Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Механика -> Перельман Я.И. -> "Занимательная механика" -> 22

Занимательная механика - Перельман Я.И.

Перельман Я.И. Занимательная механика. Под редакцией Р. Бончковского — Кооперативное издательство , 1933. — 241 c.
Скачать (прямая ссылка): zanim_mech.djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 61 >> Следующая


Пусть (рис. 36) MN — та ось, вокруг которой обращаются возки карусели. Когда карусель вращается, возок, подвешенный к ней, стремясь вместе с пассажиром двигаться по инерции в направлении касательной и, следовательно, удалиться от оси, занимает наклонное положение, показанное на рис. 36. Вес P пассажира разлагается

при этом на две силы: одна — сила R направлена горизонтально в сторону оси и является той центростремительной силой, которая поддерживает круговое движение; другая — Q направлена вдоль веревки и придавливает пассажира к возку; она ощущается пассажиром, как вес. Новый вес, мы видим, больше нормального P и равен P

Чтобы найти величину угла а между P и Q1 надо знать

cos а

величину силы R. Сила эта центростремительная; порождаемое ею ускорение

следовательно,

Рис. 36. Живой двигатель карусели. Показаны силы, действующие на возок.

где V — окружная секундная скорость возка, а г •— радиус кругового движения, т. е. расстояние центра тяжести возка от оси MN. Пусть это расстояние 6 м, а число оборотов карусели — 4 в минуту; значит, в секунду возок описывает 1As полного круга. Отсюда его окружная скорость:

V = 1 X 2 X 3,14 X 6 = 2,5 м/сек.

Теперь находим величину ускорения, порождаемого силой R:

«а 2502

a=- = TTio = 104 см се^ г 600 %

on

Так как силы пропорциональны ускорениям, то

р

Мы установили раньше, что новый вес Q = g . Значит,

Если больной при обычных условиях весил 60 кг, то сейчас он прибавится в весе примерно на 360 г. К сожалению, такая прибавка нисколько не улучшает здоровья; кружась на карусели, никто не чувствует себя здоровее, чем на «неподвижной» земле.

Если на обыкновенной, сравнительно медленно вращающейся карусели прибавка веса мало ощутительна, то на быстроходных центробежных приборах малого радиуса она доводится в некоторых случаях до огромной величины. В одной американской лаборатории употребляется прибор подобного рода — так называемая «ультрацентрифуга», вращающаяся часть которой делает 80 ООО оборотов в минуту. Помощью этого 'прибора достигается возрастание веса в четверть- миллиона раз! Каждая мельчайшая капелька жидкости, исследуемой на этом приборе, при ¦нормальном весе в 1 миллиграмм, превращается в тяжелое тело весом в четверть килограмма.

Теперь вы, вероятно, будете осторожнее и станете высказывать знакомым пожелание прибавиться не в весе, а в массе.

НЕБЕЗОПАСНЫЙ АТТРАКЦИОН

Ko мне явились однажды за советом по поводу проекта нового аттракциона в одном из парков Москвы. Проект представлял нечто вроде «гигантских шагов», но к концам канатов (или штанг) предполагалась прикрепить аэропланы. При быстром вращении канаты должны откинуться и поднять вверх аэропланы с сидящими в них пассажирами. Устроители желали придать карусели такое число

оборотов, ^тобы канаты или штанги протянулись совершенно горизонтально.

Пришлось разочаровать их указанием, что здоровье пассажиров лишь до тех пор будет в безопасности, пока канат имеет довольно заметный наклон. Величину предельного, отклонения каната от вертикали легко вычислить, исходя из того, что организм человека может переносить безвредно лишь трехкратное увеличение тяжести.

Рис. 37. Американская карусель с аэропланами.

Здесь нам пригодится рис. 36, которым мы пользовались в предыдущей статье. Мы желаем, чтобы искусственная тяжесть Q превосходила естественный вес P не более чем в 3 раза, т. «. чтобы лишь в предельном случае

р л*

UO

Q 1

P cosa*

следовательно

— = 3 , и cos а = V3 = 0,33, cosa 16

откуда

a = около 71 °,

Итак, канат не должен отклоняться от отвесного положения более чем на 71 ° и, значит, не может приближаться к горизонтальному положению ближе чем на 19'"\

Рис. 37 изображает, как осуществлен такого типа аттракцион в одном из городов Америки. Вы видите, что наклон канатов далеко не достигает здесь предельного.

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ЗАКРУГЛЕНИИ

«Сидя в вагоне железной дороги, который двигался по кривой, — рассказывает физик Э. Мах, — я заметил вдруг, что деревья, дома, фабричные трубы близ дороги приняли наклонное положение».

Подобные явления часто наблюдаются пассажирами скорых поездов на Западе, где 100 км/час — не редкость.

Нельзя усматривать причину в том, что наружные рельсы на закруглениях укладываются выше внутренних и что, следовательно, вагон идет по дуге закругления в несколько косом положении. Если 'высунуться из окна и рассматривать окрестности не в наклонной рамке, — иллюзия остается. ,

После сказанного в предыдущих статьях едва ли нужно подробно объяснять истинную причину этого явления. Читатель уже догадался, вероятно, что отвес, висящий в вагоне, должен принять наклонное положение в тот момент, когда поезд огибает кривую. Эта новая вертикальная линия заменяет для пассажира прежнюю; оттого-то все, что имеет направление прежнего отвеса, становится для него косым 1.

1 Так как вследствие вращения Земли, точки земной поверхности движутся по дугам, то и на «твердой земле» отвес не иаправ-влен строго к центру нашей планеты, а отклоняется от этого на-
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 61 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed