Юный техник, 2004 № 06

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Реактивное движение

Всегда, когда отталкиваются два тела, возникает реактивная сила. Простейший пример, вы прыгаете из лодки на берег, а лодка получает реактивную силу, толкающую ее на середину реки. То же самое происходит при выстреле из пушки. Сила пороховых газов выталкивает из ствола снаряд, ствол же отдача откатывает в другую сторону.

Реактивной силой пользуются не только люди, но и морские животные. Медузы плавно движутся, выталкивая из-под своего колокола струю воды. Кальмары в минуту опасности с такой силой выбрасывают из себя воду, что пролетают до сорока метров (рис. 1).

Увидеть плывущего кальмара может не каждый, но вот вам его физическая модель. Надуйте воздушный шарик и выпустите из рук, не завязывая. Вы увидите, как упругие стенки шарика сжимаются, выталкивая воздух из отверстия назад. При этом возникает реактивная сила, толкающая шарик вперед. У медуз и кальмаров выталкивается вода, а у нас воздух. Если к шарику прикрепить хвост из бумажных ленточек, то он сможет, как и кальмар, прямо пролететь несколько десятков метров.

Надутый шарик неплохой реактивный двигатель. Укрепите его скотчем на крыше игрушечной машинки (рис. 2) и отпустите. Машинка поедет под действием реактивной силы струи воздуха, вытекающего из шарика.

Более тысячи лет назад китайцы изобрели пороховую ракету. Она представляла собою набитую порохом бумажную трубку, закрытую с одного конца. Когда порох горит, он выделяет газы под большим давлением. Вот что при этом происходит. Сила давления газа, действующая на дно трубки, оказывается не уравновешена, она толкает ракету вперед.

Раньше думали, что ракета летит, отталкиваясь от воздуха. Но это, как вы поняли, не так. В безвоздушном пространстве ракета летит быстрее. Об этом, кстати, высказывался Исаак Ньютон, но его слова остались незамечены. И эту истину пришлось переоткрывать и экспериментально доказывать уже в XX веке.

Вообще пороховые ракеты небезопасны. Каждый год только в Москве попадают в больницы сотни любителей фейерверков. Но ведь ракету можно построить и без пороха. В такой безопасной ракете — ее можно запускать даже в классе — используется «холодная» реакция выделения углекислого газа при смачивании водой «шипучих таблеток» витаминов или минеральной воды. Для изготовления модели ракеты (рис. 3) потребуется футляр от фотопленки или другой пластиковый цилиндр с плотно пригнанной крышкой, лист писчей бумаги и клей.

Оберните футляр листом бумаги, чтобы получился цилиндр, и склейте его. Длина цилиндра должна быть примерно в 2 раза больше футляра. Приклейте к нему снизу четыре стабилизатора, а к верхней части ракеты конус — та готова. Подготовьте «площадку для взлета» — блюдце. Положите в «камеру сгорания» полтаблетки «горючего», залейте на треть водой, плотно закройте коробочку крышкой и вставьте в ракету. Все надо делать быстро, поскольку реакция образования газов начинается сразу после контакта с водой. Через несколько секунд крышку футляра с грохотом сорвет давление углекислого газа, и ракета взлетит под потолок.

А «топливо» останется на блюдечке, готовое к повторному применению. Поскольку взятые нами таблетки относятся к классу лекарств, экологически более чистого топлива, вероятно, придумать нельзя.

В растительном мире также можно встретить проявление реактивного движения. Вот, например, растение под названием «бешеный огурец», которое произрастает по берегам Средиземного и Черного морей на сухих открытых местах, вдоль дорог. Зрелые плоды величиной с грецкий орех при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки; при этом из отверстия, образующегося на месте отделившейся ножки, с силой выбрасывается горькая жидкость с семенами.

Чтобы сделать подобие бешеного огурца самому, вам понадобится пластиковая бутылка, насос и резиновая пробка к бутылке с внутренним отверстием, которую можно заменить крышкой с патрубком от моющих средств.

Подберите металлическую трубочку, которая бы плотно вставлялась в это отверстие и в шланг от насоса. Накачайте бутылку воздухом. Наступит момент, и она неожиданно, словно «бешеный огурец», сорвется со шланга насоса и улетит достаточно далеко. Поэтому опыты надо проводить на открытом воздухе. Чем плотнее сидит трубка в пробке, тем до большего давления можно накачать бутылку и тем больше дальность отстрела бутылки.

Поэкспериментировав с воздухом, налейте в бутылку воды примерно на 1/4 и повторите опыт. При «выстреле» за бутылкой потянется водяной шлейф, а высота ее полета достигнет высоты четырехэтажного дома.

Без реактивной силы, конечно, человек до сих пор не поднялся бы в космос. Но небесполезна она и на земле.

Поговорим, например, о канализации.