Отчасти этот эффект вызван толщиной трех дополнительных свечей. Его можно добиться, используя одну свечу переменной толщины. Чем толще свеча, тем выше поднимается вода.
Вода в стакане или в банке втиснута в промежутки между свечами и стеклом. Чем уже эти промежутки, тем выше поднимется вода.
«Почему шарики с гелием так быстро сдуваются? Когда дети приносят из гостей домой шарики, то гелиевые уже на следующее утро становятся маленькими и сморщенными. Я понимаю, что гелий должен выходить из них, но, видимо, не только в этом дело, потому что обычные шарики, наполненные воздухом, остаются надутыми гораздо дольше».
Гелий — легкий, одноатомный газ без вкуса, цвета и запаха. В итоге частицы гелия — самые маленькие по сравнению с частицами других газов. Его атомы имеют диаметр всего 0,1 нанометра и вполне способны в процессе диффузии проникать сквозь металлическую пленку. Поскольку гелий проникает даже сквозь мелкие поры, его используют для обнаружения утечек в промышленных и лабораторных вакуумных системах. Молекулы азота и кислорода гораздо крупнее, чем атомы гелия, а это значит, что они не могут проникнуть сквозь стенки шарика. Это все равно что просеивать через сито песок и мелкие камешки: песок утекает через него без труда, потому что он состоит из более мелких частиц.
Еще один фактор, который увеличивает потери на диффузию, — вязкоэластичный материал, из которого сделаны шарики. Он состоит из спутанной массы полимерных нитей, немного похожих на спагетти в тарелке. Полимерные нити не могут плотно прилегать друг к другу, между ними есть отверстия, через которые проходит гелий, поэтому даже при низком давлении происходит диффузия гелия через стенки шара. Когда шарик надут, полимер растягивается, стенки становятся тоньше, гелию легче проникнуть через них, молекулярная структура становится более открытой, что облегчает диффузию, а повышенное давление служит для нее движущей силой. Именно по этим причинам шарик быстро начинает сдуваться, а потом, когда он уменьшается в размерах, процесс замедляется.
Гелиевые шарики, имеющиеся в продаже, делают из непористых и неэластичных материалов с покрытием, уменьшающим потери гелия, хотя даже через них за день утекает много гелия — как раз столько, чтобы разочаровать детей и взрослых на следующее утро после покупки шарика.
Атомы гелия очень маленькие и легкие. Они способны в процессе диффузии проникать сквозь тонкую растянутую резину шарика, пробираясь через поры размером с атом. Молекулы воздуха, в основном кислорода и азота, гораздо крупнее и тяжелее, диффузия в них происходит значительно медленнее. Вдобавок повышенное давление внутри шарика выталкивает гелий сквозь стенки — это еще один фактор, усиливающий вытекание гелия наружу.
Поскольку в воздухе почти нет гелия, изнутри шарика о стенки ударяется гораздо больше атомов гелия, чем снаружи; наблюдается вытекание гелия из шарика. Но обратите внимание: шарик сдувается не полностью. Это происходит потому, что внутрь проникает воздух, молекул которого на наружной поверхности шарика больше, чем на внутренней.
Неожиданный эффект будет достигнут, если наполнить шарик газом гексафторидом серы с крупными и очень тяжелыми молекулами, которые едва ли способны проникнуть сквозь резину. Но как и в случае с гелием, на наружной поверхности шарика по-прежнему много молекул воздуха, которые проникают внутрь. Поэтому шарик постепенно увеличивается в размерах.
«Если вдруг окажешься в свободно падающем лифте, каким образом можно смягчить падение? Может быть, поможет, если подпрыгнуть в тот момент, когда лифт ударится о дно шахты?»
Несмотря на все голливудские клише, свободное падение лифта в шахту почти невозможно — благодаря запатентованному Элайшей Отисом в XIX веке автоматическому тормозу, реагирующему на ускорение. Как только кабина начинает падать, многочисленные пружинные рычаги срабатывают и удерживают ее в шахте.
Что касается борьбы за выживание, вероятно, лучшее, что можно сделать, — лечь на пол лицом вверх и подложить руки под голову, чтобы смягчить удар, хотя в свободном падении выполнить эту задачу нелегко.
Если подпрыгнуть перед ударом, вы просто отдалите его на несколько миллисекунд. И потом, как вы узнаете, когда уже пора подпрыгивать? Если вы поспешите всего на мгновение, то сначала ударитесь головой о потолок, а потом ногами о пол кабины.
И даже если вы точно рассчитаете время прыжка, вам понадобится приложить такую силу, чтобы подпрыгнуть на высоту, с которой упал лифт (например, если лифт упал с высоты 100 метров, с помощью прыжка спасется только тот, кто способен подпрыгнуть в воздух на 100 метров). Таким людям лифт ни к чему.
Если подпрыгнуть за мгновение до удара о дно шахты и придать себе начальную скорость, направленную вверх относительно движения лифта и равную ему по величине, сначала вы ударитесь головой о крышу кабины. Кроме того, подпрыгнуть будет сложно: при падении вы окажетесь невесомым, а ручки, за которые можно подтянуться к потолку, в кабине не предусмотрены.
К счастью, перед самым ударом крыша с ускорением отдалится от вас (при условии, что крыша сохранит форму после удара!) с той же относительной скоростью, с которой двигаетесь вы. Пол последует ее примеру, но двигаться будет в вашу сторону. При этом вы приземлитесь на пол с высоты нескольких сантиметров и окажетесь на полу, который будет двигаться вверх с той же относительной скоростью.
Но здесь возникает пара проблем. Чтобы развить такую скорость, у вас должна быть возможность подпрыгнуть на такую же высоту, с которой упал лифт. И даже если вы на это способны, ускорение для такого прыжка сравнимо с тем, которое возникает при ударе о дно.
В таком случае по уже понятным причинам можно считать, что даже невысокий прыжок смягчит удар.
Я вижу три способа увеличить ваши шансы на выживание, хотя они и сомнительны. Первый уже упомянули надо подпрыгнуть как можно энергичнее перед ударом, чтобы хоть немного смягчить его. Второй — прихватить с собой что-нибудь мягкое, например одежду, и подложить под себя перед ударом. При этом увеличится время замедления скорости перед столкновением и слегка уменьшится потенциальный ущерб. Если вам не дороги свои ноги, можно попробовать использовать их как зоны деформации, хотя это будет довольно болезненно. Третий способ едва ли достоин упоминания. Можно попробовать растянуться как можно шире и удерживаться в таком положении, чтобы увеличить площадь поверхности лифта. Таким образом можно на неопределенную величину снизить скорость на конечном участке пути.
