Bicicleta y bala de rifle. Divertida experiencia física en casa.

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Bicicleta y bala de rifle. Experimentos físicos

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¿Qué tienen en común? Diferentes tamaños, diferentes formas, diferentes propósitos... Y sin embargo, una bicicleta y una bala están relacionadas. Tienen un pariente común. peonza!

Es en la capacidad de la capota para mantener la dirección del eje de rotación que se basa el conocido equilibrio de la bicicleta. Después de todo, cada una de sus ruedas es un trompo que gira de lado. Una bicicleta estacionaria inmediatamente cae de costado, ¡una que rueda se mantiene recta! En el circo, a menudo se pueden ver acróbatas que realizan todo tipo de milagros en bicicletas. Pero a finales del siglo pasado, todas las bicicletas eran triciclos. No solo para niños, sino también para adultos. Resulta que un triciclo infantil no es hijo de una bicicleta "de adulto". ¡Es más como su abuelo!

Y una bala de fusil también gira en vuelo como un trompo. Después de todo, el rifle se llama así porque tiene estrías de tornillo en el cañón. Barrido a lo largo del cañón, la bala obtiene un rápido movimiento de rotación debido a estas estrías. Por lo tanto, durante el vuelo en el aire, no se caerá. El eje de la bala mantendrá la dirección que tenía en el cañón. ¡El extremo afilado siempre mirará hacia adelante!

Lo mismo ocurre con las armas modernas. Sus caparazones también giran como peonzas y también vuelan con su extremo afilado hacia adelante. ¡Por lo tanto, vuelan mucho más lejos y dan en el blanco con mucha más precisión que las balas redondas de las antiguas armas de ánima lisa!

Y las armas de ánima lisa, con las que la infantería de todos los ejércitos del mundo estaban armadas a principios del siglo pasado, ahora se producen solo para la caza. Después de todo, los cazadores disparan con perdigones y, en general, con perdigones. Rebanar es inútil aquí de todos modos.

A veces, sin embargo, una gran bala de plomo, el llamado zhakan, también se dispara desde armas de ánima lisa. Pero el alcance y la precisión no son muy buenos. Por lo tanto, para cazar depredadores peligrosos, todavía usan rifles, carabinas y otras armas estriadas.

Autor: Galpershtein L.Ya.

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Científicos del centro de investigación HZDR (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf), Alemania, en colaboración con colegas de Estados Unidos, han desarrollado un método que permite crear o destruir regiones magnéticas en una aleación específica utilizando un haz de luz láser. La reversibilidad de este proceso abre amplias oportunidades para su uso en tecnologías de procesamiento de materiales, tecnologías ópticas y tecnologías de almacenamiento de información.

Los científicos de HZDR han estado estudiando varios tipos de aleaciones de hierro y aluminio desde hace algún tiempo. Encontraron que los cambios en la estructura atómica de algunos prototipos de tales aleaciones llevaron a cambios dramáticos en las propiedades magnéticas del material. "Nuestra aleación tiene una estructura compleja bien definida. En su volumen, las capas de átomos de hierro se alternan con capas de átomos de aluminio”, dice Rantej Bali, físico de HZDR. "Cuando la luz del láser golpea un material de este tipo, los átomos de hierro se acercan entre sí. otro y en este punto el material comienza a comportarse como un imán".

En su investigación, los científicos utilizaron un rayo láser altamente enfocado que produce pulsos de luz con una duración de 100 femtosegundos. El primer pulso condujo a la aparición en la aleación de una región con propiedades ferromagnéticas. El segundo pulso, que tenía una intensidad menor pero la misma duración, destruyó la región magnética creada por el primer pulso. Sin embargo, un pulso de menor intensidad "borró" el imán solo a la mitad, es decir, la mitad del nivel de magnetización inicial permaneció en esta sección del material. Por lo tanto, se requirió toda una serie de pulsos de baja intensidad para borrar completamente la región magnética.

Estos experimentos y observaciones se llevaron a cabo utilizando el sincrotrón Bessy II, que produce pulsos de radiación de rayos X suaves, por lo que el microscopio pudo penetrar en el espesor del material y estudiar las propiedades magnéticas de las muestras en estudio.

Si los físicos alemanes fueron los encargados de realizar la parte experimental de la investigación, entonces los científicos de la Universidad de Virginia, EE. UU., desarrollaron la base teórica y construyeron los modelos matemáticos necesarios. Estos modelos mostraron que ocurren fenómenos muy sorprendentes en el medio de aleación bajo la influencia de la luz láser. El primer pulso de láser ultracorto calienta y funde una sección del material. Cuando la aleación se enfría, pasa por un estado del llamado "líquido sobreenfriado", es decir todavía está en estado líquido a una temperatura por debajo del punto de fusión del material. Los átomos en este líquido se mueven al azar, y cuando el material se solidifica después de unos nanosegundos, los átomos de hierro permanecen en posiciones aleatorias, lo que le da al material sus propiedades magnéticas.

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