Техника - молодёжи 1935-06, страница 82

Занимательная механика

Ю

Почету реки: извиваются

Нетрудно заметить, что все' реки извиваются подобно ползущей амее. Не следуем думать, что изви-ван.иетв-се^да.-обусловлено рельефом почвы: Местность может быть совершенно ровная, и все-таки ручей извивается.

Это представляется довольно загадочным: казалось бы, в такой местности естественнее ручыо избрать прямое направление.

Ближайшее рассмотрение обнаруживает однако неожиданную вещь: прямое направление даже для ручья, текущего но ровной местности, есть наименее устойчивое, а потому и наименее вероятное.

Сохранить прямолинейность река может только при идеальных условиях, которые в действительности никогда не осуществляются.

Вообразим ручей, протекающий в приблизительно однородном грунте строго прямолинейно. Покажем, что такое течение долго сохраняться не будет. От случайных причин, например от неоднородности грунта, течение ручья в каком-нибудь месте чуть искривилось. Что будет дальше? Выровнит ли река свое течение сама? Нет, искривление будет расти. В месте искривления вода, двигаясь криволинейно, будет, вследствие центробежного эффекта, напирать на вогнутый берег, подмывать его и в то же время отступать от выпуклого берега. Для выпрямления ручья нужно как раз обратное: подмывание выпуклого берега и отступание от вогнутого. Вогнутость станет от подмывания увеличиваться, кривизна излучины— возрастать, а вместе с тем будет увеличиваться и центробежная сила, которая в свою очередь усилит подмывание вогнутого берега. Достаточно, как видите, образоваться хотя бы самому незначительному изгибу, и он будет расти неудержимо.

Мало того, уровень реки у вогнутого берега, к которому вода придавливается, стоит выше, чем у выпуклого. Поэтому у дна реки возникает течение воды в поперечном направлении —от вогнутого берега к выпуклому, а вверху, разумеется, обратно: от выпуклого к вогнутому. Поперечное течение переносит продукты разрушения вогнутого берега к выпуклому; там они и осе-бой*»вменяет- ^П° ЭТОЙ причи-

ся ложе реки не выпуклый берег

становится покатым (еще более выпуклым), а вогнутый — крутым.

Так как случайные обстоятельства, вызывающие легкий первоначальный изгиб ручья, почти неизбежны, то неизбежно и образование излучин,' непрестанно растущих и придающих реке спустя достаточный промежуток времени ее характерную извилистость. Эти извилины носят название «меандров», от реки Меандр (в западной части Малой Азии), змеевидное течение которой поразило древних и сделало название этой реки нарицательным.

Мы совершенно не касались здесь действия вращательного движения Земли, сказывающегося в том, что реки северного полушария усиленно размывают свой правый берег, а южного полушария — левый.

Так управляет механика геологическими судьбами рек. Нарисованная нами .картина развертывается конечно на протяжении огромных промежутков времени, измеряемых тысячелетиями. Однако явление, во многих подробностях сходное с этим, можно видеть в миниатюрном масштабе каждую весну, наблюдая за теми крошечными ручейками, которые промывает талая вода в затвердевшем снеге.

Механика в спорте

Бывают случаи, когда правильная оценка спортивных достижений требует знания механики. Вот пример. Телеграмма из Харькова (от 16 сентября 1934 г.) сообщает, что на областной колхозно-совхозной спартакиаде физкультурница Синицкая в бросании мяча двумя руками установила новый всесоюзный рекорд: 79 метров 92 сантиметра. Представьте себе, что физкультурники , Ленинграда желают побить этот рекорд. Какая дальность бросания для этого необхо-

я?

ди.м а г

Казалось бы ответ простой: надо закинуть мяч хотя бы на 1 сантиметр дальше. Однако этот ответ, как ни странно, не верен. Если бы в Ленинграде кто-нибудь закинул мяч даже на 5 сантиметров бли

же, он и тогда, при правильной оценке, должен был бы считаться побившим рекорд, который был поставлен в Харькове!

Дело в том, что напряжение тяжести в Харькове и Ленинграде — неодинаково, а потому одно и то же усилие посылает мяч в Харькове дальше, чем в Ленинграде, где тяжесть значительнее. Сравнивать рекорды этих двух мест без учета различия в силе тяжести было бы неправильно: физкультурник Харькова поставлен природой в более благоприятные условия.

Остановимся немного на теории. В учебнике механики найдем, что тело, брошенное под углом а к горизонту со скоростью v, покрывает расстояние:

г/² sin 2а

сопротивлением воздуха можно в этом случае пренебречь, д — ускорение тяжести в месте бросания. Величина этого ускорения тяжести зависит от географической широты места и уменьшается с приближением к экватору. Вот величина д для нескольких пунктов: Архангельск . . . 982 см/сек' Ленинград .... 981,7 » Харьков .... 980,9 » Каир ...... 979,2 »

При равных прочих условиях дальность бросания мяча, как ясно из приведенной формулы, обратно пропорциональна этим числам. Несложное арифметическое вычисление покажет нам, что усилие рук, бросающих в Харькове мяч на расстоянии 73 м 92 см, должно унести мяч в других местах на следующие дистанции: В Архангельске . . .73 м 84 см » Ленинграде . . ■ . 73 » 86 » » Каире......74 » 4 »

Каирский физкультурник, считающий себя способным побить рекорд Синицкой потому, что он закидывает мяч в Египте на 74 м, потерпит поражение в Харькове и окажется далеко позади в Архангельске.

Я. Перелыпан

Ответы на четвертую серию «Что это такое»

1.

Автомобиль-амфибия. Может ходить по земле и плавать по воде.

2.

Сеялка—машина для высева семян или удобрений.

3.

Нивелир — инструмент для определения относительных высот различных _точек на местности.

4.

Водолазный шлем. Застекленные отверстия служат водолазу вместо окошек, через которые он осматривает подводный мир.

5. < .....

Эскалатор — движущаяся лестница. Установлена на московском метрополитене.