Техника твоими руками - страница 18

Еще один опыт наглядно показывает, как быстрое вращение какого-нибудь тела вокруг своей оси позволяет этому телу сохранять устойчивость в полете. Кто из вас не бросал камешки, чтобы они по нескольку раз отскакивали от воды. Эту игру называют «блинчики». Когда вы берете в руку плоский, желательно округленной формы, камешек и бросаете его наклонно к поверхности пруда или реки, чтобы он несколько раз отскочил от воды, то во время броска указательным пальцем вы ему сообщаете вращение, сами не подозревая об этом.

Теперь уже летит не просто камешек, а волчок.

Он не кувыркается, летит строго по заданному направлению. И когда он своей плоскостью ударяется о воду, то подскакивает, летит дальше, опять ударяется и снова подскакивает, и так далее, пока не исчерпается запас энергии, который вы сообщили ему своей рукой.

Свойство оси вращающегося волчка сохранять постоянство своего направления широко используется в так называемых автопилотах, применяемых в авиации. Летчик устанавливает определенный режим полета, и автопилот, основной частью которого является вращающийся волчок, строго следит за выполнением этого режима. Малейшие отклонения от курса он сейчас же устраняет с помощью рулей.

Для того чтобы закончить рассказ о явлениях природы, которые порой причиняют большие неприятности, но, будучи хорошо изучены, применяются на пользу человеку, расскажем еще об одном явлении.

Ветер подхватывает сухие листья и несет их высоко над землей. А когда бывает сильная буря, ветер даже срывает крыши с домов и поднимает в воздух такие предметы, которые никогда для летания не предназначались.

Неприятности бывают и на воде. Многие из вас слышали или читали о жалобах речных лоцманов на коварные мели, которые почему-то так и «притягивают» к себе пароходы. Происходит это даже в тихую погоду, когда река течет спокойно.

И движение струй воздуха, и движение струй воды имеют много общего.

Физик Даниил Бернулли, член Петербургской академии наук, вывел знаменитое уравнение, из которого видно, что если скорость потока жидкости или газа на каком-либо участке возрастает, то на этом участке давление уменьшается, если сравнивать его с давлением окружающей среды.

Мы проделаем серию опытов и убедимся, что это так. Нам станет понятно, почему крыша «подсосалась» к мчащимся с огромной скоростью струям воздуха и почему корабль вдруг «потянуло» на мель.

Возьмите две бумажные полоски, поместите их на расстоянии 1–2 сантиметров друг от друга и подуйте между ними. Полоски бумаги сблизятся.

Подуйте в трубку с загнутым кверху концом. Легкий шарик будет «танцевать» над кончиком трубки.

Возьмите пульверизатор и дуйте в его короткую трубку. Вода или одеколон поднимутся по вертикальной трубке вверх и в виде мелких брызг разлетятся веером.

И, наконец, сделайте небольшой прибор, состоящий из картонного кружка с отверстием посередине и прикрепленной к нему воском трубки.

Подуйте в трубку. Бумажка, приложенная к картонному кружку, не только не отскочит, но, наоборот, прижмется к нему еще сильнее.

Во всех этих опытах в струе давление по сравнению с окружающим воздухом понижалось. А наружное давление сближало бумажные полоски, удерживало шарик на воздушной струе, поднимало воду или одеколон в пульверизаторе, прижимало бумажку к картонному диску.

Уравнение Бернулли объясняет и полет самолета. Если плохо укрепленная крыша дома может подняться в воздух, когда над ней мчится мощный воздушный поток, то вполне естественно было заставить крылья самолета перемещаться по отношению к неподвижному воздуху. При этом возникает сила, которая поднимает и крылья и корпус самолета с пассажирами и грузом.

А теперь рассмотрим, почему мель «притягивает» пароход на реке. В течении, которое проходит между пароходом и мелью, давление понижено, и поэтому наружное давление, действуя на пароход, направляет его на мель.