Какой шарик подскочет выше: стальной, стеклянный или резиновый?

Какой шарик подскочет выше: стальной, стеклянный или резиновый?

Правильный ответ: стеклянный. Стальные шарики – вторые по прыгучести, резиновые идут последними.

Когда шарик ударяется оземь, часть энергии его движения теряется при соприкосновении. Энергия либо поглощается поверхностью самого шарика (тот сжимается), либо выделяется в виде тепла. Иными словами, чем тверже и жестче шарик, тем меньше энергии он теряет (мягкие шарики сплющиваются).

Но это если поверхность жесткая. «Прыгучесть» – это не только отскакивание предмета, но и то, от чего он отскакивает. Уроните мраморный шарик или шарик от подшипника на мягкий песок – и ни тот ни другой не отскочат вовсе. Вся энергия уйдет в песок. Однако попробуйте бросить их о железную наковальню – и каждый из двух легко «перескачет» резиновый шарик, брошенный с той же высоты.

Научный термин для «прыгучести» того или иного объекта – его «коэффициент упругого восстановления», или КУВ. По сути, речь идет о шкале, измеряющей энергию, которую материал теряет при ударе. Градация шкалы от 0 (когда теряется вся энергия) до 1 (когда энергия не теряется). Эбонит (твердый каучук) имеет КУВ = 0,8, а коэффициент восстановления того же шарика из стекла может достигать 0,95.

Опять же, все это при условии, что при ударе стеклянный шарик не разобьется. Поразительно, но никто до сих пор не знает, как и почему стекло бьется. Прошедшая в 2005 г. Третья международная конференция по деформации и разрушению усовершенствованных стекол, с участием величайших умов со всех концов света, так и не смогла прийти к единому мнению.

Многие из уникальных свойств стекла – это результат того, что стекло является не обычным, а аморфным (или «бесформенным») твердым телом. Расплавленное стекло затвердевает настолько быстро, что его молекулы просто не успевают «улечься» в правильную кристаллическую решетку. Все потому, что стекло содержит небольшие количества соды (карбонат натрия) и негашеной извести (оксид кальция), которые вмешиваются в регулярную структуру кремнезема (двуокись кремния) по мере охлаждения. Без этих добавок кремнезем остывал бы гораздо медленней. И формировал бы химически чистый и правильный – но куда менее полезный – кварц.

Кое-кто из ученых считает, что если подождать подольше – скажем, несколько миллиардов лет, – молекулы стекла все-таки образуют подлинное твердое тело.

Но пока они точно автомобили в дорожной пробке: им вроде и хочется встать, как все, в упорядоченный поток, да вот беда – на пути уже вылез кто-нибудь из соседей. А видимый итог этого кажущегося хаоса – прозрачное, гладкое, загадочное стекло.