Если лёд в Арктике растает – мы умрём . Не сразу, конечно, и возможно, не все. Но это будет долгая и мучительная смерть. Вначале для животных, птиц, рыбы, а потом уже для людей. Как-то так получается, что человек, он хоть и не силён, как, скажем, белый медведь или кит, но способен выживать в разных условиях. Даже в загаженных. Особенно им самим.

О том, что льды Арктики под угрозой – написано много научных трудов и статей. Для тех, кто ещё не знает, поясню, из-за глобального потепления вечная мерзлота постепенно стала перевоплощаться во временную мерзлоту . То есть, льдины, которые не таяли никогда, за последние пару десятилетий стали активно уменьшаться в размерах.

«Наукой подтверждено, что с 1980-ых годов общая масса арктических льдов сократилась на 70%. В сентябре 2012 года площадь ледяной шапки достигла своего минимального размера за всё время с момента начала наблюдений. Она уменьшилась до трех с половиной тысяч квадратных километров. Правда, уже в 2013 году зимний лёд таял не так быстро и сохранил за собой площадь в пять тысяч квадратных километров. Однако этот факт не предостерегает Арктику и её обитателей от масштабной катастрофы.»

Стоит также отметить, что:

«пару лет назад, в 2011 году норвежскими учёными был установлен специальный гидролокатор на дне Северного Ледовитого океана. В результате проводимых замеров – выяснилось, что толстых льдин времен 1990-ых не осталось и в помине. Лёд становится всё более тонким и хрупким. Также сокращается количество многолетнего льда. Его толщина с некогда привычных в среднем 2,5 метров сократилась до 1 метра, а где то и вовсе до 80 сантиметров.»

Как следствие — страдают многие животные. Например, белым медведям из-за таяния ледовой поверхности приходится перебираться на берег раньше времени, чтобы хоть чем-то питаться. В более масштабном плане уже сейчас можно сказать, что большинство флоры Арктики может погибнуть из-за происходящих скоропостижных изменений климата .

Такой ход событий весьма неоднозначно сказывается на реакции современного человека. С одной стороны, учёные и организации по защите окружающей среды пытаются вызвать резонанс в обществе. Естественно на тему того, чем грозит нам таяние ледников и насколько это опасно. С другой стороны – богатейшие страны и компании мира начинают делить территорию Арктики с тем, чтобы выкачивать из неё обнаруженные запасы нефти . В итоге вырисовывается следующая картина.

Человечество имеет опасность погибнуть из-за таяния льдов . Я намеренно не говорю тут про северных оленей, горностаев и китов, потому как до них нам ещё меньше дела, чем до себя самих. Я говорю здесь о Человеке.

Дело в том, что Арктика, за счёт своей вечной белой шапки из снега служит превосходным отражателем солнечного света. Благородя такому «щиту» арктические льды и снега обеспечивают планете защиту от перегрева , позволяют Земле сохранять устойчивый климат. Но только представьте, что будет, если снег на северном полюсе растает? Тогда лёд превратится в сплошной океан, а солнце уже не сможет в нем отражаться, оно станет его прогревать. Из-за такой смены «картинки» ни о каком предсказуемом и устойчивом климате на планете говорить не придётся.

И что же мы получим после этого?

Во-первых, повысится уровень мирового океана , исследователи говорят – не на много, но он всё равно – повысится, а это — наводнения. Во-вторых, ухудшатся погодные условия по всему миру, что приведет к неминуемому росту смертности . И наконец, учёные делают неутешительные прогнозы насчет того, что в связи с новыми скачками погодных условий до 100 миллионов человек уже к 2030 году погибнут . От нехватки пресной воды, пищи и от засухи. И это лишь предварительные прогнозы.

Но разве сегодня мы об этом думаем? Разве сегодня нас с вами это интересует? Нет, в большинстве своём человечество давно живет по инерции . Давайте признаемся, что нам всё равно на то, что происходит с Арктикой . Да нам безразлично даже положение пенсионерки, живущей в соседней квартире, какие уж тут «белые медведи » и полярный круг?!

Конечно, есть «безумцы» пытающиеся противостоять угрозе нашего с вами вымирания. Это как раз таки учёные , которые исследуют мир и его поведение. Ещё это организации типа Фонда Защиты Дикой Природы или Гринпис , которые скорее обороняют животных от людей и пытаются приостановить вхождение человеческих технологий в анналы заповедных зон. И также это нефтяные компании , которые напротив, хотят поскорее войти в те самые арктические «анналы», чтобы накачать нефти и газа и тоже таким образом «помочь» человечеству.

«Вам же надо чем-то заливать бак своего кредитного автомобиля, правильно ? »

И тут волей неволей мы снова возвращаемся к Северному Ледовитому океану . Для справки:

«В Арктике содержится колоссальное количество неразработанных энергоресурсов — нефти и газа. По оценке Геологической службы США, запасы нефти в Арктике (как на шельфе, так и на суше) составляют 90 млрд баррелей.В соответствии с данными Бритиш Петролиум, в мире ежегодно потребляется свыше 32 млрд барелей нефти. Таким образом, при существующем спросе на нефть, запасов Арктики хватит на 3 года .» (по материалам Википедии)

И, тем не менее, крупные нефтяники Дании, Норвегии, США и России настроены очень решительно. Невзирая на отсутствие подобающего оборудования для добычи углеводородов на Севере они пришли в Арктику, поделили сотни километров льда и развернули своё «дело». Только зачем? Ради трёх лет снабжения мира нефтяным топливом? Вряд ли на этом много заработаешь.

«добыча природных ресурсов в Арктике крайне сложна и опасна с точки зрения экологии. В условиях сурового климата Арктики вероятность аварийных ситуаций возрастает в разы. Возможность ликвидации последствий разлива нефти, а также её эффективность осложняются многочисленными штормами с высокими волнами, густым туманом и многометровым льдом. Если авария произойдет во время полярной ночи, которая длится здесь несколько месяцев, то работы по устранению последствий придётся проводить в темноте, практически наугад. Ещё одна опасность - айсберги, столкновение с которыми может стать роковым для нефтедобывающей платформы.» (Википедия)

Всё говорит о том, что риски компаний вторгнувшихся со своими «бурильными» в Арктику неоправданны. Но как сделать так, чтобы всё-таки заработать на «чёрном золоте» крайнего севера, наверное, думают нефтяники — «спасители человечества на три года»?

И здесь уже особый вопрос вызывает хотя бы то, что средства, которые предстоит потратить на оборудование , способное справиться с условиями мерзлоты при добыче нефти в Арктике обойдутся «магнатам» довольно дорого. А так как люди богатые настроены зарабатывать, а не тратить – можно предположить, что и озадачиваться сверхновой техникой они вряд ли станут . Возьмут то, что уже есть. Соответственно, риски нефтяных разливов в Арктике повысятся до предельного максимума. Ведь им нужны деньги, а не репутация, им нужна нефть , а не белые медведи.

То, о чем так тревожатся экологи всего мира – это полное отсутствие технологий, способных справиться с разливами нефти в условиях климатических особенностей Арктики . Так эксперт Джон Колдер в своем докладе «Арктическая нефть и газ» говорит о том, что «удалять нефтяные разливы с покрытых льдом территорий очень сложно и опасно».

Стоит ли здесь вспоминать ужасную историю 2010 года в США , когда после взрыва нефтяной платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе спасатели не могли остановить течь нефти 152 дня !? За этот срок американская акватория пополнилась пятью миллионами баррелей нефти , и покрыла нефтяным пятном площадь в 75 тысяч квадратных километров . Стоит ли об этом вспоминать, чтоб прочувствовать всю опасность ожидающую Арктические шельфы?

При этом все должны понимать, что Мексиканский залив климатически расположен гораздо выгодней условий крайнего севера . Соответственно, избежать и предотвратить катастрофу нефтяного прорыва в Арктике будет куда сложнее, а может вообще — невозможно . Последствия же приведут к смерти десятков, сотен млекопитающих, рыбы, птицы, заражению океана, и, конечно же, нанесут вред человеку.

Объясню почему. Сама по себе нефть , а точнее – её сжигание наносит непоправимый урон нашей экологии , провоцирует таяние ледников . Такой вот «круговорот воды в природе».Поэтому можно с уверенностью сказать, что в ускорении процесса гибели человечества активное участие принимают и нефтяные компании .

Однако согласитесь, что накачать нефти, которой хватит всего на 3 года, и при этом сократить численность населения планеты на сотню миллионов человек через 15 лет из-за растаявших льдин – выглядит как-то непропорционально?

Хотя, быть может, нефтяники полагают, что так-то оно и лучше, ведь ключевой причиной исчезновения ледников признано антропогенное воздействие на климат . То есть виноваты в таянии Арктики, как ни странно, мы с вами. Ну и нефтяные концерны, конечно. А вот если численность населения на планете сократится, то и ледники, может быть, вернутся на место, да и накачанной нефти дольше хватит.

Кстати, некоторые эксперты находят плюсы в том, если весь Северный полюс всё же растает как мороженое . Самым главным является – океан, по которому теперь смогут спокойно плавать суда из Азии в Европу и в Америку и наоборот, а это позволит расширить торговые зоны и положительно скажется на экономике развивающихся стран , в числе которых и Россия. Также в таянии ледников заинтересованы и не раз упомянутые нефтяные магнаты, ведь отсутствие льда облегчит условия добычи углеводородов . Правда, останутся ли они еще в залежах Арктики спустя 15-20 лет – неизвестно.

Об опасности, грозящей арктическим льдам, сегодня сказано много. Проводится большое количество акций по всему миру во имя сохранение природы на северном полюсе. Уже собраны миллионы подписей людей, в числе которых и знаменитые персоны, призывающих спасти полярный круг от исчезновения…

О безопасности нефтяных разработок в арктическом регионе тоже говорится. В основном, конечно, со стороны нефтяных концернов, всё-таки заботящихся о своей репутации. Но в целом, о том, что добывать нефть на крайнем севере безвредно – говорят мало, потому что — нечего. Потому что всё свидетельствует о том, что – нельзя.

А теперь скажите мне, в который раз мы наблюдаем, как на «ринг» выходят два соперника – деньги и экология? И ведь всем всегда ясно, чем кончится игра. Можно смело делать ставки. Вы точно не проиграете.

Кому не повезёт в этой истории, так это нескольким популяциям животных, в том числе очень редким, птицам и рыбе. Также не повезёт тундре, которая из-за потепления зарастёт лесом, жителям крайнего севера тоже придётся адаптироваться к новым условиям «подтаявшего региона» с обвалившимися домами. Иного выхода у них не останется. Разве что медленно вымирать в обнимку с белыми медведями и оленями.

Ну а если лёд окончательно растает, то десяткам миллионов людей грозит исчезнуть вместе с ним. Но это только, если лёд растает.

Я думаю у нас таких много...

1.. Игрушечное ведерко имеет такую же форму, как настоящее ведро, однако высота игрушечного ведерка в 4 раза меньше. Сколько игрушечных ведерок воды потребуется вылить в настоящее ведро, чтобы наполнить его?

2. Вы наблюдаете из окна толпу людей на площади, пришедших на праздничное гулянье. На площади тесно. Если мысленно заменить каждого человека молекулой, то, какое состояние вещества это напоминает?

3. Рыбак плыл по реке на лодке, зацепил шляпой за мост, и она свалилась в воду. Через час рыбак спохватился, повернул обратно и подобрал шляпу на 4 км ниже моста. Какова скорость течения? Скорость лодки относительно воды оставалась неизменной по модулю.

4. Из поселка A по прямой дороге выехал велосипедист. Когда он проехал 16 км, вдогонку ему выехал мотоциклист со скоростью, в 9 раз большей скорости велосипедиста, и догнал его в поселке B. Каково расстояние между поселками?

5. Расстояние от Земли до самой близкой звезды (не считая Солнца) равно примерно 38 триллионам километров (в этом числе 14 знаков). Сколько времени идет к нам свет от этой звезды?

6. Самое трудное – узнать человека. Говорят, для этого нужно съесть с ним пуд (16 кг) соли. Сколько времени понадобиться для этого, если медицинская норма потребления соли 5 г в сутки? Одиннадцати школьных лет хватит?

7. Маша и Павлик купили по порции мороженого и принесли его домой. Павлик положил свое мороженое в блюдце на стол, а Маша поставила свое мороженое под струю вентилятора. Чье мороженое дольше не растает

8. Школьники побывали в музее имении Л. Н. Толстого «Ясная поляна» и возвращались в Рязань на автобусах, которые ехали со скоростью υ1 = 70 км/ч. Пошел дождь, и водители снизили скорость до υ2 = 60 км/ч. Когда дождь кончился, до Рязани оставалось проехать s = 40 км. Автобусы поехали со скоростью υ3 = 75 км/ч и въехали в Рязань в точно запланированное время. Сколько времени шел дождь? Чему равна средняя скорость автобуса? Для упрощения считайте, что автобусы в пути не останавливались.

9. Во льдах Арктики в центре небольшой плоской льдины площадью S = 70 м2 стоит белый медведь массой m = 700 кг. При этом надводная часть льдины выступает над поверхностью воды на высоту h = 10 см. На какой глубине под водой находилась нижняя поверхность льдины? Плотность воды rв = 1000 кг/м3, плотность льда rл = 900 кг/м3.

10. Провода над железной дорогой, питающие током электропоезда, натягиваются с помощью системы, показанной на рисунке. Она крепится к столбу и состоит из тросов, блоков с изоляторами и стального груза квадратного сечения со стороной a = 20 см. Сила натяжения толстого троса, который идёт от крайнего блока к держателю проводов, равна Т = 8 кН. Какова высота h стального груза? Плотность стали равна rс = 7800 кг/м3. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2.

11. На земле лежит слой снега толщиной h = 70 см. Давление снега на землю (без учета атмосферного давления) равно р = 630 Па. Погода морозная, и снег состоит из воздуха и льда. Определите, сколько процентов объема снега занимает лёд, а сколько процентов – воздух. Плотность льда равна r = 0,9 г/см3. Ускорение свободного падения считать равным g = 10 м/с2.

5. Найти индуктивность цепи, изоб- ражённой на рисунке. Индуктивности всех катушек в схеме одинаковы и равны L, индуктивностями соедини- тельных проводов и влиянием катушек друг на друга пренебречь. Решение. Если на входные клеммы этой цепи подаётся перемен- ное синусоидальное напряжение с круговой частотой ω, то индуктив- ные сопротивления всех катушек будут одинаковы и равны ωL. При этом правила сложения этих сопротивлений будут теми же, что и для схемы, состоящей из резисторов, то есть при последовательном соедине- нии складываются индуктивности, а при параллельном их обратные величины. Для расчёта индуктивности вначале перерисуем схему, например, так, как показано на рисунке слева. Поскольку все индуктивности одинаковы, то из соображений сим- метрии следует, что потенциалы точек A и B в любой момент времени будут совпадать. Поэтому можно замкнуть их проводником. Получим, что катушки индуктивности L1 и L4 , L2 и L3 , L5 и L7 соединены парал- лельно. Значит, схему можно теперь перерисовать так, как показано на рисунке справа, и она будет состоять из катушек с индуктивностями L/2 и L, соединённых последовательно и параллельно. Общая индук- тивность такой схемы будет равна 1 1 7 Lобщ = = = L. 1 1 1 1 15 + + L L 1 L L 3L + + 2 1 1 2 8 + L/2 1 L+ L/2 11 Городской этап. Первый теоретический тур Состоялся 19 февраля 2006 года. 7 класс На выполнение задания отводилось 3 астрономических часа. 1. Найдите примерную величину давления в центре Земли, считая, что средняя плотность вещества земного шара равна ρ = 5000 кг/м3 . Радиус Земли RЗ = 6400 км. Ускорение свободного падения на поверх- ности Земли g = 10 м/с2 . Решение. На глубине h под поверхностью жидкости давление равно p = ρgh, где ρ её плотность, а g ускорение свободного падения. Но мы не можем воспользоваться этой формулой для нахождения давления в центре Земли, поскольку g не остаётся постоянным по мере продви- жения вглубь Земли. Действительно, представим себе, что нам удалось просверлить скважину до центра Земли. Ясно, что тело, опущенное в неё до этого центра, будет со всех сторон одинаково притягиваться веществом Земли и находиться в состоянии невесомости, то есть уско- рение свободного падения постепенно уменьшается от значения 10 м/с2 на поверхности Земли до нуля в её центре. Поэтому в формулу для дав- ления надо подставить среднее значение ускорения свободного падения, равное g/2. Значит, величина давления в центре Земли примерно равна p = ρgRЗ /2 ≈ 1,6 · 1011 Па = 1, 6 миллиона атмосфер! Замечание. По современным представлениям, Земля состоит из трёх основных слоёв тонкой коры, довольно толстой мантии (около 3000 км), сложенной из пород сравнительно небольшой плотности, и тяжёлого (железного) ядра. Ускорение свободного падения также довольно сложным образом зависит от глубины (см. задачу № 3 окруж- ного этапа, стр. 7). С учётом этого расчёт даёт для давления в центре Земли ещё б´льшую величину: pц ≈ 3,6 миллиона атмосфер! o 2. Школьники побывали в музее-имении Л. Н. Толстого Ясная поляна и возвращались в Рязань на автобусах, которые ехали со ско- ростью v1 = 70 км/ч. Пошёл дождь, и водители снизили скорость до v2 = 60 км/ч. Когда дождь кончился, до Рязани оставалось проехать S = 40 км. Автобусы поехали со скоростью v3 = 75 км/ч и въехали в Рязань в точно запланированное время. Сколько времени шёл дождь? Чему равна средняя скорость автобуса? Для упрощения считайте, что автобусы в пути не останавливались. 12 Решение. Средняя скорость автобуса это отношение пройденного пути к затраченному времени. Так как расстояние от Ясной поляны до Рязани из-за дождя не изменилось, и время, проведённое школьни- ками в автобусе, также не изменилось (потому что автобусы въехали в Рязань в точно запланированное время), то средняя скорость совпадает с начальной скоростью vср = 70 км/ч. Пусть дождь шёл в течение времени t. Тогда путь, пройденный за это время, составил v2 t. Время, за которое после дождя автобусы про- ехали оставшееся расстояние, равно S/v3 . Ясно, что время, затраченное автобусами с момента начала дождя до прибытия в Рязань, должно равняться времени, которое потребовалось бы для преодоления того же расстояния с начальной скоростью v1: S v2 t + S t+ = . v3 v1 Отсюда находим время, в течение которого шёл дождь: v1 S S S(v3 − v1) t= − = = 16 минут. v1 − v2 v1 v3 v3 (v1 − v2) 3. Во льдах Арктики в центре небольшой плоской льдины площадью S = 70 м2 стоит белый медведь массой m = 700 кг. При этом надводная часть льдины выступает над поверхностью воды на высоту h = 10 см. На какой глубине под водой находится нижняя поверхность льдины? Плотность воды ρв = 1000 кг/м3 , плотность льда ρл = 900 кг/м3 . Решение. Обозначим через x искомую глубину. Сила тяже- сти, действующая на льдину с медведем, равна, очевидно, g(m + ρл S(h + x)). Она должна равняться силе давления воды на ниж- нюю поверхность льдины, находящуюся на глубине x, то есть ρв gxS, поскольку льдина находится в состоянии равновесия. Отсюда получаем: x = (m + ρл hS)/((ρв − ρл)S) = 1 м. 4. Провода над железной дорогой, питающие током электропоезда, натягиваются с помощью системы, показанной на рисунке. Она кре- пится к столбу и состоит из тросов, блоков с изоляторами и стального груза квадратного сечения со стороной a = 20 см. Сила натяжения тол- стого троса, который идёт от крайнего блока к держателю проводов, равна T = 8 кН. Какова высота h стального груза? Плотность стали равна ρс = 7800 кг/м3 . Ускорение свободного падения g = 10 м/с2 . 13 Решение. Легко видеть, что каждый блок, охваченный двумя горизонтальными участками тросов, даёт выигрыш в силе в 2 раза. Значит, три таких блока, изображённые на рисунке, дадут выиг- рыш в 23 = 8 раз. Сила тяжести, действующая на груз, равна ρс gV , где V = a2 h объём груза. Значит, сила натяжения толстого троса будет в 8 раз больше: T = 8ρс gV . Отсюда получаем, что объём стального груза составляет V = T /(8ρс g), a его длина равна h = T /(8ρс ga2) ≈ 0,32 м = 32 см. 8 класс На выполнение задания отводилось 3 астрономических часа. 1. Школьники побывали в селе Константиново, на родине Сергея Есе- нина, и возвращались к себе домой в Рязань на автобусах. Авто- бусы ехали со скоростью v1 = 70 км/ч. Пошёл дождь, и водители сни- зили скорость до v2 = 50 км/ч. Когда дождь кончился, автобусы вновь поехали с прежней скоростью и въехали в Рязань на 10 минут позже, чем было запланировано. Сколько времени шёл дождь? Решение. Сделаем рисунок и введём на нём следующие обозначе- ния: К Константиново; R Рязань; AB участок, который автобус проехал под дождём за искомое время t; AC участок, который про- ехал бы автобус за то же время t, если бы не было дождя. Ясно, что BC = AC − AB = (v1 − v2)t. С другой стороны, автобус прошёл путь KA + AB + CR за то же время, за какое было заплани- 14 ровано пройти весь путь KR. Значит, BC = v1 ∆t, где ∆t = 10 минут время, на которое опоздали автобусы. Приравнивая полученные выра- жения, имеем: (v1 − v2)t = v1 ∆t, откуда t = v1 ∆t/(v1 − v2). 2. В двухлитровую пластиковую бутыль через короткий шланг накачи- вается воздух до давления 2 атм. Шланг пережимается, и к нему присо- единяется герметичный тонкостенный полиэтиленовый пакет большой ёмкости (больше 10 литров) без воздуха внутри. Бутыль вместе с паке- том кладут на одну чашку весов и уравновешивают гирями, которые помещают на другую чашку, а затем зажим ослабляется. Воздух из бутыли перетекает в пакет, и равновесие весов нарушается. Груз какой массы и на какую чашку весов нужно положить, чтобы равновесие весов восстановилось? Плотность воздуха равна 1,3 кг/м3 , ускорение свобод- ного падения считать равным 10 м/с2 . Решение. Суммарная масса воздуха внутри бутыли и пакета после перетекания воздуха из бутыли в пакет не изменилась. Следовательно, суммарная сила тяжести, действующая на обе оболочки и воздух внутри них, осталась прежней. Однако изменился суммарный объём, который занимают вместе бутыль и пакет, так как после ослабле- ния зажима часть воздуха из бутыли перешла в пакет. Давление в пакете стало равным 1 атм, значит, такое же давление установилось и в бутыли. Воздух, который в бутыли занимал объём 2 л при дав- лении 2 атм, теперь при давлении 1 атм занимает объём 4 л. Таким образом, в пакете оказалось 2 литра воздуха, и суммарный объём уве- личился на 2 литра. На бутыль и пакет со стороны воздуха действует выталкивающая (Архимедова) сила. Приращение этой силы равно: ∆FА = 0,002 м3 · (1,3 кг/м3) · (10 м/с2) = 0,026 Н. Таким образом, для того, чтобы равновесие весов восстановилось, нужно на ту же чашку, где находится бутыль и пакет, добавить гирьки суммарной массой М = ∆FА /g = 2,6 г. 3. В калориметре находится m = 100 г расплавленного металла гал- лия при температуре его плавления tпл = 29,8 ◦ C. Его начали медленно охлаждать, оберегая от внешних воздействий, и в результате темпера- тура понизилась до t = 19,8 ◦ C, а галлий остался жидким. Когда пере- охлаждённый таким образом жидкий галлий размешали палочкой, он частично перешёл в твердое состояние. Найдите массу отвердевшего галлия и установившуюся в калориметре температуру. Удельная теп- лота плавления галлия λ = 80 кДж/кг, удельная теплоёмкость жидкого галлия c = 410 Дж/(кг · ◦ C). Теплоёмкостью калориметра и палочки пренебречь. 15 Решение. При отвердевании галлия выделяется теплота кристалли- зации, что приводит к нагреванию системы до температуры плавления галлия tпл = 29,8 ◦ C, поскольку только при этой температуре жидкий и твёрдый галлий будут находиться в равновесии. Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании массы m1 галлия, равно λm1 . Оно идёт на нагревание всего галлия до темпера- туры плавления; для этого требуется количество теплоты cm(tпл − t). Следовательно, m1 = cm(tпл − t)/λ ≈ 5,1 г. Заметим, что если бы переохлаждение было очень сильным, то теп- лоты кристаллизации могло бы не хватить для нагревания всей массы галлия до температуры плавления. Однако, поскольку m1 < m, то в нашем случае галлий действительно нагреется до этой температуры. 9 класс На выполнение задания отводилось 4 астрономических часа. 1. Цилиндр массой M поместили на рельсы, наклоненные под углом α к горизонту (вид сбоку показан на рисунке). Груз какой мини- мальной массы m нужно прикрепить к намо- танной на цилиндр нити, чтобы он покатился вверх? Проскальзывание отсутствует. Решение. На цилиндр действуют при- ложенная к его центру сила тяжести M g и приложенная к его краю сила натяже- ния нити, равная mg. Цилиндр покатится вверх, если момент силы тяжести относи- тельно оси, проходящей через точку А пер- пендикулярно плоскости рисунка, будет меньше момента силы натяжения нити. Поскольку плечи сил тяжести и натяже- ния нити равны R sin α и R(1 − sin α), то искомое условие имеет вид: M gR sin α < mgR(1 − sin α), или m > (M sin α)/(1 − sin α). 2. Алюминиевая проволока диаметром d = 2,5 мм, не слишком гну- тая, покрыта льдом. Общий диаметр проволоки со льдом равен D = 3,5 мм. Температура льда и проволоки t = 0 ◦ C. По проволоке пустили ток силой I = 15 А. За какое время лёд растает? Плотность льда ρл = 0,9 г/см3 , а его удельная теплота плавления λ = 340 кДж/кг. Удельное сопротивление алюминия ρ = 2,8 · 10−8 Ом · м. 16 Решение. При прохождении тока через проволоку в ней выделя- ется тепло, равное по закону Джоуля-Ленца Q = I 2 Rτ , где τ искомое время таяния льда, а R сопротивление проволоки. Это сопротивление, согласно известной формуле, равно R = ρl/S = 4ρl/πd2 (здесь l длина проволоки, S площадь её поперечного сечения). Это количество теп- лоты расходуется на плавление льда: Q = λm. Масса льда m равна произведению его плотности на объём: m = ρл V = ρл (1/4)π(D2 − d2)l. Приравнивая полученные выражения для количеств теплоты, окон- чательно получаем: τ = λρл π 2 d2 (D2 − d2)/(16I 2 ρ) ≈ 19 мин. 3. Электрическая цепь состоит из трёх резисторов с известными сопро- тивлениями R1 = 20 Ом, R2 = 30 Ом, R4 = 60 Ом, одного резистора с неиз- вестным сопротивлением R3 и одного переменного резистора (см. рис.) При измерении сопротивления RАВ между точками А и В этой электрической цепи выяснилось, что оно не зависит от сопротивления переменного резистора. Найдите величины сопротивлений неизвестного резистора R3 и всей цепи RАВ. Решение. Идея решения заключается в том, что при условиях задачи ток через переменный резистор не идёт, и напряжение на нём равно нулю (в противном случае изменение сопротивления этого рези- стора неизбежно приводило бы к изменению величины RАВ). Отсюда вытекает, что напряжения U1 и U3 на резисторах R1 и R3 совпадают. Так как R1 R3 U1 = UAB · , U3 = UAB · , R1 + R2 R3 + R4 то отсюда R1 R4 = R2 R3 , и сопротивление неизвестного рези- стора R3 = R1 R4 /R2 = 40 Ом. Сопротивление всей цепи можно найти, пользуясь формулой для параллельного соединения резисторов: 1 1 1 (R1 + R2)R4 = + , откуда RAB = ≈ 33 Ом. RAB R1 + R2 R3 + R4 R2 + R4 4. В секстанте, который позволяет определять угол ϕ возвышения Солнца над горизонтом в полдень и, таким образом, широту местности, используются два плоских зеркала, от которых свет поочерёдно отра- жается и угол α между которыми регулируется. Изображение Солнца в этих зеркалах при измерениях с помощью секстанта необходимо сов- местить с линией горизонта, подбирая угол α. Найдите связь угла α с 17 углом ϕ и объясните, почему использование секстанта сильно упрощает задачу нахождения угла ϕ, особенно при качке корабля. Решение. Построим ход луча света от Солнца в секстанте при двух отражениях света от плоских зеркал, угол между которыми равен α (см. рис.). Обозначим вершину угла α точкой O, точки падения луча на первое и второе зеркала A и B, точку пересечения перпендикуляров, восставленных к зеркалам в точках A и B через C, точку пересечения входящего в прибор и выходящего из него лучей через D. В момент снятия показаний при правильном положении зеркал прямая BD гори- зонтальна, а углы падения света на зеркала равны, соответственно, i1 и i2 . В четырёхугольнике AOBC два угла OBC и OAC прямые, поэтому угол BCA равен (π − α), а смежный с ним равняется α. Но этот же угол является внешним углом треугольника ABC, поэтому α = i1 + i2 . В свою очередь, угол ϕ возвышения Солнца над горизон- том равен углу BDA в треугольнике ABD, остальные углы которого равны, соответственно, 2i1 и 2i2 . Поэтому ϕ = π − 2(i1 + i2) = π − 2α. Таким образом, α = (π − ϕ)/2 и не зависит от угла падения света на зеркала. Поэтому даже при качке корабля и изменении угла i1 луч света от Солнца, выходящий из секстанта, сохраняет своё направление (горизонтальное при правильном подборе угла α). При этом совместить изображение Солнца с горизонтом гораздо проще, чем визировать на угломерном инструменте сразу два направления на Солнце и на гори- зонт, да ещё если всё качается! 18 10 класс На выполнение задания отводилось 5 астрономических часов. 1. Однажды летним утром кузнечик сидел на асфальте. Когда Солнце поднялось на угол ϕ над горизонтом, он прыгнул в сторону Солнца с начальной скоростью v0 под углом α к горизонту. С какой скоростью движется по асфальту тень кузнечика спустя время t после прыжка? Решение. Направим ось X по горизонтали в сторону Солнца, ось Y вертикально вверх, а начало координат поместим в точку, где сидел кузнечик. Закон движения кузнечика имеет вид: gt2 2v0 sin α x(t) = v0 cos α · t, y(t) = v0 sin α · t − , причём 0 ёg шайба начнёт скользить по доске сразу же, при α = 0. Пусть теперь ω 2 R ёg, и α = 0. Определим, при каких условиях возможно скольжение шайбы к шарниру и от него. 1. Шайба будет скользить к шарниру, если начнёт выпол- няться условие sin α − ё cos α > ω 2 R/g. Введём обозначение: 1 ё β = arctg ё = arccos = arcsin . Тогда приведённое 1 + ё2 1 + ё2 условие можно записать в виде: ω2R ω2R sin(α − β) > , или α > β + arcsin . g ё2 + 1 g ё2 + 1 ω2R π Отметим, что ввиду того, что ё < 1, имеем β + arcsin , < g 1+ 2 ё2 поэтому, начиная с некоторой величины угла α, рассматриваемое усло- вие будет выполняться. 2. Аналогично, шайба может начать скользить от шарнира, если sin α − ё cos α < ω 2 R/g. ω2R Это условие можно записать в виде: α > π − β − arcsin , g ё2 + 1 однако при 0 < α < π/2 оно не выполняется. Комбинируя полученные результаты, приходим к ответу: при ω 2 R > ёg шайба начнёт скользить по доске при α = 0; при ω 2 R ёg < g шайба начнёт скользить по доске к шарниру при ω2R α > arctg ё + arcsin . g ё2 + 1 3. Два космических корабля с массами m1 и m2 летят с выключенными двигателями в поле тяготения звезды, масса которой M много больше 20

Льды Северного полюса могут полностью растаять в сентябре 2017 года. В последний раз такое случалось 100 тысяч лет назад, когда неандертальцы жили в горах Алтая, в Сибири, пишет Lastampa со ссылкой на исследование преподавателя Кембриджского университета Питера Водхэмса. Другие ученые более осторожны в своих оценках. Питер Глейк из Pacific Institute в Калифорнии полагает, что сценарий, рассматриваемый Водхемсом, может осуществиться не раньше 2030-2050 года.

«Мы как будто оказались на взбесившемся поезде, на котором ученые постоянно гудят в свисток, в то время как политики подкидывают уголь в топку тепловоза», - отмечает Глейк.

Изменение поверхности льда мира

Что со льдом сегодня?

Рекордно низкие размеры арктических льдов наблюдались на протяжении большей части января 2017 года, эта тенденция началась в октябре прошлого года. Количество льда в конце января оставалось низким в Карском, Баренцевом и Беринговом морях, сообщает Национальный центр данных снега и льда университета Колорадо .

Площадь Арктического морского льда в январе 2017-го составляла в среднем 13,38 млн кв. км, это самое низкое значение за 38 лет спутниковых наблюдений. Это на 260 тыс кв. км меньше, чем в январе 2016 года, и на 1,26 млн кв. км меньше среднего показателя январей 1981–2010 годов.

Арктический ледяной покров в январе 2017 составлял 13,38 млн. кв. км. Пурпурная линия показывает средний покров для января 1981–2010 г. Данные: nsidc.org/data/seaice_index

Температура воздуха в январе на высоте 450 метров над уровнем моря была выше средней почти по всему Северному Ледовитому океану, продолжая тенденцию, начатую осенью прошлого года. Температура воздуха была более чем на 5 градусов по Цельсию выше средних температур 1981–2010 на севере Баренцева моря и на 4 градуса выше среднего на севере Чукотского и Восточно-Сибирских морей. Также было необычно тепло над северо-западной Канадой. Холоднее (до 3-х градусов ниже среднего) было над северо-западной частью России и над северо-восточным побережьем Гренландии.

Состояние морского льда Арктики на 5 февраля 2017 года, в сравнении с аналогичными датами предыдущих лет. Данные: nsidc.org/data/seaice_index/

Согласно анализу NASA, зима 2015-2016 года была самой теплой за всю историю спутниковых наблюдений в Арктике. Будет ли зима 2016-2017 года в конечном итоге теплее, еще предстоит выяснить.

Январь 2017-го по сравнению с предыдущими годами

До 2017 года линейная скорость уменьшения январского льда составляла 47,400 кв. км в год, или на 3,2% за десятилетие.

Январские данные ледовитости Арктики, 1979–2017 г. Снижение на 3,2 % за десятилетие. Данные: National Snow and Ice Data Center

Море Амундсена почти свободно ото льда

Льда мало также и в Южном полушарии, где сейчас лето. Как показано на этом плане, в море Амундсена остались лишь несколько разрозненных участков льда. В отличие от моря Амундсена, в море Уэдделла количество льда немного ниже среднего. Эта ситуация согласуется с постоянным повышением температуры воздуха выше среднего уровня на западе Антарктиды.

5 февраля 2017 г. Море Амундсена почти свободно ото льда. Оранжевая линия показывает среднее значение для этой даты с 1981 по 2010 г. Данные: nsidc.org/data/seaice_index

Инфографическое изображение последствий парникового эффекта можно увидеть .

/ Мифы об Арктике /

Мифы об Арктике

Кажется, что XXI век не оставил шанса непросвещенным людям, однако удивительно, но даже те, кто имеет высшее образование, очень мало знают о Северной Стране России или плохо себе представляют, что такое Арктика.

Арктика – страна поэтов, историческая Новая Земля, священная Вайгаче, недостижимый Северный полюс, Земля Франца-Иосифа, воспетая Визбором. Мы вроде бы и слушаем краем уха новости с дальних регионов – арктические научные станции, таяние льдов, глобальное потепление, полярный год, Чилингаров, – но почему- то не можем ответить с полной уверенностью, почему медведи не едят пингвинов, почему айсберг не тоне или что такое восемьдесят четвертая параллель. Итак, постараемся же развеять некоторые мифы об Арктике.

Миф №1

Медведи едят пингвинов.

Это самое смешное и нелепое заблуждение, которое нередко можно услышать из детских уст. Да что говорить, некоторые взрослые убеждены, что медведи нет-нет, да и закусят парочкой нелетающих птиц.

Развенчать этот миф можно только одним утверждением: пингвины находятся внизу, а медведи – наверху. И речь идет не о море-земле, а о том, что пингвины обитают только в Антарктике, то есть на юге, а полярные белые медведи – в Арктике, то есть на севере. Поэтому-то им и не суждено встретиться и вступить в бой за жизнь.

Самый популярный ответ на загадку, почему медведь не ест пингвина, гласит, что пингвины плохо пахнут. Члены Ассоциации полярников России решили раз и навсегда развеять сомнения людей и продемонстрировали принцип несосуществования этих животных на своем символе.

Миф №2

В Арктике пятнадцатиметровые толщи льда и ужасные морозы, от которых человек может умереть.

Порой люди в своем скептицизме и невежестве не могут изменить свое мнение о дальних регионах и поверить кому-то знающему. Некоторые даже думают, что экспедиционные круизы на Северный полюс и поездки туда на ледоколах – нечто за грань фантастики.

На самом деле в летние месяцы (июль, август), когда выполняются круизные рейсы на Северный полюс и в Арктику, толщина льда составляет всего 2–3 метров, а температура воздуха колеблется в районе 0 °, иногда достигая +1–3 °С. Средняя зимняя температура воздуха –40 °С.

Миф №3

Арктика – царство льда и пустынные равнины снега.

Впервые вступающему на эту землю может показаться, что здесь вообще нет жизни, один только снег. Но Арктика предстает вымершей только перед непосвященными. На самом деле она разнообразна, богата животными и растениями, цветами и красками.

Чего стоит остров Врангеля: благодаря разнообразию флоры и фауны он был занесен в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Заповедник, организованный на острове, защищает моржей, овцебыков, белых медведей и множество арктических видов птиц от посягательств человека.

Медведи настолько полюбили этот несомненный символ Арктики, что сделали его «родильным домом». Регулярно к острову Врангеля и расположенному по соседству острову Геральда сходятся медведицы со всей восточной Арктики. В снегу они обустраивают себе берлоги и залегают в них.

Страной белых медведей можно считать и архипелаг Земля Франца-Иосифа, в районе которого пассажирам экспедиционных круизов на Северный полюс и Арктику чаще всего удается посмотреть на мишек в естественных условиях обитания. И не надо думать, что они разбегаются кто куда, как только завидят громады ледокола. Они ведут себя подобающе хозяевам Арктики: подходят к борту атомохода и с интересом разглядывают дорогих гостей. Встречаются и одинокие медведи, и целые семьи: например, мамашка с детишками.

Не столь коммуникабельными оказываются птицы, коих здесь великое множество. Если визит на остров, где они гнездятся, выпадает на период высиживания птенцов и заботы о вновь родившихся, придется соблюдать максимальную осторожность. При любом необдуманном движении со стороны человека беспокойные родители могут атаковать непрошеных визитеров.

Весьма вальяжны и необычны величественные моржи. Нередко во время прогулки на специальных надувных лодках они могут плавать рядом на радость фотографов и даже сопровождать «арктических» туристов до окончания поездки.

Некоторые путешественники приходят в восторг от местной флоры: она здесь удивительная. Природа может очаровать даже самых «городских» людей. Яркие, плотные красные, зеленые, желтые ковры лишайников и мхов, полярные маки, цветущие на границе оттаявшей почвы и льда – какая уж тут пустыня?..

Миф №4

Добраться до Северного полюса нереально, это доступно только избранным.

Многие люди, начитавшись героических историй и насмотревшись трагических драм о покорении Арктики все еще помнят о сомнениях и спорах по поводу судьбы первопроходцев Северного полюса и отказываются верить, что покорить ледяной мир может каждый.

Сегодня любой желающий может стать пассажиром экспедиционного круиза в Арктику и на борту мощного атомного ледокола совершить удивительное двухнедельное путешествие.

Нельзя назвать точно, что именно оставляет наибольшее впечатление: покорение «края мира» или наслаждение процессом упорного достижения цели. 75 тысяч лошадиных сил ледокола уверенно прокладывают путь через толщи паковых льдов – это, пожалуй, самое запоминающееся зрелище.

Самые отчаянные путешественники, которым не важен комфорт и безразличен покой, могут отпариться покорять снега на лыжах. И во время этой поездки будет все: высокие (5–10 метров) гряды торосов, низкие (30°С) температуры, разводья с ледяной водой, восхитительные арктические пейзажи, яркое полярное солнце, преодоление препятствий и познавание собственного предела сил.

Это все делает путешествие нетипичным, небанальным, ведь в океане все движется, ничто не постоянно, даже полюс. И самое главное – он только ваш. Вы будете первым из всех людей на планете, кто ступит на лед ногой, ведь он постоянно дрейфует и задерживается на одном месте на несколько минут. Словом, для каждого полюс – неповторимый, уникальный, свой.

Миф №5

Точку Северного полюса обозначает памятник типа таблички «Вершина мира», пограничный столб, стела с надписью «90 ° СШ».

Многим первое достижение мировой вершины представляется как покорение Эвереста: герои-первопроходцы из последних сил буквально ползком добираются 90 ° северной широты – своей заветной цели.

И покорение неизменно должно завершиться установкой чего-то материального или хотя бы ознаменованием того, что здесь был человек. То есть чем-то важным и вечным. Это совершенно не так.

На самом деле Северный полюс – самая неуловимая точка планеты. На 90 ° северной широты нет ничего: ни столбика с надписью, ни памятного флага, ни горы, ничего, даже суши нет. Только замерзший океан.

Но не надо расстраиваться. Достигнув географической точки полюса и поймав на экране GPS-навигатора долгожданное 90 ° N, вы сможете спуститься на льдину, и именно она станет символом вашего Северного полюса. Лед находится в постоянном движении, и через несколько минут ваш символ покинет «вершину планеты».

А вам остается только отколоть кусочек Северного полюса, вырезать на нем памятную надпись и хранить морозильной камере, чтобы этот ледяной сувенир согревал сердце, напоминая о том, что и вы стали избранным – одним из покоривших Северный полюс.