Техника - молодёжи 2003-09, страница 14

ЧИТАТЕЛЕИ

Предлагаю участвовать в изготовлении модели «гравиле-та» (радиус — до1 м). Из газетного объявления, 1991.

А

Сколько помнит себя человек, столько не покидает его заветная мечта обуздать земное тяготение. Но как?

Современный ковер-самолет в борьбе с тяготением опирается на воздух это летательный аппарат аэродинамического типа. При опоре на отбрасываемую массу мы получаем ракету, на магнитное поле — транспорт на магнитной подушке. Есть ли нечто общее у трех разных способов передвижения? Разумеется: в каждом из этих случаев Земля продолжает упорно тянуть нас к себе.

Принципиально иной подход к проблеме теоретически ясен: «выключить» земное тяготение!

Но возможно ли это?

ЕДИНСТВЕННЫЙ ИЗВЕСТНЫЙ НАМ СПОСОБ состоит в том, что движущееся тело приводится в состояние невесомости Как это происходит практически, известно любому школьнику: тело выво-

в состоянии невесомости тело вращается вокруг Земли под действием центростремительной силы (ЦСС) ЦСС — не что иное, как сила тяжести, на-I pi правленная от тела к цент-су земного шара, который и является центром

ПОРА ЛИ

точника (Земли например| характер инерционного движения тела в пространстве изменяется так что ТРАЕКТОРИЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПО ИНЕРЦИИ ЯВЛЯЕТСЯ ОКРУЖНОСТЬ, а никак не прямая

ИЗ ТЕОРИИ ПОЛЕТА ПУШЕЧНЫХ ЯДЕР, разработанной в свое время Гали лео Галилеем, следует что полет ядр-представляет собой комбинацию двух независимых движений Одн. — погори онтали с ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ

к .

А \__4

дят на околоземную орбиту где оно вращается вокруг планеты с первой космической скоростью (КС). Космонавтов и астронавтов, свободно плавающих внутри невесомых космических аппаратов видел каждый, кому не лень смотреть телевизор.

Первая, или круговая КС — минималч -ная скорость, при которой тело в гравитационном поле Земли может стать ее искусственным спутником Вычисленная для шаровой однородной модели Земли круговая КС у ее поверхности составляет 7,91 км/с. То есть, теоретически рассуждая, если мы сообщим вышеуказанную скорость какому-либо телу, оно будет вращаться по круговой орбите над поверхностью земного шара в состоянии невесомости (торможением в атмосфере и существенными неровностями матушки-Земли мы здесь пренебрежем)

ПРИДЕТСЯ ВСПОМНИТЬ школьный КУРС ФИЗИКИ, чтобы разобраться в столь интересной ситуации Согласно положениям классической механики,

щения. ЦСС непрерывно ■ изменяет направление Ям] вектора скорости ^рби- (f тального полета тела, но величину этого вектора изменить не может, будучи к нему перпендикулярна.

Согласно знаменитым законам Исаака Ньютона, если к телу в каком-либо направлении приложена внешняя сила то оно просто обязано двигаться в том жь самом направлении. Однако в нашей интересной ситуации ничего подобного не наблюдается! Вращаясь вокруг Земли в состоянии невесомости под воздействием ЦСС (силы тяжести), тело не приближается к ее центру.

Парадокс⁹ Что ж, попробуем разрешить его опять же по Ньютону: если тело не движется в направлении воздействующей на него силы, то значит, эта внешняя сила уравновешена другой внешней силой, направленной '"Ч противоположно первой.

Но хорошо из-/ вестный нам Га- ВЩ _№ лилео Галилей

__ - установил, что

движущееся материальное тело будучи уравновешено, продолжает двигаться по инерции равномерно и прямолинейно

Наше тело однако, имея первую КС, движется по круговой орбите хотя и равномерно но ж\ отнюдь не прямолинейно Т< есть ни падать на Землю не собирается, ни улетать от не<-с равномерной скоростью по прямой, касательной к траектории орбитального полета! Опять парадокс⁹

ПРЕДСТАВИМ, ЧТО таких тел на круговой орбите много и они образуют хватывающее и шар кольцо рис 1. Как поведет себя такое кольцо⁹ В случае, когда все тела уравновешены, они не сблизятся не разлетятся в ^аэмче стороны равно как и не упадут на Землю То есть кольцо будет вращаться как единое целое

Вспомним теперь, что тояо являетсн уравновешенным, а следовательн ДВИЖЕТСЯ ПО ИНЕРЦИИ, когда на него либо вообще не действуют никакие внешние силы либо результирующая всех внешних сил равна нулю. Из этого мы вправе заключить' в поле тяготения внешнего ис

ИЗГОТОВИТЬ

Ж второе — по вертика-\л ли С ПОСТОЯННЫМ УСКОРЕНИЕМ, давайте же мыслен-I |1 Л но выпалим из гигантской UIV f пуижи в горизонтальном I направлении с вершины какой-нибудь горы ■ ■ V (пренебрегая при

1 I этом сопротивлением

J | воздуха) Чем больше

начальная скорость ядра, тем дольше оно будет падать: ведь Земля-то круглая, и ее поверхность все время убегает вниз под падающим ядром!

При очень большой начальной скорости ядро может обогнуть земной шар и врезаться в вершину той же горы с противоположной стороны совершив кругосветное путешествие. Возможные траек-

\Y\

¹ V\

тории полета ядер выпущенных hj пуш-• • горизонт льно с различном.' скоро стями показаны на рис 2.

надо быть очень Олюдательным и туповатым школьникам, чтобы не изобразить: чем больше начальная скорость ядра, вылетающего из пушки, тем на большем от нее расстоянии это ядро упадет на Землю и тем большее вр^мн заграгит мз Сьой полет.

ЕСЛИ УРОНИТЬ ПОКОЯЩЕЕСЯ ТЕЛО с высоты 2 3 м, пноулаят Землю приблизительно через 1 с Но если мы запустим то же самое тело с той же высоты в горизонтальном ийираа<.ьнии с

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ_9 2 0 0 3