Почему у пингвинов не мерзнут лапы? И еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого

Обратное отклонение пластмассового футбольного мяча происходит из-за отделения пограничного слоя. Сбоку от мяча, где относительная скорость воздуха и мяча больше, поток воздуха в пограничном слое становится турбулентным. С другой стороны он остается ламинарным. Ламинарный пограничный слой отделяется от поверхности мяча сразу же, как только поток воздуха перестает прижимать его к поверхности. В отличие от него, турбулентный пограничный слой остается в контакте с поверхностью мяча дальше по его окружности. В итоге задняя по ходу движения часть мяча отклоняется в направлении, противоположном его вращению. Возникает сила, направленная к боку мяча, который движется в направлении, противоположном потоку воздуха (справа налево – для мяча, закрученного по часовой стрелке).

Эксперименты показывают, что основной фактор, управляющий отклонениями мяча, – отношение скорости вращения его поверхности к скорости прямолинейного движения. Обратное отклонение наблюдается, когда это соотношение мало (меньше 0,4), а эффект Магнуса проявляется при более высоких соотношениях. Этим объясняется, почему быстро крутящийся теннисный мяч вращается в направлении, противоположном футбольному.

Оливер Харлен

Университет Лидса,

Западный Йоркшир, Великобритания

Отклонение вращающегося мяча обычно приписывают эффекту Магнуса, но еще за 100 лет до Гейнриха Магнуса Бенджамин Робинс изучал вращение пушечных ядер, а в 1742 году опубликовал подробное объяснение, почему ядра даже в безветренные дни отклоняются от траектории.

Брайан Уилкинс

Веллингтон, Новая Зеландия

В настоящее время во многих публикациях эффект называется эффектом Магнуса–Робинса. Не следует забывать, что еще в 1672 году Исаак Ньютон писал о том, как вращение влияет на полет ядра. – Ред.

Красное каление

«Чем вызвано появление разных цветов на чистой поверхности закаливаемого железа или стали после нагревания и охлаждения? Цвета варьируются от желтого при нагревании металла до 200 °C до золотистого, коричневого, лилового, синего и, наконец, черного при нагревании до 600 °C. И поскольку окисленная голубоватая или лиловая поверхность встречается у стальных часовых механизмов, прекрасно сохранившихся с XIX века, хотелось бы узнать, какова физическая природа этого прозрачного и очень стойкого цветного слоя?»

Джон Роуленд

Аллесири, Дербишир, Великобритания

Горячие печные газы, применяемые для тепловой обработки стали, окисляют элементы, содержащиеся в сплаве, например хром, чтобы образовать тонкую поверхностную пленку. Эта пленка искажает видимые световые волны и создает цветовые эффекты, о которых упоминает автор вопроса.

Толщина пленки определяет видимый цвет стали, поскольку она влияет на распространение света с разной длиной волны. Более тонкие пленки, образующиеся при низких температурах, кажутся желтыми или золотистыми. Толстые пленки на стали – светло-голубыми. Самые толстые пленки иссиня-черные или черные.

Цвета закалки на чистой стали нестойкие, обычно они пропадают, если от ржавчины увеличивается толщина поверхностной пленки, где образуются наслоения окислов железа. Многие детали часов, упомянутых в вопросе, обязаны стойкостью цветов закалки практике выдерживания закаливаемой стали в жире кашалота. Этот жир создает прозрачное восковое защитное покрытие на оксидных пленках и надолго сохраняет их цвет. Широкое применение этого метода имело один недостаток: оно стало причиной сокращения численности кашалотов.

Дейл Макинтайр

Дхаран, Саудовская Аравия

Воздушный пузырь

«Мы провели опыт, о котором нам рассказывали учителя естествознания: стоящую в воде свечу надо накрыть перевернутым стаканом. Когда свеча гаснет, уровень воды в стакане повышается.

Нам объяснили, что повышение уровня воды вызвано тем, что при горении свечи расходовался кислород. Но мы поставили под стакан четыре свечи вместо одной, а уровень воды поднялся гораздо выше. Почему?»