Почему же, почему?

? Почему практически невозможно разорвать ленту скотч, если не сделать на ней надрезов или очень тонких проколов?

Ответ 1. Если в любом материале, в том числе и липкой ленте, есть трещина, то на её вершине концентрируются напряжения. Чем тоньше трещина, тем сильнее напряжения. Поэтому трещина начинает расти даже при очень малых нагрузках. Чтобы остановить рост трещины, вокруг её вершины в металле или пластике высверливают ряд круглых отверстий.

Ответ 2. Вообразим семейство линий равных напряжений в материале, подвергающемся растяжению. Очевидно, что эти линии должны огибать концы любой трещины в этом материале. Чем глубже и острее трещина, тем концентрация изолиний напряжений больше, т.е. изолинии будут идти гуще. Если упругость материала мала, то это приведёт к росту трещины. Наоборот, в податливом материале напряжения рассасываются и рост трещины прекращается. Современные пластиковые ленты типа скотча (так называемые ориентированные) выполнены из полимеров с очень длинными молекулами, которые распрямлены и ориентированы вдоль ленты. Неориентированные ленты легко скручиваются и растягиваются, но плохо рвутся. Ориентированные ленты могут выдерживать достаточно сильные нагрузки, но только пока нет надреза. В области надреза молекулы не могут скручиваться, и «трещина» довольно быстро растёт.

Ответ 3. Концентрацию напряжений необходимо учитывать при конструировании судов. 19 американских торговых судов, поставленных в Англию во время Второй мировой войны, развалились надвое из-за трещин, выросших из углов квадратных люков. Проблема была решена, когда люки стали делать с закруглениями или совсем круглыми. Аналогичные случаи отмечались и в авиации. В 1954 г. развалился в воздухе самолёт, следовавший из Австралии в Каир, из-за катастрофического роста трещин от заклёпок в углах квадратных иллюминаторов.

NewScientist.com.8Nov2008

? Однажды я увидел облако с «окном» почти правильной прямоугольной формы. Что это такое?

Ответ 1. Это так называемые кольцевые облака. Образуются они по той же причине, что и гораздо чаще наблюдаемые чечевичные (см. «Физика» № 3/2007. – Ред.), и связаны с кольцевыми вихрями, возникающими, когда восходящий воздушный поток насыщаясь по мере подъёма влагой, наталкивается на препятствие, и пар начинает конденсироваться в водяные капельки. Обычно это происходит на подветренной стороне горы или возвышенности (обычное явление, например, в долине Рейна в Германии). В вихре водяные капельки отжимаются к краям, как частички глины на вращающемся гончарном круге, а в центре получается вот такая сигарообразная фигура. Обычно кольцевые облака формируются в гористой местности, но иногда образуются и над равнинами, где нет никаких топографических особенностей. Например, их часто видят над Нидерландами или над равнинами графства Оксфордшир. Причина скорее всего кроется в микроклиматических эффектах, связанных с восходящими потоками тепла от больших городов и промышленных районов.

Чаще всего их видят над Massif Central (Франция) и в Альпах. Во время Второй мировой войны пилоты в Альпах принимали их даже за НЛО, что неудивительно: гигантская сплошная белая стена вполне могла восприниматься как искусственный объект. Показательно, что во всех отчётах упоминались парообразные выбросы из этой стены, что скорее всего было просто процессом «отпочковывания» маленьких облачков от основного облака.

Ответ 2. Мы наблюдали аналогичные облака, будучи на Борнео, причём их форма повторяла форму области на земле под ними, лишённой лесов. Думаю, это связано с тем, что леса поглощают много влаги по сравнению с обезлесенными участками. Может быть, и облако на приводимой фотографии отражает участок вспаханной земли под ним?

NewScientist.com.8Nov2008

? А вот такие облака откуда?

Ответ. Эти облака известны как mamma (лат. название женской груди), mammatus или mammatocumulus. Они формируются, когда имеют место нисходящие воздушные потоки с температурой ниже точки росы в нижележащих воздушных слоях. Тогда в этих струях начинается конденсация влаги. выделяющееся при этом тепло нагревает прилежащий воздух, который поднимается вверх между холодными струями. Подобные явления наблюдаются в облаках всех типов – перистых, перисто-кучевых, слоистых и т.п., но особенно выражены бывают в грозовых облаках, когда от наковальни, интенсивно отдающей тепло в верхние слои атмосферы, спускаются мощные холодные струи. Попасть в такое облако – настоящая беда для лётчика, потому что здесь – области непредсказуемой и интенсивной турбулентности.

NewScientist.com.22Aug2007

Пер. с англ. Н.Д.Козловой