удастся из-за чудовищной жары и огромного давления.

А вот на высоте около 50 км условия в атмосфере Венеры приближены к земным. И именно здесь имеет смысл разместить летающие комплексы, с борта которых исследователи смогут изучать поверхность планеты.

А пока суд да дело, архитектор Тьяго Баррос из Нью-Йорка предлагает построить первые экспериментальные комплексы уже в ближайшие годы на нашей планете.

Он уже запатентовал свою конструкцию и теперь собирает средства для ее постройки. Она представит собой десяток больших шаров, наполненных гелием и опутанных сверху прочной сеткой. Сетки-обвязки отдельных шаров соединены между собой в своеобразные «облака».

Первое, что предлагает изобретатель: такую конструкцию можно использовать для тренировок парашютистов.

Кроме того, внутри некоторых шаров он предлагает предусмотреть полости, где могли бы разместиться исследователи со своей аппаратурой и вести с такой базы исследования как атмосферы, так и земной поверхности.

Есть идея!

КАК УКРОТИТЬ УРАГАН?

Ураганы и торнадо являются одними из самых сокрушительных стихийных бедствий на нашей планете.

Ученые уже неоднократно предлагали различные варианты воздействия на них, включая даже атомные взрывы. Но, оказывается, есть и куда более мирные способы укрощения стихии.

«Известно, что разгонять градовые и дождевые облака в настоящее время специалисты умеют с помощью сухого льда и йодистого серебра, – пишет нам из Краснодара Олег Матросов. – Но данные реагенты, насколько мне известно, довольно дороги, а кроме того, в результате их применения проливаются кислотные дожди, наносится вред экологии.

А я тут нечаянно сделал открытие на собственной кухне, наблюдая, как мама готовит кисель. Она взяла кубик сухого концентрата и залила его водой. И сухое вещество тут же начало активно впитывать в себя влагу. Вот я и подумал: «А ведь и тучу, наверное, можно осушить еще до того, как она наберет полную силу и приблизится к какому-нибудь населенному пункту. Только, конечно, посыпать ее нужно не кисельным концентратом, а иным водопоглощающим порошком. Пусть химики поэкспериментируют с различными составами…»

Олег, что называется, как в воду глядел. Недавно в СМИ просочились сведения о работах американца Питера Кордани и его коллег. В ходе одного из экспериментов исследователи с транспортного самолета обработали штормовое облако длиной 1600 и глубиной 4000 метров 4 тоннами синтезированного ими порошка. Состав выбрал всю влагу, и туча просто исчезла.

Кордани не сообщает точного состава своего порошка.

Известно лишь, что он состоит из полимерных гранул, каждая из которых способна поглотить объем влаги в 2000 раз больше своего собственного. Гранулы проходят сквозь облако, захватывая максимально возможное количество влаги. Затем они превращаются в гель, который выпадает на землю и быстро разлагается почвенными микроорганизмами без вреда для экологии.

Рационализация

ШКОЛА-ПАРОХОД

«Комфортабельные пассажирские суда время от времени используют как плавучие отели. Более того, сейчас проектируют и приступают к постройке настоящих плавучих городов на десятки тысяч жителей. Во время военных действий, в горячих точках и районах стихийных бедствий некоторые суда используют и как передвижные госпитали и поликлиники. Но ведь жители пострадавших регионов нуждаются еще и в школах, и других детских учреждениях. Почему бы не подумать о создании таких специализированных судов?..»

Такое вот предложение поступило в редакцию от одессита Кости Маевского. Неплохая мысль, не правда ли?

Но ведь не зря же говорят, что идеи витают в воздухе, а эксперты перед подачей заявки на изобретение советуют обязательно проводить патентный поиск. Во всяком случае, наши патентоведы обнаружили еще одну разработку примерно на ту же тему. Московский изобретатель Андрей Петелин запатентовал проект 12-палубного плавучего университета.

Такое учебное заведение он разработал для подготовки, например, судовых штурманов и судоводителей, а также механиков и двигателистов. Ведь сегодня будущие моряки зачастую проходят практику на специализированных судах типа парусника «Иван Крузенштерн». А здесь в их распоряжение будет предоставлено судно, в котором есть все – каюты для учеников и преподавателей, учебные аудитории п лаборатории, блок питания, медицинский, физкультурный и развлекательный центры…

За учебный год такое судно может совершить кругосветное путешествие. И будущие мореплаватели сразу на практике смогут познакомиться с особенностями плавания в различных морях и океанах земного шара.

Можно по тому же принципу, полагает изобретатель, построить и школу-интернат, где будут учиться, например, ребята из труднодоступных районов Севера и Дальнего Востока. Они тоже вместе со своей школой смогут во время каникул и даже во время занятий совершать увлекательные путешествия.

Намотай на ус

ТАПОЧКИ С ФАРАМИ

Если кому-то вдруг приспичит встать ночью, то первая проблема, которую приходится решать – как бы не наткнуться на что-либо впотьмах. Такое «приключение» не грозит тому, кто воспользуется изобретением американца Дага Вика. Он разработал и запатентовал тапочки, в которые вмонтированы миниатюрные светодиоды и батарейки. Освещение включается автоматически, как только хозяин или хозяйка вставляет ступню в тапочку.

НАШ ДОМ
Жидкие обои

Облик квартиры во многом определяет вид ее стен, точнее, обоев. Они могут быть бумажными, виниловыми, а многие жители, особенно в южных районах страны, а также в помещениях, где есть ниши, выступы, пилястры, используют обои иного рода – жидкие. Что они собой представляют? Как с ними работать? Чем они хороши или плохи?

Необычная краска

Жидкие обои, несмотря на название, больше напоминают краску. Не случайно их нередко называют еще декоративной штукатуркой. Лишь когда состав высохнет, покрытие стен становится похожим на обычные обои, только без стыков.

Продаются такие обои либо в пакетах, в виде сухого состава, либо в банках, как смесь сметанной густоты.

Первое – это полуфабрикат, второе – готовый к использованию материал.

Если вы купили пакет, порошок нужно развести теплой водой и тщательно размешать. Смесь из банки можно сразу наносить на стену с помощью шпателя, малярного валика или специального пистолета-распылителя.

И все же жидкие обои – это не обычная краска. Их основа – распущенные волокна из хлопка или целлюлозы, натурального или искусственного шелка. От размера частиц зависит толщина слоя, она может составлять от 1 до 10 мм. К основе добавляют еще красители и сухой клей.

В продаже сейчас можно найти жидкие обои как отечественных производителей (например, «Стенол»), так и зарубежных (например, французские Senideco и Соtex, турецкие Silkcoat и Bayramix koza).

Упаковка сухого порошка весом 0,8–1,7 кг может стоить от 200 до 2 500 руб. Заметная разница в стоимости зависит как от состава смеси, так и от фирмы-производителя. Например, жидкие обои на основе шелковых волокон обычно дороже, чем их хлопковые аналоги, а продукция отечественных фирм дешевле импортной.

Обратите внимание, что производители указывают на упаковке примерную площадь, на которую рассчитана разведенная для нанесения смесь. В среднем одной упаковки хватает на 3,5…5 кв. м.

Плюсы и минусы.

Жидкие обои хороши тем, что «обойная смесь» не имеет электрического заряда, а значит, покрытие не будет электризоваться и притягивать пыль. Кроме того, микропористая структура застывшего покрытия хорошо держит тепло внутри помещения и неплохо поглощает звук.

Еще одно свойство жидких обоев, которое важно при отделке любого помещения, – они не распространяют огонь и не выделяют токсичных веществ при высокой температуре.

В отличие от бумажных обоев, жидкие не выгорают, так что их можно использовать в комнатах, куда часто попадает солнечный свет. Наконец, это экологически чистый материал, позволяющий стенам «дышать».

Подойдет это покрытие и для квартир в новых домах – в случае усадки стен жидкие обои, в отличие от бумажных, не рвутся и не деформируются. Еще одно выгодное отличие – жидкие обои дают сплошное бесшовное покрытие на любой поверхности – на бетоне, металле, дереве…

Впрочем, есть у жидких обоев и недостатки. Так, перед нанесением обоев поверхность требует выравнивания, поскольку жидкие обои не скрывают заметных дефектов стен.

Температура в помещении, где происходит ремонт, должна быть не ниже +10 °C. После нанесения жидкие обои довольно долго высыхают – от 12 до 72 часов. Жидкие обои также вытягивают из стены влагу, ржавчину, грибки, в результате чего на их поверхности могут появиться пятна.

Что делать, если в каком-то месте обои будут испачканы? Нуждающийся в замене участок можно смочить водой и удалить шпателем, после чего вновь нанести на это место свежую смесь. Главное – подобрать оттенок для «заплатки». Небольшие и нестойкие пятна можно удалить с помощью пятновыводителей для хлопчатобумажной ткани (если ваши обои сделаны из этого материала), а порой и обычным резиновым ластиком.

На стену жидкие обои наносят почти так же, как и обычную краску. Их часто продают в банках, уже в готовом виде.

Для тех, кто не боится сложностей

С помощью разноцветных жидких обоев на стенах и потолке можно создавать картины, аналогичные художественной штукатурке.

Для этого в порошок включают мелкие кусочки слюды, сушеные водоросли, лепестки цветов, толченую пробку и даже древесную крошку. После высыхания состава такие кусочки становятся заметны, ооразуя на стене некую структуру. Включения из золотых нитей или блестящих кусочков слюды могут придать оформлению стен необычный вид. Десятиграммовый пакет с декоративной добавкой обойдется в среднем в 30… 50 руб.

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Свой первый самозарядный пистолет под патрон центрального воспламенения фирма Ruger начала разрабатывать в начале 1980-х годов, обладая более чем 40-летним опытом создания револьверов и пистолетов под малокалиберный патрон. Основной задачей компании было создание недорогого пистолета для полиции и гражданских лиц. Первые попытки оказались неудачными: пистолеты Р85, Р89 и Р90 не получили популярности из-за посредственного дизайна, большой массы, низкой точности стрельбы и неудобно расположенных предохранителя и рычага затворной задержки.

Пистолет Ruger Р345, появившийся в 2004 году, имеет малую толщину и плавные обводы без острых углов. По ширине он схож с популярным Colt Commander, но превосходит его по множеству параметров.

В целом, пистолет Ruger Р345 представляет собой эффективное, надежное, точное и удобное боевое оружие. Он получил некоторое распространение в полиции США, однако наибольшей популярностью пользуется как качественное и недорогое оружие самообороны для граждан.

Технические характеристики:

Длина пистолета…190 мм

Длина ствола… 107 мм

Ширина со слайд-рычагом… 3,058 см

Высота… 14,60 см

Вес без магазина… 760 г

Вес с пустым магазином… 833 г

Калибр… 45 Auto

Емкость магазина… 8 патронов

Атомный ледокол «Россия» был построен на Балтийском заводе им. Серго Орджоникидзе в Ленинграде и принят в эксплуатацию в декабре 1985 г.; это четвертый в мире ледокол с ядерной энергетической установкой.

Судно было предназначено для эксплуатации в Северном Ледовитом океане. Его атомные реакторы постоянно требуют охлаждения, и судно должно всегда находиться в холодной воде, а потому не может самостоятельно пересечь тропики, чтобы работать в Южном полушарии.

На ледоколе установлена спутниковая система связи, обеспечивающая навигацию, телефонную связь, факс и интернет.

На судне есть большая столовая, библиотека, салон отдыха, шахматный салон, кинозал на 100 мест, тренировочный зал, бассейн и сауна.

Технические характеристики:

Длина наибольшая… 150 м

Ширина наибольшая… 30 м

Высота борта… 17,2 м

Водоизмещение… 22 920 т

Главная установка:

Тип… атомная, турбоэлектрическая

Мощность… 75 000 л.с.

Количество винтов… 3

Максимальная скорость хода

на чистой воде… 20,8 узла

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Измерьте свой потенциал

(опыты с электростатикой)

Измерять потенциал начнем с изготовления электроскопа. Так называется прибор, позволяющий определить наличие электрического заряда.

Заряды, как вы знаете, бывают двух видов – отрицательные и положительные. Но электроскопу полярность заряда безразлична. Важно, что одноименно заряженные тела взаимно отталкиваются друг от друга. В электроскопе этими телами являются лепестки фольги или бумаги.

Для изготовления прибора вам понадобятся стеклянная банка, гвоздь, фольга и нитки. В центре пластиковой крышки банки проделайте отверстие для гвоздя. Вставьте его в крышку и нитками примотайте к нему лепестки фольги. Закройте этой крышкой банку и прибор готов.

Для проверки его работоспособности, поднесите к Шляпке гвоздя наэлектризованную о собственные волосы расческу, лепестки должны разойтись. Чем больше заряд, тем больше будет угол отклонения лепестков.

В научных лабораториях, кстати, для измерения величины электростатических зарядов тоже используют электроскопы. Схема одного из них представлена на рисунке.

Самодельный простейший электроскоп.

Ну а теперь давайте познакомимся со статическим электричеством поближе.

Проще всего это сделать вечером, когда стемнеет. Выключите в комнате свет и начинайте снимать через голову шерстяной свитер. Вы увидите, как в темноте проскакивают голубые искорки. Это и есть разряды статического электричества. А накопилось оно из-за трения свитера о вашу рубашку или просто о тело.

Этот нехитрый способ получения электростатических зарядов разного знака при помощи трения мы и будем использовать в дальнейшем.

Прибор, который измеряет ЭДС, напряжение и количество электрических зарядов, основан на взаимодействии двух проводников, несущих разноименные электрические заряды.

На схеме цифрами обозначены:

_{1 – подвижные лепестки, закрепленные на вращающейся оси;}

_{2 – неподвижные лепестки;}

_{3 – ось;}

_{4 – пружина;}

_{5 – стрелка-указатель;}

_{6 – шкала.}

ОТКУДА БЕРЕТСЯ ЗАРЯД?

Получить заряд, как вы поняли, довольно просто, но механизм его образования простым не назовешь: электризация может возникнуть при соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил. При этом происходит перераспределение электоонов (в жидкостях и газах перераспределяются еще и ионы) с образованием на соприкасающихся поверхностях электрических слоев с противоположными знаками зарядов. Фактически атомы и молекулы одного вещества, обладающие более сильным притяжением, отрывают электроны от другого вещества. Физики называют заряды, полученные, к примеру, трением оболочки шарика о шерсть, отрицательными. Но можно получить и заряды противоположного знака – положительные.

Так электроскоп показан на старинном рисунке.

Энергично потрите полиэтиленовый пакет нейлоновой тряпочкой. При этом отрицательные заряды перетекут на полиэтилен, и он зарядится положительно. Если теперь поднести отрицательно заряженный пакет к положительно заряженному воздушному шарику, то он на некоторое время прилипнет к нему, поскольку разноименные заряды притягиваются. Но «клей» этот недолговечный – как только разноименные заряды нейтрализуют друг друга, статическое электричество исчезнет.

ВОЛШЕБНАЯ ПАЛОЧКА

Командовать электростатическим электричеством можно при помощи «волшебной палочки», на роль которой подойдет обычная авторучка. С ее помощью можно, например, управлять перемещением шарика для пинг-понга по гладкой поверхности стола.

Для начала положите на стол шарик так, чтобы он оказался неподвижен. Затем потрите пластиковую ручку шерстяной тряпочкой. Ручка приобретет отрицательный заряд.

Осторожно поднесите ручку к шарику. Поначалу он не имеет заряда. Но отрицательное поле ручки, действуя на расстоянии, заставит часть отрицательных зарядов шарика сместиться внутрь шарика. На поверхности образуется положительный заряд, который заставит шарик перемещаться вслед за движением ручки. Потренировавшись немного, вы сможете перемещать рик по своему усмотрению, не прикасаясь к нему.

Даже авторучка может стать «волшебной палочкой».

ПЛЯШУЩИЕ ЧЕЛОВЕЧКИ

Еще один своеобразный фокус вы можете показать своим друзьям, оживив на их глазах фигурки человечков в стеклянной банке.

Для начала вырежьте ножницами из алюминиевой фольги (можно использовать обертку от шоколада) несколько фигурок высотой сантиметров 5–7. Опустите их на дно пустой и сухой стеклянной банки. Закройте банку пластиковой крышкой и энергично потрите крышку шерстяной тряпочкой. Крышка приобретет отрицательный электрический заряд.

Действие электростатического поля распространяется и внутрь банки, воздействуя и на фигурки из фольги. В них накапливается положительный заряд, который заставляет двигаться головы фигурок, как наиболее легкие их части. Фигурки приподнимаются, некоторые даже встают и начинают подскакивать по мере того, как вы трете крышку банки. Но поскольку заряд на металлической фольге быстро стекает, то фигурки приходится снова и снова «будить» трением, чтобы они опять задвигались.

Ну а теперь о вашем личном потенциале (не зря же вы делали электроскоп!). Попробуйте посоревноваться с друзьями: кто способен сильнее зарядить расческу о волосы. О результатах вы сможете судить по отклонению лепестков электроскопа.

Тот, кто победит, вовсе не обязательно умнее остальных, возможно, у него гуще волосы или просто чище голова. Тем не менее, организовать соревнование никогда не помешает.

Электричество заставляет плясать человечков.