9–10 класи

ВИНАХОДИ І ВІДКРИТТЯ В НАУЦІ І ТЕХНІЦІ

1. Д. Про ядерні боєприпаси.

Один із видів зброї масового ураження – це ядерна зброя. На відміну від звичайної

зброї, вона має руйнівну дію за рахунок ядерної, а не механічної чи хімічної енергії. За

руйнівною потужністю вибухової хвилі одиниця ядерної зброї може перевершити тисячі

звичайних бомб і артилерійських снарядів. Крім того, ядерний вибух чинить на все живе

згубну теплову і радіаційну дію.

Сьогодні до країн, які володіють ядерною зброєю відносяться: офіційно визнані

ядерні держави (Росія, США, Китай, Великобританія і Франція), держави, які створюють і

випробовують ядерну зброю (Індия, Пакистан і, можливо, Північна Корея), а также

Ізраїль, який має ядерну зброю, але офіційно про це не заявляє. В Європі ядерні

боєприпаси зберігаються на базах ВВС США в Італії, Бельгії, Німеччині та Нідерландах.

2. А. Вічного двигуна.

Вічний двигун (лат. Perpetuum Mobile) – пристрій, який запущеним один раз і працює

постійно, не вимагаючи додаткового надходження енергії. Така ідея вступає у протиріччя

із законами термодинаміки. Реальні двигуни потребують постійного надходження енергії,

жодна теплова машина не може перетворювати все тепло в корисну роботу.

На малюнку показана одна з найдавніших конструкцій вічного двигуна. Це – зубчате

колесо, в заглибленнях якого прикріплені на шарнірах тягарці, що відкидаються.

Геометрія зубців така, що тягарці в лівій частині колеса розташовані ближче до осі, ніж у

правій. За задумом автора, це повинно приводити колесо в постійне обертання. Під час

обертання тягарці справа мають більшу обертальну здатність, розкручують всю систему і

за інерцією піднімаються вгору.

Однак, якщо таке колесо виготовити, воно не зрушиться з місця. Хоч справа тягарці

мають “довші важелі”, зліва їх більше, тому моменти сил справа і зліва однакові.

Одна з найдревніших конструкцій вічного двигуна

А ось ще один двигун. Автор вирішив скористатися законом Архімеда. Відомо, що

тіла, густина яких менша за густину води, спливають на поверхню. Тому автор

розташував на ланцюзі поплавки, і праву половину помістив у воду. Він вважав, що вода

буде їх виштовхувати на поверхню, а ланцюг з колесами, таким чином, безперервно

обертатиметься.

Конструкція вічного двигуна, що ґрунтується на законі Архімеда

З’ясуємо, що відбуватиметься насправді. Уявімо, що всі поплавки оточені

тореподібною трубою з квадратним перерізом. Не беремо до уваги силу тяжіння, колеса,

ланцюг. Знехтуємо повітрям і водою, що не потрапляють у вибраний нами тор, бо вони не

беруть участі у процесі. Відразу зрозуміло, що повітряним проміжкам між поплавками

зліва відповідають проміжки води справа. Очевидно, що ланцюг поплавків

обертатиметься проти годинникової стрілки, якщо замість води буде використано щось

легше за повітря, наприклад – вакуум. Але технічно реалізувати це неможливо, бо в цьому

випадку вакуум “втікатиме”, коли поплавок підніметься до поверхні води. У

запропонованому варіанті з водою переважить вода. Колесо обернеться за годинниковою

стрілкою, вода порціями виливається з башти, і такий вічний двигун працюватиме лише

при постійному потоці води. Але це вже давно реалізовано у водяному млині та ГЕС. Такі

споруди використовують енергію води і не можуть називатись вічними двигунами.

Поміркуй, чому зображені на цих малюнках “вічні двигуни” не працюватимуть.

У 1775 році Паризька академія наук прийняла рішення не розглядати заявки на

патентування вічного двигуна через неможливість їх створення. Американське патентне

відомство не видає патентів на Рerpetuum Мobile уже більше ста років. У Міжнародній

патентній класифікації зберігаються розділи для гідродинамічних і електродинамічних

вічних двигунів, оскільки патентні відомства багатьох країн розглядають заявки на їх

винайдення – лише з точки зору нових ідей, а не фізичної реалізації.

3. Д. Титан.

Дане поняття має декілька значень.

Титан – 22-й хімічний елемент, метал

Титани – боги в давньогрецькій міфології (Атлас, Океан, Кей, Кріос, Гіперіон,

Япет, Кронос, Тефіда, Тейя, Рея, Феміда, Мнемозіна, Феба).

Титан – супутник планети Сатурн.

«Титан» – роман Теодора Драйзера.

Титан – серія американських ракет-носіїв.

Титан – (перен.) людина виняткового розуму й таланту.

Титан – великий нагрівач для води

Титан – загальна назва гігантських бойових роботів під командуванням Адептус

Механікус у вигаданому всесвіті Warhammer 40000.

4. Г. Для розчинення золота.

У середні віки алхіміки користувалися своєрідною мовою для опису своїх досліджень і

відкриттів. Рідини вони називали „аква” (лат. aqua – вода). Звідси – акваріум, акведук,

акваторія, акванавт, акваланг (від лат. aqua і англ. lung – легені). До приставки “аква”

додавали якесь образне визначення. Коли шляхом перегонки вина навчилися отримувати

спирт, його розчин достатньо високої концентрації, який здатен горіти, назвали „аква

арденс” (лат. aqua ardens) – вогняна вода. Розчин, який містить ще більше спирту,

називали „аква віте” (лат. aqua vitae) – жива вода, можливо через те, що тим, хто вип’є

таку „воду” здавалося, ніби починається нове життя. У XIII ст. алхіміки відкрили сильні

мінеральні кислоти. Це стало поворотним етапом у розвитку хімії – кислоти розчиняли

багато нерозчинних у воді речовин. Найсильнішою, відомою з античних часів, є оцтова

кислота, відкриті мінеральні кислоти виявились у багато разів сильніші, що давало змолу

здійснити нові хімічні реакції і процеси.

Азотну кислоту називали «аква фортіс» (лат. aqua fortis) – сильна, міцна вода

(горілка), тому що вона роз’їдала майже все, у тому числі відомі на той час метали, за

винятком золота. Трьома століттями пізніше відкрили соляну кислоту. Виявилося, що

суміш азотної і соляної кислот діє ще сильніше, і в ній розчиняється навіть золото (соляна

кислота, реагуючи з азотною, вивільняє хлор, що призводить до позеленіння розчину, а

вільний хлор атакує золото). Оскільки золото – цар металів, то і рідина, яка розчиняє

його, повинна бути царською рідиною, тому її назвали “аква регіт” (лат. aqua regia) –

царська горілка (правильніше було назвати „царська вода”). Алхімічні назви не

збереглися до наших днів, але досі суміш азотної і соляної кислот у співвідношенні 1 до 3

називають „царською горілкою”.

5. Б. Показувала час.

В давнину годинники виготовляли зі звичайних свічок. На них наносили мітки, що

відповідали певним проміжкам часу. Іноді такими свічками вимірювали довжину шляху.

Величезні свічки, метрової довжини, повільно тліли протягом тривалого часу.

Подорожуючі говорили, що вони прибудуть в інше місто, коли згорить три свічки, а щоб

доїхати до сусіднього села, достатньо однієї свічки.

Свічки з поділками

В Китаї годинник мав вигляд свічки, виготовленої зі спеціального сорту дерева,

розтертого в порошок. Порошок змішували з пахощами, з цієї маси розкачували палички

різної форми (найчастіше – спіралі). Цей склад забезпечував рівномірність горіння.

Палички могли горіти місяцями, не потребуючи ніякого обслуговування.

Давній китайський годинник-свічка

Китайські годинники-свічки використовували і як будильники. Для цього в певних

місцях палички підвішували металеві кульки, при згоранні свічки вони падали у

фарфорову тарілку, створюючи голосний дзвін. У Китаї широко використовували свічки зі

шкалою: згорання свічки між поділками відповідало певному проміжку часу. У ґніт

додавали пахучі трави, кожну годину свічка пахла по-іншому. Такі годинники

використовують навіть зараз під час чайних церемоній.

6. А. Обсидіану.

У горах Закавказзя є цікаве озеро – Гокча. Поблизу цієї водойми можна знайти дивне

каміння, подібне на уламки скла, з блискучими гострими краями. Це – вулканічне скло

(обсидіан), викинуте вулканом разом із лавою на поверхню землі. Палаючі надра Землі

розігріли і перемішали різні речовини, сплавили їх і виплеснули назовні.

Озеро Гокча

Обсидіан – природний матеріал, який широко використовували у побуті, як знаряддя

праці, і як частину зброї (ножів, наконечників, стріл). Ацтеки використовували

обсидіанові ножі у ритуалах жертвоприношення.

Вулканічне скло

Природне скло – аморфна речовина, яка має особливу структуру. Перші в історії

медичні та хірургічні інструменти, виготовлені з природного скла, вирізнялися

надзвичайною гостротою. Обсидіановий скальпель можна заточувати до молекулярного

рівня, він не ржавіє, за здатністю до заточування металічний скальпель поступається

скляному й досі. Ці переваги є важливими у мікрохірургії. Водночас скло – надто крихке,

це його недолік, якщо йдеться про виготовлення міцних і надійних інструментів.

Обсидіановий скальпель

Вулканічне скло – велика рідкість, і з нього не можна виготовити багато корисних

речей. Тому люди навчилися виготовляти скло у маленькому штучному вулкані –

склоплавильній печі. Більше ти можеш дізнатися зі статті Дарії Біди „Історія скла”,

журнал „КОЛОСОК”, № 2/2010.

7. В. 1, 3, 6 (Похила площина, блок, важіль).

Уже в глибокій давнині людина використовувати прості механізми для піднімання

вантажів: важіль, коловорот і похилу площину. Пізніше до них додалися ще блок і гвинт.

Ці нескладні пристосування дозволяли багатократно збільшувати м’язові зусилля людини

і впоратися з такими тягарями, які за інших обставин були не підйомними.

Незважаючи на свою примітивність, прості механізми багаторазово розширювали

можливості людини. Щоб переконатися у цьому, достатньо згадати про гігантські споруди

давніх єгиптян. Піраміда Хеопса має висоту 146 м. Підраховано, що для її спорудження

знадобилося 23 300 000 кам’яних брил, кожна має масу в середньому 2,5 тонн. Однак і це

не межа – під час будівництва храмів єгиптяни транспортували, піднімали і

встановлювали обеліски та статуї, масою у десятки й сотні тонн!

Піраміда Хеопса, Єгипет

Які ж механізми використовували давні будівельники для того, щоб підняти на значну

висоту гігантські брили і статуї? Виявляється, все можна зробити за допомогою простих

пристроїв – блока, важеля і похилої площини. Статуї та кам’яні брили перетягували на

масивних візках, які тягнула величезна кількість людей. Під них підкладалися катки. Для

подолання перешкод візки підіймали за допомогою важеля. Важелями слугували стесані

колоди, опорою – спеціально виготовлені клини різного розміру. Головним підіймальним

засобом єгиптян була похила площина – рампа. Її боки і перегородки будували з цегли;

пустоти заповнювали очеретом і гілками. Рампа мала незначний кут нахилу – 5 чи 6

градусів.

Для підіймання довгих кам’яних брил і статуй використовували важіль.

Рухомий блок

Однак підняти за допомогою блока величезні камені-обеліски масою до 300 тонн і

гігантські статуї царів понад 1 000 тонн було неможливо. Для встановлення таких статуй і

обелісків проводили значну підготовчу роботу. В якості підіймального пристосування

знову використовувалася рампа. Перш за все з обох боків п’єдесталу зводили кам’яні

стіни. До однієї з них добудовували похилу площину, висотою трохи меншою, ніж висота

обеліска. Всі чотири стіни рампи утворювали цегляний колодязь. В одній з його стін на

рівні землі робили наскрізний коридор. Увесь простір усередині засипали піском. Після

цього вздовж похилої площині затягували основою вперед обеліск. Через коридор у стіні

виносили пісок, і обеліск під власною вагою плавно опускався на п’єдестал, поступово

приймаючи вертикальне положення. Стіну і рампу розбирали.

8. Д. Порох, калійну.

Сучасні дослідження показують, що китайці та індуси знали про порох за півтори

тисячі років до Різдва Христового. Головний компонент пороху – калійна (індійська)

селітра в стародавньому Китаї була у достатній кількості, її часто використовували

замість солі. Природно, що китайські алхіміки не позбавили уваги цю речовину.

Змішавши її з сіркою і деревним вугіллям, східні умільці отримали дивну речовину,

процес згоряння якої супроводжувався звуком і білим димком. Це був порох, вибухові

властивості якого китайські піротехніки використали спочатку для розважальних і

сигнальних цілей, а згодом – і для військових. З Китаю секрет виготовлення пороху

перекочував до арабів (в Персію), звідти – до Візантії, а потім поширився на решту

території Європи.

Сучасний порох – тверда вибухова суміш, що складається з численних

компонентів, здатних горіти без кисню і виділяти газоподібні продукти. Використовується

для метання твердих військових об'єктів різних розмірів та ваги.

9. Б. Сільські глини (правильна відповідь).

УВАГА! Складаючи запитання, автор користувався статистичними даними

ООН на кінець XX століття. Сьогодні на планеті переважає міське населення. Тому ЦЕ

ЗАПИТАННЯ ТАКОЖ ЗАРАХОВАНЕ ВСІМ УЧАСНИКАМ, ЯКІ ВИБРАЛИ ВІДПОВІДІ

Г. Міські глини та Д. Глиняне місто.

1) Фаянс (французьке faience, від назви італійського міста Фаєнца, де вперше

розпочали виробляти фаянс), зазвичай білий дрібнопористий керамічний матеріал, який

глазурують. Розрізняють художньо-декоративні, господарсько-побутові та будівельні

(облицювальні плитки) фаянсові вироби. Сировиною для виробництва фаянсу є білі глини

(каолін) і кварц, у деякі види фаянсу додають польовий шпат, крейду, доломіт, тальк, та

інші компоненти.

З IV-V століть фаянс виробляли в Китаї, а з XI-XIII – у Японії. У Європі фаянс

почали виготовляти у Франції (місто Сен-Поршер) близько 1525-1565 рр. В Росії

виробництво фаянсу вперше було налагоджено у 1709 році (фабрика А. К. Гребенщикова),

з 1809 року вироби із фаянсу виробляли у селі Домкіно, а з 1839 року – у селі Кузнєцово

Тверської губернії (нині – Конаківський завод).

Глинистий фаянс містить 75-85% глинистого компонента, 15-25% кварцу; вапняний

– 35-55% глини, З0-45% кварцу і 5-20% крейди або доломіту; фаянс змішаного типу – 35-

60% глини, 30-48% кварцу, 1-5% польового шпату і 5-8% крейди або доломіту.

Художньо-декоративний і господарський фаянс виготовляють аналогічно фарфору.

Після формування фаянс висушують і обпалюють в тунельних печах при 1200-1800 °C,

глазурують і знову обпалюють при температурах 1050-1150 °C. Фаянс зазвичай

розписують, наносячи малюнок на виріб до або після глазурування; малюнки, виконані

глазурованими фарбами, закріплюють третім випаленням при температурах 700-900 °C.

Облицювальну плитку виробляють так: подрібнені вологим способом і змішані

сировинні компоненти висушують в розпилювальних сушарках до вологості 8-10%,

пресують і двічі обпалюють у швидкісних роликових печах при 1000-1050 °C.

Глазурування білою або кольоровою легкоплавкою глазур’ю здійснюють при

температурах до 1150 °C.

2) За характером розселення населення світу поділяють на міське та сільське.

Сільське населення виникло з розвитком землеробства. Сільських населених пунктів

налічується 15-20 млн. Вони різні за розміром, формою, спеціалізацією господарства.

Впродовж XX століття чисельність міського населення зросла від 220 млн. людей до 2276

млн. людей, а частка жителів міст зросла від 14% до 45 %. При цьому частка сільського

населення впала відповідно з 86% до 55 %.

За 10 років нового століття чисельність міського населення значно зросла, і на

сьогоднішній день на планеті переважає міське населення.

Докладніше про життя і творчість Б. Паліссі можна дізнатися на сторінках

журналу „Колосок” № 1 за 2010 рік у статті Дарії Біди „Книга неба і Землі”.

П’ятнадцять років знадобилося Бернару Паліссі для того, щоб створити знамениту

крапчасту емаль, що нагадувала мармур із різнокольоровими вкрапленнями. У 1550-х

роках Паліссі відкрив особливий спосіб декорування фаянсу і назвав його „сільські глини”

– великі неглибокі фаянсові овальні тарелі з широкими прямими краями, прикрашені

мотивами живої природи. Поступово його вироби перетворилися на високохудожні

витвори мистецтва. Він прикрашав посуд дрібними тваринами, комахами, зміями, рибами

натуральних розмірів.

Овальна таріль. 1560 Керамічна таріль. 1570

Вражають кольори: насичені, природні, гармонійні; відтінки зеленого і коричневого

острівка змінюються яскраво-синіми і бірюзово-зеленими відтінками води.

Унаслідок тривалих пошуків Паліссі вдалося отримати „яшмову емаль”, яка вражає

прозорістю і глибиною відтінків. Переважають голубі, зелені та пурпурово-коричневі

кольори. Особливо різноманітні голубі та зелені відтінки – від сіруватих до смарагдових.

Більше про секрети Бернара Паліссі та його майстерність ти можеш прочитати у

статті Дарії Біди „Книга неба і Землі”, журнал „КОЛОСОК”, № 1/2010.

10. А. 1, 3

Задача про положення центра мас рухомого тіла викликала великий інтерес у

Леонардо. На малюнку зображена стріла, випущена з арбалета вертикально вверх древком

вперед. З малюнку видно, що Леонардо здогадувався: центр мас стріли рухається вздовж

прямолінійної траєкторії, а стріла обертається навколо центра мас, траєкторія якого

співпадає з лінією, вздовж якої рухалась би стріла, випущена правильно. Очевидно, цей

малюнок – одна з перших спроб застосувати у динаміці поняття центра мас. Таке

дослідження – крок уперед на шляху до спроб Ньютона розглядати рух центру мас планет

Сонячної системи. Формулюючи це запитання, автори сподівались на те, учасники уважно

розглянуть малюнок, з якого очевидна правильна відповідь.

ПАТЕНТИ ПРИРОДИ

11. В. Фотосинтез.

Фотосинтез – утворення живими рослинними клітинами органічних речовин (цукору і

крохмалю) із неорганічних (з СО2 та води) за допомогою енергії світла, яке поглинають

пігменти рослин. У всіх наземних рослин і в більшості водяних у процесі фотосинтезу

виділяється кисень.

Загальна схема фотосинтезу

Клемент Тімірязєв встановив, що фотосинтез здійснюється відповідно до закону

збереження енергії, інтенсивність фотосинтезу тісно пов’язана з інтенсивністю світла.

Тімірязєв висловив думку, що хлорофіл не тільки фізично, а й хімічно бере участь у

фотосинтезі, передбачивши тим самим розвиток сучасної науки. Дослідження

енергетичних закономірностей фотосинтезу мало важливе значення в обґрунтуванні

вчення про єдність і зв’язок живої і неживої матерії в процесі кругообігу речовин і енергії

в природі. Читай статтю Дарії Біди “Гулівер в країні мрійників”, “КОЛОСОК” №3,

2010.

12. В. Мух-дзюрчалок.

Міметизм (від грецького – наслідування) – подібність тварин одного виду (переважно

їстівних і неозброєних) до тварин іншого виду, що мають певні захисні пристосування.

Міметизм є окремим видом мімікрії. Він допомагає захиститися лише від тих тварин, які

мають добру пам’ять і здатні навчатися, переважно – від хребетних.

Один із видів міметизму передбачає подібність їстівних видів тварин на неїстівних.

Наприклад, метелик осовидка схожий на осу, джмелевидки – на джмеля Семенова.

Південноамериканські метелики білани Dismorphia astynome і Perrhybris pyrrha схожі на

яскраво забарвлених метеликів геліконід, які мають неприємні смак та запах. Саме

досліджуючи цих метеликів уперше познайомилися з явищем мімікрії. Багато мух-

дзюрчалок за зовнішнім виглядом схожі на бджіл, джмелів та ос. У мух паралельно

виробилося й таке пристосування, як наслідування дзижчання перетинчастокрилих комах.

Якщо б людина так нахабно використовували чужу ідею щодо маскуванням, ми б

звинуватили їх у плагіаті (викраденні чужого інтелектуального надбання).

Метелик скловидка тополева велика

Муха дзюрчалка

Більше ти можеш дізнатися зі статті Ірини Пісулінської „Для тих, хто має добру

пам’ять”, журнал „КОЛОСОК”, № 2/2009.

13. Д. Жук-бомбардир.

Див. відповідь на запитання № 14 для 3–4 класів.

14. Г. Лак.

Галузь хімічної промисловості, яка виробляє лаки, називають лакофарбовою.

Сьогодні вона виробляє багато синтетичних лаків і фарб, хоча традиційний спосіб

отримування лаку зберігся. Колись смоли, отримані з різних видів фісташок,

використовували для виготовлення художніх фарб та лаків. Чорний японський лак

отримують завдяки надрізам на стовбурі лакового дерева – лакового сумаху (Rhus

verniciflua). Сік збирають влітку.

Добування лаку з деревини лакового сумаху

Лак цікавий для майстрів: тверда поверхня, не пошкоджується від температурних

коливань чи агресивних чинників середовища, стійкий до бактеріальних пошкоджень і

придатний для різних технік обробки. Майстри наносять кілька шарів лаку на тверду

основу з пап’є-маше, бамбука чи дерева і дають висохнути у вологому сховищі. Поверхню

прикрашають живописом на основі того ж лаку. Розвинулися численні різновиди техніки

лаку, у тому числі макі-е (відтворення малюнка золотим чи срібним порошком), насідзі

(додавання в лак крихітних шматочків металічної фольги, що утворюють на поверхні

вигадливий мерехтливий узор) та багато інших.

Японські парні вази, розмальовані соком лакового дерева

Ручна техніка трудомістка, тривала, вимагає розподілу роботи між кількома

майстрами. Вона реалізована в Китаї завдяки дивовижній наполегливості майстрів. Так,

один лаковий келих для вина датований 4-им роком н. е. виробила бригада з семи

майстрів. Поширеним був лаковий посуд, що досить швидко склав конкуренцію

бронзовому посуду. Лаковий посуд став предметом престижу для аристократів, до того ж

він витримував випробування гарячими стравами. Винахід порцеляни потіснив

використання лаків, але техніка дожила до ХХІ століття. Вироби з лаку були еквівалентом

сучасних нагород, імператори Китаю дарували їх як відзнаку за важливі заслуги.

15. А. Антифризом.

Ми знаємо, що пляшка з водою на морозі тріскає, бо об’єм води при замерзанні

збільшується. Яким чином захищаються від руйнування клітини живих організмів під час

великих морозів узимку, адже вони містять велику кількість води?

Рослини, готуючись до холодної зими, зменшують кількість води в тканинах,

накопичують вуглеводи, амінокислоти та інші розчинні речовини, які зв’язують воду. Це

веде до зниження температури замерзання рідини в клітинах. Щоправда, під час дуже

великих морозів клітини рослин руйнуються – тріскаються. Біля дерев і кущів чується

потріскування, тому такі морози називають тріскучими,.

Тканини тварин, переважно, накопичують біологічні антифризи, які знижують

температуру замерзання води в тканинах. Роль природних антифризів (кріопротекторів)

виконують гліцерин, моносахариди, білки, глікоген. У комах у гемолімфі і в тканинах

накопичується гліцерин, це знижує точку переохолодження до –27…–39 °С, а

кристалізація в клітинах відбувається лише за –60 °С.

16. Б. Індикатори.

Антоціани у квітках медунки (і не лише у медунки) у кислому середовищі червоніші, у

близькому до лужного – синюваті. Тому антоціани є індикаторами кислотності соків

квітки. Після запилення кислотність у квітках змінюється і це призводить до зміни

кольору. Синюваті (фіолетові) квітки підказують запилювачам, що частування скінчилося.

Відповідно, бджоли економлять час на відвідини порожніх квіток і навідують лише не

запилені квіти. Аналогічно змінюють колір індикатори, які ми застосовуємо у

лабораторіях чи в побуті, наприклад, для визначення кислотності води в акваріумі.

Запилена і не запилена квітки медунка

17. В. Стільники.

Бджоли – геніальні будівельники: 30 грамів воску витримують 3 кілограми меду, а

стільники мають ідеальну будову і слугують прикладом для проектування сейсмостійких

(стійких до коливань, землетрусів) будівель. Захоплює легкість, міцність та економність

шестигранних щільників. Вони мають найбільшу місткість при найменших затратах

будівельних матеріалів. Стільники будуються з двох сторін, і спосіб „кріплення” кожної

комірки не передбачає наявності зазорів і нестиковок у всіх трьох вимірах. Завдяки цьому

на будівництво однієї комірки використовується мінімум воску.

За прикладом бджіл, люди споруджують елеватори – й економлять при цьому третину

бетону, значно зменшують затрати праці, підвищують міцність споруди, будують навіть

греблі, шлюзи, опори, а також житлові будинки.

Бджолині стільнички

18. А. Бавовник.

На сьогодні створено безліч синтетичних тканин, але нічого кращого за натуральні

тканини для пошиття одягу людина не створила. Одна з найдавніших культурних рослин,

яку вирощували задля отримання з її волокна ниток – це бавовник. Одяг з бавовняної

тканини добре поглинає вологу тіла і випаровує її, зберігає тепло і запобігає перегріву.

Бавовник – рід багаторічних рослин родини мальвових, кущі з міцним прямим

стеблом заввишки до 1–1,5 м і більше. Щоправда в субтропічній зоні і далі на північ

бавовник вирощується як однорічна культура. Плід – коробочка з 20–40 насінинами,

вкритими волосками (волокном). Збирають волокно разом із насінням (бавовна-сирець). У

багатьох сортів насіння вкрите ще й підпушком (волосинки від 3 до 15 мм).

Дозрілий бавовник

З волокна виготовляють різноманітні тканини, нитки, технічні вироби; з підпушку –

вату, штучний фетр та інше; з насіння добувають олію. Макуха – цінний корм для

сільськогосподарських тварин. Урожай бавовнику збирають у міру розкриття коробочок.

До заморозків бавовну-сирець збирають 2–3 рази, після перших заморозків – ще раз із

розкритих коробочок, а потім збирають усі коробочки, що не розкрилися. Додатково

прочитай відповідь на запитання № 23 для 7–8 класів.

19. А. Кукіль звичайний.

Як сурогат мила українці використовували мильнянку лікарську, татарське мило (в

листках до 23 % сапонінів) та куколицю (кукіль звичайний). У кореневищах мильнянки

кількість сапонінів може досягати до 35 %. Відвар кореня мильнянки лікарської людина

здавна використовувала як мило, про що свідчать народні назви рослин: собаче мило,

мильний корінь, дике мило тощо. Найширше мильнянка використовувалася для

відбілювання і фарбування тканин. І сьогодні корені та кореневища мильнянки

застосовують у кулінарії для приготування кремів, халви (надають продуктам блиск і

відбілюють їх), у хлібопекарській справі, для виготовлення шипучих напоїв і пива, а

також у парфумерії як добавку до шампунів, у вогнегасниках.

Мильнянка лікарська

Татарське мило та кукіль містять менше сапонінів, але трапляються частіше.

Щоправда нині кукіль став рідкісним, бо його винищують як бур’ян злакових рослин

Домішки насіння куколю в кількості 0,5 % надає борошну гіркоти і є небезпечні для

здоров’я людини.

Кукіль звичайний

Татарське мило

Читай статтю Олесі Капачинської „Мийдодір”, журнал „КОЛОСОК”, № 5/2010.

20. В. 1, 2 , 3, 4, 5, 6 (Виробляють целюлозу, розкладають відпрацьовану пластмасу,

знищують залишки хімічної зброї, розігрівають парники, захищають продукти від

гниття, беруть участь у виробництві ліків, вітамінів, створюють матеріали для

космічних апаратів).

Люди давно помітили, що рослинні рештки, перегниваючи виділяють тепло і, таким

чином, без затрат додаткової енергії розігрівають парники. Цей процес забезпечують

бактерії. Процес квашення людина з прадавніх часів використовує для переробки і

подальшого зберігання продуктів – це також робота бактерій. Ми всі любимо виготовлені

за допомогою бактерій кисломолочні продукти та квашені овочі, наприклад, квашені

огірки, помідори. капусту. Про кисломолочні бактерій читай у відповіді на запитання

№ 11 для 7–8 класів. Є й новітні професії бактерій. Сьогодні вони виробляють на

„замовлення” людини целюлозу, створюють і розкладають відпрацьовану пластмасу,

знищують залишки хімічної зброї, беруть участь у виробництві ліків, вітамінів тощо.

Бактерії, які створюють пластмасу

ГЕОРГАФІЧНІ ВІДКРИТТЯ

21. Г. Колорадо.

Великий каньйон – величезна вибоїна довжиною 350 км, шириною у верхній частині –

понад 30 км і глибиною до 1 800 м, прорита рікою Колорадо в шаруватих осадових

породах однойменного плато.

1520 року іспанські конкістадори прийшли сюди в пошуках золота, постояли біля

краю, і залишили негостинну ущелину. Очевидно, вони і дали назву цьому унікальному

геологічному утворенню (каньйон у перекладі з іспанського означає – „пічна труба”). А

іспанський місіонер, який проник у каньйон, щоб навернути у християнство індійців

племені хавасупаї, назвав ріку Колорадо, іспанською – „забарвлена”.

Великий каньйон, утворений рікою Колорадо

Під час повені ріка за добу переносить приблизно два мільйони тонн мулу – він і

забарвлює її води. До цієї величезної кількості абразивного матеріалу додається ще 20 %

гальки та гравію. Тому не дивно, що за мільйони років річка знесла на своєму шляху 12 із

25 верхніх шарів піщаника, вапняку та інших осадових порід, а інші шари глибоко

прорізала. 225–280 мільйонів років тому на цьому місці був океан, однак за минулі

геологічні епохи його неодноразово змінювала пустеля. Шари різнокольорових

океанічних і принесених вітром осадів прорізані лавовими потоками древніх вулканів. На

цій товщі кам’яних сторінок можна прочитати всю геологічну історію континенту за

останні півтора-два мільйони років, довідатись про зміни клімату. За різними оцінками,

на прокладання цієї гігантської ущелини річці знадобилося від 1,7 до 9 мільйонів років.

Щорічно Колорадо відносила в океан у середньому 2,5 мільйона кубометрів порід, а

швидкість ерозії складала метр у глибину на тисячу років.

У 1919 році Великий каньйон оголосили національним парком. У 1979 році каньйон

увійшов до переліку „об’єктів світового значення” ЮНЕСКО. Щоб сплавитися по

Колорадо, подолавши більше ста порогів на каное, каяках, байдарках, гумових човнах чи

плотах, сюди приїжджають спортсмени з усього світу. У природних печерах в бортах

ущелин проходять концерти класичної музики, там чудова акустика. А нижче за течією

річки, за межами каньйону, ще у 1935 році побудували велику електростанцію. Ріка

Колорадо, довжина якої сягає 2 333 км, обертає турбіни 30 електростанцій. Гребля

стримує течію річки, мул та інші абразивні матеріали осідають на дні водосховищ, і

подальше поглиблення каньйону практично припинилося. Однак у ріки все надолужить:

що таке для неї два-три століття, протягом яких стоятимуть греблі, у порівнянні з

мільйонами років попереду?

22. В. Жак-Ів Кусто.

Жак-Ів Кусто – знаменитий французький дослідник Світового океану, фотограф,

режисер, чудовий популяризатор - неймовірно простото він доносив до глядачів

найскладніші наукові ідеї.

Жак-Ів Кусто

Кусто винайшов водонепроникні камери та освітлювальні прилади, акваланг, а також

першу підводну телевізійну систему. У 1942 році він створив компанію з виробництва

фільмів. Своє власне судно „Каліпсо” Кусто придбав у віці 40 років. Він переобладнав

американський мінний тральщик для підводних експедицій. Підводні відкриття

супроводжувалися зйомками фільмів. Культовим став фільм „Світ тиші”. Потім зняли

„Історію червоної риби”. Обидва фільми удостоєні „Оскара”. Книга Кусто „У світі

безмовності” (1953), написана у співавторстві з Фредеріком Дюма, стала бестселером. Її

кіноверсія в 1956 році теж визнана гідною премії „Оскара” і французької „Золотої

пальмової гілки”. Офіційне визнання, на думку Кусто, він отримав на посаді директора

Океанографічного музею в Монако в 1957 році.

23. Г. Марко Поло.

Марко Поло, італійський купець і мандрівник. 24 роки провів у Азії за часів правління

хана Хубілая, одноосібного правителя Монгольської імперії та Китаю. Хан запропонував

Марко Поло посаду посла на Заході. Венеціанський купець часто подорожував до Азії.

Після повернення до Італії, Поло брав участь у війні з Генуєю, потрапив у полон, а після

звільнення повернувся до Венеції й одружився.

Його „Книга про різноманітність світу” є одним із найпопулярніших об’єктів

історичних досліджень.

Англійське видання книги Марко Поло

Вона побачила світ на початку XIV століття і відтоді стала настільною книгою для

багатьох видатних мандрівників епохи великих географічних відкриттів, у тому числі –

для Христофора Колумба. Допитливий і практичний венеціанець поділився з сучасниками

власними спостереженнями про звичаї, державні установи та побут Китаю. Саме з цієї

книги більшість європейців уперше дізналися про країни Сходу, про їхні природні

багатства і технічні досягнення (паперові гроші, друкувальні дощечки, компас, а також

про кам’яне вугілля). Вражаюче, але наслідком пошуку прянощів в обхід арабської

торгової монополії став переділ світу і зникнення багатьох білих плям на карті. Таким

чином, книга про подорожі Марко Поло стала одним із небагатьох видань, які вплинули

на хід історії.

24. А. Юрія Лисянського.

Юрій Федорович Лисянський – видатний український мореплавець, мандрівник,

географ, який вивчав морську справу в Англії та був капітаном першого рангу російського

флоту. Походив із давнього козацького роду.

Лисянський – один із організаторів і керівників першої російської навколосвітньої

подорожі, під час якої знайшли новий шлях до Камчатки та Аляски, дослідили райони

Тихого океану, північно-західного узбережжя Північної Америки. Його ім’ям названий

один із Гавайських островів, півострів у Охотському морі, гора на острові Сахалін.

Юрій Лисянський

Експедиція, у якій взяв участь Лисянський, розпочалася 7 серпня 1803 року. Іван

Крузенштерн, призначений капітаном усієї експедиції, назвав великий корабель „Надією”.

Другий, яким командував Лисянський, нарекли „Невою”. На „Надії” у плавання йшло 65

моряків, на „Неві” – 54. Обидва кораблі побудовані в Англії, переганяли їх до Кронштадта

під керівництвом Лисянського.

У листопаді кораблі перетнули екватор і опинилися у Південній півкулі. Ніколи

раніше російському флоту не вдавалося запливати так далеко. Після досягнення

Гавайських островів, кораблі розлучитися більш як на рік. План був такий: поки „Надія”

буде на Камчатці, потім доставить до Японії першого посла Росії Резанова, дослідить ще

невідомі береги Сахаліну, „Нева” відвідає російські колонії в Америці, розвантажить там

товари російсько-американської компанії і наповнить трюми хутром. У вересні

наступного року обидва кораблі планували зустрілися в Китаї, щоб з’ясували, наскільки

вигідна торгівля з Піднебесною.

„Нева” зимувала на Алясці. Влітку її трюми прийняли запаси хутра, і корабель

попрямував до Китаю. У Китаї „Нева” зустрілася з „Надією”. Вдало продавши все хутро, 9

лютого 1806 року обидва кораблі узяли курс на батьківщину. Шлях обрали через

Індійський океан, повз мис Доброї Надії.

Понад два місяці „Надія” і „Нева” йшли поруч. Але у південній частині Індійського

океану через похмуру погоду кораблі загубили один одного.

Лисянського захопила ідея поставити рекорд. „Нева” була в такому прекрасному

стані, на ній були запаси свіжих продуктів та прісної води. Капітан розраховував пройти

шлях із Кантону до Європи, не наближуючись до берегів. Жоден корабель ще не проходив

цей шлях без зупинок у проміжних портах.

Провівши три з половиною місяці у відкритому морі, „Нева” увійшла в Ла-Манш, а

через місяць – у Балтійське море. До Кронштадта „Нева„ прийшла 5 серпня, а „Надія” – 19

серпня 1806 року. Так завершилась блискуча експедиція, яка тривала три роки.

Юрія Лисянського назвали „українським Магелланом” за те, що йому першому з

наших співвітчизників удалося здійснити навколосвітню подорож. Важливість цієї

подорожі важко переоцінити. Під час експедиції було відкрито острів, названий на честь

Лисянського, рифи Крузенштерна і „Неви”, досліджено північно-західне узбережжя

Північної Америки, маловідомі райони Тихого океану, проведені спостереження

за течіями, температурою, солоністю та густиною води, зібрано етнографічний матеріал.

Відкриття нового шляху до Камчатки та Аляски, що скоротив час перебування кораблів

у плаванні, стало великим досягненням мореплавства. Ю. Лисянський та І. Крузенштерн

відкрили протитечію в Атлантичному та Тихому океанах, склав навігаційні карти

пройденого шляху, карти Аляскинської затоки, вніс уточнення до карт морських течій. Ці

карти тривалий час слугували капітанам далекого плавання. Під час експедиції

Лисянський зібрав цікаві колекції мушель, коралів, одягу, зброї.

Перша російська навколосвітня подорож Ю. Лисянського та І. Крузенштерна була

важливим кроком у дослідженні Аляски та Світового океану. Юрій Лисянський залишив

по собі добру пам’ять і книгу спогадів „Путешествие вокруг света на корабле „Нева”

в 1803–1806 годах”. Більше читай у статті Ірини Мороз „Не відмовляйся від своєї мрії”,

журнал „КОЛОСОК”, № 3–4/2009.

25. A. „Восток”.

Антарктида – земля, покрита товстим шаром льоду. Здавалося б, що таємничого може

приховувати континент з украй суворим кліматом, де навіть у літні місяці середня

температура не перевищує –40 ºС. Майже 200 років учені всього світу продовжують

активно вивчають Антарктиду. Однак південний полюс планети таїть чимало загадок.

У 1996 році під крижаним панциром Антарктиди вчені виявили прісні озера. У районі

розташування російської наукової станції під 4-кілометровою товщею льоду знаходиться

гігантське незамерзаюче озеро. Його назвали „Восток”. Найбільша глибина озера 1 200 м,

а площа – майже 15 тис. км2. Величезне, приховане від очей людини озеро – одна з

найцікавіших і найзагадковіших знахідок ХХ століття. Результати термічного сканування

показали, що температура води в озері досить висока: від 10 до 18 градусів вище нуля за

Цельсієм. Це означає, що існує якесь джерело тепла. Між поверхнею озера і крижаним

куполом є порожнина висотою 800 м. Можливо, там є життя.

Географічне розташування озера „Восток”

Схематичне розміщення озера „Восток”

З кінця ХХ століття міжнародна дослідницька група проводить буріння крижаної

товщі над озером. Вивчаючи лід з глибин 3 600 м, виявили ознаки біологічних процесів,

що протікають ізольовано від земної біосфери. Живі організми, пристосовані до життя в

таких умовах, можуть володіти унікальними властивостями. Але найдивніше відкриття –

це аномально висока магнітна активність поблизу південно-східного берега озера. Її

джерела невідомі.

Інформація про результати останніх досліджень озера „ Восток ” засекречена. У 2007

році буріння зупинили на глибині 3 665 м. Загадкове озеро під крижаним щитом

Антарктиди залишається поза досяжністю для людини. Чи можливо коли-небудь

дістатися до таємничих вод реліктового озера? І що при цьому вирветься на поверхню?

Які викличе наслідки? Поки що не зрозуміло. Адже є ймовірність, що з озера „ Восток ”

можуть з’явитися мікроби або істоти, з якими люди на землі ніколи не стикалися.

Згідно з останніми даними проникнення в води загадкового озера можна буде

здійснити уже в 2011 році.

26. Б. З першою навколосвітньою подорожжю.

Мова йде про організатора першої навколосвітньої подорожі – Фернана Магеллана.

Фернандо Магеллан (справжнє ім’я – Магальянш) народився в Португалії близько

1480 року. Бідний португальський дворянин у часи юності був учасником експедиції

д’Альмейди, багато років служив у Індії, Софалі та на Малаккі, воював у Північній

Африці, був поранений.

Фернан Магеллан

Повернувшись на батьківщину, він попросив у короля підвищення по службі, але

одержав відмову. У 35 років відправлений у відставку, він не змирився з мізерною

пенсією від короля. Ображений Магеллан виїхав до Іспанії, де запропонував іспанському

королю Карлу І проект плавання до Індії через прохід із Атлантичного океану до

Великого Південного моря.

Іспанську корону зацікавила ідея Магеллана. Мореплавець уклав договір, так звану

„Капітуляцію”, згідно якої Карл І фінансував спорядження 5-ох кораблів із припасами на 2

роки. Магеллан став адміралом і одноосібним керівником експедиції.

Експедиція виявилася дуже важкою. Ще під час зимівлі у протоці, названій на честь

Магеллана, збунтувалися капітани трьох кораблів. Згодом один із кораблів (його вислали

в розвідку) розбився об скелі, а капітан корабля „Сан-Антоніо”, скориставшись нагодою,

дезертирував до Іспанії. Там він звів наклеп на Магеллана, звинувативши у зраді уряду,

що стало причиною переслідування родини Магеллана.

Плавання через Тихий океан тривало близько 100 днів. Через відсутність прісної води

та їжі загинула більша частина екіпажу. Сучасники розповідали, що щурів на кораблях

продавали за півдуката, але і за цю ціну їх було важко купити. Лише 6 березня 1521 року

мандрівники досягли трьох маленьких островів з групи Маріанських, які Магеллан назвав

Злодійськими, бо місцеві жителі, підпливши на своїх човнах до кораблів, украли в

мореплавців багато речей і навіть одного човна. Загинув Магеллан у сутичці з місцевими

племенами на одному з Філіппінських островів.

З усієї експедиції Магеллана до Іспанії повернулося з великими втратами лише одне

судно „Вікторія”, маючи на борту 17 іспанців, які залишилися з 293 чоловік команди.

Капітана Елькано нагородили гербом, що зображав земну кулю. На гербі було написано:

„Ти перший, хто обійшов навколо мене”. Про Магеллана майже ніхто не згадав. Читай

також відповідь на запитання № 25 для 5–6 класів.

27. В. Україна

Наша держава займає перше місце в Європі за площею, оскільки близько 2/3 території

Росії розташовано в Азії. Унікальна Долина нарцисів розташована за 4 км від

закарпатського міста Хуст на території в 256,5 га і є природним біосферним

заповідником.

Долина нарцисів на Закарпатті

Високогірний вузьколистий нарцис, що росте в цій долині, ніде в світі не квітне на

висоті 200 м над рівнем моря. Долини нарцисів з’явилася ще в льодовиковий період. Тоді,

після сходження льоду, з гір сходило багато води, що сприяло акліматизації, цвітінню і

поширенню нарциса вузьколистого. З часом у низовині від Мукачева до Хуста, де росли

нарциси, з’явилися дубові ліси. Після того, як на землях почали здійснювати господарську

діяльність, площа Долини нарцисів зменшувалася. За радянських часів долину хотіли

переорати, щоб вирощувати сільськогосподарські культури. Після того, як було знищено

50 га нарцисів, оранку припинили і передали територію з нарцисами заповідному масиву

Карпатського біосферного заповідника.

Людство завжди по-особливому ставилися до нарцисів. Ними лікували рани і труїли

ворогів. Їх дарували на знак любові або як символ жалоби (залежно від народних

традицій), ними прикрашали одяг, поети складали про них вірші. Про те, що квітка ця

особлива, свідчать слова Магомета: „У кого два хліба, той мусить один продати, щоби

купити квітку нарциса, бо хліб живить тіло, а нарцис – душу”.

28. Д. Оптимістична.

Печера Оптимістична відома всім спелеологам світу. І не дивно – за довжиною

лабіринту це – найбільша гіпсова печера, друга після американської карстової системи

Флінт-Річ. Вона знаходиться у мальовничому куточку Тернопільщини, у межиріччі

Дністра та Збруча, поблизу села Королівка Борщівського району.

Печера Оптимістична на Тернопільщині

Відкрили її у 1966 році львівські спелеологи. До сьогодні тривають її інтенсивні

дослідження. Кожна експедиція додає до карти печери 100 м, а інколи – 1,5 км і більше.

Зараз Оптимістична складається з 10 районів, які відрізняються один від одного

морфологією ходів, кольором та структурою гіпсу, кількістю кристалів, їхніми розмірами,

формою, відтінком. Райони відносно ізольовані, з’єднані між собою одним або двома

ходами. До найкрасивіших ділянок печери можна віднести галереї Караганда, Золотий

Полоз, Пушкін, Чумацький Шлях, також район Радіо Люкс; гроти Тудуся й Кит.

Печера Оптимістична занесена до Книги рекордів Гінесса як найдовша в світі гіпсова

печера. Сумарна картографована довжина її ходів складає понад 240,5 км. Розвідка печери

триває.

29. Г. 2, 3, 5 (Варяги, нормани, вікінги).

У Франції їх називали норманами, на Русі – варягами. Вікінги – так іменували себе

люди, що жили на території нинішньої Норвегії, Данії і Швеції, приблизно з 800 по 1100

роки н. е.

Війни та бенкети – ось два улюблених заняття вікінгів. Стрімкі морські розбійники на

кораблях з гучними назвами здійснювали набіги на узбережжі Англії, Німеччині,

Північної Франції, Бельгії, і брали з підкорених данину. Відчайдушні воїни-берсерки

билися як скажені, навіть без зброї. Перед битвою берсерки скреготали зубами, кусали

краї щитів. Жорстоким богам вікінгів – асам – були до вподоби воїни, загиблі в бою.

Саме ці безжальні воїни відкрили острови Ісландія („крижана земля”) та Гренландія

(„зелена земля”: тоді клімат там був тепліший, ніж зараз!). А ватажок вікінгів Лейф

Щасливий в 1000 році, пливучи з Гренландії, висадився в Північній Америці, на острові

Ньюфаундленд. Вікінги назвали відкриту землю Вінланд – „багата”. Через сутички з

індіанцями і міжусобиці вікінги покинули і забули Америку, втратили зв’язок із

Гренландією.

А до нашого часу дійшли їхні пісні про героїв і мандрівників – саги – та ісландський

парламент – альтинг – перше народне зібрання в Європі.

Грізні нормани

30. Д. Шлюз із герметичною камерою для викидання баласту.

Намагаючись побудувати аеростат принципово нової конструкції для польотів у

стратосферу, Огюст Піккар довгий час не міг вирішити однієї проблеми. Оскільки люди

підніматимуться майже на 16-кілометрову висоту, їм необхідно знаходитися в герметично

закритій гондолі. Скинути баласт випробуваним способом – висипати пісок за борт – не

можна, бо порушиться герметичність кабіни гондоли.

Віднайти рішення Піккару допомогло спостереження, зроблене у дитинстві. Якось

батько узяв його з братом у звіринець. Вони довго ходили поміж кліток, аж ось побачили

великий натовп перед кліткою, в якій разом із левом знаходився приборкувач. Маленький

Огюст дивився на сміливого чоловіка з батогом і думав тільки про те, як же він зуміє

вийти з клітки, не випустивши лева за собою. А якщо звір раптом прослизне через залізні

двері? Все виявилося дуже просто: приборкувач відчинив двері, вийшов у сусідню,

маленьку клітку, а дверцята за собою одразу ж зачинив. Потім він відчинив двері

маленької клітки і вийшов на зовні.

„Я згадав цю сцену через 40 років, – розповідав пізніше Піккар. – Баластом був

приборкувач, якого потрібно було видалити з кабіни таким чином, щоб лев, тобто повітря,

не змогло проникнути слідом”. Так народилася ідея використання шлюзу. Огюст Піккар

побудував герметичну камеру для зменшення баласту, що стала його черговим

винаходом. Див. статтю Людмили Супруненко „Людина, що поєднала небо і море”,

журнал „КОЛОСОК”, № 5/2007.