Занимательная механика - Перельман Я.И.
Скачать (прямая ссылка):
2,45 X 1 000
75XlO = ^X
3600
1 Часто говорят также «лошадиная сила». От этого устаревшего термина следовало бы совершенно отказаться: лошадиная сила — не сила, а мощность, н притом ие одной, а примерно полуторы живых лошадей.
где х — сила тяги трактора. Решив уравнение, узнаем, что х = около 10ОО кг.
Таким же образом находим, что тяга при «второй» скорости равна 540 кг, при «третьей» 220 кг.
Вопреки механике «здравого смысла» тяга оказывается тем больше, чем скорость движения меньше.
ЖИВЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ
Может ли человек проявить мощность в целую паровую лошадь? Другими словами, может ли он выполнить в секунду 75 кгм работы?
Считается, — и вполне правильно, — что !мощность человека при нормальных условиях работы составляет около десятой доли паровой лошади, т. е. равна 7—8 кгм в сек. Однако в исключительных условиях человек на короткое время проявляет значительно большую мощность. Взбегая поспешно по лестнице, мы совершаем работу больше 8 кгм в сек. Если мы ежесекундно поднимаем свое тело на 6 ступеней, то при весе 70 кг и высоте одной ступени 17 см мы производим работу
70 X 6 X 0,17 = 71 кгм,
Рис. 54. Когда чело-пек развивает мощность в 1 паровую лошадь?
т. е. почти в 1 паровую лошадь и, значит, превосходим живую лошадь по мощности раза в 1?. Но, конечно, так напряженно работать мы можем всего несколько минут, а затем должны отдыхать. Если учесть эти промежутки бездействия, то в среднем работа наша не будет превосходить 0,1 паровой лошади.
Недавно в Англии во время состязаний в беге на
короткой дистанции (100 ярдов, т. е, 90 л*) отмечен случай, когда бегун развил мощность в 550 кгм, т. е.
в 7,4 паровой лошади!
Живая лошадь также может доводить свою мощность до десятикратной и более величины. Совершая, например, в 1 секунду прыжок на высоту 1 m1 — лошадь весом 500 кг выпол-
SL Jf€?^^fl*5V няет работу в 500 кгл! (рис.55), <7 ^Ш^^^ЖШ а это отвечает мощности
500 : 75 =6,7 пар. лошадей.
к 'Ma
Ркс. 55. Когда живая лошадь развивает мощность в 7 паровых лошадей?
Не забудем, что паровая лошадь мощнее живой раза в полтора, так что в !рассмотренном случае мы имеем более чем 10-кратное возрастание !мощности.
При сельскохозяйственных работах принимается, что и человек и лошадь могут работать с перегрузкой в 2009^,
Рис. 56. Когда живой двигатель имеет преимущество перед машиной?
т. е. развивать тройную мощность по сравнению с нормальной. Эта способность живых двигателей кратковременно повышать свою мощность в несколько раз дает им большое преимущество перед двигателями механическими. На хорошем, ровном шоссе автомобиль в 10 паровых лошадей безусловно предпочтительнее повозки, запря-
ленной двумя живыми лошадьми. Но на песчаной дороге такой автомобиль будет беспомощно увязать, между тем как пара лошадей, способных при нужде развивать мощность в 15 и более паровых лошадей, благополучно справляется с препятствиями пути. «С некоторых точек зрения, — говорит по этому поводу физик Содди, — лошадь необычайно полезная машина. Каков ее эффект, мы и не представляли себе, пока не явились автомобили, и вместо двух лошадей, обычно запрягаемых в экипаж, оказалось необходимым запрягать не меньше 12 или 15, иначе автомобиль останавливался бы у каждого пригорка».
СТО ЗАЙЦЕВ И ОДИН СЛОН
Сопоставляя живые и механические двигатели, необходимо, однако, иметь в виду и другое важное обстоятельство. Усилия нескольких лошадей не соединяются вместе по правилам арифметического сложения. Две лошади тянут с силой, которая меньше двойной силы одной лошади, три лошади—с силой, меньшей тройной силы одной лошади, и т. д. Происходит это оттого, что несколько лошадей, запряженных вместе, не согласуют своих усилий и отчасти мешают одна другой. Практика показала, что мощность лошадей при различном числе их в упряжке такова:
Число лошадей в упряжке
Мощность каждой
Общая мощность
1
1
1
2
0,92
1.9
3
0,85
2,6
4
0,77
3,1
5
0,7
3,5
6
0,62
3,7
7
0,55
3,8
8
0,47
3,8
Рис. 57. Зачерненная часть контура лошади наглядно показывает, на какую долю веса приходится 1 паровая лошадь в разных механических двигателях.
Итак, 5 совместно работающих лошадей дают не 5-кратную тягу, а лишь ЗР/^ную; 8 лошадей развивают усилие лишь в 3,8 раза превышающее усилие одной лошади, а дальнейшее увеличение числа совместно работающих лошадей дает еще худшие результаты.
Отсюда следует, что тягу, например, трактора в 10 паровых лошадей прак-, тически нельзя заменить тягой 15 живых рабочих лошадей.
Никакое вообще число живых лошадей не может заменить одного трактора, даже столь сравнительно малосильного, как «Фордзон».
У французов есть поговорка: «сто зайцев не делают одного слона». Не с меньшим правом можем мы сказать, что «сто лошадей не заменят одного трактора».
МАШИННЫЕ РАБЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Окруженные со всех сторон механическими двигателями, мы не всегда отдаем себе ясный отчет в могуществе этих наших «машинных рабов», как метко назвал их В. И. Ленин. Что всего более отличает механический двигатель от живого — это сосредоточенность огромной мощности в небольшом объеме. Самая мощная «машина», какую знал древний мир,— сильная лошадь или слон. Увеличение мощности достигалось
