Интерактивная научная площадка в парке «Белые ночи» — место, где законы физики и математики можно увидеть в действии. Это демонстрируют маятники и крутящиеся элементы. Правда, об этом известно не всем. 

Редакция попросила учителя физики школы №3 В.В.Сагитову показать на интерактивных конструкциях, как действуют законы, и рассказать, как их использует человек.

Гиперболоид вращения

Внутри металлического каркаса находится пластина с изогнутой прорезью, рядом закреплён прямой стержень. Кажется, что провести его через изгиб, не сгибая, невозможно.

— Как вы думаете, сможет стержень пройти через эту прорезь? — спрашивает Виктория Васильевна.

— Только если его согнуть, — отвечают дети.

Стержень закреплён на шарнире, поэтому может одновременно поворачиваться и менять положение. Участник приводит механизм в движение, и прямая деталь проходит через изогнутую прорезь.

— Значение имеет не только форма стержня, но и траектория его движения, — объясняет учитель.

При вращении прямой линии вокруг вертикальной оси возникает воображаемая поверхность, очертания которой повторяет прорезь. Она называется гиперболоидом вращения. У однополостного гиперболоида середина сужена, а верхняя и нижняя части расширяются.

Необычное свойство этой фигуры заключается в том, что её поверхность можно образовать прямыми линиями. Поэтому из прямых балок собирают прочные пространственные конструкции с изогнутым силуэтом.

Известные примеры — башни инженера Владимира Шухова. Металлическая сетка из прямых элементов образует гиперболоидную поверхность, обеспечивая прочность и устойчивость при сравнительно небольшом расходе материала.

По такому же принципу строят башни, опоры, градирни, мачты и другие сооружения. Как указано на табличке, гиперболоидные формы применяют и при создании ёмкостей для хранения нефти.

Установка показывает: то, что кажется невозможным на плоском рисунке, становится возможным в трёхмерном пространстве.