На пульсаре - Кадомцев Б.Б.
ISBN 5-85504-013-5
Скачать (прямая ссылка):
высоте h.
Ну, а теперь мы подготовлены к тому, чтобы описать движение бусинки по
струне, натянутой под произвольным углом к горизонту. Разложим силу F на
две составляющие - вдоль и поперек струны. Поперечная составляющая
сложится с силой N реакции струны, а продольная будет играть роль силы
тяжести в предыдущем опыте. Поскольку величина то* зависит только от
взаимной ориентации струны и магнитного поля, то ее можно использовать и
для наклонной струны, имея в виду под а угол между струной и магнитным
полем. А составляющая силы тяжести вдоль наклонной струны будет, конечно,
меньше, как это хорошо известно из задачи движения тела по наклонной
плоскости. Дальнейшие рассуждения достаточно просты, и их можно
продолжить самому.
Рис. 3. Бусинка движется по вертикальной струне под действием силы
тяжести F = mg. Магнитное поле В направлено под углом а к вертикали.
20
3. Непослушный мячик
- А сейчас мы проведем еще один эксперимент, - продолжил Леонид
Андреевич.
Возьмем опять мячик и отпустим его не на горизонтальную плоскость, а на
плоскость, направленную под прямым углом к магнитному полю. Как мы видим
на рис. 4, мячик, прыгая, смещается вдоль плоскости.
Этот случай совсем прост, поскольку движения вдоль и поперек магнитного
поля не связаны между собой: вдоль Рис. 4. Прыжки мячика поля шарик
прыгает с массой тц под с сильно анизотропной действием составляющей силы
тяжести массой, вызванной при- Вд0ль магнитного поля, а поперек поля
сутствием сверхсильного осуществляется свободное падение тела магнитного
поля. с массой то± под действием поперечной
компоненты силы тяжести. Поскольку тоц <С т±, мячик прыгает достаточно
часто, а смещается вдоль пластины медленно.
- Да, это просто, - согласился Миша, который хотя и с трудом, но все же
успевал следить за рассуждениями Леонида Андреевича.
- А теперь сделаем вот что, - сказал Леонид Андреевич.
Возьмем две пластины, положим одну горизонтально, а другую
поставим на нее вертикально так, чтобы они составляли прямой угол. А
затем возьмем мячик и отпустим его таким образом, чтобы он сначала упал
на вертикальную пластину. Мячик, отпущенный Леонидом Андреевичем, полетел
вдоль силовой линии к вертикальной стенке, затем, подпрыгивая, сполз
вдоль нее вниз и опять скачками побежал вдоль горизонтальной пластины
(рис. 5).
- При столкновении с вертикальной стенкой мячик получает горизонтальный
импульс. При этом часть кинетической энергии продольного движения
переходит в энергию поперечного (по отношению к направлению магнитного
поля) движения, так что даже в идеальном случае упругого столкновения
амплитуда подскоков вдоль магнитного поля постепенно, от удара к удару,
уменьшается. В конце концов мелкими скачками мячик спускается вдоль
стенки, так что его усредненное падение выглядит, как движение бусинки по
вертикальной струне. Спустившись до горизонтальной пластины, мячик имеет
довольно большой горизонтальный импульс. Он начинает прыгать, как если бы
он был брошен с начальным горизонтальным толчком.
3. Непослушный мячик
21
Рис. 5. Прыгающий в углу мячик с сильно анизотропной массой.
- Ну вот, мы познакомились с простейшими случаями движения тела с сильно
анизотропной массой. Именно так должны двигаться тела в сверхсиль-ном
магнитном поле пульсара.
- А разве мы в самом деле на пульсаре? - удивился Миша.
- Конечно, нет, - ответил с улыбкой Леонид Андреевич.
Мы находимся в лаборатории, которая имеет возможность моделировать
условия на Пульсаре. Зал, в котором мы находимся, создан для изучения
адаптации, т. е. приспособления человека к необычным внешним условиям.
Купол и пол зала устланы мозаикой из телевизионных экранов. Эти
телевизоры получают сигналы от очень мощного компьютера, который имеет
широкие возможности воспроизведения на экранах согласованной картины
большого числа изображений.
- Вот, смотри, например.
Леонид Андреевич опять стал манипулировать с компьютером, и вдруг Миша
чуть не вскрикнул от неожиданности: он оказался на берегу тропического
острова. На песчаную отмель накатывались волны, на берегу покачивались от
ветра пальмы, и все это было наполнено звуками джунглей.
- А теперь вернемся в Россию, - сказал Леонид Андреевич, и через
несколько мгновений они оказались на лужайке привычного леса Подмосковья.
- А этот круглый стол, - продолжал Леонид Андреевич, - тоже необычный.
Внутри него находится сложная система катушек с током, создающая
переменные магнитные поля. Компьютер автоматически управляет этим полем,
благодаря чему бросаемые мной мячики, тоже с внутренней структурой, могут
совершать довольно сложные движения. В частности, легко удается
имитировать движение тел с анизотропной массой. Мы имитируем часть из тех
условий, которые имеют место на Пульсаре, что и дает возможность мне
говорить о путешествии на Пульсар. В дальнейшем мы еще больше
разнообразим наши эксперименты. Твоя задача будет заключать-
22
3. Непослушный мячик
ся в том, чтобы внимательно за всем наблюдать, задавать вопросы и
