Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Механика -> Перельман Я.И. -> "Занимательная механика" -> 38

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 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 61 >> Следующая


Причина неудач в том, что принимались за дело не так, как следует. Большая часть первобытных народов добывает огонь не простым трением одной палки-о другую, а сверлением одной концом другой (рис. 68).

Разница между этими способами выясняется при ближайшем рассмотрении.

Пусть палочка СП (черт. 69) движется туда и назад лоперек палочки AB, делая в секунду два хода с размахом 25 слг. Силу рук, прижимающих палочки, оценим в

2 кг (числа берутся произвольные, но правдоподобные). Так как сила трения дерева о дерево составляет около 40% силы, придавли-

Ч

вающсй трущиеся куски, действующая сила равна в этом случае 2X04 = 0,8 кг, а работа ее на пути 50 см составляет 0,8X0,5=0,4 кгм. Если бы эта механическая работа полностью превратилась в теплоту, она дала бы 0,4 X 2,3 = 0,92 малых калорий1. Какому объему древесины сообщится эта теплота? Дерево — плохой проводник теплоты; поэтому теплота, возникающая при трении, проникает в дерево очень неглубоко. Пусть толщина прогреваемого слоя всего лишь 0,5 мм2. Величина трущейся поверхности равна 50 см, умноженным на ширину соприкасающейся поверхности, которую примем равной 1 см. Значит, возникающей при трении теплотой прогревается объем дерева в

50 X 1 X 0.05 = 2,5 сч3.

Вес такого объема дерева около 1,25 г. При теплоемкости дерева 0,6 объем этот должен нагреться на

0,92

1,25X0,6

около 1°.

Рис. 69. Книжный способ добывания огня трением.

Если бы, значит, не было потери тепла вследствие осты-вани*, то трущаяся палочка ежесекундно нагревалась бы примерно на 1 градус. Но так к~ак вся палочка доступна охлаждающему действию воздуха, то остывание должно быть значительно. Вполне правдоподобно поэтому утверждение Марка Твэна, что палочки при трении не только не нагрелись, но даже обледенели.

1 Один килограммометр, превращаясь полностью в теплоту, даст 2,3 малой калории.

2 Читатель увидит из дальнейшего, что смысл результата мало меняется, если взять толщину слоя несколько большую.

Другое дело—сверление (рис. 68). Пусть поперечник конца вращающейся палочки 1 сл и конец этот входит з дерево па 1 см. Размах смычка (2 хода в сек.) 25 см, а сила, приводящая его во вращение, пусть равна 2 кг. Секундная работа равна в этом случае тоже 0,8 X 0,5 — — 0,4 кг ч, и количество возникающей теплоты 0,92 мал. калорий. Но нагреваемый объем дерева заметно меньше, чем в первом случае: 3,14 X 0,05 = 0,15 смя, а вес его — 0,075 г. Значит, теоретически температура в гнезде палочки должна подняться в секунду на

0,075 X 0,6

Такое повышение температуры (или близкое к нему) будет действительно достигаться, так как при сверлении нагреваемая часть дерева хорошо защищена от охлаждения. Температура воспламенения дерева равна 250~, и чтобы довести палочку до горения, достаточно при таком способе

250е : 20°= 12 секунд.

Прсздоподобие нашего подсчета подтверждается тем. что, по свидетельству авторитетного, немецкого этнолога К. Вейле, опытные «сверлильщики огня» среди африканских негров добывают огонь в несколько секунд Впрочем, всем известно, как часто загораются оси плохо смазанных телег: причина в этом случае та же.

1 Кроме сверления, у первобытных народов практикуются н иные способы добывания огня трением — помощью «огневого плуга», а также «огневой пилы». В обоих случаях нагревающимся частям древесины — древесной муке — обеспечивается защита от охлаждения. Весьма обстоятельное описание приемов добывания огня, практикуемых первобытными народами, читатель найдет в -книге проф. Карла Вейле «Культура безкультурных народов» (стр. 78—92 русского перевода. 1913).

ЭНЕРГИЯ РАСТВОРЕННОЙ ПРУЖИНЫ

Вы согнули стальную пружину. Затраченная вами работа превратилась в потенциальную энергию -напряженной пружины. Вы можете вновь получить израсходованную энергию, если заставите распрямляющуюся пружину поднимать грузик, вращать колесо и т. п.; часть энергии возвратится в форме полезной работы, часть же уйдет на преодоление вредных сопротивлений (трения). Ни один эрг не пропадет бесследно.

1 В

Рис. 70. Опыт с растворением напряженной пружины.

Но вы поступаете с согнутой пружиной иначе: опускаете в серную кислоту, и стальная полоска растворяется. Должник исчез: не с кого взыскать энергию, затраченную на сгибание пружины. Закон сохранения энергии как будто нарушен.

Так ли? Почему собственно мы должны думать, что энергия в этом случае исчезла бесследно? Она могла проявиться в форме кинетической энергии в тот момент, когда пружина, разъеденная кислотой, лопнула, сообщив движение своим частям и окружающей жидкости. Могла она преобразоваться и в теплоту, подняв температуру жидкости. Но ожидать сколько-нибудь заметного повышения

температуры не приходится.. В самом деле, пусть края согнутой пружины сближены по сравнению с распрямленной на 10 см (0,1 м). Напряжение пружины примем равным 2 кг; значит, средняя величина силы, сгибавшей пружину, равнялась 1 кг. Отсюда потенциальная энергия пружины равна 1 X 0,1 =0,1 кгм. Это соответствует количеству тепла 2,3 X 0,1 = 0,23 мал. калории. Такое незначительное количество тепла может поднять температуру всего раствора лишь на ничтожную долю градуса, практически неуловимую.
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 61 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed