Почему на простом табурете сидеть жестко, в то время как на стуле,
тоже деревянном, нисколько не жестко? Почему мягко лежать в веревочном
гамаке, который сплетен из довольно твердых шнурков? Почему не жестко
лежать на проволочной сетке, устраиваемой в кроватях взамен пружинных
матрасов?
Нетрудно догадаться. Сидение простого табурета плоско; наше тело
соприкасается с ним лишь по небольшой поверхности, на которой и
сосредоточивается вся тяжесть туловища. У стула же сиденье вогнутое; оно
соприкасается с телом по большей поверхности;
Задумывались ли вы над вопросом: отчего игла так легко пронизывает
предмет насквозь? Отчего сукно или картон легко проткнуть тонкой иглой и
трудно пробить тупым гвоздем? В обоих случаях действует, казалось бы,
одинаковая сила.
Сила одинакова, но давление все же не одинаково. В первом случае вся
сила сосредоточивается на острие иглы; во втором – та же сила
распределяется на большую площадь конца гвоздя; следовательно, давление
иглы гораздо больше, нежели давление тупого стержня при одном и том же
усилии наших рук.
Рис. Предплечье С человека – рычаг второго рода.
Что важнее для правильного взвешивания: весы или гири?
Вы ошибаетесь, если думаете, что одинаково важно и то и другое: можно
правильно взвесить и не имея верных весов, когда под рукой есть верные
гири. Существует несколько способов верно взвешивать на неверных весах.
Рассмотрим из них два.
Заметили ли вы, какое странное ощущение испытываете вы в тот момент,
когда начинаете спускаться на лифте? Ненормальная легкость, вроде той,
какую испытывает человек, летящий в пропасть… Это – не что иное, как
ощущение невесомости: в первый момент движения, когда пол под вашими
ногами уже опускается, а вы сами не успели еще приобрести той же
скорости, тело ваше почти не давит на пол и, следовательно, весьма мало
весит. Проходит мгновение, и странное ощущение прекращается; ваше тело,
стремясь падать быстрее, чем равномерно движущийся лифт, давит на его
пол и, значит, снова приобретает свой полный вес.
Сила, с какой тела притягиваются земным шаром, убывает по мере
возвышения над земной поверхностью. Если бы мы подняли килограммовую
гирю на высоту 6400 км, т. е. удалили ее от центра земного шара на два
его радиуса, то сила притяжения ослабела бы в 22, т. е. в 4 раза, и гиря
на пружинном безмене вытянула бы всего 250 г вместо 1000. Согласно
закону тяготения земной шар притягивает внешние тела так, как если бы
вся его масса сосредоточена была в центре, а сила этого притяжения
убывает обратно квадрату расстояния. В нашем случае расстояние гири от
центра Земли удвоилось, и оттого притяжение ослабело в 22, т. е.
вчетверо. Удалив гирю на 12800 км от земной поверхности, т. е. на
тройное расстояние от центра Земли, мы ослабили бы притяжение в 32, т.
е. в 9 раз; 1000– граммовая гиря весила бы тогда всего 111 г, и т. д.
Естественно рождается мысль, что, углубляясь с гирей в недра Земли, т.
е. приближая тело к центру нашей планеты, мы должны наблюдать усиление
притяжения: гиря в глубине Земли должна весить больше. Эта догадка
неверна: с углублением в Землю тела не увеличиваются в весе, а,
напротив, уменьшаются.
Если при известных условиях пуля может стать безвредной, то возможен и
обратный случай: "мирное тело”, брошенное с незна
чительной скоростью,
произведет разрушительное действие. Во время автомобильного пробега
Ленинград – Тифлис (в 1924 г.) крестьяне кавказских селений
приветствовали проносящиеся мимо них автомобили, кидая пассажирам
арбузы, дыни, яблоки. Действие этих невинных подарков оказывалось вовсе
не приятным: арбузы и дыни вдавливали, сминали и ломали кузов машины, а
яблоки, попав в пассажира, причиняли серьезные увечья. Причина понятна:
собственная скорость автомобиля складывалась со скоростью брошенного
арбуза или яблока и превращала их в опасные, разрушительные снаряды.
Нетрудно рассчитать, что пуля в 10 г весом обладает такой же энергией
движения, как арбуз в 4 кг, брошенный в автомобиль, который мчится со
скоростью 120 км в час, Пробивное действие арбуза при таких условиях не
может, однако, сравниться с действием пули, так как арбуз не обладает ее
твердостью.
Если я скажу вам: "Сейчас вы сядете на стул так, что не сможете
встать, хотя и не будете привязаны”, вы примете это, конечно, за шутку.
Хорошо. Сядьте же так, как сидит человек, изображенный на рис., т. е.
держа туловище отвесно и не пододвигая ног под сиденье стула. А теперь
попробуйте встать, не меняя положения ног и не нагибая корпуса вперед.
Учителю физики и ученикам
Рис. Предплечье С человека – рычаг второго рода.
Что важнее для правильного взвешивания: весы или гири?
В таком положении невозможно подняться со стула.