Занимательная механика - Перельман Я.И.
Скачать (прямая ссылка):
Разберемся в причине этих любопытных явлений; причем будем рассматривать их не с точки зрения покоящегося наблюдателя, находящегося вне вагона, а с точки зрения такого наблюдателя, который, помещаясь внутри вагона, сам участвует в ускоренном движении и, следовательно, относит все наблюдаемые явления к себе, словно считая себя неподвижным. Когда вагон движется уско-
Рис. 22. Почему пол трогающе- Щ«е действие сидения) гося вагона кажется наклонным? воспринимается нами так,
словно мы сами напираем
подвержены тогда действию двух сил: силы R, н а п р а-вленной обратно движению вагона, и силы веса Р, прижимающей нас к иолу. Равнодействующая Q изобразит то направление, которое мы в таком состоянии будем считать отвесным. Направление MN, перпендикулярное к новому отвесу, станет для нас горизонтальным. Следовательно, прежнее горизонтальное направление GR будет казаться поднимающимся в сторону движения поезда и имеющим уклон в обратном направлении (рис.22).
Что произойдет при таких условиях с жидкостью в тарелке? Для этого представим себе, что новое «горизонтальное» направление не совпадает с уровнем жидкости, а следует (рис. 23) по линии MN. Это наглядно видно на рисунке, где стрелка указывает направление движения
ренно, а мы считаем себя покоящимися, то напор задней стенки вагона на наше тело (или увлекаю-
на стенку (или увлекаем сиденье) с равной силой. Мы
вагона. Теперь ясно, почему вода должна вылиться через задний «рай тарелки (или дождевого жолоба).
Картину всех явлений, происходящих в вагоне в момент отправления, легко представить себе, если вообразить, что вагон наклонился соответственно новому положению «горизонтальной» линии (см. заставку этой главы). Вы поймете, почему стоящие в вагоне люди должны при этом упасть назад. Этот всем известный факт обычно объясняют тем, что ноги увлекаются полом вагона в движение, в то время как туловище и голова еще находятся в покое. 4
Сходного объяснения придерживался и Галилей, как видно из следующего отрывка:
«Пусть сосуд с водою имеет поступательное, ио неравномерное движение, меняющее скорость н то ускоренное, то замедленное. Вот какие будут последствия неравномерности. Вода не вынуждена разделять движения сосуда. При уменьшении скорости сосуда она сохраняет приобретенное стремление и притечет к переднему концу, где н образуется поднятие. Если, напротив того, скорость сосуда увеличивается, вода сохранит более медленное движение, отстанет и при заднем конце заметно поднимется».
Такое объяснение в общем не хуже согласуется с фактами, чем приведенное ранее. Для науки представляет ценность то объяснение, которое не только согласуется с фактами, но и дает возможность учитывать их кол и-чественно. В данном случае мы должны предпочесть поэтому объяснение, которое было изложено раньше, — именно, что пол под ногами перестает быть горизонтальным. Оно дает возможность учесть явление количественно, чего нельзя сделать, придерживаясь обычной точки зрения.
Рис. 23. Почему в трогающемся вагоне жидкость переливается через задний край блюдца?
5 Зах. 4005. — Занимательная механика.
65
Если, например, ускорение поезда при отходе со станции равно 1 метру в секунду за секунду, то угол QOP (рис. 21) между новым и старым отвесным направлением легко вычислить из треугольника QOP. где QP : OP — 1 : 9,8 = = около 0,1;
tg QOP = 0,1 ¦,ZQOP = в°.
Значит, отвес, подвешенный в вагоне, должен в момент отхода отклониться на 6°. Пол под ногами словно наклонится на Ь', и идя вдоль вагона, мы будем испытывать такое же ощущение, как и при ходьбе по дороге с уклоном в 6°. Обычный способ рассмотрения этих явлений не помог бы нам установить такие подробности.
Читатель заметил, без сомнения, что расхождение двух объяснений обусловлено лишь различием точек зрения: обыденное объяснение относит явления к неподвижному наблюдателю вне вагона, второе же объяснение относит те же явления к наблюдателю, самому участвующему в ускоренном движении.
МАГНИТНАЯ ГОРА
В Калифорнии, близ города Голливуда, знаменитого центра кинематографической промышленности, есть гора, о которой местные автомобилисты (т. е. добрых три четверти населения) утверждают, что она обладает магнитными езойствами. Дело в том, что на небольшом участке дороги, длиною 60 м, наблюдаются у подножия этой горы необыкновенные явления. Участок этот идет наклон::*}. Если у автомобиля, едущего вниз по наклону, выключить мотор, то машина катится назад, т. е. вверх по уклону, подчиняясь магнитному притяжению горы.
Это поразительное свойство горы считалось установлен-
ным настолько достоверно, что в соответствующем месте дороги красуется даже доска с описанием феномена.
Нашлись, однако, люди, которым показалось сомнительным, чтобы гора могла притягивать автомобили. Для проверки произвели нивелировку участка дороги под горой. Результат получился неожиданный: то, что все
Рис. 24. Мнимая магнитная гора в Калифорнии.
принимали за подъем, оказалось спуском с уклоном в 2°. Такой уклон может заставить автомобиль катиться без мотора на очень хорошем шоссе.
