Техника - молодёжи 1968-11, страница 45

[

энергию можно, выпрямляясь не только в нижних точках, но и на «перевалах».

Для оценок наших возможностей рассмотрим такой пример: впадины имеют профиль дуги окружности радиуса R, стягивающей угол 120°, и соединяются перевалами — тоже 120-градусными дугами радиуса г. Пусть г < К, так что потерями на трение на перевалах мы можем пренебречь. То обстоятельство, что на таком коротком перевале мы просто не успеем выпрямиться, не должно нас смущать, так как скорость на перевале очень маленькая. Уравнение баланса энергии для одного «периода» в отличие от ранее разобранного примера несколько изменится и будет иметь вид:

А_а — А₃ > 3 kmg R 4- k (A_t — A₂) + + mg A H,

где ДН — набор высоты после прохождения одной впадины (величина малая по сравнению с R), A_t 3mgh — сумма работ выпрямления в нижней точке и на перевале, А_э = mgh — сумма работ приседания в точках перегиба. Подставляя эти значения и принимая К значительно меньшим единицы, получим:

АН <2h — 3kR.

Для среднего угла подъема трассы в гору а имеем:

АН _2__h_

кутнут R -кКз « 1,2 — 1,7k.

К

При R=4 м и h=0,5 м а<0,15— 1,7k.

Максимальное значение а при к-^0 0,15 рад —9°, при к = 0.02 0,116 рад « —6.5^е. Максимальное время прохождения одной впадины t можно оценить, используя формулу для полупериода маятника:

1/Т

*~^п V 1Г ~^{2 сек}"

Время прохождения одного «периода» траектории может быть несколько больше из-за прохождения перевала, но может быть и меньше — за счет постоянной скорости вперед, особенно при движении под малыми углами а. Используя вычисленное значение t, найдем среднюю скорость движения по траектории V и скорость подъема Vh :

_аYH-3.5м/сек;

t ТС

_ _ 2 h

V_H --—0,5м/сек.

Vr

Результаты расчета достаточно убедительны: можно подняться на гору с перепадом высот 100 метров за 3-—4 минуты! Конечно, взлететь на гору одним махом, присев 200 раз, не просто, и, возможно, вы не будете особенно торопиться, задерживаясь на перевалах. Даже 10 минут на подъем — совсем не плохо.

Правда, в этих расчетах мы не учли, например, сопротивление воздуха (при больших скоростях) или то обстоятельство, что практически приседание и выпрямление выполняются не мгновенно, и это несколько снижает полезную работу. Есть, впрочем, резерв — работа палками.

В гору, дорогой читатель! Параметри-ка нынче в моде.

НЕОЖИДАННОЕ ОТКРЫТИЕ

Зта история началась пятнадцать лет назад в одной из лабораторий МВТУ. Георгий Иванович Погодин-Алексеев задумчиво смотрел в окуляр микроскопа, дымя сигаретой и чертыхаясь про себя. Рядом стоял смущенный молодой аспирант Виктор Заболеев-Зотов (двойные фамилии метра и ученика частенько вызывали улыбку коллег). Причин для переживаний у Погодина-Алексеева было предостаточно. Он, профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, не мог понять, что за вещество лежит перед его глазами. Больше того, подобного вещества, насколько он понимал, вообще не должно быть в природе. Этому всю яшзнь учили его, и он этому же учил своих студентов и аспирантов.

А началось все, казалось, с пустяка. Во время очередного эксперимента Заболеев-Зотов решил как следует перемешать расплав в тигле. Лучше ультразвука для этой цели не придумаешь. Он легко взбалтывает даже «самые несмешиваю-щиеся» жидкости (например, масло и воду). Потому-то аспирант, ничтоже сумняшеся, опустил в тигель волновод. Да, видимо, перестарался: под действием ультразвука волновод сам стал разрушаться. Причем его мельчайшие частицы равномерно рассеялись по образцу, образовав какую-то непонятную струк-

у...

а следующий день Погодин-Алексеев решил поставить контрольный эксперимент. Гудит индукционная печь В небольшом тигле плавится медь. В нее добавляют 30% графита. 30%? Смешно! Ведь ученые давно выяснили, что в жидкой бронзе растворяется не более одного процента углерода: избыток попросту всплывает, как шлак, сколько бы его ни размешивать. Эти прописные истины известны любому студенту.

Но вот профессор подошел к генератору и включил ультразвуковую установку. Послышалось мерное гудение. 10, 20. 30 мин. Стоп! Опыт окончен. Тигель вынимают из индуктора. Пока все идет хорошо. Одно неясно — не всплывет ли вдруг графит при кристаллизации? Наконец образец остыл, и его можно посмотреть под микроскопом.

Ученый прильнул к окуляру. С удивлением и восхищением рассматривал он необычную структуру. Итак, с помощью ультразвука можно создавать сплавы металлов с металлами н неметаллами, с окисью металлов и керамикой. А это означает победу над самой природой сплава, получение материалов с заранее заданными свойствами. Эти новые материалы Погодин;Алексепв окрестил «синтетическими дисперсными сплавами».

СОЮЗНИК АЛМАЗА

Несколько лет назад создатели алмазного инструмента были в отчаянии. И на то были веские причины. Хотя кристаллографы успешно выращивали синтетические алмазы, инженеры никак не могли найти хорошей «связки* для шлифовальных кругов. Раньше, когда шлифовку вели обычными кругами, твердость «связки» была вполне удовлетворитель-

РОЖДЕННЫЙ

ной. Но вот на смену корундовым зернам пришли алмазные. Кристаллы врезались в материал круга, и он быстро изнашивался. Тут-то и помог ультразвук. Г. Погодин-Алексеев разработал новую технологию получения материала для «связки». «Озвученные» круги были настолько прочны, что мо1;ли шлифовать и без алмазных зерен. Эксперименты ставили один удивительней другого. В расплавы свинца, олова, висмута, алюминия вводили различные добавки. И получали самые необычные вещества. Даже попробовали металл «разбавить» керамикой. И что же? В итоге был создан чрезвычайно стойкий резец.

Какие же все-таки процессы происходят в расплаве, когда в него опускают волновод? Когда я спросил об этом ученого, он улыбнулся.

— Если бы вы задали мне этот вопрос лет сорок назад, я бы тут же, не сходя с места, сочинил бы какую-нибудь очень стройную гипотезу. Но чем больше я занимаюсь наукой, тем больше убеждаюсь в справедливости сократовского афоризма: «Я знаю только то, что ничего не знаю». Однако кое-что нам

ПРОФЕССОР И АСПИРАНТ С УДИВЛЕНИЕМ РАССМАТРИВАЛИ КАКУЮ-ТО НЕПОНЯТНУЮ СТРУКТУРУ, ОБРАЗОВАВШУЮСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКА.

уже удалось выяснить. Например, что происходит в тот момент, когда в расплав вводят порошок керамики? ведь если просто перемешать эти компоненты, то ничего не произойдет. На поверхности расплава образуется окисная пленка, которая не дает керамике «утонуть».

Оказалось, ультразвук разрушает эту пленку — потому-то порошок и попадает в жидкость. Но тут перед нами возникла новая задача. Из акустики известно, что

ЯЖнига «Фауст и физики» довольно ■■необычна. Написал ее не инженер, а литературный критик и литературовед Игорь ЗОАОТУССКИЙ. В подзаголовке значится: «Книга о старом Фаусте и новых физиках — о человеке науки в искусстве». Наверное, поэтому ее выпустило издательство «Искусство»

(1968).

Книжка «Фауст и физики» посвящена очень простым и очень важным вещам.

Она помогает увидеть ученого не только как человека, дающего блага человечеству своими открытиями, но и заставляет задуматься над драматизмом всякой науки, над заложенным в самой основе познания драматизмом.

Почему трагична судьба Фауста?

Почему трагична судьба Оппенгеймера?

Беспределен ли ученый в возможностях пользоваться плодами своих открытий?

«У науки есть свой кодекс. Нравственные начала в ней обязательны, как обязательна точность цифр... Физик может ошибаться, он может принимать призрак за истину. Но иаука никогда не

38