«10 литров на 100 км» и квадратный миллиметр или странности анализа размерностей⁠⁠

Задумывались ли вы когда-нибудь, каков физический смысл величины расхода топлива автомобиля? Это та величина, которая «10 литров на 100 км». С точки зрения обыденной жизни её смысл интуитивно понятен. Она характеризует прожорливость вашего железного коня и позволяет оценить его экономичность. Но каков физический смысл этой величины?

Чтобы понять, к чему я клоню, давайте, во-первых, определим в каких единицах она измеряется. Литр — это единица объёма, в СИ объём измеряется в кубических метрах (м3). Километр — это единица длины, которая измеряется в СИ в метрах. Расход топлива — это объём топлива, делённый на пройденный путь, таким образом, если мы поделим объём на длину, то получим площадь, измеряемую в м2!

Уже само то, что расход топлива измеряется в единицах площади вводит поначалу в тупик. Можно оценить, чему равна эта площадь для характерных значений расхода топлива. Например, если машина тратит 10 л на 100 км, то расход бензина равен 0,1 мм2 (квадратный миллиметр). Это очень маленькая площадь, равная приблизительно размеру одного-двух пикселей на экране монитора.

Чтобы определить физический смысл величины расхода топлива автомобиля, нам теперь требуется понять, какой же смысл имеет полученная площадь. Можно, конечно, возразить, что делить бензин на асфальт некорректно, но это не совсем так. Оказывается, полученная площадь имеет совершенно чёткий смысл. Если мы возьмём весь израсходованный бензин и соберём его в тонкий цилиндр длиной от начального пункта движения до конечного, то площадь поперечного сечения этого цилиндра как раз и будет равна 0,1 мм2! Картинка ниже поясняет это.

«10 литров на 100 км» и квадратный миллиметр или странности анализа размерностей Наука, Расход топлива, Физический смысл, Физика

Честно признаться, меня иногда поражает, куда может привести нас анализ размерностей.

Идея: Randall Munroe

Текст: physħ

Наука | Научпоп

7.7K постов78.6K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.

Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.

Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.

Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.