Техника - молодёжи 1935-04, страница 78

Занимательная механика

По хрупкому мосту

У Жюль Верна в общеизвестном романе «В 80 дней кругом света» описан замечательный случай. Висячий железнодорожный г ост в Скалистых горах (Сев. Америка) был настолько ветх, что грозил обрушиться. Тем не менее отважный машинист решил вести по нему пассажирский поезд.

«— Но мост может обрушиться?!

— Пусть! Поезд, идущий на всех парах, успеет проскочить».

Поезд был пущен с невероятной скоростью. Поршни делали 20 ходов в секунду. Оси дымились. Поезд словно не касался рельсов. Вес его уничтожен был скоростью ... Мост был пройден. Поезд проскользнул через него от одного берега до другого. Но едва успел он переехать, как мост с грохотом обрушился в воду».

Правдоподобен ли этот рассказ? Возможно ли в самом деле «уничтожить вес скоростью»? Нечто сходное с сейчас описанным проделывают иной раз конькобежцы. Они рискуют быстро проскользнуть по тонкому льду, который наверняка проломился бы под их ногами при более медленном движении. Но здесь условия существенно отличаются от тех, с которыми встретился американский машинист. Лед не перекинут над пропастью, как мост, а покоится на воде. Сопротивление же воды дви

жению твердого тела растет с увеличением скорости движения и растет очень быстро. Поэтому ■при стремительном проскальзывании конькобежца по льду лед вдавливается в воду таким образом, что встречает с ее стороны сильное противодействие, которое и не дает льду проломиться.

В случае, описанном Жюлем Верном, причину успеха нужно искать в другом. Она состоит в том, что в течение краткого промежутка, пока поезд мчался по мосту, мост попросту не успел обрушиться.

Сделаем примерный расчет. Ведущее колесо пассажирского паровоза имеет (по кругу катания) диаметр 1,3 м. «Двадцать ходов поршня в секунду» дают 10 полных оборотов ведущего колеса, т. е. 10 раз по 3,14 X 1,3. Это составляет 41 м; такова секундная скорость. Горный поток был, вероятно, неширок; длина моста могла быть, скажем, метров 10. Значит,

при своей чудовищной скорости поезд пронесся по нему в bi секунды. Если бы даже мост начал разрушаться с первого же мгновения, то передняя его часть за четверть секунды успела бы опуститься, согласно закону падения тел, на

Уа X 980 X ~ - около 30 см. ,уу.

Но мост должен был оборвать к ся не сразу на обоих своих концах, а сначала на том, на который вступил паровоз. А пока эта часть моста начинала свое падение, опускаясь на первые сантиметры, противоположный конец еще сохранял связь с берегом. Так что поезд (весьма короткий) мог, пожалуй, успеть проскользнуть нл. противоположный берег прежд"^»^/ чем разрушение дошло до этог £ конца. В таком смысле и надо понимать образное выражение романиста: «вес был уничтожен скоростью».

Что крепче волоса?

Человеческий волос на взгляд очень нежный материал. Поспорить в крепости он может, казалось бы, разве только с паутинной нитью. Однако такое 'представление совершенно ошибочно. При ничтожной своей толщине — всего в 0,0-5 мм, — волос выдерживает, не разрываясь, груз в 100 г!

Рассчитаем, какова получается при этом нагрузка на 1 мм³, и сравним ее с тою, которая разрывает металлические проволоки. Кружок, поперечник которого 0,05 мм. имеет площадь (вычисляем по правилам геометрии): X 3,14 X

X 0,05² = 0,002 мм², т. е. щ мм¹.

Значит, груз в 100 г приходится на площадь в 500-ю долю мм²; на целый мм² придется 50 000 г, или SO кг. Бросив взгляд на нарисованную табличку прочности, вы убедитесь, что человеческий волос по крепости должен быть поставлен между медью и железом.

Итак, волос крепче свинца, ци-1-ка, алюминия, платины, меди и уступает только железу, бронзе и стали!

Недаром, — если верить Флоберу, автору романа «Саламбо»,— древние карфагеняне считали жен ские косы лучшим материалом для тяжей своих метательных машин.

Вас не должен поэтому удивлять

рисунок, изображающий железнодорожную платформу и два грузовых автомобиля, подвешенные на женской косе: легко подсчитать, что коса из 200 000 волос может удержать груз в 20 т-

Какими грузами разрываются проволоки из разных металлов (сечение 1 кв. мм.).