Kako stvari rade

Kotači su okrugli da bi se mogli glatko kotrljati po tlu bez truckanja. Okrugli kotač dodiruje tlo samo na jednom mjestu i neprestano se prevrće preko njega, što mu omogućuje da se lako kreće. Četvrtast kotač zapinjao bi na svakom kutu pri svakom okretu.

Auto ima motor koji spaljuje gorivo ili koristi bateriju da zavrti kotače. Kad vozač pritisne papučicu, motor okreće kotače, a prianjanje guma gura auto naprijed po cesti. Okretanjem volana usmjeravaš prednje kotače kamo želiš ići.

Brod pluta jer razgurava mnogo vode, a ta voda gura natrag prema gore dovoljno snažno da drži brod. Čak i teški brodovi plutaju ako su oblikovani da se rašire po vodi umjesto da tonu u nju. Brod pun zraka iznutra pluta bolje od pune grude.

Avion ima duga, glatka krila i snažne motore koji ga vrlo brzo guraju naprijed. Dok zrak struji preko posebno oblikovanih krila, podiže avion uvis i drži ga u zraku. Sve dok se avion dovoljno brzo kreće naprijed, krila ga drže u letu.

Hladnjak ne stvara hladnoću, nego odnosi toplinu. Posebna tekućina teče kroz cijevi unutar i iza hladnjaka, upija toplinu iz hrane i odnosi je van. Zato je stražnja strana hladnjaka topla dok unutrašnjost ostaje hladna.

Pritisak na prekidač je kao otvaranje ili zatvaranje malih vratašca za struju. Kad je prekidač uključen, pušta struju da teče kroz žice do žarulje, i žarulja zasja. Kad ga isključiš, vratašca se otvore i zaustave protok, pa se svjetlo ugasi.

Ključ ima poseban uzorak zubaca duž ruba koji odgovara točno jednoj bravi. Kad ugurneš pravi ključ, njegovi zupci gurnu sitne igličice u bravi na baš prave visine. Kad se sve igličice poravnaju, brava se može okrenuti i vrata se otvore.

Sat mjeri vrijeme brojeći nešto što se događa u savršeno ravnomjernom ritmu. Stari satovi broje njihaje utega koji se njiše, dok većina današnjih satova broji sitne, iznimno brze titraje posebnog kristala. Svaki ravnomjeran otkucaj pomiče kazaljke ili brojeve dalje, jedan po jedan.

Balon leti kad je napunjen posebnim plinom zvanim helij koji je lakši od zraka oko njega. Lakše stvari se dižu kroz teži zrak, pa balon lebdi prema gore. Balon koji napuhneš svojim dahom pun je težeg zraka, pa umjesto toga pada.

Magnet oko sebe ima nevidljivu privlačnu moć koja hvata određene metale, poput željeza. Tu silu ne možeš vidjeti, ali osjetiš njezino povlačenje kad magnet škljocne na hladnjak ili spajalicu. Magneti imaju i dva kraja koji se ili privlače ili odbijaju.

Ljuljačka ide više kad zamahuješ nogama i naginješ se u baš pravim trenucima. Izbacivanjem nogu dok se njišeš naprijed i podvijanjem dok se vraćaš natrag, svakom njihaju dodaješ mali poticaj. Pogoditi pravi trenutak u ritmu ljuljačke tajna je za veće njihanje.

Mjehurić je vrlo tanka opna sapunice omotana oko džepića zraka. Sapun omogućuje vodi da se rastegne u glatku kuglu, a zrak zarobljen unutra drži okrugli oblik. Mjehurić pukne kad mu se tanka opna osuši ili je dotaknemo pa napokon popusti.

Kad udariš bubanj, njegova napeta koža vrlo brzo titra gore-dolje. To titranje gura zrak oko sebe naprijed-natrag, a ti pokretni valovi zraka putuju do tvojih ušiju kao zvuk. Što jače udariš, to je titranje veće i udar glasniji.

Kad puhneš u zviždaljku, zrak nagrne unutra i vrlo brzo se vrtloži, tjerajući ga da titra naprijed-natrag. To brzo titranje zraka tvoje uši čuju kao visok, oštar zvuk. Puhni jače i zviždaljka postane glasnija, jer pokreneš još više zraka.

Kad trzneš žicu gitare, ona vrlo brzo titra naprijed-natrag, a to titranje tjera zrak oko sebe da se giba kao zvuk. Šuplje tijelo gitare hvata zvuk i čini ga glasnijim. Kraće ili napetije žice titraju brže i stvaraju više note.

Jeka nastaje kad zvuk otputuje, udari u tvrdu površinu poput zida ili litice i odbije se ravno natrag do tvojih ušiju. Budući da zvuk mora otputovati onamo i natrag, čuješ ga trenutak nakon što si ga stvorio. To malo kašnjenje razlog je zašto jeka zvuči kao kopija koja ti odgovara.

Poluga je kruta šipka koja se oslanja na oslonac zvan uporište. Kad pritisneš dolje dulji kraj, kraći kraj podigne teret uz mnogo manje truda nego da ga dižeš izravno. Što je šipka na tvojoj strani dulja, to teret djeluje lakše. Klackalica je poluga na kojoj možeš sjediti.

Kolotur je kotačić preko kojeg prelazi uže. Povlačenjem jednog kraja užeta prema dolje dižeš teret na drugom kraju, a nekoliko kolotura zajedno raspodijeli težinu pa djeluje mnogo lakše. Uz to ti omogućuje da vučeš prema dolje dok teret ide gore, što je često lakše.

Rampa je kosina koja ti omogućuje da nešto podigneš, a da ga ne dižeš ravno uvis. Guraš ga na dulju udaljenost, ali uz mnogo manje truda u svakom koraku, pa se teške stvari lakše pomiču. Zamjena veće udaljenosti za manje truda jedan je od najstarijih trikova u gradnji.

Zupčanici su kotači sa zupcima uokolo ruba koji se uklapaju jedan u drugi. Kad se jedan zupčanik okrene, njegovi zupci guraju sljedeći, pa se svi vrte zajedno. Mali zupčanik koji okreće velik čini ga sporijim, ali snažnijim, dok velik koji okreće mali čini ga bržim.

Električni strujni krug je zatvorena petlja kroz koju struja može teći, kao trkaća staza za sitne naboje. Ako je petlja spojena cijelim putem od baterije, kroz žicu, do žarulje i natrag, žarulja zasvijetli. Prekini petlju bilo gdje i protok se odmah zaustavi.

Baterija drži energiju unutra u obliku kemikalija, spremnu i na čekanju. Kad je spojiš u strujni krug, te kemikalije reagiraju i guraju struju van kroz žice da obavi posao, na primjer da upali žarulju. Kad se kemikalije potroše, baterija se isprazni, a neke se vrste mogu opet napuniti punjenjem.

Električni motor koristi struju i magnete da nešto zavrti. Kad struja teče kroz zavojnicu žice, zavojnica postane magnet, pa je drugi magneti guraju i vuku tako da se okreće. To okretanje može vrtjeti kotače, ventilatore i lopatice unutar mnogih strojeva.

Ekran je prekriven mrežom od milijuna sitnih točkica zvanih pikseli, od kojih svaka može svijetliti crveno, zeleno ili plavo. Miješanjem tih triju boja u različitim jačinama svaka točkica može prikazati gotovo bilo koju boju. Zajedno sve točkice slažu sliku koju vidiš, a mijenjaju se mnogo puta u sekundi da bi se ona kretala.

Avion se drži u zraku zahvaljujući sili zvanoj uzgon, koju stvaraju krila dok sijeku kroz zrak. Krilo je oblikovano tako da zrak koji struji preko vrha na kraju povlači i gura krilo prema gore. Što avion brže leti, to krila stvaraju više uzgona, dovoljno da drže cijeli avion.

Brod pluta zbog svog oblika, a ne samo zbog toga od čega je napravljen. Njegov širok, šupalj trup razgurava golemu količinu vode, a ta voda gura natrag prema gore s dovoljno sile da drži brod. Puna gruda istog metala potonula bi jer razgurava mnogo manje vode.

Helikopter ima duge rotirajuće lopatice na vrhu koje rade kao brza, vrtložna krila. Dok se okreću, guraju zrak prema dolje, a to gura helikopter prema gore. Naginjući lopatice baš kako treba, pilot može lebdjeti u mjestu, dizati se ravno uvis ili letjeti u bilo kojem smjeru.

Balon na vrući zrak diže se jer je topao zrak lakši od hladnog. Plamenik zagrijava zrak unutar golemog balona, a taj topao, lagan zrak podiže cijelu stvar u nebo. Da bi se spustio, pilot pusti zrak da se ohladi, i balon se nježno spušta.

Most nosi težinu tako što je raspodijeli i pošalje dolje u snažne oslonce na svakom kraju ili u sredini. Neki mostovi vise na kabelima, neki počivaju na lukovima, a neki koriste okvire od trokuta, ali svi vode teret sigurno dolje do tla. Domišljat oblik obavlja teški posao.

Trokut je najčvršći jednostavan oblik jer njegove tri stranice drže jedna drugu na mjestu i ne mogu se izgurati iz oblika. Kvadrat se može nagnuti u iskošen oblik, ali trokut ostaje na mjestu. Zato vidiš trokute u mostovima, krovovima, tornjevima i dizalicama.

Neboder stoji na snažnom kosturu od čelika i betona koji nosi njegovu težinu ravno dolje u duboke temelje u tlu. Okvir je građen da ostane krut, a visoki tornjevi projektirani su i da se na jakom vjetru malo zaljuljaju umjesto da puknu. Duboki, čvrsti korijeni drže diva stabilnim.

Luk je zakrivljen oblik koji nosi težinu tako da je glatko prenosi niz svoju krivinu i van do snažnih oslonaca sa svake strane. Umjesto da jedno mjesto preuzme sav teret, cijeli luk ga dijeli, pa može držati mostove i vrata vrlo dugo. Mnogi drevni lukovi stoje i danas.

Računalo zapravo ne misli kao ti, nego nevjerojatno brzo slijedi upute. Duboko unutra sve pohranjuje i pomiče kao sitne sklopke koje su ili uključene ili isključene, što zapisujemo kao jedinice i nule. Preklapajući milijarde tih sklopki svake sekunde, može zbrajati, prikazivati slike i pokretati igre.

Kod je skup točnih uputa koje računalu govore što točno raditi, korak po korak. Ljudi ga pišu u posebnim jezicima koje računalo razumije, i mora biti savršeno napisan jer računalo radi točno ono što mu se kaže, ništa više. Igre, aplikacije i web-stranice sve su izgrađene od koda.

Internet je golema svjetska mreža koja povezuje milijune računala da bi mogla dijeliti informacije. Kad otvoriš web-stranicu ili pošalješ poruku, ona se razlomi na sitne dijelove koji putuju kroz kabele i signale do drugog računala, pa se opet spoje. Povezuje gotovo cijeli svijet u nekoliko sekundi.

Wi-Fi prenosi informacije pomoću nevidljivih radiovalova koji putuju kroz zrak. Kutijica zvana usmjerivač pretvara tvoj internetski signal u te valove, a tvoj telefon ili tablet ih uhvati i pretvori natrag u slike i poruke. To je pomalo kao nevidljiv razgovor koji se odvija svuda oko tebe.

Benzinski motor stvara snagu sitnim, kontroliranim eksplozijama. Miješa gorivo sa zrakom u malim komorama, zapali ga da izgori uz prasak, a taj potisak gura dijelove gore-dolje. Ti se potisci pretvaraju u okretno gibanje koje pokreće kotače, stotine puta u minuti.

Električni auto pokreće velika baterija umjesto spaljivanja goriva. Pohranjena struja napaja motor koji tiho i glatko vrti kotače, bez buke motora i bez ispušnih plinova. Kad baterija oslabi, uključiš auto da se napuni, pomalo kao punjenje golemog telefona.

Solarni panel napravljen je od posebnog materijala koji izbaci protok struje kad god na njega padne sunčeva svjetlost. Što je svjetlo jače, to stvara više energije, bez pokretnih dijelova i bez goriva za spaljivanje. Na sunčanim krovovima i golemim solarnim poljima paneli tiho pretvaraju svjetlost ravno u iskoristivu energiju.

Struja se proizvodi u elektranama, pa se šalje diljem zemlje kroz golemu mrežu kabela zvanu elektroenergetska mreža. Visoki dalekovodi nose je na velike udaljenosti, a manje žice dovode je u tvoju ulicu i u tvoj dom. Mreža neprestano uravnotežuje koliko se struje proizvodi s onim koliko je svi troše, svake sekunde.

Robot je stroj koji može osjetiti svijet oko sebe, odlučiti što učiniti, a onda se sam pomaknuti ili djelovati. Slijedi program koji su napisali ljudi, ali može reagirati na ono što otkrije, kao robot usisavač koji skrene kad udari u zid. Nije svaki stroj robot, nego samo oni koji osjećaju i djeluju.

Roboti koriste senzore, koji su poput elektroničkih osjetila, da doznaju što je oko njih. Kamere služe kao oči, mikrofoni kao uši, a senzori dodira osjete udarce, dok neki roboti čak i mjere udaljenost zrakama svjetlosti. Robot sve te signale pretvara u informacije na temelju kojih može djelovati.

Umjetna inteligencija, ili UI, računalni je program koji može obavljati zadatke za koje obično treba razmišljanje slično ljudskom, poput prepoznavanja lica ili razumijevanja pitanja. Ne misli i ne osjeća uistinu, ali uočava obrasce iz golemih količina primjera i njima donosi pametne pretpostavke. Ljudi je grade i odlučuju kako se koristi.

Neki računalni programi uče gledajući tisuće primjera umjesto da im se kaže svako pravilo. Da nauči kako izgleda mačka, program proučava mnogo slika mačaka dok ne uoči obrasce koje dijele. Onda može pogoditi prikazuje li nova slika mačku. Što više dobrih primjera vidi, to postaje bolji.

Radiostanica pretvara zvukove u nevidljive radiovalove i odašilje ih s visoke antene. Ti valovi šire se zrakom u svim smjerovima, a tvoj ih radio uhvati i pretvori natrag u glazbu i glasove koje čuješ. Sve putuje brzinom svjetlosti, pa stiže istog trena.

Tvoj telefon osluškuje signale sa satelita koji kruže visoko iznad Zemlje. Svaki satelit kaže točno gdje je i u koje je vrijeme poslao signal, a usporedbom nekoliko njih tvoj telefon izračuna tvoje mjesto na karti. Treba mu barem nekoliko satelita da te točno odredi.

Mikrovalna pećnica šalje nevidljive valove u hranu koji tjeraju sitne čestice vode u njoj da se vrlo brzo tresu. Sve to treskanje stvara toplinu ravno unutar hrane, pa se ona grije iznutra umjesto izvana. Zato mikrovalna zagrije ostatke jela mnogo brže od obične pećnice.

Ekran osjetljiv na dodir ima nevidljivu mrežu sitnih električnih senzora tik ispod stakla. Tvoj prst nosi mali električni naboj, pa kad dodirneš ekran, promijeniš struju na tom točnom mjestu. Uređaj primijeti koja se točka promijenila i točno zna gdje si dodirnuo ili povukao.