Юный техник 1989-05, страница 19

— Нет, это не фокус,— улыбнулся кандидат физико-математических наук Анатолий Тео-фильевич Суходольский.— Перед вами — проявление законов природы...

А суть вот в чем.

Вы, конечно, слышали, как шумит закипающий чайник, видели, как в жидкости образуются при нагревании мириады пузырьков. Они растут на дне чайника, в самой его нагретой части, всплывают и исчезают, схлопываются вверху, где вода еще не успела достаточно прогреться.

Этот эффект и использован в опыте физиков. Источник тепла здесь — солнце или лазер. Лучи, сведенные в точку на боку банки, быстро нагревают небольшой объем прилежащей жидкости до точки кипения. А как только вода закипает, появляется пузырек, который стремительно растет до определенных пределов, ограниченных нагретым объемом. Как только он достигает холодной жидкости, тотчас происходит схлопыва-ние. А это, оказывается, довольно сложный процесс, описываемый уравнениями движения тела с переменной массой. Чтобы проще понять его, приведем два наглядных примера.

Не раз, наверное, в кино или в цирке, а может, и в жизни, вы видели, как пастух или дрессировщик ловко щелкает кнутом. Но знаете ли вы, что этот щелчок сродни громовому удару среди ясного неба, который можно услышать при переходе самолетом звукового барьера? Все дело в том, что движение кнута — один из случаев движения тела с переменной массой. Кнут, если вы обра-

2 «Юный техник» № 5

щали внимание, у рукоятки значительно толще, чем на конце. Пастух взмахом руки приводит в движение прежде всего толстую часть. Кинетическая энергия, запасенная при этом, сохраняется при колебательном, волнообразном движении с толстого конца к тонкому. Но масса движущейся части кнута все уменьшается. Значит, по закону сохранения энергии должна увеличиваться скорость движения — точнее, ее квадрат, поделенный на два в соответствии с известным определением кинетической энергии. А поскольку кнуты специально делают как можно более длинными, скорость движения успевает возрасти до скорости звука. При переходе звукового барьера и раздается характерный щелчок.

Пример второй еще нагляднее. Представьте себе два пустых спичечных коробка, скрепленных между собой пружинкой. Пружинку сжали до отказа, а чтобы она не распрямилась до поры, оба коробка обвязали по периметру ниткой. Теперь положим коробки на стол так, чтобы один из них оказался выше пружинки, а другой — ниже.

Коробки будут неподвижно лежать до тех пор, пока мы не пережжем или не перережем нитку. Удобнее всего это сделать сбоку, в промежутке между коробками. А дальше произойдет вот что.

Пружинка начнет распрямляться, расталкивая коробки. Верхний полетит вверх, а вот нижний останется на месте; его продвижению вниз метает столешница. Через какое-то мгновение пружинка распря-

17