Занимательная физика. Книга 1

Во-первых, – вследствие опять-таки большой быстроты автомобиля, – невозможно моментально ни остановить его, ни изменить направление движения. На это потребно время, не меньше секунды, – и роковое расстояние, следовательно, уже утраивается. Во-вторых, продолжительность реакции равна ½ секунды только у нормального человека при нормальных условиях. Если же человек устал или выпил водки, – она удлиняется. Все это, вместе взятое, доводит роковое расстояние до довольно большой величины.

Предел этот поставлен, так сказать, самой природой человека – нашей нервной системой, которую мы изменить не в силах.

Нетрудно понять, почему вопрос об опасностях быстрого передвижения так обострился лишь в последнее время. Самые быстрые лошади мчат экипаж со скоростью 25–30 верст в час – т. е. значительно медленнее автомобилей. Паровозы не могли обострить этого вопроса, так как движутся по определенному пути, с которого заранее удалены все препятствия. На море – нет дорог, и мéста всем вдоволь. Автомобили (и мотоциклеты) были первыми экипажами, которые, двигаясь свободно по обычным дорогам, превзошли предел безопасной скорости (велосипеды немногим превосходят скорость лошади).

Как быстро движутся животные?

Наши обычные представления о скорости различных животных, особенно диких, живущих на свободе, очень сбивчивы и смутны. Охотники и путешественники часто рассказывают на этот счет истории, которые нет возможности проверить. Только цифры способны внести ясность и определенность в этот туман. Но именно цифровых-то данных до сих пор было очень мало, и лишь недавно удалось собрать кое-какие из них.

Из наземных животных быстрее всех бегает страус – 16 саженей в секунду, или 120 верст в час. Никакая лошадь не в состоянии догнать страуса, и все рассказы охотников о таких своих подвигах – сущие небылицы. Зебра пробегает 13 саженей в секунду. Гончая собака пробегает в секунду 12 саженей.

Заяц, которого преследуют, пробегает до 9 саженей в секунду. Косуля и лев бегут со скоростью, средней между быстротой зебры и зайца. Жираф и тигр пробегают 7½ саженей; за ними следуют слон, дромадер, кенгуру.

Из водных животных самые быстрые – акула и дельфин, проплывающие до 5 саженей в секунду.

Самое медленное из всех животных – улитка: она делает 1½ миллиметра в секунду. При такой скорости, или, вернее, при такой медленности, улитке нужна целая неделя, чтобы проползти одну версту. Недаром же говорят: улита едет – когда-то будет!

Глава VСопротивление среды

Почему взлетает бумажный змей?

Задавали ли вы себе когда-нибудь вопрос, почему бумажный змей взлетает вверх, когда его тянут за бечевку? Вопрос не так уж прост. Если вы сможете ответить на него, вы поймете также, почему взлетает аэроплан, почему носятся по воздуху семена клена, и даже до известной степени уясните себе причину странных движений бумеранга. Это – явления одного порядка.

Рис. 29. Силы, действующие на бумажного змея.

Чтобы объяснить все это, нам придется прибегнуть к упрощенному чертежу. Линия MN пусть изображает у нас разрез бумажного змея. Когда, запуская змея, мы тянем его за веревочку, он движется в наклонном положении. Пусть это движение совершается в направлении справа налево. Угол наклона плоскости змея к горизонту обозначим через α. Рассмотрим, какие силы будут действовать на змея при этом движении. Воздух, естественно, будет мешать его движению, оказывать на него некоторое давление. Это давление изображено на рис. 29 в виде прямой С; так как воздух давит перпендикулярно к плоскости MN, то линия С начерчена под прямым углом к ней. Силу С можно разложить на две другие, построив так называемый «параллелограмм сил»: получим, вместо С, силы D и Р. Из них сила D толкает нашего змея назад и, следовательно, уменьшает первоначальную его скорость. Другая же сила, Р, тянет весь снаряд вверх; она, следовательно, уменьшает его вес; если она достаточно велика, то может преодолеть вес снаряда и поднять его. Вот почему змей поднимается вверх, когда мы тянем его за веревочку.

Аэроплан, в сущности, – тот же змей, только движущая сила нашей руки заменена в нем мотором; мотор приводит в действие винт (пропеллер), который, отталкивая снаряд, сообщает ему поступательное движение.

Животные-аэропланы