Играем в мяч с друзьями, катаемся на велосипеде, летим на самолёте, моем руки горячей водой – совершая обычные для нас действия, мы даже не задумываемся, что используем законы физики и математики.

Предлагаем книги, которые познакомят вас с науками – физикой и математикой. Но это знакомство будет намного интереснее и проще, чем на уроках. Например, когда человек чихает, то скорость выдыхаемого воздуха составляет 160 километров в час. И всего четыре часа понадобится, чтобы облететь Землю со скоростью звука. Об этом и многом другом читайте в сериях «Первые книжки о науке» и «Эксперименты для детей».

Стюарт, Колин. Физика: звук, свет и космос : [для младшего школьного возраста] / Колин Стюарт ; художник Симо Абадиа ; [перевод с английского Сергеева А. Г.]. – Москва : АСТ, Времена, 2020. – 77, [1] с. : цв. ил. ; 29 см. – (Первые книжки о науке).

Науку об окружающем нас мире, законах природы, энергии, материи изучают не только на уроках физики. Мы постоянно используем её, сами того не замечая.

Слышали, как непоседливого шалуна называют «энергичный ребёнок»? Именно энергия создаёт движение. Энергия бывает разных видов.

Когда сидите, почти не двигаясь, на уроке, в ожидании перемены, во время которой будете быстро перемещаться по коридору или классу, – это энергия. Или, например, спортсмен-бегун – на старте он находится в режиме ожидания, как вы на уроке. И вы, и спортсмен в этот момент обладаете энергией, которая называется потенциальной.

Какой энергией обладает физическое тело, когда человек бегает, катается на велосипеде, просто идёт? Ответ в учебнике физики или в книге «Физика: звук, свет и космос». И для проверки: представьте, что едете в автобусе. У вас и у автобуса будет один вид энергии или разный?

Свет – это тоже энергия. Как и воздух, его нельзя взять в руку. Он состоит из очень маленьких частиц – фотонов. Они никогда не стоят на месте, а движутся с невероятной скоростью. Триста тысяч километров в секунду – это примерно в миллион раз быстрее звука. Всего за одну секунду свет мог бы облететь вокруг нашей планеты семь с половиной раз.

Что такое звук? Это вибрация воздуха с различной частотой. Чем чаще вибрация, тем громче звук. «Звуковая колонка играет музыку за счёт мембраны, которая колеблется взад и вперёд. Она заставляет колебаться соседние молекулы воздуха. Затем начинают колебаться соседи этих молекул, а потом и соседи соседей, и вот уже молекулы воздуха пританцовывают вблизи твоего уха. Так что звук передаётся по воздуху как волна. Эти волны в миллион раз медленнее света – вот почему молнию всегда видно раньше, чем слышен гром». 

А вот в космосе нет никаких звуков, потому что там нет воздуха. В космическом пространстве абсолютная тишина. Человеку и на Земле удалось создать такое место, где «всё, что ты сможешь там услышать, – это звуки внутри твоего тела, которые обычно заглушаются окружающим миром». Что это за место, где оно находится, и для чего оно было создано?

Почему радугу можно увидеть, только когда солнечный свет падает на капли воды, почему небо голубое и существует ли невидимые лучи света? Что такое звуковой барьер и что за «бульк» услышали учёные в Тихом океане?

Алтарриба, Эдуард. Как все работает? : [для среднего школьного возраста] / Эдуард Алтарриба, Йоханнес Хирн и Вероника Санс ; [перевод с английского Ткачёвой А. А.]. –Москва : АСТ, Аванта, 2020. – 47, [1] с. : цв. ил. ; 27 см. – (Первые книжки о науке).

Продолжим знакомиться с физической величиной – энергией – и её видами.

Энергия никогда не остаётся в одном виде. Она преобразуется в другой вид, переносится из одного места или объекта в другой. Количество энергии всегда зависит от источника. Человечество использует возобновляемые источники энергии (ветер, вода, Солнце, морские волны, геотермальное тепло) и невозобновляемые (нефть, газ, уголь). 

Самая известная энергия – солнечная. В виде тепла и света она даёт жизнь всему на Земле. «Солнечная энергия считается возобновляемой, потому что она, с точки зрения человека, неисчерпаема. Пока Солнце светит, оно будет посылать большое количество энергии на Землю. Оно будет светить независимо от того, сколько солнечной энергии мы использовали вчера».

Ещё в древние времена человек научился использовать силу ветра и воды. Мельницы, работающие от ветра или воды, помогали людям перемалывать зерно в муку. Сейчас ветрогенераторы и электростанции, стоящие на водных плотинах, вырабатывают электричество.

Тепловая энергия – это внутренняя энергия объекта. Чем быстрее движутся частицы внутри него, тем выше температура. Пример – горячий пар геотермальных источников.

Электрическую энергию человек «приручил» не так давно. Всего сто сорок лет назад Томасом Эдисоном была создана первая электростанция. Для получения электрической энергии использовался паровой двигатель. С тех пор потребление электричества выросло во много раз. Появились новые источники и способы производства энергии.

Где берёт энергию человек, сколько энергии необходимо для исследования космоса, почему ископаемые виды топлива не пополняются? Ответы на непростые вопросы найдёте в книге «Как всё работает?»

Стюарт, Колин. Математика: язык Вселенной : [для младшего школьного возраста] / Колин Стюарт ; художник Симо Абадиа ; [перевод с английского Сергеева А. Г.]. – Москва : АСТ, Аванта, 2020. – 77, [1] с. :цв. ил. ; 29 см. – (Первые книжки о науке).

Знаете, как давно люди научились считать? В прошлом веке археологи обнаружили в Африке кость бабуина (обезьяны), на которой были вырезаны 29 меток. Столько дней в лунном месяце. Возраст кости сорок миллионов лет. Так давно человек использует науку чисел.

Замечали, что чешуйки сосновой шишки закручены спиралями? Посчитайте количество спиралей, закрученных по часовой стрелке и против. Также можно поэкспериментировать на ананасе, подсолнухе. У вас должны получиться 21 спираль по часовой стрелке и 34 против (или 34 и 55). Эти пары чисел «волшебные». «Они входят в одну из самых знаменитых математических последовательностей – последовательность Фибоначчи».

Математик Леонардо Пизанский, по прозвищу Фибоначчи, жил в Италии восемь столетий назад. Науку чисел он изучал в Индии, Сирии, Египте и затем написал несколько математических трудов.

Что же такое последовательность Фибоначчи? «Для построения числового ряда нужно начать с чисел 1 и 1, а потом раз за разом складывать два последних числа. В первый раз сумма будет равна 2 (1+1), затем – 3 (1+2), далее – 5 (2+3). Продолжая в том же духе, ты получишь: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 и так далее». Как видите, это совсем не трудно. Посчитайте лепестки у ромашки – они тоже растут согласно этой математической последовательности.

В природе всё подчиняется математике. Окрас зебры является математической идеей замощения – это повторяющийся узор из фигур. «Благодаря их отчётливым белым и чёрным полосам голодному льву сложнее выделить отдельное животное на фоне стада».

Муравьи, прежде чем приступить к постройке нового муравейника, измеряют площадь подходящей по размеру ямки. Как и чем? Ведь рулетки у них нет. Они используют геометрию! Вот это создания, с мозгом в миллион раз меньше человеческого!

Что такое время? Почему оно движется только в одном направлении? Почему планеты не сходят со своих орбит, как измеряют расстояния между звёздами? И почему математику называют языком Вселенной?

Кривеллини, Маттиа. Свет и цвет : эксперименты для детей / М. Кривеллини, В. Бараттини, Ф. Горини ; перевод с английского С. Г. Чернецова-Рождественского ; иллюстрации Р. Трионфетти. – Москва : РОСМЭН, 2021. – 48 с. : цв. ил. ; 26 см. – (Эксперименты для детей).

Пора применить полученные знания на практике. С помощью этой книги вы с друзьями можете провести научные опыты со светом, чтобы подтвердить или опровергнуть какое-либо открытие.

В семнадцатом веке английский физик Исаак Ньютон открыл дисперсию света – если пропустить солнечный свет через стеклянную призму, то можно увидеть, что он состоит из семи цветов: красного, оранжевого, жёлтого, зелёного, голубого, синего и фиолетового. В природе это явление встречается в радуге. Капельки дождя работают как маленькие призмы и преломляют лучи солнца.

Создайте радугу в воде, для этого понадобятся: фонарик, глубокая тарелка, вода, белый картон и небольшое зеркало. Ход эксперимента описан в книге.

Существует специальный оптический прибор для визуального наблюдения за спектром, и называется он спектроскоп. Через него можно увидеть, как солнечный свет разделяется на цвета. В книге дана инструкция, как самому дома собрать такой прибор.

У любого освещённого непрозрачного предмета есть тень, потому что свет останавливается на нём и дальше не проходит. Если луч света будет точно направленным на предмет, то тень получится с чёткими очертаниями. А если осветить рассеянным лучом, то тень будет размытая. Для подтверждения этой теории понадобятся фонарик и настольная лампа. Из картона вырежи любую фигуру (например, ракету) и прикрепи её к деревянной шпажке. Освети фигуру, расположенную между стеной и источником света, сначала фонариком, затем настольной лампой. Перемещай ракету то к стене, то к свету.

При встрече с препятствием свет либо отражается, либо поглощается предметом. Как думаете, каким должен быть предмет, чтобы свет не отразился?

Что такое лазер и возможно ли его сделать в домашних условиях? Почему под водой всё видится большим? Как появляются миражи?

Проводи исследования, снимай видео и показывай друзьям свои научные эксперименты. 

Изучать науки совсем не скучно, важно, чтобы вам это было интересно. Вокруг ещё много непонятного и непознанного. Приходи в библиотеку, у нас много познавательной литературы.

Для юных учёных, увлекающихся физикой и химией

4D-энциклопедии с дополненной реальностью

Вспоминала физику и экспериментировала
Елена Коврова,
главный библиотекарь
функциональной группы комплектования и обработки
Центральной городской библиотеки