Перельман Я.И. - Занимательная механика (1948) (1015821), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Откуда же берется здесь энергия ударов, сваливших медведя с дерева? В этом случае работа производится уже за счет энергии самого животного. Медведь сам свалил себя с дерева и сам пробил себя кольями, Отбрасывая подвешенное бревно, он превращал энергию своих мускулов в потенциальную энергию поднятого бревна, которая затем преобразовывалась в кинетическую энергию бревна па- — 131— дающего.
Точно так же, взбираясь на дерево, медведь преобразовал часть мускульной энергии в потенциальную энергию своего поднятого тела, которая затем проявилась в энергии удара его туши о колья. Словом, медведь сам избивает себя, сам сваливает себя вниз и сам пробивает себя кольями. Чем сильнее животное, тем серьбзнее должно оно пострадать от такой потасовки, Самозаводящиеся механизмы Знаком ли вам небольшой прибор, называемый ш аг о м е р о м? Он имеет величину и форму карманных часов, предназначен для ношения в кармане и служит для автоматического подсчета шагов. На рис. 69 изображены его циферблат и внутреннее устройство. Главную часть механизма составляет грузик В, прикреплбнный к концу рычага АВ, который может вращаться около точки А. Обычно грузик находится в положении, изображбнном на рисунке; слабая пружинка удерживает его в верхней части прибора.
При каждом шаге туловище пешехода, а с ним и шагомер немного приподнимаются и затем опускаются, Но грузик В вследствие инерции не сразу следует за поднимающимся приборчиком и, преодолевая упругость пружины, оказывается внизу. При опускании же шагомера грузик по той же причине перемещается вверх, От этого рычаг АВ при каждом шаге совершает двойное колебание, которое при помощи зубчатки двигает стрелку на циферблате и регистрирует шаги пешехода. Если вас спросят, что является источником энергии, движущей механизм шагомера, вы, конечно, безошибочно укажете на мускульную работу человека. Но было бы заблуждением думать, что шагомер не требует от пешехода дополнительного расхода энергии: пешеход-де чвсб равно ходит» и не делает будто бы ради шагомера никаких лишних усилий.
Он безусловно развивает добавочное усилие, поднимая шагомер на некоторую высоту и преодолевая силу тяжести, а также силу упругости пружины, удерживающей грузик В. Шагомер наводит на мысль устроить карманные часы, которые приводились бы в действие повседневными движениями человека. Такие часы уже изобретены. Их — тзг— носят на руке, беспрестанные движения которой и заводят их пружину без всяких забот обладателя. Достаточно носить эти часы на руке несколько часов, чтобы они оказались заведенными более чем на сутки, Часы очень удобны: они всегда заведены, поддерживая пружину постоянно в одинаковом напряжении, чем обеспечи- Рис.
б9. Шагомер и его механизм. вается правильность хода; в их корпусе нет сквозных отверстий, обусловливающих засорение механизма пылью и его увлажнение; главное же — не приходится заботиться о периодическом заводе часов. Казалось бы, что такие часы годны для слесарей, портных, пианистов и особенно для машинисток, а не для работников умственного труда. Но, рассуждая так, мы упускаем из виду одно свойство хорошо слаженных часовых ходов: чтобы заставить такой ход итти, нужен самый незначительный импульс. Оказывается, что два-три движения заставляют тяжелый молоток слегка завести пружину, и завода хватает на 3 — 4 часа. Можно ли считать такие часы не нуждающимися в энергии их владельца для поддержания их хода? Нет, они потребляют ровно столько же мускульной энергии, сколько расходуется и на завод обыкновенных часов. Движение руки, отягченной такими часами, требует избыточной затраты энергии по сравнению с рукой, не- сущей часы обыкновенного устройства: часть энергии расхядуется, как и в шагомере, на преодоление упругости дружины.
Рассказывают, что владелец одного магазина вАмерике «догадался» использовать движение дверей своего магазина, чтобы заводить пружину механизма, выполняющего полезную хозяйственную работу. Изобретатель полагал, что нашел даровой источник энергии, так как покупатели «все равно открывают двери». В действительности же посетитель, открывая двери, делал лишнее усилие на преодоление упругости заводимой пружины.
Попросту говоря, владелец магазина заставлял каждого своего покупателя немного поработать и в его хозяйстве. В обоих указанных случаях мы имеем, строго говоря, не самозаводящиеся механизмы, а лишь такие, которые заводятся мускульной энергией человека без его ведома.
Добывание огня трением Если судить по книжным описаниям, добывание огня трением — дело лйгкое. Однако осуществить его на деле не так-то просто. Вот как рассказывает Марк Твэн о своих попытках применить на практике подобные книжные указания: «Каждый из нас взял по две палочки и принялся тереть пх одну о другую. Через два часа мысовершенио заледенели; палочки также (дело происходило зимою). Мы горько г«роклинали индейцев, охотников и книги, которые подвели нас своими советами».
О подобной же неудаче сообщает и другой писатель — Джек Лондон (в «Морском волке»); «й читал много воспоминаний, написанных потерпевшими крушение: все они пробовали этот способ безуспешно. Прнпомннаюгазетного корреспондента, путешествовавшего по Аляске и Сибири. Я однажды встретил его у знакомых, где он рассказывал, как пытался добыть огонь именно трением палки о палку. Он забавно и неподражаемо рассказывал об этом неудачном опыте.
В заключение он сказал: «Островитянин южных морей быть может сумеет зто сделать; может быть добьется успе— 734— ха н малаец. Ио зто безусловно превышает способности белого человекаа. Жюль Верн в «Таинственном острове» высказывает совершенно такое же суждение.
Вот разговор бывалого моряка Пенкрофа с юношей Гербертом: « — Мы могли бы добыть огонь, как первобытные люди, трением одного куска дерева о другой. Рис. 70. Кан в действительности добывают огонь трением. « — Чтэ же, мой мальчик, попробуй; посмотрим, добьешься ли ты чего-ниоудь таким способом, кроме того, что разотрешь себе руки в кровь. « — Однако же, этот простой способ весьма распространен на островах Тихого океана. « — Не спорю, — возразил моряк, — но думаю, что у дикарей есть особая к этому сноровка. Я не раз безуспешно пытался добыть огонь таким способом и решительно предпочитаю спички. «Пенкроф, — рассказывает далее Жюль Верн, — попробовал все-таки добыть огонь трением двух сухих кусков дерева. Если бы затраченная им и Набом (негром) энергия была превращена в тепловую, ее хватило — 135— бы, чтобы довести до кипения котлы трансатлантического парохода, Но результат получился отрицательный: куски дерева едва нагрелись, — меньше, чем сами исполнители опыта.
«После часа работы Пенкроф обливался пбтом. Он с досадой бросил куски дерева. « — Скорее среди зимы наступит жара, чем я поверю, что дикари этим способом добывают огонь, — сказал он. — Легче, пожалуй, зажечь собственные ладони, потирая их одну о другуюе. Причина неудач в том, что принимались за дело не так, как следует, Большая часть первобытных народов добывает огонь не простым трением одной палки, а сверлением дощечки заостренной палочкой.
'ф Разница между этими '% способами выясняется при ближайшем рассмотрении. Ф Ь Пусть палочка СВ(рис. 7! ) рис 71 Кннткиый способ дннжстея туда И назад добывания огня трением. перси палочки АВ, делая в секунду два хода с размахом 25 см. Силу рук, прижимающих палочки, оценим в 2 кг (числа берутся произвольные, но правдоподобные) Так как сила трения дерева о дерево составляет около 40ог, силы, придавливающей трущиеся куски, действующая сила равна в этом случае 2 0,4=0,8 кг, а работа ее на пути 50 см составляет 0,8 0,5=0,4 кгм. Если бы эта механическая работа полностью превратилась в теплоту, она дала бы 0,4 2,3 = 0,92 малой калории 1). Какому объему древесины сообщится эта теплота? Дерево— плохой проводник теплоты; поэтому теплота, возникающая при трении, проникает в дерево очень неглубоко, Пусть толщина прогреваемого слоя всего лишь 0,5 лгм '), Величина трущейся поверхноЧтн равна 50 см, умноженным на ширину соприкасающейся поверхности, которую ') Один килограмметр, превращаясь полностью в теплоту, дает 2,3 малой калории.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
