Техника - молодёжи 1999-02, страница 34
ИДЕИ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ Юрий ЕРМАКОВ, профессор, заслуженный изобретатель РСФСР D ОППОНЕНТЫ ТЫСЯЧЕЛЕТИЙ IM1 1Л LTU D Счастлив в наш век, кому победа Далась не кровью, а умом, Счастлив, кто точку Архимеда Умел сыскать в себе самом. Федор Тютчев, ноябрь 1870 Бессмертных знают все, а с их оппонентами — нашими читателями, осененными «безумными» идеями, — вы познакомитесь, прочитав статью. Обширна география центров кристаллизации идей, потревоживших тени великих: от Бологого и Нолинска (это вам не какие-то Сиракузы!) на западе до Ангарска и Красноярска на востоке. Начнем с истории, записанной римским архитектором Витрувием. 2250 лет назад правитель Сиракуз Гиерон II в честь славных дел своих заказал золотую корону. В назначенный день мастер принес работу царю, тот нашел ее отлично исполненной, и взвешивание показало соответствие короны выданному золоту по массе. Но добрые люди донесли, что часть золота в изделии подменена серебром. Разгневанный Гиерон попросил своего советника Архимеда хорошенько подумать, как изобличить вора. Погруженный в думы Архимед как-то зашел в баню и там, опустившись в ванну, заметил, что из нее вытекло столько воды, каков объем его тела. Архимед радостно выскочил из ванны и голым побежал домой, громко крича: «Эврика!» АРХИМЕДУ ПОВЕЗЛО «Надеюсь, вы опубликуете обоснование закона гидравлического взвешивания (ЗГВ). Оппоненты отказались, ссылаясь на то, что он противоречит закону Архимеда», — пишет из станицы Анастасиевской Краснодарского края А.И.Гурьев. Открытый им ЗГВ (не путать с Западной группой войск) гласит: «При поступлении в плавающий сосуд однородной жидкости погруженные стенки его будут уравновешены равным объемом вытесненной им жидкости, независимо от плотности стенок». Проанализируем эксперименты Гурьева. Полый сосуд высотой 30 см и диаметром 10 см, считай, на два литра с четвертью, имеющий плотность 2,5 г/см (стеклянный, стало быть), погружаем в воду (рис. 1). Когда все успокоилось, глубина погружения составила 2,9 см. Хм, система-то неустойчива: ватерлиния, гляньте-ка, всего лишь в 1/10 высоты сосуда. Дунешь, и перевернется. Мы не дышим и наливаем в сосуд однородную жидкость — воду. 1950 кубиков — именно столько требуется по расчету, чтобы высота воды в сосуде составила ровно 26 см. Сам же он погрузился на 25, а с учетом первоначальной осадки — на 27,9 см. Пересчитав объем погрузившихся стенок на объем вытесненной воды, обнаруживаем, что они равны. Это не противоречит закону Архимеда, ибо масса стенок уже была учтена, когда погружался пустой сосуд. Раз не противоречит, а вытекает — значит, след- — Какая польза в опыте твоем? — Теперь мы крикнем «Эврика» вдвоем. ствие. И относится оно к сосуду постоянной формы, у которого площадь стенок постоянна по высоте. Как быть с сосудом переменной формы, пусть решают другие открыватели законов. Итак, первое следствие Гурьева из закона Архимеда гласит: при поступлении в плавающий сосуд, постоянной формы, однородной жидкости погрузившиеся стенки, независимо от их плотности и толщины, будут уравновешены объемом той же жидкости в полости сосуда, соответствующим разнице высоты поступившей жидкости и глубины погружения сосуда. Вторым следствием никого не удивишь: объем затонувшего сосуда, независимо от его плотности, равен объему вытесненной им жидкости. Оба пригодятся не только хватающимся за соломинку, но и конструкторам специальных приборов в гидрологии. Повезло Архимеду — у его знаменитого закона появились следствия. АНСАМБЛЬ МОИСЕЕВА, или К ВОПРОСУ О НЕСООТВЕТСТВИИ ЗАКОНА БЕРНУЛЛИ ЗАКОНАМ НЬЮТОНА (Посвящается 355-летию «торричеллиевой пустоты» и 260-летию уравнения Бернулли.) Именно уравнения, а не закона, — поправляю Юрия Леонидовича Моисеева из Самары, приславшего статью, где утверждается, что при течении жидкости в трубах переменного сечения давление в узкой трубе не понижается, как у Бернулли, а повышается. Выводы Моисеев подтверждает теоретическими расчетами и экспериментами. Всегда тянет сначала посмотреть эксперимент, не правда ли? Взгляните и вы на ансамбль Моисеева (рис. 2). Две широкие трубы одинакового сечения (Si и Sa), расположенные под углом и соединенные изогнутой узкой трубкой (S2). Диаметры широких труб — 36 мм (мензурки?), а узкой — 7,7 мм (понятно, от железной ножки стула отрезал). Где только можно автор установил манометрические трубки (1 — 6) для измерения давления, одна из них (5) — трубка Пито. (Был такой французский чудак, Анри де Пито: когда давление жидкостей мерили прямой торричеллиевой трубкой, он предложил для тех же целей изогнутую, расположив ее крючок встречь потоку. А полвека назад на основе чудачества Пито изобрели гидравлический лаг — два века думали.) Пускаем по моисеевскому трубопроводу воду — по большим трубам она пошла со скоростью черепахи, \Л=\/з=0,045 м/с, в клистерной — со скоростью пенсионера, \А>=1,0 м/с
Что ж вы, господин Бернулли, Всех жестоко обманули? Растолкую миру я, Как ведет себя струя! Что ж вы, господин Бернулли, Всех жестоко обманули? Растолкую миру я, Как ведет себя струя! (расчеты автора, выполненные с точностью до седьмого неба мы «приземлили»). Манометрические трубки показали избыточное давление в сантиметрах. Перевод: 1 атм соответствует высоте водяного столба 10 м. (Вы удивились бы, если бы присутствовали при доказательстве этого факта в Тоскане в 1643 г. Опыт ставил итальянский физик Эванджелиста Торри-челли, а добровольных помощников набежало со всей округи, равно как и зевак. По заказу ученого изготовили стеклянную трубу длиной более Юме ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2 9 9 |
