Техника - молодёжи 1969-06, страница 20

„БЕЗОПОРНОЕ ДВИЖЕНИЕ" И РЕАБИЛИТАЦИЯ НЬЮТОНА

Начав в На 4 нашего журнала дискуссию, мы, сами того не подозревая, «выпустили джинна из буты л ни». В редакцию поступило множество писем от читателей. В основном это описания разнообразных «безопорных движителей» и горькие упреии в адрес Комитета по делам изобретений и открытий, отказавше! ося рассмотреть «кощунственные» проекты». Но так ли не прав в своей железной неуступчивости комитет? И вообще — чем вызван «нездоровый» интерес изобретателей и «запретному плоду»? Может быть, тем, что, как написал в редакцию Е. Чеботарев из Воронежа, «...преимущества центробежно-аитивного двигателя слишком велики в сравнении с реактивным и очень жаль расставаться с этой идеей»? Надеемся, большинство наших корреспондентов не руководствовались подобными мотивами, ими владело серьезное желание разобраться в законах классической механини.

Сегодня мы как раз и постараемся удовлетворить любознательность таких читателей. Научный обозреватель журнала кандидат физико-математических наук А. МИЦКЕВИЧ подходит н проблеме замкнутой системы, внутренних и внешних сил шире, чем механики. Он сводит вопрос о постройке «безопорного движителя» и вопросу нарушения свойства однородности пространства. Изобретателям «машины Дина» есть над чем поломать голову. А нак же быть с «экспериментами, которые надо объяснить»? На наш взгляд, профессор, доктор технических наук Г. ПОКРОВСКИЙ предлагает для расшифровки «сверхъестественных» опытов довольно верный и логичный путь. И еще один холодный душ для пылких «новаторов». Многие читаили, не разобравшись толком что к чему, поспешили сконструировать на бумаге механизмы, которые, по их мнению, будут действовать «вопреки Ньютону». С точки зрения механики в проеитах были допущены грубейшие ошибки. Об этих ошибиах, то явных, то замаскированных, и идет речь в статье инженера К. АРСЕНЬЕВА.

Итак, возможно ли движение без опоры? Судя по публинуемым материалам, увы, нет*

А. МИЦКЕВИЧ, кандидат физ.-мат. наук, научный обозреватель журнала

В СПЕКТАКЛЕ для ^ варшавского телевидения известный польский пи-сатель-фантаст Станислав Лем изобразил некоего профессора Тарантогу, который, путешествуя во времени, возил из Настоящего в Прошлое сочинения великих людей, чтобы они их действительно написали. В частности, он повез в 1687 год произведение под названием «Математические начала натуральной философии» и попросил Ньютона поставить под ним свою подпись: дескать, в противном случае потомки не будут знать классической механики.

Некоторые материалы дискуссии по проблеме «безопорного движения» наводят на мысль, что ньютоновские «Начала» нужно срочно возвратить во вторую половину XX столетия. Три закона механики: «Каждое тело пребывает в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действующая на него - сила не заставит изменить это состояние»; «Изменение движения пропорционально движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует»; «Действие всегда равно противодействию, или, иначе, действия двух тел друг на друга всегда равны и противоположно направлены» — эти 3 закона дают исчерпывающее объяснение тщетности попыток создать «машину Дина».

Прежде чем разбираться в существе дела, отметим: величайшая заслуга Ньютона заключается в том, что он сумел должным образом воспользоваться своей гениальной фантазией и интуицией. В «Механике» А. Зоммерфельда — известного физика-атомника — законы Ньютона называются аксиомами, подобно аксиомам геометрии Евклида. В распоряжении Ньютона никогда не

возлложно ли

ДВИЖЕНИЕ 7 ВЕЗ ОПОРЫ •

16

было «равномерного и прямолинейного движения» без действующих сил, и он никогда не наблюдал действие только одной силы и одного тела и действий только двух тел. Однако ему удалось выделить из бесконечного многообразия взаимодействий законы, которые позволяют математически точно предвидеть самые сложные формы движений вплоть до движений планет и звезд.

Вполне возможно, что встречающаяся иногда путаница в применении этих законов проистекает оттого, что люди живут на Земле и от силы тяготения они избавиться не могут!

Сейчас, когда человечество осваивает космический океан и люди временами освобождаются от тирании гравитации, законы Ньютона начинают выкристаллизовываться в их первозданном виде.

Один из каверзных вопросов школьного курса механики: почему телега едет вперед, если согласно третьему закону Ньютона лошадь тянет телегу с той же силой, с какой телега этой тяге сопротивляется? Незадачливый ученик, как правило, упускает из виду третье тело — Землю, на которой разыгрывается эта маленькая драма. Именно Земля (опора и ее реакция) повинна в однонаправленном движении не только телеги, но вообще всех видов наземного транспорта.

А вот как выглядит третий закон механики в космическом пространстве. «Эксперимент продолжался. Я проделывал все новые и новые движения. Попытался подтянуться к кораблю, взялся за вытянувшийся во всю длину фал и скоро был вынужден руками обороняться от стремительно надвигавшейся громады корабля, весившего на Земле шесть тонн. «Как бы не удариться забралом гермошлема о борт!» — подумал я. Но все обошлось. Подлетев к шлюзу, я ладонями самортизировал удар. Это оказалось легко. Значит, при известной сноровке можно достаточно четко и координирование передвигаться в необычных условиях. Это особенно важно для тех, кому придется монтировать и собирать на орбитах спутники-станции и космические лаборатории» («ТМ» №11 за 1967 г.). Советский летчик-космонавт Алексей Леонов ощутил действие и противодействие в том виде, как его предвидел Ньютон. Без всяких искажений.

Космонавт и космический корабль составляли то, что в механике называют замкнутой системой. В ней космонавт (одно тело) с помощью фала воздействовал на корабль (другое тело). Движение обоих тел оыло таковым, что положение их общего центра тяжести оставалось неизменным, вернее, центр тяжести системы «корабль — космонавт» при любых формах их взаимодействия продолжал двигаться по неизменной траектории.

Реактивный двигатель — единственная «опора», воспользовавшись которой можно совершать космические маневры. Если эта опора почему-либо исчезнет (двигатель заглох), возникает трагическая ситуация, выразительно нарисованная американским писателем-фантастом М. Кейдином в романе «В плену орбиты». Никакие усилия космонавта, находящегося в корабле, беде не помогут. Закон о невозможности бе-зопорного движения оборачивается своей жестокой стороной.

В период написания ньютоновских «Начал» реактивное движение было известно лишь в форме различного рода отдач — отдача при стрельбе, отдача при выходе из лодки на берег и др. Но даже этого оказалось достаточно, чтобы ученый сформулировал второй закон движения в виде, пригодном для исследования реактивного движения. В школе обычно говорят: «Сила равна массе, умноженной на ускорение». Сам Ньютон утверждал несколько иначе: сила пропорциональна изменению движения. Эта формулировка значительно богаче по содержанию, чем первая. Под «изменением движения» Ньютон понимал изменение произведения массы на скорость, то есть изменение импульса, или количества движения.

Ньютон специально не рассматривал действие реактивных сил за счет непрерывного уменьшения массы системы. А ведь в ракете дело обстоит именно так. Если принять, что скорость истечения газа из сопла ракеты постоянна, то приближенно второй закон движения можно сформулировать в немного странном виде: «Сила равняется скорости, умноженной на скорость изменения массы». Так мы вплотную подходим к закону реактивного движения, более точную форму которого установил Константин Циолковский.

НАШИ ДИСКУССИИ

НАШИ ДИСКУССИИ