Сезон 3: Новый мир — Эпизод 4

Цель: Понять, почему нагретый воздух поднимает воздушный шар Сенку вверх.

Материалы: Тонкий пластиковый пакет (или лист папиросной бумаги), фен, нитка.

Пошагово:

1. Раскройте пакет и направьте внутрь тёплый воздух фена на 20–30 секунд.
2. Аккуратно зажмите горловину, чтобы тёплый воздух не вышел.
3. Отпустите пакет — он всплывёт к потолку.
4. Повторите с пакетом, заполненным холодным воздухом, — сравните результат.

Физика: Нагретый воздух расширяется и становится менее плотным, чем окружающий. Выталкивающая сила Архимеда F = ρ·g·V превышает вес пакета — и он взлетает.

Цель: Увидеть восходящий поток тёплого воздуха — конвекцию, которая держит шар в небе.

Материалы: Бумага, ножницы, нитка, тёплая батарея или настольная лампа.

Пошагово:

1. Вырежьте из бумаги спираль (круг, разрезанный по кругу к центру).
2. Подвесьте спираль на нитке над тёплой батареей или лампой.
3. Наблюдайте: спираль начинает медленно вращаться.
4. Уберите источник тепла — спираль останавливается.

Физика: Конвекция: тёплый воздух поднимается вверх, холодный опускается вниз, образуя поток, который вращает спираль. Того же потока достаточно, чтобы поднять шар.

Цель: Понять, почему картографы поднимаются на воздушном шаре.

Материалы: Лист бумаги, карандаш, стол с 5–6 предметами (кружка, книга, ластик).

Пошагово:

1. Расставьте на столе предметы и сфотографируйте сверху (или нарисуйте вид сверху).
2. Сравните с видом сбоку: сверху видно взаимное расположение, но не высоту.
3. Нарисуйте сверху стрелки дорог между предметами — получится «карта».
4. Встаньте на стул и сравните, как меняется обзор с высотой.

Картография: Вид строго сверху (ортогональная проекция) убирает перспективные искажения — именно так рисуют карты: расстояния и углы на них не искажаются.

Цель: Составить точную карту комнаты, как Сенку зарисовывает береговую линию с высоты.

Материалы: Бумага в клетку, рулетка (или шаги), карандаш, линейка.

Пошагово:

1. Измерьте длину стен комнаты в сантиметрах или шагах.
2. Выберите масштаб, например, 1 см на бумаге = 1 м в комнате (1:100).
3. Начертите прямоугольник стен и отметьте двери, окна.
4. Добавьте мебель в тех же пропорциях.
5. Проверьте: по карте рассчитайте расстояние от двери до окна и сверьте рулеткой.

Масштаб: Масштаб — дробь, показывающая, во сколько раз уменьшено изображение. С ним можно измерять расстояния по бумаге, не выходя из комнаты.

Цель: Понять, как мешки с песком управляют высотой шара: сбросил балласт — поднялся.

Материалы: Миска с водой, пластиковый стаканчик, 10 монет, линейка.

Пошагово:

1. Опустите пустой стаканчик на воду — он высоко сидит на поверхности.
2. Кладите монеты по одной и отмечайте, как осадка растёт.
3. Уберите монеты — стаканчик снова всплывает.
4. Свяжите с шаром: «выбросили песок» — шар легче — поднялся выше.

Физика: Вес в воде уравновешивается выталкивающей силой. Чем тяжелее тело, тем глубже осадка; чем легче — тем выше «полёт». Так работает балласт аэростата.

Цель: Определить высоту объекта без подъёма на него — приём воздухоплавателей и геодезистов.

Материалы: Транспортир, соломинка, нитка с грузиком (гайкой), рулетка.

Пошагово:

1. Приклейте соломинку вдоль прямой стороны транспортира, а к центру прикрепите нитку с грузиком.
2. Наведите соломинку на верхушку дерева и попросите напарника считать угол по нитке.
3. Отметьте точку, где вы стояли, и измерьте расстояние до дерева рулеткой.
4. Посчитайте высоту: высота ≈ тангенс угла × расстояние + рост наблюдателя.

Геометрия: В прямоугольном треугольнике высота равна тангенсу угла, умноженному на прилежащий катет. Так измеряют высоты, не поднимаясь на них, — метод тригонометрии.