Перельман Я.И. - Занимательная механика (1937) (1015819), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Эти две силы действуют непременно между двумя точками, стремясь, .их сблизить или растолкнуть. Пусть вы рассматриваете (рис. 5) силы Р, ~ и Н; ко- торые действуют на грузик, подвешенный к детскому ноз- душному шарику. Тяга Г шара, тяга Д веревочки -и вес В грузика — силы как будто одиночные. Но это лишь 'о'твлюмние От действитель" ности; на самом деле для каждой из трех сил имеется равная ей, но противоположная по:направлению сила. А ~именно, сила противоположная силе Р— приложена ~к:воздушному шарику (рис.
6, сила Р,) „ сила, противоположная силе ~~ — действует на руку ( ~ф ); сила, противоположная силе Л вЂ” приложена в центре земного шара (сила И рис. 6), потому что грузик не только- притягивается Землей, но и сам ее притяги- вает. Еще одно существеннОе замечание. КОГда мы спрашиваем о величине натяжения веревки„концы которой растягиваются силам'и в 1 ю, мы спращ'иваем .в сущности о це- Рис. 6. Ответ на аоиоос предыду- не ~ О ккопеечнои щего Рисуика- 'Р» 9~ П~ — силы кро- марки. Ответ содержу гся тиводейстаующяе. сймОИ ~ВОЙ)осе." Бе~мВка 'нзтлну'га с силой 1 ~л.
Сказать «веревка растягивается двумя силами в 1 к2» или «веревка подвержена натяжению в 1 ю» — значит выразить буквально одну и ту же мысль. 2$ Ъдь друг~то натяжения и 1 ю быть не 'может„кроме ~акого, которое состоит из двух с~л, на1правленных в противоположные стороны. Забивая об этом, впадают нередко в грубые ошибки, примеры которых:-мы. сейчас щжзедем. Дзе лошади растягивают пружинный безмен с силою 100 ю каждая. Что показывает стрелка безмена~ Ре ш ение Многие этвечают: 100 + 1 ОО = 200 к~. Ответ наиреы. Силы ыо 100 ю, с какиьщ тянуг лошади, вызывают, Рис. 7. Каждая лошадь тянет с силою 100 ж. Сколько аокаэь~васт пружинный бсзиен7 как мы только что видели, натяжевие не в 200, а только в 100 ю.
Поэтому, между прочим, когда магдебургские полушария растягивали;"ь 8 лошадьми в одну сторону и 8 в противоположную, то яе следует думать, что они растягивались силой 16 лошадей. При отсутствии противодействующих 8 лошадей, остальные 8 не произвели бы на полушария ровно никакого действия. Одну восьмерау лошадей можно было бы заменить просто стеной. лодки подтягинаются с равною силою и причалит од н о- яременно'.
ЗАГАДКА ПЕШЕХОДА И ПАРОВОЗА Бывают случаи, — на практике нередкие, — когда как действующая, так н протинодействуюшая силы, приложены в разных местах одного и гого же тела. Му- скульное напряжение нли давление пара в цилиндре паро- воза представляют примеры таких сил, называемых чвнутренжимиэ. Особенность их та, что они могут изменять взаимное расположение частей тела, насколько это допускает связь частей. но никак не могут сообщить все м частям тела одно общее движение. При ныстреле из ружья пороховые газы, действуя в одну сторону, ныбрасывают пулю вперед. В то же время давление пороховых газов, направленное в противоположную сторону, сообгпает ружью движение назад.
Двигать вперед и пулю и ружье дввле- ние пороховых газов, как сила внутренняя, не может. Но если ээнутренние силы неспособны перемещать все тело. го как же движется пешеход? Как движется паровоз? Сказать, что пешеходу помогает трение ног о землю. ' С таким моим решением нс согласился один из наших.
известных щизиков. высказавший в письме «о мне соображение. которое, возможно, возникло в уме и других читателей: «Чтобь| лодки причалили, — писал он, — надо. чтобы люди в ы б и р а л и веревки. гл двое, конечно. за то жс время выберут веревки больше. и потому правав лодка причалит скорее». Этот простои дано»ь кажущийся йа первый взгляд бесспорным, на самом деле ошибочен. Чтобы сообщить лодке двойную скорость (иначе лодка не пристанет вдвое скорее), к а ж д ы й из двоих тяиуших должен тянуть лодку с у д а о е и н о й с и л о й.
Гальке при таком условии удастся им выбрать вдвое Гюльше веревки, чем одинокому (в противном случае — откуда возьмется у иих для этого свободная веревка)). Но в условии задачи оговорено. что все трое прилагают одинаковые усилия». Сколько бы двое ни старались. им ие выбрать веревки больше, чем одинокому, раэ сила натяжеНня веревок одинакова. м г, а паровозу трение колес о рельсы. — не значит еще разрешить загадку. Трение, коне*пю, совершенно необходимо для дзиакения пешехода и паровоза: известно, что нельзя ходить по очень скользкому льду и что паровоз на скользких рельсах вращает колеса, не двигаясь с места.
Но известно и то. что трение — сила вассиан а я (стр. 25). неспособная сама по себе порождать движение. Выходит, что силы, участвующие в движении пешехода и паровоза, ие могут заставить их двигаться. Каким же образом движение все-таки проиеходнтй Загадка разрепыется довольно просто. Две внутренних силы, действуя одновременно, ме могут сообщить телу движения, так как действие одной силы уравновешивается действием другой.
Но что будет, если некоторая трегья сила уравновесит нли ослабит действие одной нз двух внутренних сила Тогда ничто не помешает другой внувренией силе двигать тело. Трение и есть та третья сила, которая ослабляет действие одной .нз внутренних опл и тем дает другой силе возможность двигать тело. Для большей ясности обозначим обе внутренние силы буквами г', и Рь а силу трения — буквой !"ь Если величина и направление силы г',. таковы, что она достаточно ослабляет действие силы 1'ь то сила Р', сможет привести тело в двлжение. Короче, движение пешехода н паровоза осуществляется потому, что нз трех действующих на тело й' ур р силы — Р, и г'а полностью или частью уравновешиваются, и тогда сила г", становится действующей.
Инженеры, опн сывая движение паровоза, иредхючитают говорить, яе вполне последовательно. что уравновешиваются силы Ь", и Рь а двин.ет паровоз сила трения 1"ь Практически зто. впрочем, безразлично, поскольку для движения паровоза необходимо участие н силы пара и силы трения. ЧТО ЗНАЧИТ „ПРЕОДОЛЕТЬ ИНЕРЯИК)"с Закончим главу рассмотрением еще одного вопроса, также зачастую порождающего прекратим« представления. Приходится нередко читать и .льккать, гго для приведения покоящегося тела в двкженне надо прежде всего «преодолеть инерцию» зтого тела. Мы знаем, однако. что свободное тело нисколько не сопротивляется стремлени1о силы привести его в движение.
сто же тут надо «преодолевать»с хПреодоление инерции» вЂ” не более, как условное выражение той мысли, что каждое тело для приведения себя в движение с определенной скоростью требует определен- кого промежутка времени. Никакая сила, даже самая большая, не может мгножнно сообщить заданную скорость никакой массе, как бы нк была ничтожна зта масса. Мысль эта замкнута в краткой формуле )) =-ж', о которой мы будем говорить в следующей главе, но которая, надеюсь, знакома чнчателю из учебника «ризики.
Ясно, что при г =- О (время равно нулю) произведение к .: массы иа скорость равно нулю, и, следовательно, скорость равна нулю, так как масса не может:равняться нулю. Другими словами, если силе С ке дать времеви для проявления ее действия, она ие сооб1Пит телу никакой скорости, никакого движения.
Если масса тела .велика, потребуется оравяительно большой промежуток времени, чтобы сила сообщила телу заметное движение. Нам будет казаться, что тело начинает двигаться ие сразу, что оно словно противится действкю силы. Отсюда и сложилось ложное представление о том, гсо сила, прежде чем заставить тело двигаться, должна сн р е о д о л е т ь е г о и и е р ц и ю», его коскость (буквальньсй «мыса слова «и н с р к.и я»). 3 Зал кис — За»к»ссекал» ~ »'мжкз Один из читателей просит меня разъяснить вопрос, который, в связи с сейчас сказанным, возник вероятно многих: «Почему сдвинуть железнодорожный вагон с места труднее, чем поддерживать движение вагона, уже катящегося равномерно)» Не только труднее, прибавлю я, но и вовсе невозможно, если прилагать небольшое усилие.
Чтобы поддерживать равномерное движение пустого товарного вагона по горизонтальному пути, достато'вно, при хорошей смазке, усилия килограммов в 1 5. Между тем, такой же неподв~ижный Вагон не удается сдвинуть с места силой мень шей 60,килограммов. Причина не тОлькО В том, что прнхОдится В течение первых секунд затрачивать„, силу на приведение вагона в движение с Заданн~й скорость~о (затрата эта сравни. тельно невел юка); причина кроется, главным образом, в условиях смазки стояшето вагона. В начале движения смазка еше не распределена равномерно по всему подшипнику, и оттого заставить вагон двигаться тогда очень трудно. Но едва колесо сделает первый оборот, условия смазки сразу значительно улучшаются, и поддерживать дальнейшее движение становится несравненно легче. СИЛА И ДВИЖЕНИЕ СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ПО МКХАНИЫК «Н и к а к о е ч е л о ~в е ч е с к о е з н а н и е н е м ожет п,р ит я з ать н а н а з в а и и е ястин но й н а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
