Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Механика -> Перельман Я.И. -> "Занимательная механика" -> 42

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 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 61 >> Следующая


убирают зонт. Капли дождя, проходя чрез прорез, падают на нижний круг, устланный пропускной бумагой. За время, в течение которого капля движется между дисками, они успевают повернуться на некоторый угол, и следы капель, упавших на нижний круг, гакажутся не прямо под прорезом, а несколько позади. Пусть например, след капли оказался позади на 20-ю долю окружности, круги же делают 20 оборотов в минуту; расстояние межДу кругами пусть равняется 40 см. Нетрудно определить по этим данным скорость падения капель: капля пробегает расстояние между кругами (0,4 м)

Рис. 76. Прибор для измерения скорости дождя.

б тот промежуток времени, в течение которого диск, делающий до 20 оборотов в минуту, успевает повернуться на 20-ю долю оборота. Этот промежуток времени равен

1 20 "20" * W ' ССК*

В 0,15 сек. капля прошла 0,4 м\ значит, секундная скорость падения капли равна

0,4 :0,15=2,6 ж.,

(Совершенно подобным же способом может быть измерена скорость полета пули.)

Что касается веса капель, то он вычисляется по размеру влажных пятен, получающихся при падении капель на пропускную бумагу. Сколько миллиграммов воды всасывает 1 см2 бумаги, определяют предварительно.

Градины падают с большей скоростью, чем дождевые капли. Это объясняется не тем, конечно, что градины плотнее воды (наоборот, вода плотнее), а тем, что они достигают большей величины. Но и они падают близ земли с равномерной скоростью.

Даже брошенные с аэроплана шрапнельные пули (свинцовые шарики около 1,5 см в диаметре) достигают земли с равномерной и довольно умеренной скоростью; поэтому они почти безвредны — неспособны пробить даже мягкую шляпу. Зато уроненные с такой же высоты железные «стрелки» представляют грозное оружие, пробивающее продольно туловище человека навылет. Объясняется это тем, что на 1 см2 поперечнсго сечения стрелки приходится гораздо большая масса, нежели в круглой пуле; как выражаются артиллеристы, «поперечная нагрузка» стрелки значительнее, чем пули, благодаря чему стрелка успешнее преодолевает сопротивление воздуха.

ЗАГАДКА ПАДЕНИЯ ТЕЛ

Такое общеизвестное явление, как падение тел, дает нам поучительный пример резкого расхождения обыденных и научных представлений. Люди, не знакомые с механикой, убеждены в том, что тела тяжелые падают быстрее, чем легкие. Взгляд этот, восходящий к Аристотелю и всеми разделявшийся в течение длинного ряда веков, был опровергнут лишь в XVII веке Галилеем, основателем современной физики. Остроумен ход мыслей великого натуралиста, бывшего также и популяризатором: «Без опытов, путем краткого, но убедительного рассуждения мы можем ясно показать неправильность утверждения, будто тела, более тяжелые, движутся быстрее, нежели более легкие, подразумевая тела из одного и того же вещества... Если мы имеем два падающих тела, естественные скорости которых различны, и соединим движущееся быстрее с движущимся медленнее, то ясно, что движение тела, падающего быстрее, несколько задержится, а движение другого несколько ускорится. Но если это так, и если вместе с тем верно, что больший камень движется, скажем, со скоростью в восемь «градусов» (единица длины), тогда как другой, меньший — со скоростью в четыре «градуса», то соединяя их вместе, мы должны получить скорость, меньшую восьми «градусов»; однако, два камня, соединенные вместе, составляют тело, большее первоначального, которое имело скорость в восемь градусов; следовательно, выходит, что более тяжелое тело движется с меньшей скоростью, чем более легкое; а это противно нашему {Предположению. Вы видите, что из положения, что более тяжелые тела движутся с большей скоростью, чем легкие, я мог вывести заключение, что более тяжелые тела движутся менее быстро».

Теперь мы твердо знаем, что в пустоте все тела падают с одинаковой скоростью и что причина, обусловливающая

различную скорость падения тел _ воздухе, есть его сопротивление. Здесь, однако, возникает недоумение такого рода: сопротивление воздуха движению зависит только от размеров и от формы тела; казалось бы поэтому, что два тела, одинаковые по величине и по форме, но разного веса, должны падать с одинаковой скоростью: их скорости, равные в пустоте, должны одинаково уменьшиться действием воздушного сопротивления. Железный и деревянный шары одинакового диаметра должны падать одинаково быстро, — вывод, явно не отвечающий фактам.

Как выпутаться из этого конфликта теории и практики?

Воспользуемся мысленно услугами аэродинамической трубы (глава 1), поставив""ее отвесно. Железный и деревянный шары одного размера подвешены в ней и подвержены действию идущего снизу воздушного потока. Иначе говоря, мы ^обратили» падение тел в воздухе. Какой же из двух шаройч будет быстрее увлекаться вверх воздушным потоком? Ясно, что хотя на оба шара действуют оавные силы, шарц получат неодинаковые ускорения: легкий шар приобретет большее ускорение (согласно формуле f = ma). Применяя это к первоначальному, не обращенному явлению, мы видим, что легкий шар при падении должен отставать от тяжелого. Другими словами, шар железный должен падать, ,в воздухе быстрее, чем равный ему деревянный. Сказанное объясняет, между прочим, и то, почему артиллеристы придают столь болйшое значение «!поперечной нагрузке»- снаряда, т. е. той доле его массы, которая !приходится на каждый см 2, подверженный сопротивлению воздуха (омметр. 171).
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 61 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed