Законы движения - [32]

Шрифт
Интервал

Точно так же поступают инженеры, проектирующие фундаменты зданий. Они знают, что обыкновенный грунт способен оказывать противодействие тяжести здания с силой примерно в два — три килограмма на каждый квадратный сантиметр фундамента. При этом условии действие, то есть тяжесть всего здания, и противодействие, сопротивление грунта, сжимают фундамент сверху и снизу. На фундамент действуют две одинаковые, но направленные в противоположные стороны силы. Такие силы уравновешиваются и не могут сдвинуть фундамент с места, но сдавливают его, и, если запаса прочности этого фундамента не хватит, он разрушится, а здание обвалится.

Разрушители машин

Ньютон был первым ученым, установившим причину вращательного движения планет вокруг Солнца. Силой, вызывающей это движение, оказалась сила тяготения.

Еще задолго до Ньютона ученые выяснили, что для того, чтобы тело вращалось, на него должна действовать сила. Но особенно хорошо это видно из законов Ньютона.

Вот мальчик вращает камень на веревке. Он крутит этот камень все быстрее и быстрее, пока веревка не оборвется. Тогда камень полетит куда-то в сторону.

Какая же сила разорвала веревку? Ведь она удерживала камень, вес которого, конечно, не менялся.

Веревку рвет центробежная сила, отвечали ученые до Ньютона.

Это правильно. А что это такое, откуда взялась эта сила?

Раз камень движется по окружности, значит, на него действует сила, изменяющая его движение. Ведь по инерции камень должен двигаться прямолинейно. Эту важную часть первого закона движения иногда забывают.

Движение по инерции всегда прямолинейно. И камень, оборвавший веревку, также полетит по прямой линии.

Сила, исправляющая путь камня, действует на него все время, пока он вращается.

Эта постоянная сила называется центростремительной. Приложена она к камню.

Но тогда, по третьему закону Ньютона, должна появиться сила, действующая со стороны камня на веревку и разная центростремительной.

Эта сила и называется центробежной.

Чем быстрее вращается камень, тем большая сила должна действовать на него со стороны веревки. Ну и, конечно, тем сильнее камень будет тянуть — рвать веревку. Наконец ее запаса прочности может не хватить, веревка разорвется, а камень полетит по инерции теперь уже прямолинейно. Так как он сохраняет свою скорость, то может улететь очень далеко.

Пожалуй, самое древнее оружие человека — праща. Камнем из этой пращи, по библейскому преданию, пастух Давид убил великана Голиафа.

А действует праща точно так же, как и веревка с камнем. Только в ней предварительно раскрученный камень просто отпускается в нужное время.

На стадионах вы часто видите спортсменов — метателей диска или молота.

Дискобол.


И здесь знакомая картина.

Спортсмен кружится все быстрее и быстрее, держа в руках диск, и наконец выпускает его из рук. Диск при этом летит на шестьдесят — семьдесят метров.

Ясно, что при очень больших скоростях во вращающихся телах развиваются и очень большие силы. Эти силы увеличиваются по мере удаления от оси вращения.

Если вращающееся тело хорошо центрировано — ось вращения точно совпадает с осью симметрии тела, — это еще не так страшно. Возникающие силы будут уравновешены. Но в результате плохой центровки могут быть самые неприятные последствия. В этом случае на вал вращающейся машины все время будет действовать неуравновешенная сила, способная при больших скоростях даже сломать этот вал.

Скорость вращения роторов паровых турбин достигает тридцати тысяч оборотов в минуту. Во время пробных испытаний на заводе работающую турбину выслушивают примерно так же, как врач выслушивает сердце больного человека. Если ротор турбины плохо центрирован, это сразу станет заметно — к ровному пению быстро вращающегося ротора присоединятся тревожные стуки и шумы, предвещающие неминуемую аварию. Турбину останавливают, ротор исследуют и добиваются того, чтобы вращение его стало совершенно плавным.

Уравновешивание центробежных сил составляет предмет постоянных забот инженеров и конструкторов. Эти силы — самые опасные враги машин, они обычно действуют разрушительно.

Замечательный советский ученый-кораблестроитель — академик Алексей Николаевич Крылов, читая лекции студентам, приводил пример такого разрушительного действия. В 1890 году один пароход, имевший на борту свыше тысячи пассажиров, направлялся из Англии в Америку. На этом пароходе были установлены две машины по девяти тысяч лошадиных сил каждая. Инженеры, строившие эти машины, по-видимому, были недостаточно опытны или недостаточно сведущи и пренебрегли третьим законом Ньютона.

В открытом море, когда двигатель работал на полную мощность, одна машина буквально разлетелась на куски, разорванная возникающими при вращении силами. Осколки повредили другую машину и пробили днище. Машинное отделение залило водой. Океанский пароход превратился в поплавок, беспомощно покачивавшийся на волнах. Его взял на буксир другой пароход, который доставил жертву центробежных сил в ближайший порт.

ПОЧЕМУ ЛЕТИТ РАКЕТА?

Глава седьмая

о детских игрушках и каракатицах, о реактивных двигателях и ракетах


Тележка Ньютона

Как рассказывают современники Ньютона, он изготовил небольшую и легонькую тележку. На тележке ученый укрепил стоечку для пробирки и под ней маленькую чашечку. В пробирку Ньютон налил воды, а в чашечку — спирт. Отверстие пробирки он заткнул пробкой и вставил пробирку в наклонном положении в стойку. Затем положил в спирт кусок ваты и зажег.


Еще от автора Михаил Петрович Ивановский
Золотое правило

В небольшой по объему книге «Золотое правило» М. Ивановский в занимательней форме сообщает читателю интересные сведения из истории, а также из жизни великого ученого древности — Архимеда.Наряду с историческими сведениями автор, воспользовавшись удачным литературным приемом, знакомит школьников с устройством и действием целого ряда простых механизмов — ворота, лебедки, полиспаста, дифференциального ворота и др. И хотя некоторые из этих механизмов не изучаются в школьном курсе физики, они в описании автора становятся вполне понятными для учащихся VI–VII классов.М.


Железные бойцы

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Семья Солнца

В этой книге рассказано о земном шаре, о спутнице Земли — Луне и об остальных членах семьи Солнца— планетах и кометах. Читатель узнает, как был изобретен телескоп и как он помог человеческому глазу увидеть далекие миры: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон — планеты, которые вместе с Землей вращаются вокруг центрального светила — Солнца. Ценой упорного труда, героических подвигов и даже человеческих жертв завоевали ученые каждый шаг на пути познания великих тайн мироздания и создали науку о Вселенной — астрономию.Для среднего и старшего возраста.


Рождение миров

Очерк современных представлений о возникновении и развитии солнечной системы.


Вчера, сегодня, завтра

Задумывались ли вы о том, какую роль в нашей жизни играют календарь и часы?А между тем вся наша жизнь связана с ними. Составляется ли расписание уроков в школе, собираемся ли мы в путешествие, планируется ли производство на автомобильном заводе или хозяйство страны в целом — нигде не обойтись без этих незаметных друзей.Откуда же они взялись?Из этой книги вы узнаете, какую длинную и сложную историю имеет календарь. Вы поймете, что история его еще не завершилась, потому что сегодняшний наш календарь далеко не совершенен и непременно должен стать лучше, точнее.Вы узнаете и историю часов, начиная от самых древних и простых и кончая современными сложнейшими механизмами.Михаил Петрович Ивановский (1905–1954) написал для школьников целый ряд книг, в которых интересно и просто рассказывается о проблемах астрономии и физики («Дороги к звездам», «Рождение миров», «Солнце и его семья», «Законы движения»)


Покоренный электрон

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Рекомендуем почитать
Эпоха завоеваний

В своей новой книге видный исследователь Античности Ангелос Ханиотис рассматривает эпоху эллинизма в неожиданном ракурсе. Он не ограничивает период эллинизма традиционными хронологическими рамками — от завоеваний Александра Македонского до падения царства Птолемеев (336–30 гг. до н. э.), но говорит о «долгом эллинизме», то есть предлагает читателям взглянуть, как греческий мир, в предыдущую эпоху раскинувшийся от Средиземноморья до Индии, существовал в рамках ранней Римской империи, вплоть до смерти императора Адриана (138 г.


Ядерная угроза из Восточной Европы

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Очерки истории Сюника. IX–XV вв.

На основе многочисленных первоисточников исследованы общественно-политические, социально-экономические и культурные отношения горного края Армении — Сюника в эпоху развитого феодализма. Показана освободительная борьба закавказских народов в период нашествий турок-сельджуков, монголов и других восточных завоевателей. Введены в научный оборот новые письменные источники, в частности, лапидарные надписи, обнаруженные автором при раскопках усыпальницы сюникских правителей — монастыря Ваанаванк. Предназначена для историков-медиевистов, а также для широкого круга читателей.


Древние ольмеки: история и проблематика исследований

В книге рассказывается об истории открытия и исследованиях одной из самых древних и загадочных культур доколумбовой Мезоамерики — ольмекской культуры. Дается характеристика наиболее крупных ольмекских центров (Сан-Лоренсо, Ла-Венты, Трес-Сапотес), рассматриваются проблемы интерпретации ольмекского искусства и религиозной системы. Автор — Табарев Андрей Владимирович — доктор исторических наук, главный научный сотрудник Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН. Основная сфера интересов — культуры каменного века тихоокеанского бассейна и доколумбовой Америки;.


О разделах земель у бургундов и у вестготов

Грацианский Николай Павлович. О разделах земель у бургундов и у вестготов // Средние века. Выпуск 1. М.; Л., 1942. стр. 7—19.


Ромейское царство

Книга для чтения стройно, в меру детально, увлекательно освещает историю возникновения, развития, расцвета и падения Ромейского царства — Византийской империи, историю византийской Церкви, культуры и искусства, экономику, повседневную жизнь и менталитет византийцев. Разделы первых двух частей книги сопровождаются заданиями для самостоятельной работы, самообучения и подборкой письменных источников, позволяющих читателям изучать факты и развивать навыки самостоятельного критического осмысления прочитанного.


Тарантул

Третья книга трилогии «Тарантул».Осенью 1943 года началось общее наступление Красной Армии на всем протяжении советско-германского фронта. Фашисты терпели поражение за поражением и чувствовали, что Ленинград окреп и готовится к решающему сражению. Информация о скором приезде в осажденный город опасного шпиона Тарантула потребовала от советской контрразведки разработки серьезной и рискованной операции, участниками которой стали ребята, знакомые читателям по первым двум повестям трилогии – «Зеленые цепочки» и «Тайная схватка».Для среднего школьного возраста.


Исторические повести

Книгу составили известные исторические повести о преобразовательной деятельности царя Петра Первого и о жизни великого русского полководца А. В. Суворова.


Зимний дуб

Молодая сельская учительница Анна Васильевна, возмущенная постоянными опозданиями ученика, решила поговорить с его родителями. Вместе с мальчиком она пошла самой короткой дорогой, через лес, да задержалась около зимнего дуба…Для среднего школьного возраста.


А зори здесь тихие… Повесть

Лирическая повесть о героизме советских девушек на фронте время Великой Отечественной воины. Художник Пинкисевич Петр Наумович.