Юный техник 1988-12, страница 69

НАШ ПОЛИГОН

Внимание: и ноздухе труба!

Игрушка по-настоящему интересна, если в основу ее положено редко встречающееся в повседневной жизни физическое явление или эффект. Об одной такой игрушке (юле из воздушного шарика казанского школьника Иль-нура Насырова) журнал рассказал в № 8 за прошлый год. А сегодня предлагаем познакомиться с еще одной — американского изобретателя JI. Мартина.

Казалось бы, что может быть интересного в обыкновенном пустотелом цилиндре? Если бросить его, как бросают обыкновенный камень, ничего необычного не произойдет. Но можно запустить и так, что вопреки всем ожиданиям он взлетит вверх, опишет замкнутую в вертикальной плоскости кривую (самую настоящую мертвую петлю!), а потом совершит мягкую посадку.

Какой же физический эффект положен в основу столь странного полета? Разобраться в этом поможет рисунок. Как вы, наверное, сообразили, при запуске цилиндр не только бросают вперед, но еще и заставляют быстро вращаться вокруг оси. Вот в этом и кроется разгадка, на которую впервые обратил внимание в середине прошлого века немецкий физик Г. Магнус. Наблюдая за полетом артиллерийского снаряда, он обнаружил странное явление. При боковом ветре снаряд почему-то отклонялся от цели вверх или

вниз. Возникло предположение, что здесь не обходится без аэродинамических сил. Но каких? Ни сам Магнус, ни другие физики того времени так и не могли этого объяснить. И может быть, поэтому практического применения эффект Магнуса долго не находил.

Современная физика нашла объяснение явлению. Суть его в следующем. При вращении вокруг своей оси цилиндр увлекает в движение прилегающие к нему слои воздуха. В результате поток воздуха, окружающий цилиндр, движется не только поступательно со скоростью V2, но и вращается вокруг него со скоростью V|. С одной стороны направление поступательного движения потока совпадает с направлением вращения прилегающих к цилиндру слоев воздуха, с другой — противоположно ему. В той зоне, где они совпадают, результирующая скорости движения воздуха превосходит скорость набегающего на цилиндр потока. И наоборот. Из закона Бернулли известно, что давление газа или жидкости тем больше, чем меньше скорость. В итоге образуется сила F, направленная вверх. Это она отклоняет в полете снаряд при боковом ветре. Она же и заставляет нашу игрушку делать мертвую петлю. Величина этой силы зависит от площади поверхности, а значит, от диаметра и длины цилиндра. Но это еще не все. Есть другой фактор — частота вращения ци-

66