Почему в море плавать легче, чем в реке? Снег состоит из огромного числа снежинок-кристалликов. В мороз снег скрипит под ногами, потому что ломаются сотни тысяч кристалликов под действием силы ноги.
Почему снег хрустит под ногами и при чём тут физика
Снег это кристаллы льда, когда на улице очень холодно и ты наступаешь на снег, они вместо того чтобы растаивать и склеиваться, сталкиваються друг с другом, создавая звук. Для того, чтобы понять причины скрипа снега, сначала нужно разобраться в том, как именно формируются снежинки. На этой странице сайта, в категории Математика размещен ответ на вопрос Почему в морозу погоду снег скрипит под ногами. Книга доктора физико-математических наук Сергея Владимировича Альтшулера «Почему снег скрипит под ногами?» расскажет о зимнем чуде – снеге.
Почему в мороз снег скрипит под ногами и как это происходит
Многие замечают, что чем сильнее мороз, тем громче скрипит снег. одно из приятнейших занятий зимой. Отчего снег скрипит под ногами?
Почему снег под ногами скрипит?
| Почему при морозе скрипит снег? | На этой странице сайта, в категории Математика размещен ответ на вопрос Почему в морозу погоду снег скрипит под ногами. |
| Почему снег скрипит под ногами? | Просто о повседневном: почему мы слышим скрип снега. |
| Почему в мороз снег скрипит под ногами: полный ответ | Интересные рецензии пользователей на книгу Почему снег скрипит под ногами? |
Почему снег под ногами скрипит?
Когда мы наступаем на снег, воздух выдавливается, снежинки трутся и ломаются друг об друга, издавая при этом очень слабый, почти неуловимый "скрип". Но так как снежинок очень много, то эти едва звука сливаются в один более громкий, который мы и слышим, как уверенный скрип. При небольшом морозе поверхность снежинок покрыта тончайшим слоем воды.
От чего зависит форма снежного кристалла? Этим вопросом всю жизнь занимался профессор-исследователь У. Накайя, сотрудник университета Хоккайдо. В начале ХХ века, в 1936 году, в свой крошечной лаборатории ему первому на земле удалось получить искусственную с точки зрения появления снежинку. В память о «мастере снега» японцами на территории бывшей лаборатории разбит парк, в котором установлен монумент. Профессор выяснил, что форма снежного кристаллика зависит от содержания влаги в воздухе и его температуры.
Все данные получены и многократно подтверждены У. Накайя экспериментальным путём. Теоретического обоснования и интерпретации процесс так и не получил и ждёт своего открытия. Причины снежного скрипа хруста Легко догадаться из предшествующих пояснений, что скрип снега - это ломающиеся при нажатии кристаллы. Когда мы наступаем на снежинки, то чрезвычайно непрочные их лучи разламываются. Дополнительный скрип и хруст создаёт трение кристаллов друг о друга. Особенно громко скрипит снег в мороз - 1000—1600 Гц, когда кристаллы приобретают повышенную для них твёрдость и хрупкость и лишаются перманентно присутствующей на их поверхности водной смазки - испарения. С повышением температуры снег подтаивает, испарение усиливается, вода смягчает трение кристаллов, а сами снежинки становятся менее хрупкими - «мягкими».
При нажатии они ломаются и сминаются. Звук от разрушения «мягких» кристаллов - в диапазоне 250-400 Гц. Правда, на скрип это похоже мало, скорее - шорох или специфический шум. При мысли о зиме всегда в воображении предстает белоснежный покров, окутавший все вокруг, при этом редко кто задумывается над тем, почему он белого цвета. Капельки воды, находящиеся в атмосфере, при минусовой температуре замерзают и превращаются в лед, выпадая на землю в виде снега. Лед - это вода в твердом состоянии, сам по себе он прозрачен. Тогда почему снег белый? Снежинки также не имеют цвета, однако если рассмотреть их через увеличительное стекло, можно заметить, что они похожи на кристаллы, напоминающие своей формой правильный шестиугольник с гранями.
Но всё же прогноз погоды от гидрометцентра и градусник, закреплённый с внешней стороны окна, будут несколько надёжней. Атмосфера и погода Снег — это один из вида выпадающих осадков, характерный для определенного сезона года. Он образуется высоко в облаках. Мизерные частицы воды собираются вокруг микроскопических частиц пыли, а затем замерзают. Образовавшиеся микро-льдинки изначально не превышают 0. Падая вниз, они растут, наращивая свое тело из-за конденсации на их частях воздуха и влаги. Размер и кружева падающих снежинок зависит высоты и температуры облака, из которого они образовались. Но почему в холодную погоду снег скрипит под ногами?
Что бы понять почему снег скрипит под ногами в начале необходимо понять структуру снежинки. Структура снежинки Молекулярная структура воды устроена таким образом, что в образовании снежинки углы могут быть только 120 и 60 градусов. На краях и вершинах снежинки образовываются новые кристаллические наросты, сверху них намерзают следующие слои. Вследствие этих процессов зарождаются различные удивительные формы, но практически все напоминают форму звезды. Основные формы снежинок Учеными были определены несколько основных форм снежинок: Игла — кристалл, напоминающий длинную спицу изо льда, изредка бывают пустотелыми, а концы разветвляются на несколько наростов; Звезда — образование напоминает плетущуюся структуру ледяных волокон. Волокна, обычно, расположены в произвольном ветвлении; Дендриты — образуются при срастании кристаллов снежинки, образуя симметричные ветвистые наросты; Пушистая — снежинки, которые по пути потеряли некоторые части или же разломились совсем. Это происходит по нескольким причинам, одна из них — сильный ветер; Столбик — большие плоские снежинки, являются самыми распространенными, напоминающие форму столба или карандаша, обычно шестигранные, заостренные на окончании; Пластинка — бывают в виде лепестка, который поделен на сектора ледяными ребрами. От чего зависит форма снежинок?
Типы снежных кристаллов Среди этих групп выделяют 48 различных видов образования снежинок. Форма снежинок напрямую зависит от условий среды, в которой она образуется. В первую очередь на силуэт снежинки влияет температура, облако тем холоднее, чем оно выше. Если температура облака относительно высокая — 30 до 0, то образование снежинки будет напоминать шестиугольник с плоским телом. При температуре от — 5 до — 3 градусов снежинки напоминают игловидные кристаллы. С — 8 до — 12 форма вновь напоминает плоский шестиугольник, а при температуре от — 13 до — 16 образуются снежинки в виде кристаллических звездочек. Почему снег скрипит? Как описано выше, снег — это образование из различных кристаллов маленьких размеров.
В теле снежинки, среди кристаллов имеется также и воздух. При сжатии некоторого количества снега он уплотняется, весь состав воздуха вытесняется, а кристаллы снежинок ломаются друг о друга. При трении и переломе кристаллы издают звук, который и воспринимается человеческим ухом как хруст или скрип. Этот шум слышен не всегда. Почему в холодную погоду снег скрипит, а в теплую нет? При повышенной температуре часть наста тает, а вода подавляет шум излома кристаллов, поэтому этот звук отчетливо слышен только в морозную погоду. Из-за перепада температур на поверхности снега присутствует некоторое количество воды, это способствует смерзанию снежинок в его слое. У недавно выпавшего снега плотность между снежинками низкая, а у старого — высокая.
Такой снег тоже способен издавать звук при сжатии, но уже более низкий.
Дети лепят из него снежных баб, играют им в снежки, а на северные народы строят из снега свои жилища. Толстый слой снега согревает землю. Он не подпускает к ней морозный воздух, и сохраняет в глубине почвы положительную температуру. Что такое снег и как он образуется Если говорить научным языком, то снег - это вид атмосферных осадков. Это означает, что снег падает с неба в виде замёрзшего дождя. Снег - холодный, белый и пушистый. Он состоит из отдельных снежинок, похожих на шестиконечные звёздочки. Интересно, а как образуется снег? Первое условие для появления снега - это холод.
Когда на улице становится холодно, вода в лужах и озёрах покрывается льдом замерзает. В небе в это время замерзают дождевые тучи. Капли дождя в них превращаются в снег. Второй способ образование снега по-научному называется испарение. Послушайте, как оно происходит. Если постирать бельё и повесить его на улицу зимой, мокрая простынь сначала замёрзнет и станет твёрдой. Через несколько дней простынь превратиться в мягкую сухую ткань. Что произошло? Сначала вода в простыне превратилась в лёд. Это произошло довольно быстро.
Потом лёд стал испаряться: маленькие микроскопические льдинки отрывались от простыни и поднимались в небо. Эти льдинки были настолько маленькими, что глядя на сохнущую простынь, мы не заметили их полёта. Почему идёт снег? Много маленьких льдинок встречаются в небесной вышине. Там они собираются в снежную тучу. В туче снежинок настолько много, что они соединяются вместе по несколько штук. Из нескольких маленьких ледяных звёздочек получается большая снежинка, которая становится слишком тяжёлой и падает вниз. Так начинается снегопад. Для того чтобы образовалась большая снежная туча, не достаточно одной мокрой простыни. Много малюсеньких льдинок поднимаются в небо от замёрзшего озера, лужи или реки.
Там они собираются в большие снеговые тучи. Ветер может перенести такую тучу далеко. Например, туда, где нет мороза. Благодаря ветру снег может пойти даже в тех местах, где озёра и реки ещё не замёрзли. Как образуются снежинки? Вы видели когда-нибудь снежинку под микроскопом?
Почему в мороз снег скрипит под ногами: научное объяснение и физические причины
Благодаря ветру снег может пойти даже в тех местах, где озёра и реки ещё не замёрзли. Как образуются снежинки? Вы видели когда-нибудь снежинку под микроскопом? Она похожа на шестиконечную звезду. Каждый конец звёздочки состоит из белой ветки, на которой растут маленькие белые веточки. Эти ветки по-научному называют кристаллами. Они пересекаются в середине снежной звёзды. Каждая снежинка начинает расти из центра - с того места, где снежные веточки пересекаются. Рост снежинки похож на рост дерева: из центра вырастает шесть стволов, на каждом из которых начинают расти ветви. Звёздочки могут иметь разные веточки длинные или короткие, толстые или тонкие , но всегда в снежной звёздочке растёт только 6 больших веток. Когда замерзает вода в реке или луже, получается лёд.
Звёздочки во льду расположены плотно друг к другу. Когда замерзает туман или туча, звёздочки располагаются на некотором расстоянии друг от друга. Если звёздочек становится слишком много, они соединяются по несколько штук и падают вниз. Так снег высыпается из тучи и накрывает дороги, дома и поля. Падение снежинок взрослые называют снегопадом. Почему снег скрипит под ногами? Про такой снег говорят, что он «мокрый». Из мокрого снега легко лепить снежки и снежную бабу , строить «крепости». Из сухого снега не получается слепить снеговика, но зато он громко скрипит под ногами. Почему сухой снег скрипит?
Каждая снежинка похожа на маленькую звёздочку. Если мы наступаем на снег, веточки в ледяных снежинках ломаются. Так при разламывании многих снежинок образуется хруст и скрип. Снег скрипит при любом надавливании: если на него наступили; проехали на лыжах; прокатились на санках. Или тогда, когда его сильно укатали так происходит на горках, где снег укатывается и превращается в лёд. Когда снег скрипит очень громко? Снег может скрипеть громче или тише. Когда скрип снега становиться очень громким? Это происходит при сильном морозе. Снежинки становятся мягкими, на их ледяных веточках появляются капли воды, которая не даёт ледяным звёздочкам скрипеть.
Ученые проводят любопытные эксперименты с замержшей водой. Оказывается, вода нас слышит и реагирует по разному на ласковые и грубые слова. Именно об этом следующее видео. Дети умеют вопросами сильно озадачивать родителей и прочих взрослых: «Почему небо над нами синее?
Именно слой жидкой воды на поверхности кристаллов-снежинок и заглушает скрип при слабом морозе.
Кроме того, постоянно меняющийся водный слой на поверхности снежинок приводит к тому, что снежинки "слипаются". Свежевыпавший снег очень пушистый, у него слабые связи между кристаллами, а у слежавшегося снега эти связи гораздо прочнее, снежинки смерзаются между собой и их разрушение порождает немного другой звук - более низкий, похожий на шорох. Поэтому хруст слежавшегося снега слышен и при небольшом морозе.
Значит, моя гипотеза не подтвердилась. Чтобы узнать какой снег скрипит сильнее, провела несколько опытов. Я изготовила модель снега из бумаги. Нарезала бумагу на мелкие кусочки- «снежинки».
Когда сминала «снежинки», каждая из них шуршала и потрескивала. Можно смешать сахар и соль, результат будет такой же. Попробуем смочить соль. Звук изменился! Он тихий.
Так происходит потому, что при понижении температуры кристаллики становятся все более твердыми, а еще они легче ломаются. Есть и другая гипотеза — хруст возникает потому, что снежинки трутся друг о друга.
Но если мы возьмем в руки и сломаем одну снежинку, никакого звука мы не услышим. Он очень тихий, и никому на свете его не различить. Эффект хруста возникает лишь тогда, когда ломается сразу огромное количество ледяных кристалликов. Именно благодаря тому, что так много снежинок ломается одновременно, мы слышим этот звук. Если же температура поднимается, кристаллики начинают превращаться в воду, сломать их становится сложнее, и звук исчезает. Как рождается снег? Снег - это много красивых сверкающих снежинок, которые падают с высоты на землю.
Зимой к нам на сушу ветер гонит облака со стороны тёплых океанов и морей. Над землёй при охлаждении облаков в них образуются мелкие кристаллики, а на их поверхности оседают и охлаждаются новые частицы пара, которые превращаются в новые кристаллики льда. Этот шестиугольный кристаллик всё время растёт, развивается и, наконец, становится удивительно красивой снежинкой, которой мы любуемся во время снегопада. Почему снег белого цвета? Если мы посмотрим на снежинку, на эту маленькую звёздочку, через которую проходит солнечный луч , то мы заметим, что она бесцветна. Тогда почему снег белого цвета, если он состоит из снежинок? Потому что когда идёт снег, снежинки в беспорядке падают друг на друга, лежат однородной массой и становятся нерпозрачными, так как не могут полностью пропускать через себя солнечный луч.
А солнечный луч белого цвета, поэтому и снег мы видим ослепительно-белым. Почему в мороз снег скрипит под ногами? Дело в том, что каждая снежинка представляет собой небольшой кристалл. Когда ты наступаешь на снег, масса этих кристалликов сжимается, трётся друг о друга и ломается. Когда мороз небольшой, то при наступании на снег снежинки-кристаллики сжимаются, но при этом часть снежинок тает и превращается в воду. Вода становится своеобразной смазкой для остальных кристалликов, и они не скрипят.
Почему снег хрустит под ногами физика
Снежный покров состоит из множества снежинок, кристалликов льда. Когда мы наступаем на снег, воздух выдавливается, снежинки трутся и ломаются друг об друга, издавая при этом очень слабый, почти неуловимый "скрип". Но так как снежинок очень много, то эти едва звука сливаются в один более громкий, который мы и слышим, как уверенный скрип.
Снег является плохим проводником тепла. Когда мы ходим по снегу, наше тепло из ног передается на снежные кристаллы. Но из-за низкой теплопроводности снега, тепло не распространяется равномерно, и снежные кристаллы медленно нагреваются. В результате этого процесса между ногой и снегом образуется тонкий слой воды, который также снижает трение и вызывает скрип. Механические свойства. Снег является хрупким материалом.
При нагрузке снежные кристаллы могут легко разрушаться. При ходьбе по снегу мы наносим на него силу, которая вызывает разрушение кристаллов и их небольшое сдвигание. Именно этот процесс разрушения и перекатывания кристаллов придает снегу своеобразный звук скрипа. Итак, скрип снега при ходьбе вызывается вследствие его кристаллической структуры, низкой теплопроводности и механических свойств. Интересно отметить, что в зависимости от влажности, температуры и других факторов звук скрипа может меняться. Узнайте это сами, выйдя на прогулку и насладившись зимней атмосферой! Процесс образования льда на поверхности снега Когда температура воздуха опускается ниже нуля градусов Цельсия, снежные хлопья начинают скрывать внутри себя тепло и влагу, превращаясь в твердые кристаллы льда. Они покрывают поверхность снега и образуют ледяную корку, которая может иметь различную толщину.
Процесс образования льда происходит благодаря переходу влаги из газообразного состояния в твердое. Этот процесс называется сублимацией. Влага в воздухе, оседая на поверхности снега, замерзает и превращается в лед. Также на поверхности снега могут образовываться инеи — тонкие ледяные иглы, которые образуются из водяного пара, конденсирующегося на поверхности. Когда человек ступает на замерзший снег, ледяная корка под его ногами начинает рассыпаться и издавать характерный скрипящий звук. Это происходит потому, что при нагрузке на лед происходит трение между кристаллами льда. При трении кристаллы льда требуют энергии для перемещения друг относительно друга. Они разрываются и перемещаются, вызывая издаваемый звук.
Чем толще ледяная корка на поверхности снега, тем больше трения происходит и тем сильнее звучит скрип.
Когда мы наступаем на снежные хлопья, они сжимаются под давлением нашей ноги. В результате этого сжатия воздух, содержащийся внутри снега, начинает выделяться. Давление вызывает вытеснение воздуха из структуры снежных кристаллов, что приводит к трении между зернами снега. Этот процесс вызывает трение между зернами, и оно проявляется в звуке скрипа под ногами.
Фрикционные силы между зернами снега создают возникающий звук, который мы слышим. Сам звук скрипа может меняться в зависимости от различных факторов, таких как температура воздуха, влажность снега и его структура. Важно отметить, что это объяснение скрипа под ногами в мороз относится к сухому снегу, который имеет хорошую пористость и состоит из кристаллов, в которых содержится воздух. Влажный или компактный снег может не скрипеть так ярко, так как в них меньше воздуха или он закрыт для выделения из структуры. Влияние температуры на свойства снега Температура окружающей среды имеет значительное влияние на свойства снега.
При низких температурах снег приобретает хрупкость и легко раскалывается под ногами, издавая характерный скрип. Это происходит из-за замерзания воды внутри снежных кристаллов. При температуре около 0 градусов Цельсия между снежными кристаллами образуется плотная смесь снега и воды, называемая снежной массой. При движении по такой поверхности возникают трение и сдвиг снежных кристаллов, что приводит к характерному скрипу. Чем ниже температура, тем больше вода замерзает и тем сильнее становится хрупкость снега.
Температура От -1 до -8 градусов Цельсия Снег легко раскалывается под ногами, издавая скрип От -8 до -15 градусов Цельсия Снег становится еще более хрупким и легким, кристаллы перестают сцепляться От -15 градусов Цельсия и ниже Снег становится крошечным и плотным, при сжатии его объем значительно уменьшается Влияние температуры на свойства снега имеет практическую ценность в таких областях как спорт, строительство и сельское хозяйство. Знание свойств снега при разных температурах позволяет учесть его особенности при планировании и проведении различных мероприятий. Роль воздуха в скрипе снега Когда человек ступает на снег, он оказывает давление на поверхность снежного покрова. При этом, благодаря наличию воздуха внутри снежных кристаллов, происходит сжатие воздушных карманов внутри снега. Это приводит к разрыванию и трепанию кристаллов, в результате чего возникает характерный скрипящий звук.
Один из факторов, влияющих на то, насколько сильно будет скрипеть снег, — это его температура. На самом деле, скрип снега возникает только при определенных условиях: когда температура воздуха ниже нуля градусов Цельсия. При этой температуре вода замерзает и превращается в ледяные кристаллы, а воздух в них запирается, создавая условия для скрипа. Таким образом, роль воздуха в скрипе снега необходима для того, чтобы снег мог издавать характерные звуки при ходьбе или приложении давления на его поверхность. От температуры воздуха зависит интенсивность и частота скрипа снега, что делает этот зимний звук таким узнаваемым и неповторимым.
Под каким-либо давлением эти кристаллы с хрустом ломаются, а так как их очень много, то вы и слышите этот звук. Чем ниже температура воздуха, тем тверже становятся снежинки и тем громче скрип снега. Если мороз несильный, кристаллики скорее будут гнуться, а не ломаться, поэтому и нет громкого высокого хруста. При температуре ниже -8 градусов акустический спектр скрипа снега перемещается к высоким частотам, а при еще большем понижении температуры сила звука возрастает на один децибел. Теперь вы можете слышать режущие, повизгивающие звуки при ходьбе по снегу. Еще одна причина скрипа снега заключается в трении ледяных кристаллов друг о друга при перемещении их под вашими ногами.
Хрустящий снег: почему он скрипит под нашими ногами
чем холоднее на улице, тем снег сильнее скрипит. Скрип снега под ногами, который мы слышим при ходьбе, — это на самом деле звук ломающихся снежинок. ↪ Снег скрипит под ногами из-за трения кристаллов снега между собой при давлении, создаваемом ногами человека. Снег это кристаллы льда, когда на улице очень холодно и ты наступаешь на снег, они вместо того чтобы растаивать и склеиваться, сталкиваються друг с другом, создавая звук. Хрустящий снег: почему он скрипит под нашими ногами. Зимой, когда на улице мороз и выпадает снег, под ногами возникает звук скрипящего снега.