5. Зависит ли вес песочных часов от того, течет в них песок, или нет?

Ответ: Нет. Для пояснения привожу отрывок из книги Я.И. Перельмана "Знаете ли вы физику?":

Песочные часы с 5-минутным "заводом" поставлены в бездействующем состоянии на чашку чувствительных весов и уравновешены гирями. Часы перевернули. Что произойдет с весами в течение ближайших пяти минут?

Песчинки, не касаясь во время падения дна сосуда, не оказывают на него давления. Можно думать поэтому, что в течение тех пяти минут, пока длится пересыпание песка, чашка с часами должна быть легче и подняться вверх. Опыт покажет, однако, другое. Чашка с часами качнётся вверх только в первое мнгновение, но затем в течение пяти минут весы будут сохранять равновесие до последнего момента, когда чашка с часами качнётся вниз и весы снова прийдут в равновесие.

Почему же весы останутся пять минут в равновесии, насмотря на то, что часть песка, падая, не оказывает на дно сосуда никакого давления? Прежде всего отметим, что в течение каждой секунды столько же песчинок покидает шейку часов, столько их достигает дна. Значит каждую секунду становятся "невесомыми" столько же песчинок, сколько ударяются о дно сосуда. Каждой песчинке, делающейся невесомой, отвечает удар песчинки о дно.

Только в первый и последний моменты пятиминутного промежутка времени равновесие весов (если они достаточно чувствительны) нарушится. В первый момент потому, что некоторые песчинки уже покинут верхний сосуд часов, сделаются невесомыми, но ни одна не успеет еще удариться в дно нижнего сосуда: чашка с весами качнется вверх. К концу пятиминутного промежутка равновесие снова нарушится на мгновение: все песчинки уже покинули верхний сосуд, новых невесомых песчинок нет, а удары о дно нижнего сосуда еще происходят: чашка с часами качнется вниз. Затем снова наступит равновесие, на этот раз окончательно.

назад на главную следующая загадка