Юный техник 2006-10, страница 51

адионного исчисления. Когда же эту кривую все же нашли, оказалось, что это давно знакомая всем математикам циклоида — линия, которую описывает точка на ободе катящегося колеса (рис. 2).

Возьмите, например, старый лазерный диск и как можно ближе к краю проделайте отверстие, в которое входило бы острие карандаша. Положите на лист бумаги линейку и прокатите по ней без проскальзывания диск; на бумаге получится кривая, довольно близкая к циклоиде (рис. 1).

Если бы удалось построить ледяную или снежную гору в форме циклоиды, получился бы замечательный аттракцион. Любые двое санок, одновременно стартующих с разной высоты, спустятся вниз одновременно. Иными словами, под действием силы тяжести они будут проходить разные пути за одно и то же время.

Пока такой горы нет. Она должна иметь высоту 10 — 15 м и длину около 40 м; во дворе такую не соорудить. Однако гору в форме циклоиды мог бы построить какой-нибудь Луна-парк. Это привлекло бы немало посетителей.

Как продемонстрировать удивительные свойства циклоиды в классе?

В школах города Глазова с некоторых пор можно увидеть приставку к кодоскопу, при помощи которой все особенности циклоиды можно рассмотреть воочию. Здесь по крохотной циклоиде шарики катятся столь медленно, будто земное ускорение уменьшилось во много раз.

Приставка представляет собой несколько направляющих трафаретов из оргстекла толщиной 2 — 4 мм, уложенных друг на друга (рис. 3). Сверху расположены трафареты двух одинаковых циклоид, а под ними прямая или слегка выгнутая линейка, которую можно поворачивать на оси.

Рис. 2

Если поставить приставку на кодоскоп, то все, что происходит, станет видно на экране всему классу.

Можно поставить шарики на верхнюю точку прямой и циклоиды, после чего одновременно отпустить их без толчка. Будет видно, что шарик, движущийся по циклоиде, уверенно обгоняет шарик, движущийся по прямой.

Можно поставить шарики в разных точках циклоидных направляющих и одновременно отпустить. Будет отчетливо видно, как шарики одновременно проскочат нижнюю точку траектории. Проскочив ее по инерции, каждый из них одновременно достигнет верхней точки своей траектории, а потом двинется обратно. Так шарики будут совершать колебания со строго одинаковыми периодами, но разными амплитудами.

Этот прибор создан замечательными физиками-экспериментаторами Р.В. и В.В. Майерами, к работам которых неоднократно обращался «Юный техник». Подробнее информацию о приборе можно получить в описании патента № 2029990 С1, МКИ G09B 23/06.

Как удалось авторам замедлить движение шариков? Удивительно просто: прибор выставляют под углом 5 — 10° к горизонту, и, как следует из разложения сил на наклонной плоскости, появляется реакция опоры, вектор который направлен вверх.

Возьмите на заметку: этот простой прием за триста лет изучения циклоиды не нашел ни один великий физик!

А. ИЛЬИН

Для Jurnalov.NET

67