10 Bizarre natuurkunde-fenomenen

We nemen vaak onze dagelijkse ervaring van het leven op aarde als vanzelfsprekend, maar elk moment beheersen een overvloed aan krachten ons leven. Er is een verrassende hoeveelheid ongewone, contra-intuïtieve of nog te verklaren principes van de natuurkunde die we dagelijks tegenkomen. In een fascinerend overzicht van onmiskenbare natuurkundeverschijnselen, zullen we vaak voorkomende voorvallen ontdekken die een mysterie blijven, bizarre krachten die we niet waarnemen en hoe science fiction werkelijkheid kan worden door manipulatie van licht.

10 Wind Chill

Onze ervaring met temperatuur is behoorlijk subjectief. Vochtigheid, individuele fysiologie en zelfs onze stemming kan onze perceptie van warme en koude temperaturen veranderen. Hetzelfde geldt voor afkoeling: de temperatuur die we normaal gesproken voelen, is niet de echte temperatuur. De lucht die het menselijk lichaam omringt, wordt verwarmd door lichaamswarmte en blijft als een soort "luchtmantel" rond het lichaam. Dit isolerende kussen van lucht houdt mensen echt warm. Wanneer de wind op je blaast, wordt het kussen van de lucht weggeblazen en word je blootgesteld aan de ware temperatuur, die veel kouder aanvoelt. Wind chill is alleen van invloed op entiteiten die warmte produceren.

9 Hoe sneller je gaat, hoe harder je slaat

Mensen neigen te denken in lineaire concepten, grotendeels als gevolg van enkele algemene waarnemingsprincipes; als een regendruppel 50 milligram weegt, moeten twee regendruppels ongeveer 100 milligram wegen. De krachten die ons universum sturen, onderschrijven echter vaak een meer exponentieel reactiemodel dat een vermogensverdeling volgt. Een object dat beweegt met een snelheid van 40 kilometer per uur, zal tegen een muur stoten met een overeenkomstige mate van energie. Als je de snelheid van een object verdubbelt tot 80 kilometer per uur, zal de impactkracht niet verdubbelen, maar verviervoudigen. Dit principe verklaart waarom snelwegongevallen veel verwoestender zijn dan stedelijke ongelukken.

8 Baan is gewoon Constant Vrije val

Satellieten vallen op als een opvallende recente toevoeging aan de sterren, maar we denken zelden aan het concept van de baan. We kennen het algemene idee - een object cirkelt rond een planeet of een ander groot object in de ruimte en valt nooit. Maar de reden waarom de baan plaatsvindt, is verrassend contra-intuïtief. Wanneer een object valt, valt het terug naar de oppervlakte. Als het echter hoog genoeg is en snel genoeg beweegt, buigt de aarde er vanaf voordat deze kan inslaan. Hetzelfde effect voorkomt dat de aarde botst met de zon.

7 Door warmte veroorzaakt bevriezen

Water is de belangrijkste vloeistof op aarde. Het is ook een van de meest mysterieuze en contra-intuïtieve samenstellingen in de natuur. Een van de minder bekende eigenschappen van water is bijvoorbeeld dat warm water sneller bevriest dan koud water. Het is niet helemaal duidelijk waarom, maar het fenomeen, bekend als het Mpemba-effect, werd oorspronkelijk ontdekt door Aristoteles meer dan 3000 jaar geleden. Het mysterieuze effect is toegeschreven aan een reeks verschijnselen, maar het blijft een mysterie.

6 Luchtdruk

Je wordt momenteel van bovenaf met 1000 kilogram lucht belast, het equivalent van het gewicht van een kleine auto. Dit komt omdat de atmosfeer van de aarde eigenlijk vrij zwaar is en mensen op de bodem van een oceaan van lucht staan ​​met een atmosferische druk van 14,7 pond per vierkante inch. We zijn aangepast om deze druk te weerstaan, en voorkomen dat we verpletterd worden door even onder druk staande lucht in ons lichaam te absorberen. Echter, ondoordringbare objecten zoals plastic flessen die op hoogte worden vrijgegeven, worden verpletterd tegen de tijd dat ze het aardoppervlak bereiken.

5 Metallic waterstof

Waterstof is het eerste element in het periodiek systeem, waardoor het het eenvoudigste element in het universum is. Het atoomnummer van 1 betekent dat het slechts 1 proton, 1 elektron en geen neutronen heeft. Hoewel waterstof bekend staat als het essentiële gasvormige element, vertoont het enkele nogal eigenaardige eigenschappen die het koppelen aan de alkalimetalen, in plaats van andere gassen zoals helium. Waterstof bevindt zich in de kolom van het periodiek systeem net boven Natrium, het vluchtige metaal dat tafelzout vormt. Natuurkundigen hebben lang begrepen dat waterstof zich onder extreme druk als een metaal gedraagt, zoals dat in sterren en de kern van gasreuzen. Pogingen om de stof op aarde te produceren, zijn vol uitdagingen, maar sommige wetenschappers denken dat ze kleine monsters hebben gemaakt door middel van drukbehandelingen met diamantkristallen.

4 Coriolis-effecten

Vanwege de relatief grote omvang van de planeet, wordt zijn beweging niet direct gevoeld door mensen. De rotatie met de klok mee van de aarde zorgt er echter voor dat objecten die op het noordelijk halfrond reizen, worden afgebogen in een zachte richting met de klok mee in wat bekendstaat als de Coriolis Force. Naarmate het aardoppervlak met een andere snelheid ten opzichte van de atmosfeer beweegt, zorgt een discrepantie tussen de rotatie van de aarde en de beweging van de atmosfeer ervoor dat een object naar het noorden gaat om de energie van de rotatie van de aarde op te nemen en begint te buigen naar het oosten. Het tegenovergestelde gebeurt op het zuidelijk halfrond. Dientengevolge moeten navigatiesystemen compenseren voor de Coriolis Force om de afwijking naar rechts of links van het doelwit te vermijden.

3 Doppler-dynamica

Geluid lijkt misschien een onafhankelijk fenomeen, maar onze perceptie van geluidsgolven wordt beïnvloed door snelheid. De Oostenrijkse natuurkundige Christian Doppler ontdekte dat wanneer een bewegend object zoals een sirene geluidsgolven produceert, de golven zich voor het object storten en zich erachter verspreiden. Deze geïnduceerde golfverstoring, bekend als het Doppler-effect, zorgt ervoor dat het geluid van een naderend object in de hoogte stijgt als gevolg van golflengtekorting. Wanneer het object passeert, strekken de achterste golven zich uit en worden ze lager in toonhoogte waargenomen. Het Doppler-effect wordt ook gezien in de opeenhoping van golven voor een schip en het verspreidende kielzog.

2 Sublimatie

Het zou logisch zijn dat chemicaliën in het proces van het veranderen van de vaste toestand naar een gasvormige toestand door de vloeibare toestand moeten gaan voordat ze de gasvormige toestand binnengaan. Water is echter in staat om in bepaalde situaties rechtstreeks van een vaste stof in een gas te veranderen. Sublimatie kan ervoor zorgen dat gletsjers in de lucht verdwijnen als lensachtige concentratie van zonlicht het ijs in stoom verandert. Evenzo kunnen metalen elementen, zoals Arsenicum, bij verhitting direct in een gasvormige toestand veranderen, waardoor giftige dampen vrijkomen. Water kan sublimeren bij temperaturen onder het smeltpunt na toepassing van een warmtebron.

1 Cloaking-apparaten

De zich snel ontwikkelende technologie verandert de meest vreemde science fiction plots in wetenschappelijke feiten. We zien alleen objecten wanneer het licht ervan weerkaatst, waardoor een beeld ontstaat met een bereik van golflengten. Wetenschappers hebben lang getheoretiseerd dat objecten onzichtbaar konden worden gemaakt door de manier waarop licht met hen interageert te verstoren. Als licht rond een object kan worden afgebogen, kan het onzichtbaar worden voor het menselijk oog. Onlangs werd de theorie werkelijkheid toen wetenschappers een duidelijk zeshoekig prisma produceerden dat licht afbuigde rond elk object erin. Wanneer het in een aquarium werd geplaatst, zorgde het prisma ervoor dat een goudvis erin zwom om onzichtbaar te worden, terwijl een mantel op het land ervoor zorgde dat boerderijdieren van de plek verdwenen. Het scrambling-effect werkt volgens dezelfde principes die stealth-vliegtuigen "onzichtbaar" maken voor radar.