Техника - молодёжи 1986-08, страница 26
ты. Уже достаточно опытный экспериментатор, я не стал пускать инерцоид бегать по столу, как раньше, а... взвесил его. Да, взвесил на рычажных весах в работающем и неподвижном состоянии, направив предполагаемую силу тяги вниз. Если бы хоть малейшая сила тяги присутствовала, то они немедленно показали бы увеличение веса (сила тяже-сти+сила тяги). Но, к моему удивлению, вес инерцоида остался прежним— напрасно я включал и выключал его, заботливо переворачивал или клал набок. Первый серьезный удар по злосчастным инерцоидам был сделан. А второй, решающий удар был сделан тогда, когда я стал преподавателем теоретической механики и вынужден был повторно, и на сей раз основательно, взяться за ее изучение. Я не могу передать, сколько нового открывается перед человеком, когда он начинает всерьез, по-настоящему заниматься механикой, этим «благороднейшим из искусств», как называли ее древние. Нельзя постигнуть механику, не изучая ее, она трудна, требует крепкого фундамента — знаний математики, логики, но сравнить ощущения человека, хоть вкратце изучившего ее, можно разве только с прозрением слепого. Теперь, став профессором механики, я довольно свободно ориентируюсь в тех лабиринтах, куда попадают по своей воле создатели инерцоидов. Мне особенно близки и понятны эти ситуации, ибо я не забыл еще, как сам в них оказывался. И я хочу рассказать читателям правду об инерцоидах, почему они движутся по реальным поверхностям и не могут двигаться без опоры и крк самому посредством несложного опыта убедиться в этом. ПРАВДА ОБ ИНЕРЦОИДАХ Проще представить себе не машину, а самих себя, поэтому пусть корпусом инерцоида будет служить длинная тележка на опорах с очень малым трением (коньки на льду!), а грузом — непосредственно мы сами (рис. 3). Медленно и осторожно разбегаемся (а), набираем скорость, и вот мы уже у передней стенки тележки. Она не двинулась, так как ускорение наше слишком мало, касательная сила ног на пол слабая, и сила трения коньков о лед, как бы нич тожна ни была, удержала ее от движения назад. И все же эта сила трения двинула наш инерцоид, хотя корпус и неподвижен. Ведь общий центр масс системы «груз (человек) — корпус» переместился с положения ЦМ-1 в положение ЦМ-2. Вот оно, истинное движение инерцоида. И движение это — благодаря внешней силе трения FTP, направленной со стороны льда на коньки именно вперед, по движению центра масс! Далее следует наш энергичный бросок с набранной скоростью на стенку и отталкивание от нее руками (б). Корпус резко сдвигается вперед — мы назад, сила трения коньков о лед преодолена. Вот оно, кажущееся движение инерцоида. На самом же деле центр масс в этом случае практически остался на месте — импульс внешней силы трения за короткое время удара очень мал. Тележка сдвинулась вперед, мы назад, а центр масс остался на месте. Если при этом толчке и отбросе назад мы оказались уже у задней стенки — хорошо, начнем разбег сначала. Если нет — отойдем назад, сместив центр масс немного назад (опять благодаря силе трения!), а затем повторим первое движение — плавный разгон. Истинное движение инерцоида, оказывается, происходит совсем не тогда, когда перемещается корпус, и как у всех наземных средств транспорта зависит только от внешней силы. Рассмотрим теперь этот же инерцоид на плаву. Характер трения о воду совсем иной, чем по столу. В случае сухого трения FTP почти постоянна, мало зависит от скорости На воде же сила сопротивления пропорциональна скорости и при небольших скоростях незначительна. Тогда при нашем плавном разгоне вперед корпус из-за исчезающе малой силы сопротивления будет двигаться назад, а центр масс находиться практически на месте. При ударе же о переднюю стенку корпус энергично «рванет» вперед, вызовет большую силу сопротивления воды, а потому пройдет меньше, чем на первом этапе, назад. Следовательно, центр масс окажется сдвинутым... назад. При тех же движениях груза центр масс инерцоида на воде перемещается в другую сторону, чем на суше! И все из-за того, что внешняя сила, вернее, ее результирующий импульс имеет на воде противоположное направление. Следовательно, не столь уж наивен миф о бароне Мюнхгаузене, который, дергая себя за волосы по соответствующему закону, не только мог бы вытащить себя из болота, но и, чисто теоретически, подняться даже в воздух. Только не в космос! В безопорной среде, естественно, никаких внешних сил нет, и центр масс инерцоидй останется на месте. Конечно, на всякий случай было бы неплохо проверить инерцоид в безопорной среде, но как это сделать, не летая с ним на орбиту? Оказывается, довольно просто. Спустим с потолка тонкую прочную нить, прикрепим к ней за середину длинную перекладину (например, рейсшину, швабру и пр.), на одну сторону которой подвесим инерцоид, а на другую — любой противовес (рис. 4). Инерцоид должен быть ориентирован так, чтобы предполагаемая его сила тяги была направлена перпендикулярно перекладине и ничто в нем не крутилось бы в одну сторону в плоскости вращения крутильных весов (иначе согласно законам механики весы закрутятся в другую сторону). Заведем пружину инерцоида и свяжем его грузы ниткой. Все готово к опыту. Что же мы получим? Мы получим крутильные весы, очень точный прибор, который способен «почувствовать» малейшую силу тяги. Сопротивления движению — внешних сил — на таких весах почти нет, кроме разве сопротивления воздуха, которое весьма мало при малых скоростях. Проверим точность нашего прибора — тихонько подуем «в спину» инерцоиду. Он начнет медленно крутиться вместе с перекладиной и пройдет достаточно большой путь, пока не остановится. По этому пути можно судить об импульсе тяги. Теперь остановим прибор, поточнее выставим его и пережжем нить. Инерцоид заработает, израсходует весь запас завода пружины, но ориентация перекладины останется все-таки первоначальной. Следовательно, инерцоид не развивает никакой тяги без внешних сил, это мы однозначно доказали. Если бы тяга инерцоида на весах была соизмерима с той, что он развивает на столе, перекладина пришла бы в неистовое вращение, наподобие лопасти вентилятора. Возникает вопрос: неужели горе-изобретатели не могли догадаться взвесить У>ИЙ ПРИМИ! ЦМ-2 Напряфльние тильнь! пи ЗЕсапи IpOfflHkOE 24 |
