Как делают теннисные мячи? Эксперименты с жидким азотом, пластиковыми бутылками и шариками для настольного тенниса Лабораторный теннисный мяч наполненный гелием.

Современные теннисные мячи (Tennis Balls ) имеют ярко-желтый цвет с флуоресцентными свойствами, хотя правилами не запрещены и мячи белого цвета, которыми играли до начала семидесятых прошлого столетия. В 1999 году компания SLEZENGER представила мяч "Ultra Vis ", который на 17 % ярче, чем другие мячи.

Мячи изготавливаются из упругой резины с добавлением натурального каучука, обклеенного плотным ворсистым сукном из шерсти с добавлением износостойкого нейлона. Ведущие компании теннисного инвентаря используют для сукна шерсть новозеландских или австралийских овец. Сукно с большим содержанием шерсти имеет название Melton Cloth ”, а на банках (тубах) дешёвых мячей указывается “Needle Cloth ”, то есть в их сукне преобладают синтетические составляющие. Определяющим материалом в стоимости мяча является сукно. Так как трение между ворсом мяча и покрытием корта в момент отскока влияет на его скорость и высоту, то мячи Melton Cloth ” после отскока летят медленнее и по более высокой траектории. Однако они быстрее изнашиваются.

В зависимости от плотности ворсового покрова мячи делятся на две категории:

“Стандарт” (Standard ), у которых ворс не очень плотный. Они предназначены для грунтовых (изнашиваются через 5‒6 часов) и закрытых кортов с покрытием: ковёр, искусственная трава, терафлекс, дерево (10‒12 часов);

“Экстра” (Extra ) – ворс более густой и длиннее. Благодаря густоте покрытие мячей менее подвергнуто износу (Long Life ). Эти мячи используются на кортах с покрытием хард (Hard ), где мячи “Стандарт” изнашиваются быстрее. К тому же более длинный ворс несколько уменьшает скорость, как полёта, так и отскока мяча.

Как правило, если маркировка на мяче имеют красный цвет, то они предназначены для грунта, если чёрный – для харда, но это не обязательное условие. Также на некоторых женских турнирах с хардовым покрытием, на которых используются мячи «Wilson», они имеют красную маркировку, а на мужских – чёрную (например, на «US Open»). Разница состоит в следующем. Мячи с чёрной маркировкой более ворсистые, а значит менее "быстрые" и более износостойкие. Теннисистки используют мячи со стандартным войлочным покрытием, в результате чего, мячи летят быстрее, что несколько увеличивает темп игры. То есть по своим статистическим характеристикам (вес, диаметр, упругость и др.) они одинаковые, а по динамическим (скорость полёта, скорость и высота отскока) – отличаются: "Wilson US Open" с чёрной маркировкой более медленные; за счёт большей "ворсистости" они дольше контактируют со струнной поверхностью и по этому кажутся тяжелее, что не отвечает действительности.

Кроме этого, имеются мячи с повышенной водостойкостью ворсистого верха (Hydroguard, Water Resistant ). Изготовители утверждают, что их покрытие на 70% более водостойкое, чем у обычных мячей.

Преобладающее большинство изготавливаемых мячей имеют избыточное внутреннее давление (Pressurised ) большее атмосферного на 20%. Такое давление создается за счёт закачки вовнутрь мяча инертного газа (азота, гексафторида серы, фреона) или технологического введения специальной таблетки неорганических солей, которая, разлагаясь при повышенной температуре во время вулканизации, создает избыточное давление. Случается, что таблетки не полностью разложились, и тогда если потрясти мяч, можно услышать стук постороннего предмета (остатка таблетки) о внутренние стенки.

Известный факт, что мячи довольно быстро теряют внутреннее давление. Так один час игры уменьшает его на 2‒5%, а значит, уменьшается скорость (Speed) и отскок (Bounce) мяча. После 3‒5 часов ими уже нормально играть нельзя. Если вы можете себе позволить, то каждую игру играйте новыми мячами.

Новые марки мячей испытываются на специальной установке (станок Стивенса). Она сжимает мяч до давления 8,165 кг. Величина, на которую диаметр мяча изменился, является прямой деформацией. После этого установка продолжает сдавливать мяч до тех пор, пока его размер не уменьшится на 2,54 см (1 дюйм). Затем давление уменьшается до предыдущего значения ‒ 8,165 кг. Вновь измеряется диаметр мяча, что соответствует обратной деформацией.

Эта процедура проводится по трём осям мяча. Значения деформации должны быть средними из трёх различных показаний, и в каждом случае не должно быть двух значений, отличающихся более чем на 0,076 см.

В зависимости от величины диаметра и допустимых деформаций мячи имеют разное предназначение, которое указано в таблице.

Тип корта “медленный” “средний” “быстрый”

Диаметр, см

Прямая деформация, см

Обратная деформация, см

Как видно из таблицы мячи для “медленных” кортов (Slow Courts ) имеют несколько больший размер, чем мячи для “быстрых” кортов (Fast Courts ), в том числе с покрытием хард (Hard Courts ) и закрытых (накрытых) кортах (Indoor Courts ).

Ещё один тест по упругости мячей, предусмотренный Правилом 3 , должен проводиться перед соревнованиями. Методика теста изложена в Приложении 1 к Правилам тенниса и предполагает, что при падении мяча на бетонную поверхность с высоты 2,54 м, он должен отскочить верх на 1,35‒1,47 м.

На корте проверить мяч на упругость можно путём его сдавливания пальцами кисти руки. Если без особого усилия стенка мяча вдавливается более чем на один сантиметр, то такой мяч подходит, только для тренировок начинающих любителей тенниса или забав с собаками. Есть и другой более кардинальный способ определения упругости теннисного мяча, называемый "челюстной", которым пользуются даже некоторые профессионалы (см. рисунок справа).

На что ещё хотелось обратить внимание, это на то, что скорость и высота отскока одного и того же мяча зависит и от температурных условий. Внутреннее давление газа, закаченного в мяч (P ), от которого зависит отскок мяча, определяется формулой:

P = C·р·T ,

где С ‒ постоянный коэффициент; р ‒ плотность газа; Т ‒ температура.

Когда температура повышается, молекулы газа внутри теннисный мяч расширяться и давление повышается, а значит и мяч становится более “прыгучим”. И наоборот, низкие температуры приводят к снижению давления. Кроме того, при пониженных температурах ухудшаются и свойства упругости каучука. В результате “холодный” мячик имеет гораздо более низкий и медленный отскок.

Из-за снижения внутреннего давления и износа ворса теннисные мячи начинают терять свои игровые характеристики после 4-6 часов энергичной игры, но они могут оставаться в норме и до полугода, в зависимости, как часто Вы ими играете.

Что касается веса теннисного мяча, то он должен находиться в пределах 57,6±0,9 г. Мячи становятся легче уже после часу игры (по причине потери ворса).

При хранении мячей, чтобы инертный газ, молекулы которого меньше, чем молекулы резиновой оболочки, не просачивался через её, в банках, где они хранятся, создаётся также избыточное давление с последующей её герметизацией. Если при вскрытии банки вы не услышали характерный звук (похожий на звук вскрываемой банки с пивом), то это означает, что срок хранения товара превышен, и мячи, скорее всего, потеряли свою упругость, как из-за уменьшения внутреннего давления, как и от старения резины (становится менее упругой). Средний срок хранения мячей в пластиковых банках составляет 1,5‒2 года, в металлических − до 5 лет. К сожалению, срок изготовления на банках не указан и если Вам предлагают мячи по низкой цене, то скорее всего – это залежавшийся товар.

Банки могут содержать три или четыре мяча. Для хранения мячей герметичных упаковок, желательно создать им зимние условия – температуру минус (5-15)°С. Именно при этой температуре замедляется диффузия газа.

Банки с мячами упаковываются в картонные коробки по 24 или 35 банок. Мячи для тренировок могут быть упакованы в пластиковые вёдра по 72 или 96 шт, полиэтиленовые кульки в той же расфасовке или в сеточные мешки. Мячи для забавы (Made in China) упаковываются в целлофановые кулёчки.

Мячи без избыточного давления (Without Pressure ) изготавливаются, в основном шведской компанией TRETORN. Она разработала и запатентовала особую технологию изготовления резины «Micro Cell », имеющую повышенную упругость, которая обеспечивает необходимый отскок мяча. И поэтому мячи "Tretorn" были сертифицированы техническим центром ITF. 1998 году технология была усовершенствована и получила название «Micro X ». Главным преимуществом таких мячей − длительный срок хранения без использования специальной герметичной упаковки (банки) с избыточным давлением. Правда, шведские мячи имеют некоторую особенность. Из-за того, что они медленнее восстанавливают форму при контакте со струнной поверхностью, то кажутся тяжелее обычных мячей. Поэтому начинающим теннисистам было бы целесообразнее избегать игры такими мячами. И вообще, им лучше осваивать азы тенниса мячами, которые, из-за продолжительного хранения, несколько потеряли упругость и за этого стали более медленными и менее прыгучими.

На некоторых типах мячей, из одной банки кроме логотипа производителя, стоит номер от 1 до 8 (чаще 1–5). Это сделано для того, чтобы, когда один или несколько из мячей, которыми играют на одном корте, случайно оказываются на соседнем, то по номеру можно определить, где, чей мяч. Например, если во время игры вы обнаружили у себя в руке Wilson 3 , а, выходя на корт, вынимали из банки Wilson 1 , то скорее всего, этот мяч закатился к вам с другого корта или остался от предыдущих арендаторов корта.

Исходя из того, что у мячей быстро изнашивается ворс и теряется внутреннее давление, на турнирах Международной Федерацией тенниса (ITF ), Ассоциацией теннисистов-профессионалов (ATP ) или Женской ассоциацией тенниса (WTA ), мячи подлежат замене после 9-ти сыгранных геймов (первая смена после 7-ми геймов), что приблизительно составляет около получаса непрерывного времени игры.

Для детей 4-6 лет, делающих самые первые шаги в теннисе, изготавливаются мячи из упругого поролона (Sponge Balls ) и несколько большего размера. Для детей чуть старшего возраста для обучения (Easy Play ) имеются облегченные мячи (Mini Balls ), имеющие обычный размер и ворсистое покрытие, но меньшее внутреннее давление. Такие мячи дают возможность играть в замедленном темпе и наносить удары на уровне бедра, а не “шарахаться” от мяча, летящего на уровне головы.

Опыт показывает, что дать конкретную рекомендацию по выбору мячей по компании-производителя и марке, практически, невозможно. Любой известный производитель выпускает как первоклассные мячи, так и мячи более низкого качества. Первые стоят на 1,5‒2 доллара дороже вторых.

Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что почти все производители имеют в своей номенклатуре продукции линейку “Championship ” (чемпионат), но такие мячи в действительности относятся к категории тренировочных, а не турнирных!

Большинство марок мячей, на банках которых имеется пометка о их сертификации ITF , ATP , WTA или USTA (Ассоциация тенниса США), вполне хорошего качества. Пометки на этикетках банок: “ITF/USTA/ATP/WTA Approved ” – могут служить начальным критерием для вашего выбора. Но обольщаться тем, что мячи с подобной надписью удовлетворят Вас по игровым качествам не стоит.

А вот правильно подобрать мячи в зависимости от типа покрытия корта (Surface Court ) можно. На упаковочных банках, как правило, имеется информация о том, для какого покрытия мячи предназначены: глиняно-пещаного (грунтового) (Clay Court ), синтетического (Hard Court ), асфальтного (Asphalt Court ), бетонного (Concrete Court ), травяного (Grassy Court ), любого (All Court ).

Интересные факты:

более 200 брендов теннисных мячей прошли сертификацию ITF;

ежегодно изготовляются более 300 миллионов мячей, от которых после износа остается приблизительно 15 тысяч тонн отходов резины. И это является экологической проблемой, т.к. резина плохо разлагается естественным путём. Например, по завершению «US Open» остаётся порядка 60 тысяч использованных мячей. Поэтому для уменьшения загрязнения окружающей среды, Теннисная ассоциация США (USTA) приняла программу сокращения отходов использованных теннисных мячей. Оставшиеся после турнира мячи подлежат восстановлению и передавать для повторного использования различным общественным теннисным программам. Банки для мячей, которых после турнира тоже остается немало ‒ 18‒20 тысяч ‒ подлежат экологически-безопасной переработке.

Теннисный мяч — предназначен для тенниса. Он примерно 6,7 см (2,63 дюйма) в диаметре. Теннисные мячи на крупных спортивных соревнованиях жёлтые, но могут быть практически любого цвета. Теннисные мячи покрыты войлоком, который модифицирует свои аэродинамические свойства, и имеют белую волнистую линию, которая охватывает снаряд.

История

До развития большого тенниса, в начале 1870-х, англичане играли в реал-теннис. Англия запретила ввоз теннисных мячей в 1463 году. В 1480 году Людовик XI запретил заполнение теннисных мячей мелом, песком, опилками или землей и заявил, что они должны быть сделаны из хорошей кожи. Другие ранние теннисные мячи были сделаны шотландскими мастерами из желудков овец или коз и перевязаны веревкой.

Самим своим возникновением современный теннис (исторически называвшийся «лаун-теннисом», то есть «теннисом для лужаек») обязан появлению мячей из вулканизированного каучука, способных высоко отскакивать даже от травяного газона. Вскоре после зарождения лаун-тенниса мячи для него стали обшивать фланелью, чтобы уменьшить износ и потерю игровых кондиций. В дальнейшем мячи стали шить из резиновых листов, вырезанных в форме трилистника, и наполнять газом. Эта технология в целом сохраняется до настоящего времени, однако в целях унификации оборудования мячи теперь шьют из двух полусферических половинок, а классическую фланель заменило особое покрытие, вплавляющееся в резиновую основу. В 1972 году впервые появились теннисные мячи жёлтого цвета, лучше заметные на телевизионном экране. На Уимблдонском турнире до 1986 года продолжали использовать белые мячи, но затем также перешли на жёлтые.

Разновидности

Выделяют две основные разновидности теннисных мячей:

  • Мячи для тенниса под давлением. Широко распространены в продаже, пользуются большим спросом. Давление внутри мяча способствует лучшему отскоку. Но мячу свойственная потеря давления. Таким образом, для игры они оптимальны, но эксплуатация такого мяча профессионалами в основном ограничивается одной игрой.
  • Теннисные мячи, внутренне давление которых отсутствует. Отскок обеспечивается особой структурой поверхности. У нового мяча такого типа отскок жёсткий. В процессе игры мяч изнашивается, а свойства его становятся оптимальными. Срок службы достаточно большой, так как необходимые свойства теряются лишь вследствие чрезмерного износа внешнего покрытия.

Так же мячи делят в зависимости от покрытия. Предпочтительное покрытие полностью зависит от корта, на котором осуществляется игра. Поэтому многие спортсмены подбирают мяч для тенниса в зависимости от этого покрытия.

  • типичное покрытие. Подходит для применения на кортах грунтовых. Оно довольно тонкое и мягкое, что обеспечивает быстрый износ при эксплуатации в условиях корта, имеющего твёрдую основу;
  • покрытие «экстра» - предназначено для кортов, оснащённых твёрдой поверхностью;
  • покрытие для травы - особой разницы с обычными мячами нет. Различие лишь в материале, на котором не остаются пятна при контакте с газоном.

Ещё одна классификация зависит от предпочитаемой скорости игры. Начинающие игроки выбирают так называемые «медленные мячи». Опытные игроки предпочитают мячи обычной скорости. Мячи «быстрые» используются редко - преимущественно для грунтовых кортов.

Таким образом, основные аспекты выбора теннисного мяча зависят от следующих факторов:

  • уровень мастерства игрока;
  • тип корта.

Требования

Мяч должен иметь равномерную наружную поверхность и должен быть белым или желтым. Если есть соединение, он не должен быть шитым. Он должен иметь диаметр, превышающий 6,35 см и не более 6,67 см, а вес 58,5 г. Мяч должен иметь отскок от 135 см до 147 см при падении с высоты 254 см на твердую поверхность корта.

При давлении 8,165 кг мяч должен иметь большую деформацию, чем 0,56 см и менее 0,74 см, а возвратной деформации более 0,89 см и менее 1,08 см.

Теннисные мячи

Теннисный мяч в среднем весит примерно 57 граммов, а диаметр его около от 6,36 сантиметров. Качественный мяч для тенниса должен быть упругим, прыгучим и долговечным. Но все же долговечность мяча зависит не только от качества, но еще и от покрытия корта на котором им будут играть.

Изначально теннисные мячи изготовлялись из кожи, позже в середине 19-го века их стали изготавливать из резины. Поменялся также и цвет мячей, до 1970 года были мячи только белого цвета. Позже, на турнирах постепенно начали появляться желтые мячи, они более заметны как для зрителей, так и для самих спортсменов.

Современные мячи для тенниса выпускаются в основном ярко-желтого цвета и имеют флуоресцентные покрытия. Но, тем не менее, правила не запрещают играть мячами белого цвета, которые существовали еще до 70-х годов прошлого столетия.
Ведущие фирмы, занимающиеся изготовлением теннисного инвентаря, берут для сукна шерсть австралийских, либо новозеландских овец. Таких овец пасут на специальных лугах, где растут определенные травы. Для их стрижки предназначен специальный график. Трение относительно ворса мяча и покрытия корта в момент отскока сказывается на его скорости и высоте.
По плотности ворса, теннисные мячи разделяют на 2 группы: стандартные и элитные мячи
К группе "стандарт" относятся теннисные мячи с неплотным ворсом, они имеют обычную износостойкость.. У "экстра" ворс гуще, и часто у них усиленная резина - такой мяч рассчитан на длительное использование.
Это и Slazenger Extra Life , Dunlop Fort Elite , Babolat RG FO , Wilson Australian Open и др. мячи.

Также есть мячи, у которых водостойкая ворсистая поверхность (Hydroguard). По утверждениям производителей, такие мячи для большого тенниса на 70% более водостойкие, нежели мячи с обычным покрытием. Примером таких мячей может служить Slazenger Championship Hydroguard , Slazenger
Wimbledon

Мячи, которые используются на медленных,грунтовых кортах, несколько больше в размере, чем мячи, используемые на быстрых кортах, и у них выше скорость отскока.
Самые популярные марки грунтовых мячей - это Babolat Roland Garros , Dunlop Fort Clay Court , Wilson Tour Red Clay , Tretorn Serie +

Для быстрых покрытий используют мячи с обычным или чуть замедленным отскоком, с хорошей устойчивостью сукна к истиранию на жестких покрытиях. Это мячи: Wilson US Open , Head ATP Tour ,
Babolat RG AC , Slazenger Wimbledon, Slazenger Championship , Dunlop Fort AC , Tretorn Tournament.

Все знают о том, что теннисные мячи быстро теряют давление, после вскрытия банки. И за 1 час игры внутреннее давление уменьшается на 2-5%, а следовательно уменьшается и отскок, и скорость. Уже через 3-5 часов этим теннисным мячом нормально играть становится невозможно. Поэтому, если вы сможете себе это позволить, то желательно каждую новую тренировку играть новым мячом для большого тенниса.

Теннисные мячи также используют в теннисных пушках, такие мячи выдерживают сильное давление валов пушки на теннисный мяч. В теннисных пушках чаще всего используют мячи Tretorn Micro X , в них внутри мяча вместо воздуха находится специальный вспененный состав.

В пластиковых банках теннисные мячи хранятся в до 2 лет, а в металлических до 4-х. Но следует учитывать то, что срок изготовления на банках не указывается, поэтому если вам будут предлагать товар с низкой стоимостью, то есть вероятность того, что это залежавшийся товар.
Поэтому лучше приобретать мячи в солидных интернет-магазинах с большим оборотом теннисных мячей,
например, в интернет-магазине "Ракетлон" .
В банках могут храниться 3 или 4 мяча. После того как упаковка вскрыта, мячи следует хранить при температуре 5-15°C. Банки с мячами для большого тенниса упаковывают в коробки из картона, в них помещаются 18 либо 24 банки. Тренировочные мячи могут также упаковывать в ведра из пластика, в них чаще всего 72 мяча.
Как правильно выбрать и приобрести теннисный мяч для качественных тренировок?

Теннисные мячи , в которых отсутствует избыточное давление (Pressureless), изготавливает в основном фирма Tretorn (Швеция). Их главное достоинство - это долговечность, без необходимости хранения в специальных упаковках.
Начинающим теннисистам лучше всего играть теннисным мячом с обычным или немного замедленным отскоком. Как правило, это турнирные мячи для быстрых покрытий.
Также замедляются мячи, которые длительное время находятся в корзине.
Для детей 4-5 лет, которые делают в теннисе свои первые шаги, выпускают специальные теннисные мячи , они больше в размере и сделаны из упругого поролона .

Для обучения детей постарше изготавливают облегченные мячи (программа easy play) , которые имеют меньшее внутреннее давление. По этой программе подготовки, а она утверждена во всех странах,
дети играют облегченными теннисными мячами на уменьшенном корте, примерно до 10 лет.
Теннисные мячи для этой программы бывают 3-х видов.
Красные (окраска красно-желтая) теннисные мячи (Red) - мячи увеличенного размера с потерей 75% отскока, для возраста 4-6 лет
Оранжевые теннисные мячи (оранжево-желтые) - мячи с потерей 50%., возраст 6-8 лет
Зеленые теннисные мячи (зеленовато-желтые) - мячи с потерей 25 % , возраст 7-10 лет
Из опыта следует, что нельзя дать какую-то конкретную рекомендацию в выборе мяча по марке и фирме-производителя. Потому что все известные фирмы выпускают мячи, как высокого и среднего качества, так и бюджетные мячи, более низкого, тренировочного уровня.
Сотрудники "Ракетлона" всегда готовы вас внимательно выслушать и дать квалифицированный совет
по выбору теннисного мяча для вашей игры, вашего покрытия.
Приобрести теннисные мячи через интернет-магазин Ракетлон можно в городах России:

Архангельск, Мурманск, Смоленск, Брянск, Курск, Белгород, Воронеж, Липецк, Тула, Волгоград, Ростов-на-Дону,Краснодар, Саратов, Пенза, Самара, Уфа, Казань, Ижевск, Йошкар-Ола, Оренбург, Пермь, Киров, Екатеринбург, Челябинск, Нижний Новгород, Курган, Тюмень, Сыктывкар, Тюмень, Ханты-Мансийск, Салехард, Ярославль, Иваново, Рязань, Тверь, Калуга, Томск, Новосибирск, Барнаул, Кемерово, Новокузнецк, Красноярск, Иркутск, Чита, Якутск, Магадан, Благовещенск, Хабаровск, Владивосток, Южно-Сахалинск, Оха, Комсомольск-на-Амуре, Находка, а также в Республике Беларусь(Минск) и Казахстане(Алматы).

Физика 2014 для поступающих в 11 класс 1. Ускорение точки, совершающей одномерное движение по оси х, в зависимости от времени представлено на графике. Сколько раз останавливалась точка в течение первых пяти секунд, если её начальная скорость равна нулю? Найдите также величину vср средней скорости точки в течение первых четырёх секунд. Вариант 3 ах, м/c2 1 0 -1 1 2 3 4 5 t, c 2. На тележке, скатывающейся без трения с наклонной плоскости, установлен стержень с подвешенным на нити шариком массой m  2 г. Шарик неподвижен относительно тележки. Найдите величину Т силы натяжения нити, если плоскость составляет с горизонтом угол α  60 . 3. Баллон содержит V0 10 м3 сжатого воздуха под давлением p  30 МПа. Какой объём V воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом из этого баллона, если лодка находится на глубине h  90 м? Процесс считать изотермическим. 4. Цилиндрический сосуд разделён на две части легкоподвижным поршнем. Слева от поршня - ν1 = 1 моль гелия, справа - ν2 = 2 моля аргона. Газы находится при температуре Т0 и давлении р0 (при которых их можно считать идеальными) В правой части цилиндра имеется выпускной клапан, настроенный на давление р0 (при давлении, превышающем р0, он выпускает излишки газа). Цилиндр нагревают до температуры 2Т0. Найдите суммарную внутреннюю энергию U газов, находящихся в сосуде в конечном состоянии. 5. Электрон влетает в однородное электрическое поле Е со скоростью v0, направленной перпендикулярно полю. Найти кинетическую энергию w электрона спустя время t. Полем тяжести пренебречь. Известны заряд е электрона и его масса т. Физика 2014 для поступающих в 11 класс Вариант 4 1. Два гоночных автомобиля с открытыми (без крыльев) колёсами едут друг за другом по мокрому прямолинейному горизонтальному шоссе со скоростью v = 150 км/ч. При каком минимальном расстоянии r между ними брызги из-под колёс переднего автомобиля не будут попадать на лобовое стекло заднего? Размерами автомобилей по сравнению с расстоянием между ними пренебречь. Сопротивление воздуха не учитывать. 2. Маленький шарик массой т, подвешенный на мягкой невесомой резинке, вращается в горизонтальной плоскости по окружности с угловой скоростью ω (конический маятник). При этом длина резинки возросла в п = 2 раза (по сравнению с длиной в нерастянутом состоянии). Считая, что удлинение резинки х подчиняется закону Гука F = kx, найдите коэффициент k её упругости. ω т 3. Два баллона объёмами V1 = 1 л и V2 = 3 л соединены трубкой (объёмом которой можно пренебречь) с краном. В сосудах находятся идеальные газы: в первом - при давлении р1 = 105 Па, во втором - при давлении р2 = 0,6·105 Па. Какое давление р установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянна. 4. «Лабораторный» теннисный мяч, наполненный гелием, падает без начальной скорости с высоты h = 6 м на твёрдую поверхность и упруго отражается от неё. Найдите максимальное повышение ΔТ температуры газа внутри мяча в процессе удара, если начальная температура гелия Т = 300 К, масса мяча т = 150 г, его объём V = 0,3 л, а давление внутри него р = 3 атм. Сопротивлением воздуха при падении мяча, а также изменением его объёма и теплообменом при ударе пренебречь. 5. Имеются две проводящие концентрические 8 сферы 8 радиусами r1  10 см и r2  20 см,несущие заряды соответственно q1  10 Êë и q2  2 10 Êë . Найдите разность потенциалов U между внутренней и внешней сферами. Решения ф-2014 Вариант 3 1. Она дважды останавливалась: в моменты t1 = 2 с и t2 = 4 с; vcp  0,5 м/с. 2. T  mg cosα  102 H . 3. V  (p  1)V0  290 м3 . ρgh  p0 4. U  U 0  (ν1  ν 2)cvT0  9 RT . 2 0 mv02  eEt  m 2 5. w  . v0  v2   2 2 2m   2 Вариант 4 2 1. r  v  177 м. g 2. k  n mω2  2mω2 . n 1 3. p  p1V1  p 2V2  0,7  10 5 Па. V1  V2 4. T  2mghT  20K . 3 pV 5. U  k q1 (1 1 )  450B . r1 r2

Появилась рубрика «Простые научные эксперименты», которую мы создали совместно с каналом Наука 2.0 . Вместе со мной рубрику ведет Антон Войцеховский , автор и ведущий программы EXперименты.

Начать мы решили с жидкого азота, как наиболее интересного и одновременно зрелищного компонента для многих опытов. Для экспериментов мы наполнили сосуд Дьюара жидким азотом, взяли несколько пластиковых бутылок, садовую пластиковую бочку и 5000 шариков для настольного тенниса. И со всем этим нехитрым скарбом вышли во двор.

Мы хотели выяснить

  • Через какое время разорвет пластиковую бутылку, если в нее налить жидкий азот и плотно закрыть крышкой?
  • В каком месте бутылка разрывается: у горлышка или само тело бутылки?
  • Какую бутылку разорвет быстрее: наполненную жидким азотом наполовину или на четверть?
  • А если бутылку с жидким азотом накрыть бочкой?
  • Что будет, если в бочку поместить бутылку с жидким азотом и засыпать теннисными шариками?
За четыре часа удалось получить ответы на все поставленные вопросы. А заодно и снять небольшой видеосюжет про это.

Эксперимент №1: жидкий азот и пластиковая бутылка

В пластиковую бутылку из-под минеральной воды налили около 200 мл жидкого азота и плотно закрутили пробкой.

Бутылку разорвало через примерно через 4 минуты. Проводили 3 одинаковых эксперимента, время колебалось от 3:40 до 4:00 минут. Погрешности между опытами получились, вероятно, из-за разного количества азота и из-за разницы во времени, между наливанием азота и закручиванием крышки.

Эксперимент №2: две пластиковые бутылки и разное количества жидкого азота в каждой

В две одинаковые пластиковые бутылки налили разное количество жидкого азота. В первой было около половины, во второй - пятая часть.

Бутылку с большим количеством жидкого азота разорвало быстрее, но не на много. Вторая взорвалась буквально через несколько секунд. Возможно, вторую поторопила взрывная волна от первой бутылки.

Эксперимент №3: пластиковая бутылка с жидким азотом и садовая бочка сверху

Как и в первом эксперименте, мы наполнили бутылку жидким азотом, закрутили крышкой и сверху накрыли садовой пластиковой бочкой.

В результате взрыва бутылки, бочка подскочила вверх и оторвалась от земли на несколько десятков сантиметров. При том, что бочка довольно тяжелая.

В будущем можно будет попробовать сделать картонную бочку в форме ракеты, обмотать ее скотчем (как советовал один из наших зрителей) и попробовать запустить эту конструкцию вверх.

Эксперимент №4: пластиковая бутылка с жидким азотом, бочка и 5000 шариков для пинг-понга

В садовую бочку поставили бутылку с жидким азотом и засыпали все шариками для настольного тенниса.

Из-за того, что бутылка была в бочке и вокруг нее были шарики, время до разрыва увеличилось более, чем в 2 раза и составило около 9 минут. Эксперимент проводился 2 раза подряд. В первом случае мы бутылку поставили на дно бочки, а во втором положили. Это повлияло на высоту подскока бочки:

  • стоячая бутылка в бочке - 1 метр;
  • лежачая бутылка в бочке - 3 метра.
В одном из прошлых постов мы показали видео с подобным экспериментом, который не получился. Там у нас бочку разорвало. Однако теперь мы с уверенностью можем сказать почему: бочка оказалась из хрупкой пластмассы. И время до взрыва в прошлый раз было гораздо больше - 15 минут. Я это связываю с тем, что время, прошедшее между наполнением бутылки жидким азотом и закрытием крышки, было достаточным для того, чтобы бутылка охладилась и азот перестал так сильно кипеть (переходить из жидкого состояния в газообразное).

Если у кого есть интересные идеи экспериментов для подобного рода сюжетов, пожалуйста, оставляйте их в комментариях!

Книга с детскими опытами

А еще хочу сказать, что наша книга для детей с простыми опытами уже близится к печати. Предзаказ на книгу по-прежнему открыт. Кредит