Занимательная механика - Перельман Я.И.
Скачать (прямая ссылка):
Вторая причина действует только при сотрясениях. Когда ящик с посудой испытывает толчок, каждая вешь
Рис. 63. Для чего яйца при упаковке перекладывают стружкой?
?
приходит в движение, которое тотчас же прекращается, так как соседние вещи ему мешают. Энергия движения затрачивается тогда на прогибание сталкивающихся предметов, которое зачастую оканчивается их разрушением. Так как путь, на котором расходуется при этом энергия, очень мал, то надавливающая сила должна быть весьма велика, чтобы произведение ее на путь (FК), составило величину расходуемой энергии.
Теперь понятно действие мягкой прокладки: она уд\и-няет путь ($) действия силы и, следовательно, уменьшает величину надавливающей силы (F). Без прокладки путь этот очень короток: стекло или яичная скорлупа могут вдавливаться, не разрушаясь, лишь на ничтожнуго величину, измеряемую десятыми долями миллиметра. Слой соломы, стружек или бумаги между примыкающими друг к другу частями упакованных предметов удлиняет путь действия силы в десятки раз, во столько же раз уменьшая ее величину.
В этом — вторая и главная причина предохраняющего действия мягкой прокладки между хрупкими предметами.
ЧЬЯ ЭНЕРГИЯ?
Западни, изображенные на рис. 64 и 65, устраиваются неграми Восточной Африки. Задевая протянутую у земли бечевку, слон обрушивает на свою спину тяжелый обрубок дерева с острым гарпуном. Больше изобретательности вложено в западню рис. 66: животное, задевшее шнур, спускает стрелу, которая, вонзается в жертву.
Откуда берется здесь энергия, поражающая животное, понятно: это — преобразованная энергия того человека, который поставил западни. Падающий с высоты обрубок возвращает работу, которая была затрачена человеком при поднятии этого груза на высоту. Стреляющий лук второй
Ю* 147
западни также возвращает энергию, израсходованную охотником, который натянул тетиву. В обоих случаях животное только ^освобождает «заряд» энергии, накопленный в потенциальном состоянии. Чтобы действовать после этого опять, западни нуждаются в новом заряде.
Иначе обстоит дело в той западне, о . которой говорит
°ис. 61. Слоновая западня в африкан- общеизвестный рае-
ском лесу.
сказ про медведя и бревно. Взбираясь ' по стволу дерева, чтобы добраться до улья, медведь натолкнулся на подвешенное бревно, мешающее карабкаться
Рис. 65. Западня-самострел (Африка).
дальше. Он оттолкнул препятствие; бревно откачнулосьг но вернулось на прежнее место, слегка ударив животное.
Медведь оттолкнул бревно сильнее; оно возвратилось и ударило крепче. С возрастающей яростью стал отбрасывать медведь бревно, — но, возвращаясь, оно наносило животному все более и более чувствительные удары. Обессиленный борьбой медведь упал, наконец, вниз, на вбитые под деревом острые колья.
Эта остроумная западня не требует зарядки. Свалив первого медведя, она может вслед затем покончить со вторым, третьим и т. д., без всякого участия человека. Откуда же берется здесь энергия ударов, сваливших медведя с дерева?
В этом случае работа производится уже за счет энергии самого животного. Медведь сам свалил себя с дерева и сам пробил себя кольями. Отбрасывая подвешенное бревно, он превращал энергию своих мускулов в потенциальную энергию поднятого бревна, которая затем преобразовывалась в кинетическую энергию бревна падающего. Точно так же, взбираясь на дерево, медведь преобразовал часть мускульной энергии а потенциальную энергию своего поднятого тела, которая затем проявилась в энергии удара его туши о колья. Словом, медведь сам избивает себя, сам сваливает себя вниз и сам пробивает себя кольями. Чем сильнее животное, тем серьезнее должно оно пострадать от такой потасовки.
Рис. 66. Медведь в борьбе с подвешенным бревном.
САМОЗАВОДЯЩИЕСЯ МЕХАНИЗМЫ
Знаком ли вам небольшой прибор, называемый шагомером? Он имеет величину и форму карманных часов, предназначен для ношения в кармане и служит для автоматического подсчета шагов. На рис. 67 изображен его
Рис. ?7. Шагомер и его механизм.
циферблат и внутреннее устройство. Главную часть механизма составляет грузик В, прикрепленный к концу рычага AB, который может вращаться около точки А. Обычно грузик находится в положении, изображенном на рисунке; слабая пружинка удерживает его в верхней части прибора. При каждом шаге туловище пешехода, а с ним и шагомер немного приподнимаются и затем опускаются. Но грузик В, вследствие инерции, не сразу следует за поднимающимся приборчиком и преодолевая упругость пружины, оказывается внизу. При опускании же шагомера грузик, по той же причине, перемещается вверх. От этого
рычаг AB при каждом шаге совершает двойное колебание, которое помощью зубчатки двигает стрелку на циферблате и регистрирует шаги пешехода.
Если вас опросят, что является источником энергии, движущей механизм шагомера, вы, конечно, безошибочно укажете на мускульную работу человека. Но заблуждение думать, что шагомер не требует от пешехода дополнительного расхода энергии: пешеход де «все равно ходит» и не делает будто бы ради шагомера никаких лишних усилий. Он безусловно совершает лишние усилия, поднимая шагомер на некоторую высоту против силы тяжести, а также против упругости пружины, удерживающей грузик В.
