Перельман Я.И. - Занимательная механика (1937) (1015819), страница 5
Текст из файла (страница 5)
см, илдо знать, по какой площади эта сила распределяется Площадь равна поперечному сечению канала револьвера (диаметр канала 7 им = 0,7 см): '4 Х 3,14 Х 0,7а=-0,38 кв. см. Значит, на 1 кв. см приходится давление н 11 5: 0,38 =- око~о 300 Игах, пуля в момент выстрела вьггалкивается давлением н 300 атмоорер против давления океанских вод„превышающего тысячу атмосфер. Ясно, что пуля не двинется с месга. Порох .вспыхиег, по не вытолкнет пули. Пуля нагана, пробивакнцая на воздухе (с 35 шагов) четыре-пять дюймовых досок кряду, здесь бе~сильна пробжгь» воду. сдвинуть зимней шдр Даже среди людей, изучавших механику, распространено убеждение, что гаалой силой нельзя сдвинуть свободное тело, если оно обладает весьма большой массой.
Это одно из заблуждений «здравого смысла». Механика утверждает совершенно иное: всякая сила, даже самая незначительная, должна сообгпить движение каждому телу, ла,"зе чудовишно грузному, если тело это сноб о д н о. Мы не раз пользовались уже Формулой, в которой выражена эта мьюлгп 1 = — тп, откуда а.=— га Г!оследнее выражение говорит нам, что ускорение мо,сет быть .равно нулю только в том случае, когда сила Г равна нулю, Поэтому в с я и а я с и л а д о л ж н а з а с т а- вить двигаться любое свободное тело. В окружающих нас условиях мы не всегда видим подтверждение этого закона.
Причина — трение, вообще сопротивление движению. Другими словами, причина та, что перед нами очень редко бываег тело с в об о д но ее движение почти всех наблюдаемых нами тел не свободно. Чтобы в условиях трения заставить тело двигаться, необходимо приложить силу, которая больше тренин. Дубовый шкаф на сухом дубовом полу только в том случае придет в движение под напором наших рук, если мы разовьем силу не меньше ~э веса шкафа,— потому что сила трения н дуба по дубу (насухо) поставляет 34% веса тела.
Но если бы никакого тренин не было, то даже ребенок заставил бы двигаться тяжелый шкаср прикосновением пальца. К тем немногим телам природы. которые совершенно свободны, т. е. движутся, не испытывая ни трения, ни сопротивления среды, принадлежат небесные тела — Солнце, Луна, планеты, в их числе и наша Земля. Значит ли зто, что человек мог бы сдвинуть с места земной шар силой своих мускулов? Безусловно "так; напирая на земной шар, вы приведете его в дввжепие! Но вот вопрос: иакова окажется с к о р о с т ь этого движения? Мы знаем, что ускорение, приобретаемое телом под действием данной силы, тем меныше, чем больше масса тела.
Если деревянному крокетному шару мы палой своих рук можем сообщить ускорение и несколько десятков метров и секунду эа секунду, то земной шар, масса которого неизмеримо больше, получит от такой же силы неизмеримо меньшее ускорение. Мы говорим: «неизмеримо больше», «неизмеримо меньшее„конечно, не в буквальном смысле. Измерить массу земного шара возможно ', а следовательно. ' См.
об этом в моей «Занимательной астрономииэ статью: пан взвесили Землю . вгзможно определить и его ускорение прн заданных усло- виях. Сделаелг это. Пусть спла, с какой человек напирает на земной шар. равна 10 «г, т. е. около 10000000 днн. Мы рискуем запутаться в выкладках, если не прнбегнем здесь к сокращенному обозначению большнх чисел: 10000000 = 10"'. Масса земного шара равна 6 Х 10нт. Поэтому велнчнна искомого ускорения У 10т 1 и = — = гя 6Х10о 6Х10ай Такова величина ускорення, приобретаемого в этом случае вещным шаром. На сколько же сдвинется планета в столь мепленно ускоряющемся двпженнну Это зависят от и роде лжи тел ьно ст н двнження.
И без расчета ясно, что за какой-нибудь час нлн сутки перемещенне будет слишком ннчтожно. Возьмем крупный питерка*в год, т. е. круглым счетом 32 мнллнона секунд (32 Х 10«). Путь 3„ проходимый в 1 секунд прн ускорсннн а, равен (см, справочную табличку стр. 36). агз Е= —. 2 В данном случае 1 (32 Х 10"')т 1 6Х10к' 2 12Х10' Перемегуенпе равно, примерно. мнллнонной лоле сантиметра. Такоге перемещения нельзя усмотреть в самый сильный мнкроскоп.
Возь. мем еще большнй промежуток времени: пусть человек напирает на земной шар всю жизнь, скажем 70 лет. Тогда велнчнна перемещения увеличится в 70*. т. е. круглы«1 счетом в 5000 раз, н стйн«У равной 3Х10 12 Х 10 — — гм =. 0,04 мя. Это — прнблнзнтельно толюнна человеческого волоса. Результат поразительный: силой своих мыагВ человек может в течение жизни сдвинуть земной шар на толщину волоса) Как хотите, это все же значительное действие для такого пигмея, как человек. ЛОЖНЫН ПУТЬ ИЗОБРЕТАТКЛЬСТВА В помонах новых технических возможностей изобретатель должен неизменно держать свою мысль под контролем строгих законов механики, если не хочет вступить па путь бесплодного фантазерства, Не следует думать, что едсунствеиный общий принцип, которого ие должна нарушать изобретательская мысль, есть закон сохранения энергии.
Сущеспвует и другое важное положение, пренебрежение которым нередко заводит изобретателей в тупик и заставляет их бесплодно растрачивать свои силы. Это— закон движения центра тяжести. Рассматривая .предлагаемые изобретателями проекты новых летательных аппаратов, я не раз убеждался, что закон этот мало известен широким кругам. Упомянутый за~кои утверждает, что движение центра тяжести тела (или 'системы тел) ие может быть изменено действием одних лишь внутренних сил. Если летящая бомба разрывается, то, пока образовасипиеся осколки не ' Надо, впрочем, иметь в виду, что ив~як усилия ие расходуются на сообщение Земле движения: часть силы на изменение ее формы.
целиком тратится 4 Эаа. аеас. — Эааичатеаьнаа иеааннка. Самое уднвителиное то. что расчет наш ничуть ие фантастичен. Мы действительно сдвигаем земной шар силой наших мускулов~ Так, например, подпрыгивая мы надавливаем ногами на Землю и заставляем ее подэваться— пусть на ничтожную величину — под действием этой силы. Мы совершаем подобные подвиги на каждом шагу — букиалюю на каждом шагу, потому что при ходьбе неизбежно отгалмиваем ногой нашу планету. Ежесекундно заставляем мы земной ауер делать сверхмнироокопичесюие перемещения„прибавляя их к тем астронсяиичеоким движениям, которыаги он обладает достнгтп земли, общнй центр нх тяжести продолжает двнгагься по тому же пути, по какому двигался центр тяжести Ркс.
13. Сила Р должна увлекать аппарат вверх. непрерывно течет в одном направленнн (течение поддержнвается вращением П гт винтов, размещенных в Ркс. 14. Почему аппарат ке трубах). Течение жндкосгн вэлвткетр в дугообразной частя АСВ 'грубы сопровождается центробежным давленнем на наружную стенку. Получается некоторое усилие Р (черт. 13), д( Н Рке. 1к Проект летательного вппк.
рата нового тапа. целой бомбы. В частном случае, если центр тяжести тела был первоначально в покое (т. е. если тело было неподвнж,но). то ннкакие внутреннне силы не могут перемесвнть центра тяжести. К какого рода заблуждеиням приводит нзобрегателей пренебреженне рас. сматрнваемым законом, показывает следующнй поучительный пример — проект летательной машины совершенно нового типа, Представки себе,— говорит нзобретатель, — замкнутую трубу (черт. 12), состоящую нз деух частей: горнзонтальной прямой АВ н дугообразной части АСВ' — над ней.
В трубах имеется жидкость, которая направленное вверх, — усилие, которому никакая другая сила не,противодействует, так как движение жидкости по прямому пути АВ не сопровождается цытробежным давлением. Изобретатель делает отсюда тот вывод, что, при достаточной скорости течения, сила Р должна увлечь весь аппара.г вверх. Верна ли мысль изобретателя? Даже не входя в подробности механизма, можно заранее утверждать, что аппарат не сдвинется с места. В самом деле, так квк действующие здесь силы — внутренние, то переместить центр тяжести всей системы (т. е.
трубы вместе с наполняющей ее водой н механизмом, поддерживающим течение) онн не могут. Машина, следовательно, не может получить общего поступательного движения. В рассуждении изобретателя кроется какая-то ошибка, какое-то существешюе упущение. Нетрудно указать. в чем именно заключается ошибка. Автор проекта не принял во внимание, что центробежное давление должно возникать ие только в кривой части АСБ пути жидкости, но и в точках 4 и Б поворота течения (рнс. 14). Хотя кривой путь там и не длинен, зато повороты очень круты (радиус кривизны мал).
А известно, что чем круче поворот (чем меньше радиус кривизны), тем центробежный эффект сильнее. Вследствие этого на поворотах должны действовать еще две онлы (~ и Л, направленные наружу; равнодействуюгцая этих сил направлена вн и з и уравновешивает силу Р. Изобретатель проглядел эги свлы. Но н не зная о них, он мог бы понять непригодность своего проекта, если бы ему был известен закон движения центра тяжести.
Правильно писал еще че.гыре сголетия назад великий Леонардо да-Винчи, чго законы механики.«держат в узде инженеров и изобретателей для того, чтобы они не обещали себе или другим невозможные вещна. 51 Передвижение земного шара меньше расстояния до Луны во .столько же раз, во схолько раз масса Земли больше массы ракеты (т. е. в сотни триллионов раз1). Мы видим, что даже и в'такой исключительной обста"новке закОН дВижения центра тяжмли остается В пОлнОЙ силе. ТЯЖКСТЬ СВИДЕТЕЛЬСТВА ОТВЕСА И МАЯТНИКА Отвес и маятник — без сомнения простейшие (по крайнеи мере в идее) из всех приборов, какими пользуется наука.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
