Техника - молодёжи 1942-08, страница 24
Чтобы узнатьл насколько увеличивается сопротивление воздуха при увеличении массы летящего тела., Арк-Синус построил снаряд, состоящий из'8 тысяч пуль. [ЭМФКСТ , ^ возрастает эта сила прогрессивно, то неудивительно, что ветер при скорости в 30—50 мегров в секунду — ураган: ломает и вырывает с корнем деревья и срывает с домов вывески и крыши. Даже у едущего на мотоцикле со скоростью всего в 20—25 метров в секунду ветер уже ураганом завывает в ушах. Это дает не только понять, но и почувствовать, как огромно должно быть воздействие воздушной среды на снаряды и пули, вылетающие в пространство со скоростью в сотни метров в секунду. Сопротивление воздуха очень усложняет задачи, касающиеся быстрого движения тел. Вместо простеньких формул элементарной механики, в баллистике — науке о полете орудийных снарядов — приходится иметь дело с очень сложными расчетами. Изящные параболические траектории тел в безвоздушном пространстве переходят, когда дело идет о плотной земной атмосфере, в неправильные, замысловатые кривые Их приходится разбивать на части и отдельно для каждой части решать уравнения. При этом некоторые формулы и ко эфициенты подбираются опытным путем, вследствие чего они не отличаются ни строгостью, ни большой точностью. Как изгестно, существуют способы уменьшить сопротивление воздуха. Первое, что можно сделать,— это отполировать по всрхиость движущегося тела. Второе — придать ему обтекаемую форму. Третье — заставить тело, в частности снаряд, двигаться в среде малой плотности. Этот именно способ был применен в первую мировую войну при обстреле ил дальнобойных орудий Парижа с дистанции в 100- 520 километров. Взлетающие высоко снаряды попадали в весьма разреженные слон атмосферы, сопротивление которых очень невелико На высоте в 20 километров плотность воздуха, как полагают, в 15 раз меньше, а на высоте в 40 километ- Доктор Арк-Синус попросил стрелка выстрелить из винтовки вертикально вв&рх, а сам взобравшись на высокую гору с замиранием сердца следил за полетом пули. Он считал что пуля достигнет высоты» в <?8 километров и- через 176 минут упадет на землю. Но ожидания его были тщетны. ров — в 350 раз меньше, чем вблизи земной поверхности. Почему, однако, снаряды все-таки залетают дальше пуль? Ведь ответа мы еще не нашли, так что вопрос остается в силе, особенно после того, как установлено, что именно п>ля должна залететь дальше. Если дело в сопротивлении воздуха, то вопрос становится еще обоснованнее, поскольку возникает новый парадокс: получается, что маленькая заостренная пуля испытывает большее сопротивление, нежели огромный снаряд. Так ля это? Да, именно так. Тело при пропорциональном увеличении всех его размеров будет испытывать относительно меньшее сопротивление воздуха. Ведь сопротивление пропорционально поверхности тела, которая сталкивается с частицами воздуха. Но в то время как поверхность тела растет пропорционально квадра гу его линейных размеров, масса тела, сохраняющая сообщенное телу движение, растет пропорционально кубу линейных размеров. Представим себе это наглядно. Вообразим снаряд, составленный из пуль; пусть все линейные размеры у него будут в 20 раз больше, чем у пули. Тогда объем и масса снаряда окажутся в 20 X 20 X 20 = — 8 000 раз больше массы и объема пули Но при движении такого снаряда сопротивление испытают только наружные — передние и боковые пули. Все же прочие, внутренние, с воздухом вообще не столкнутся и, значит, беспрепятственно пройдут сквозь него. Первых пуль, расположенных на поверхности снаряда, будет 20 X 20 = 400. Следовательно, единица массы снаряда испытает в 8 000 : 400 = 20 раз меньшее сопротивление, чем единица массы пули. По той же причине большие тела падают в воздушной среде быстрее мелких: камни быстрее мелких песчинок, а песчинки быстрее пылинок. Масса пылинок относительно их поверхности вообще так мала, что пылинки, поддерживаемые даже слабейшими потоками воздуха, могут неопределенно долго парить в „атмосфере, В безвоздушном же пространстве, кик показал еще Галилей, и камни, и песчинки, и пылинки должны падать с одинаковой скоростью Дрожащими руками доктор произвел вычисления дальности полета пули по ее начальной скорости. Выходило, что пуля должна была упасть в 76 километрах от места вылета Он не верил своим глазам. Но когда, произведя выпрел Аркс инус сел на поезд и поехал разыскивать место падения пули, он нг обнаружил ее там, где, это полагалось по расчетам. Поездка отняла у доктора 2 часа. Пуля же могла покрыть это расстояние за 125 секунд, 24 |
