Горизонты техники для детей, 1962 №2 [Журнал «Горизонты техники для детей»] (fb2) читать постранично, страница - 4

высокой температуре, чем 100 °C. Опускаясь на каждые 300 м вглубь шахты, замечаем, что температура кипения будет повышаться на 1 °C. Шахтеры, если хотят сварить яйцо всмятку, должны быть очень внимательны. так как сворачивание белка происходит значительно быстрее, когда вода кипит при температуре на 1 или 2 градуса выше, чем на поверхности земли.

Если уж мы вспомнили о яйцах, давайте рассмотрим один интересный физический вопрос. Что должна сделать хозяйка, которая по неосторожности смешала сваренные всмятку яйца с яйцами, сваренными вкрутую? Как определить, какие всмятку или вкрутую? Внешне они ничем не отличаются. Иногда можно определить, приблизив яйцо к лампочка. Сырые яйца в небольшой степени пропускают свет; но этот метод не всегда дает верные результаты, так как если яйцо не совсем свежее, оно тоже не пропускает света.

Зная физику, этот вопрос можно решить без труда. Сырые и вареные яйца ведут себя по-разному, если им сообщить быстрое вращательное движение. Проверка выглядит следующим образом: кладем яйцо на столе, большим и указательным пальцами приводим его в быстрое вращательное движение. Тут-то и окажется, что вареное яйцо, особенно вареное вкрутую, вращается легко и быстро, а сырое не хочет быстро вращаться, ведет себя «грузно» (физик скажет: имеет большую инерцию), делает несколько оборотов и останавливается.

Причина такого поведения яйца весьма проста. Яйцо, вареное вкрутую, образует сильно связанную массу; яйцо сырое, с жидким содержимым, тормозится инерцией не успевающего за движением содержимого. Подобное явление происходит в переполненном трамвае, где часть пассажиров сидит, а часть стоит. При резком изменении движения, например, когда трамвай внезапно затормозит или тронется с места, пассажиры сидящие, те, которые имеют большую поверхность соприкосновения с трамваем, т. е. «связаны», не чувствуют больших изменений. Те, которые стоят, т. е. свободно «связаны» или совсем не «связаны» резко наклоняются вперед или упадут назад, если трамвай быстро тронется с места. Первые сохранят движение, сообщенное им трамваем, вторые не поспеют за ним, в этом-то и проявится их инерция. Инерция — это проявление «нежелания» изменить свое движение. Такое нежелание присуще каждой массе.

С яйцами можно произвести еще один очень интересный опыт, простой и не требующий никаких добавочных приборов. Осторожно опорожните яйцо: для этого сделайте два небольших отверстия в обоих противоположных концах. Пустую и легкую скорлупу положите свободно на стол, а затем приведите ее в быстрое вращательное движение. Через несколько секунд вращающееся яйцо поднимется и будет вращаться стоя, опираясь на суженный конец. Настоящее чудо!

Если бы об этом знал Колумб, он бы по другому решил свою знаменитую задачу. Как известно, Колумб поставил яйцо «на ребро», ударяя сильно одним его концом о стол и разбивая часть скорлупы. Это не мудрено. Но почему же вращающееся яйцо не падает, а сохраняет такое ненатуральное стоячее положение. Потому, что такое яйцо — это не что иное, как жироскоп, или, говоря более популярно, обыкновенный волчок. Тысячи детей имеют дома волчок, тысячи взрослых когда-то крутили волчок, но немногие смогут объяснить, почему вращающийся волчок не падает. Вопрос этот очень и очень трудный. Я постараюсь объяснить его упрощенно, так как если бы поступил иначе, вы бы никогда не хотели читать того, что я здесь пишу.

Посмотрите на рисунок. Вы видите вращающийся волчок. Точка А на окружности волчка (в верхней части) бежит к нам, а точка В убегает от нас. Если мы захотим отклонить ось волчка, например, вправо, обе эти точки зареагируют на это, как на отклонение от траектории, по которой они пробегали до этого момента. Точка А будет испытывать нажим вниз, точка В — вверх.

Что же произойдет с точкой А. Её собственное движение, которое можем представить стрелкой Е, испытывает препятствие, указанное стрелкой R. Такие стрелки в физике называем векторами. В данном случае имеем дело с векторами скорости: длина стрелки (вектора) обозначает величину скорости, а направление стрелки (вектора) — направление скорости. Как будет себя вести точка А, если один вектор будет «тянуть» ее влево (Е), а другой — вниз (S). Точка А движется вдоль вектора R, т. е. и влево и вниз. В физике это называется «сложением скоростей», но такое умное название не должно вас пугать. Дело здесь совсем простое. Итак, точка А не побежит ни вдоль линии вектора Е, ни вдоль линии вектора S. Она побежит вдоль линии вектора R, т. е. так, как будто бы сначала побежала вдоль линии Е и сразу же после этого вдоль линии S. Как говорится: и волки сыты, и овцы целы.

Точка В, лежащая на противоположном по диаметру конце волчка (или на втором конце яйца), бежит вдоль линий векторов