on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 4 гостя.
Вход в систему
Яндекс.Метрика

Следы на песке.

586. Если вам приходилось, гулять по пляжу во время отлива, то, вероятно, вы заметили, что, как только нога ступает на мокрый твердый песок, он немедленно подсыхает и белеет вокруг вашего следа. Обычно это объясняют тем, что под тяжестью тела вода «выжимается» из песка. Однако это не так, потому что песок не ведет себя подобно мочалке. Почему же белеет песок? Будет ли песок оставаться белым все время, пока вы стоите на месте?
 Мяч, наполненный песком и водой. Наполните камеру мяча песком и водой так, чтобы вода полностью покрывала песок, но не заполняла всю камеру. Теперь завяжите камеру и попробуйте сжать ее. Вначале это получается легко, но, чем дальше вы сжимаете ее, тем сильнее она сопротивляется сжатию, с какой бы силой вы на нее ни давили. Чем это вызвано?
 Покупка мешка кукурузы. В те времена, когда кукурузное зерно продавалось не на вес, а на объем, некоторые торговцы всячески старались сделать так, чтобы зерна занимали возможно больший объем. Мешки кукурузы у таких хитрецов казались полными, хотя содержали меньше кукурузы, чем мешки такого же объема у более честных торговцев. Как вы думаете, следовало ли покупателю, столкнувшись с таким обманом, попытаться нажимать на мешок, чтобы уплотнить в нем зерна? Оказывается, именно нажимать на мешок в таком случае и не следует. Почему?

Ответ:
 Все эти три явления в действительности одинаковы. Я рассмотрю первое из них, а остальные два предлагаю вам объяснить самостоятельно. Побеление песка на пляже впервые объяснил Рейнольде в 1885 г. Он показал, что объем песка увеличивается, когда на него наступают. До этого песчинки были «упакованы» самым плотным образом. Под действием деформации сдвига, которая возникает под подошвой ботинка, объем, занимаемый песчинками, может лишь увеличиться. В то время как уровень песка поднимается резко, уровень воды может подняться лишь в результате капиллярных явлений, а на это требуется время. Поэтому на дне следа ноги песок некоторое время оказывается выше уровня воды − он сухой и белый.


Смотрите еще



 Ф329*. Многие из вас, по-видимому, замечали, что в тот момент, когда вы ступаете на мокрый песок, он светлеет. Это связано с тем, что песок становится суше. Но как только вы убираете ногу, след оставленный ногой, немедленно заполняется водой. Объясните это явление.

Ответ:
 Чтобы объяснить, что происходит с песком на берегу реки, начнем с... шариков. Одинаковые шарики можно уложить на плоскости так, чтобы каждый из них касался шести других шаров. В лунки между шарами первого стоя можно положить шары второго слоя. Каждый из них будет касаться трех шаров нижнего слоя и шести соседей своего слоя и т. д. Полученное таким образом расположение шаров называется плотной упаковкой шаров. Если нарушить плотную упаковку, выведя шары одного из слоев из лунок между шарами нижнего слоя, промежутки между шарами увеличатся. Возрастет и объем всей системы. Это означает, что если на систему из плотно упакованных шаров действуют силы, приводящие к нарушению плотной упаковки, объем системы увеличивается за счет увеличения промежутков между шарами.
 Аналогично ведет себя и любая зернистая среда. Возьмите, например, пшено (или кофе), наполните им стакан, слегка встряхивая стакан, чтобы зерна располагались, образуя наиболее плотную из возможных упаковку. Затем надавите на пшено. Давление приведет к увеличению объема, занимаемого зернами, то есть к нарушению плотной упаковки. Часть зерен высыплется. Если теперь слегка постучать по стакану с тем, чтобы зерна вновь «упаковались» наиболее плотно, стакан окажется не заполненным доверху.
 Теперь вернемся к песку на берегу. Он тоже плотно упакован. При давлении на песок плотная упаковка разрушается, и объем песка увеличивается за счет увеличения пространства между песчинками. Вода из верхних слоев песка уходит вглубь, заполняя эти увеличившиеся промежутки. Песок как бы «высыхает». Когда ногу убирают, плотная упаковка восстанавливается, а вытесненная из уменьшившихся вновь промежутков вода заполняет след, оставленный ногой.