Най-бързите машини
Кола, по-бърза от звука, влак, който лети над релсите, и сонда, която пътува към Слънцето: рекордите на скоростта.
Пипа тук, с раница и хронометър! Колко бързо може да се движи нещо, направено от хора? По-бързо от гепард, по-бързо от звука, по-бързо от куршум? Стегни колана, тръгваме!
История от живота
На 15 октомври 1997 г. в пустинята Блек Рок в САЩ британският пилот Анди Грийн сяда в странна кола с два реактивни двигателя от изтребител. Колата се казва ThrustSSC и прилича повече на самолет без крила. Тя достига 1 228 км/ч и става първата кола, минала звуковата бариера на сушата. Сутринта в пустинята е студена, а в студен въздух звукът е по-бавен, затова 1 228 км/ч там са повече от скоростта на звука. Хората чуват силен трясък: звуковия удар. Към 2025 г. този рекорд за скорост на кола по суша все още не е подобрен.
Разбери го стъпка по стъпка
- Какво е скорост
Скоростта показва какво разстояние изминаваш за определено време. 100 км/ч значи, че за един час изминаваш 100 километра. Колкото по-голямо е числото, толкова по-бързо се движиш.
- Звуковата бариера
При 20 градуса звукът във въздуха пътува с около 1 235 км/ч (около 343 метра в секунда), а в студен въздух е малко по-бавен. Когато нещо лети по-бързо от звука, то „настига“ собствените си звукови вълни и те се събират в силен трясък, наречен звуков удар. Скоростта на звука се нарича още Мах 1.
- Влакове, които летят
Маглев влаковете не се търкалят по релси, а се носят над пътя с помощта на силни магнити. Няма триене между колела и релса и затова могат да са много бързи. През 2015 г. японски маглев влак достига 603 км/ч при изпитание.
- Самолети и ракети
Самолетът SR-71 поставя през 1976 г. рекорд за самолет с реактивен двигател: около 3 530 км/ч. Ракетният самолет X-15 достига 7 274 км/ч през 1967 г., повече от 6 пъти скоростта на звука. Пилотите му носят костюми като космонавти.
- Най-бързото нещо, направено от човек
Слънчевата сонда „Паркър“ на НАСА се гмурка към Слънцето. През декември 2024 г. тя достига около 690 000 км/ч. С тази скорост би стигнала от София до Варна за по-малко от 3 секунди.
Представи си така: Звуковият удар прилича на вълните от лодка. Бавната лодка оставя малки вълнички отпред, но бързата моторница ги настига и зад нея се образува голяма V-образна вълна. Самолетът над звука прави същата „вълна“, само че от звук.
- Юсеин Болт (средно в 100 м)
- около 37,6 км/ч
- Маглев влак, Япония, 2015
- 603 км/ч
- Скоростта на звука (при 20 градуса)
- около 1 235 км/ч
- Кола ThrustSSC, 1997
- 1 228 км/ч
- Самолет SR-71, 1976
- около 3 530 км/ч
- Ракетен самолет X-15, 1967
- 7 274 км/ч
- Сонда „Паркър“, 2024
- около 690 000 км/ч
Решени примери
Защо гоночните коли са ниски и с остра форма?
Въздухът пречи на движението. Ниската, гладка и заострена форма го разрязва по-лесно, а крилата отгоре притискат колата към пътя, за да не се отлепи.
Конкорд лети от Лондон до Ню Йорк за около 3 часа и половина, а обикновен самолет за около 7-8 часа. Защо Конкорд вече не лети?
Той е бил много шумен, харчел е много гориво и билетите са били скъпи. След последния полет през 2003 г. е спрян.
Юсеин Болт пробягва 100 м за 9,58 секунди. С колко км/ч е бягал средно?
100 м за 9,58 с е около 10,4 м/с. Умножено по 3,6 дава около 37,6 км/ч. Бързо за човек, но маглевът е 16 пъти по-бърз!
Внимавай с тези грешки
- Звуковият удар се чува само веднъж, в мига, в който самолетът „пробие“ бариерата.Докато самолетът лети по-бързо от звука, след него постоянно се влачи звукова вълна. Всеки, над когото мине, чува удар.
- Най-бързият влак е с колела на релси.Рекордът е на маглев влак, който се носи над пътя с магнити. Най-бързият влак с колела, френският TGV, достига 574,8 км/ч през 2007 г.
- Колкото по-голям е двигателят, толкова по-бърза е машината, и толкова.Важни са и формата, теглото и триенето. Затова рекордните машини са леки, гладки и заострени.
Задачи
Лесни
Подреди от най-бавната до най-бързата: кола ThrustSSC, човек, маглев влак, сонда „Паркър“, самолет X-15.
Подсказка
Погледни инфографиката.
Отговор
Човек, маглев влак, ThrustSSC, X-15, сонда „Паркър“.
Наблюдавай гръмотевица (от прозореца, на безопасно място). Брой секундите между светкавицата и гърма. Какво ти показва това за скоростта на звука спрямо светлината?
Подсказка
Светлината е около милион пъти по-бърза от звука.
Отговор
Светлината пристига почти веднага, а звукът закъснява, защото е много по-бавен. На всеки 3 секунди бурята е на около 1 км.
Средни
Звукът изминава около 343 м за 1 секунда. Броиш 6 секунди от светкавицата до гърма. На колко км е бурята?
Подсказка
Умножи и превърни метрите в километри.
Отговор
343 x 6 = 2 058 м, тоест около 2 км.
Маглевът се движи с 600 км/ч. Колко минути ще му трябват за 500 км?
Подсказка
Колко км изминава за 1 минута?
Отговор
600 км за 60 минути значи 10 км на минута; 500 км = 50 минути.
Трудни
Сравни: кола с 120 км/ч и маглев с 600 км/ч тръгват едновременно на 300 км път. С колко минути по-рано пристига маглевът?
Подсказка
Пресметни времето за всеки поотделно.
Отговор
Колата: 300 / 120 = 2,5 ч = 150 мин. Маглевът: 300 / 600 = 0,5 ч = 30 мин. Маглевът пристига 120 минути (2 часа) по-рано.
Измисли и нарисувай своя рекордна машина. Обясни поне 3 неща, които я правят бърза (форма, тегло, двигател, триене).
Подсказка
Сети се за ThrustSSC и маглева.
Отговор
Отговорите са различни; добрият отговор споменава заострена гладка форма, малко тегло, мощен двигател и малко триене.
Състезание с хартиени самолети
Цел: Да откриеш как формата влияе на скоростта и разстоянието.
- Всеки сгъва два самолета: един тесен и заострен и един широк с големи крила.
- В коридор или двор маркирайте линия за старт и пускайте самолетите по 3 пъти.
- С ролетка мерете разстоянието, а с хронометър на телефон (с разрешение) времето във въздуха.
- Сметнете скоростта: разстояние в метри делено на секунди.
- Сравнете кой модел е по-бърз и кой лети по-дълго.
Накрая: Таблица с разстояние, време и скорост на всеки самолет и извод коя форма е най-бърза.
Тест с точки
10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.