? В нашем концертном зале, рассчитанном примерно на 1000 слушателей, акустика хорошая везде, за исключением нескольких рядов сзади. Там резкие громкие звуки сопровождаются слабым как бы блеянием. Почему так происходит и можно ли исключить этот эффект?

Ответ 1. в любом помещении уха слушателя достигает звук, не только порождённый непосредственно источником, но и отражённый, причём многократно, от стен, пола и потолка. В зале с хорошей акустикой отражённый звук тем тише, чем позже он приходит. «Блеяние» очевидно как раз и вызвано тем, что приходящие позже звуки оказываются громче пришедших раньше. Чтобы подавить этот эффект, надо прежде всего найти поверхность, которая отвечает за рождение этих нежелательных звуков, и поставить около неё диффузор – специальным образом подготовленный экран, который будет рассеивать отражённый звук во все стороны, уменьшая тем самым его громкость в любом направлении. Можно, конечно, поставить и звукопоглощающий экран, но при этом уменьшится и суммарная звуковая энергия.

Ответ 2. Описанный эффект хорошо известен специалистам-акустикам – это так называемое многократное, или порхающее, эхо. Оно, как правило (но далеко не во всех случаях) обусловлено многократным отражением звука между двумя параллельными стенками, которые образуют как бы звуковую ловушку, в которой и оказывается человек. Читатель описывает эффект как «слабое блеяние», т.е. отражённый звук представляет собой повторяющуюся последовательность слабых (по сравнению с основным звуком, идущим со сцены) звуков. Наше ухо слышит два звука как раздельные, если промежуток между ними не менее 50 мс. В противном случае звуки сливаются в один. Легко посчитать, что ответственная за создание такого эха стена (экран, перегородка) находится на расстоянии 8,5 м от места, где наблюдается эффект. Отсюда следуют рекомендации по устранению эффекта: изменить ориентацию этой поверхности, покрыть её звукопоглощающим материалом, нанести какие-то архитектурные детали, позволяющие рассеять звук.

Ответ 3. Нечто похожее я слышу каждый раз, когда в день рождения королевы или в какой-нибудь другой государственный праздник в лондоне бывает артиллерийский салют. Дело в том, что стреляют в Гайд-Парке, а от него с севера на юг идёт улица Парк-Лэйн, застроенная с обеих сторон шикарными высокими отелями. Звук проносится по этой улице, отражаясь поочерёдно от строений справа и слева, и быстро достигает отеля «Хилтон», замыкающего её с юга. Поскольку у этого отеля кроме плоского фасада есть ещё два крыла, раположенных симметрично под углом к Парк-Лэйн, то звук после многократных отражений от них, наконец затухает, производя довольно неприличный треск.

? Почему на некоторых хлопчатобумажных вещах, высохших на верёвке, появляются жёсткие складки, которые можно отгладить только горячим утюгом? Почему некоторые хлопчатобумажные полотенца начинают впитывать влагу, только когда их постираешь, а некоторые так и не впитывают?

Ответ 1. Способность сминаться зависит от качества волокна: чем тоньше волокно хлопка и чем свободнее плетение, тем меньше сминается материал. Вязаные (трикотажные) ве­щи сминаются меньше, чем тканые. Когда целлюлоза, основной компонент всех растений, включая хлопок, намокает, водородные связи, отвечающие за жёсткость формы, рвутся. Если ткань высушивают, не расправив складки, то образующеся новые связи не дают складкам расправиться, порой даже после проглаживания горячим утюгом. Сегодня для снижения сминаемости многие хлопчатобумажные ткани подвергают химической обработке.

Полотенца из тонковолокнистого хлопка сушат лучше, чем из грубоволокнистого, потому что они содержат значительно больше тончайших нитей и соответственно больше капилляров между ними. Раньше махровые полотенца делали с петлями из волокон с обеих сторон. Сейчас часто такими петлями покрывают лишь одну сторону, а с другой стороны ворс подрезают (вельветное плетение). Изолированные ворсинки стремятся разойтись, капилляры между ними нарушаются, и вода в такое полотенце впитывается плохо. Но выглядит оно значительно эффектнее.

Ответ 2. Вещи и постельное бельё с лейблом «100%-ный хлопок» на самом деле, как правило, проходят химическую обработку с целью модификации волокон: их стараются сделать как можно более прямыми и непружинящими для уменьшения сминаемости ткани. Нередко на ткани наносят полимерные покрытия, которые делают вещи мягкими на ощупь, однако при этом теряется способность впитывать влагу. Я лично никогда не покупаю такие полотенца, потому что вытираться ими всё равно, что пластиковыми пакетами. Советую перед употреблением нового полотенца обязательно постирать его, чтобы смыть всю вредную химию и избежать к тому же аллергических реакций.

Ответ 3. Я заметил, что полотенца, выстиранные с ополаскивателем, начинают значительно хуже впитывать воду, чем до стирки.

? 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.

? 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, 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?

? 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.

? При длительных космических путешествиях люди могут умирать от болезней или происшествий. Как их будут хоронить?

Ответ. Во время длительных управляемых полётов, как, например, полёт на Марс, который NASA планирует осуществить в ближайшие 30 лет, астронавты будут подвергаться многим опасностям. В их числе и постоянное длительное облучение, и обычные недуги, с которыми человек имеет дело на Земле. Однако нам неизвестна ни одна программа, касающаяся захоронений в космосе. Правда, есть интересный пункт в акте NASA от 1958 г.: «Каждый член экипажа должен сообщить администратору о лекарствах, которые ему следует принимать в случае болезни, и администратор должен придерживаться этих указаний». Из него следует, что возможность смертельных исходов рассматривалась. Возможны три варианта захоронения астронавта: в открытом космосе, в месте назначения или на Земле. Захоронение на чужой планете связано с опасностью поражения жизни на этой планете, а пребывание на борту трупа в течение месяцев или даже лет некомфортно для остальных членов экипажа. И всё же, по-видимому, конструкторам космических кораблей придётся продумать наличие каких-то ячеек для хранения останков.

? Я работаю секретарём и много печатаю. Если я не задумываюсь о том, что я печатаю, получается быстро и правильно. Если же я начинаю думать об этом, работа идёт медленно и со множеством ошибок. То же происходит, когда я играю на фортепьяно, веду машину, даже когда я читаю и разговариваю. Всегда, когда я задумываюсь над тем, что я делаю, получается хуже, чем когда я делаю то же автоматически. Почему?

Ответ. Это давно известное явление, которое изучается во многих лабораториях, но, увы, объяснения этому пока не нашли. Я лично провожу такие аналогии. Процесс автоматического исполнения аналогичен параллельной обработке данных, когда мы обрабатываем множество переменных одновременно. А процесс «продумываемого» исполнения аналогичен последовательной обработке данных, когда мы имеем дело с ограниченным числом переменных и всегда можем прийти к ложному результату. Однако не надо обольщаться мыслью, что выполнять работу автоматически всегда лучше. Думать о том, что и как ты делаешь – единственный способ придумать что-то новенькое!

? Недавно я сильно поправился и заметил, что те места, где много жира, быстрее охлаждаются, когда я к ним прикасаюсь, чем более тощие.

Ответ 1. Жир – хороший изолятор. Так же, как стены дома сохраняют тепло внутри, жировая прослойка уменьшает потерю внутреннего тепла организма, поэтому её наружный слой кажется холоднее. Аналогично внешний слой куртки зимой всегда холоднее, чем тело.

Ответ 2. Если наружная температура ниже температуры тела, то температура кожи зависит от баланса между количеством теплоты, приходящим на неё изнутри (т.е. от температуры артериальной крови и теплопроводности подкожных слоёв) и количеством теплоты, отдаваемым вовне. Когда снаружи холодно, подкожные кровеносные сосуды сужаются, уменьшая тем самым отдачу тепла. Кожа остаётся тёплой только благодаря теплопроводности. Жировые ткани хуже проводят тепло, чем «постные», т.к. они содержат меньше воды. Поэтому кожа снаружи таких прослоек получает меньше тепла и имеет температуру ниже, чем кожа над «постными» тканями. Многие животные, особенно морские, используют это свойство кожи, обзаводясь толстым слоем подкожного жира. При необходимости сохранить тепло, подкожные кровеносные сосуды сжимаются, и наружу через жир передаётся очень мало тепла. Когда возникает необходимость увеличить отдачу тепла, например, при интенсивных движениях, увеличивается ток артериальной крови.

? Недавно мой друг испачкал чернилами от шариковой ручки льняную рубашку. Моя жена пришла ему на помощь, воспользовавшись старым рецептом, который она узнала ещё от своей матери: опустила испачканное место в молоко, – и через три часа пятно исчезло. Почему так?

Ответ 1. Возможно, это связано с жиром, содержащимся в молоке. Чернила содержат органический растворитель, который испаряется, когда ими пишут. Это означает, что пигменты в чернилах растворяются в липофильных веществах, – к ним относится и содержащийся в молоке жир. При погружении ткани в молоко чернила опять медленно растворяются, и пятно исчезает.

Ответ 2. Так же действует и этиловый спирт.

? Как делают абсолютно круглые гладкие шарики хрустящего шоколадного драже?

Ответ. Шоколадные ядра загружают в устройство типа бетономешалки, где они покрываются чередующимися слоями (с просушиванием обдувом каждого слоя) сладкого вязкого крахмала и сахарной пудры. Чтобы добиться правильной технологии при изготовлении каждого состава (без комков, с оптимальным содержанием воды, с тонкими слоями), уходит одна-две недели. Сладости, изготовленные в этот период, продаются очень дёшево. Я покрывал белым внутренним слоем примерно тонну шоколадных ядер в день. Затем более опытные рабочие в таких же «бетономешалках» наносили на эти полуфабрикаты наружное карамельное покрытие. Драже белого цвета затем полировались пудрой из пчелиного воска, а чёрного цвета – в нефтяном вазелине во избежание появления белёсых разводов. Важно отметить, что процесс изготовления такого драже – не конвейерный. Каждый рабочий следит за своим процессом, непрерывно что-то подправляя в зависимости от опыта.