Разумные машины(Автоматы)
Шрифт:
Заглянув в зарядный ящик любого артиллерийского орудия, мы найдем волчки и там. Ведь каждый снаряд в полете быстро вращается, делая в минуту около восемнадцати тысяч оборотов. Винтовочная же пуля совершает в минуту до двухсот пятидесяти тысяч оборотов. Это тоже волчок.
Колеса паровозов, вагонов, автомобилей — волчки.
Маховые колеса любого двигателя — паровой машины, дизеля — волчки.
Колеса (роторы) водяных или паровых турбин — волчки; у паровых турбин ротор может делать до тридцати и более тысяч оборотов в минуту.
Волчки находятся внутри
А так как наше тело состоит из огромного числа атомов, в состав которых входят десятки электронов, то оказывается, что мы «наполнены» волчками.
В придачу к этому мы еще и живем на волчке — ведь наша Земля тоже вращается, делая оборот вокруг своей оси за двадцать четыре часа.
Планеты Марс, Юпитер, Сатурн, наконец, само Солнце — волчки, так как все они тоже вращаются: Марс почти с той же скоростью, что и Земля, Юпитер и Сатурн в два с половиной раза быстрее, а Солнце в двадцать пять раз медленнее.
Наконец, доказано, что, по крайней мере, некоторые из звезд тоже вращаются. Следовательно, мы в праве и их считать волчками.
С основным свойством волчка каждый школьник знакомится еще задолго до изучения физики. Это происходит на первых уроках географии, когда ребята получают ответы на вопросы:
— Отчего бывает день и ночь?
— Почему происходят лето и зима, весна и осень?
Учитель к этому уроку приносит глобус, лампу и еще что-то завернутое в газету. Окна закрываются плотными шторами, чтобы было темно. В классе становится таинственно.
Любопытные ребята прежде всего узнают на уроке, что «Земля вращается вокруг своей оси, как волчок» и что «каждое место на Земле то попадает под лучи солнца — и тогда здесь бывает день, то уходит на теневую сторону — и тогда здесь становится темно, наступает ночь». Все это показывается на глобусе.
— Кроме того, — объясняет учитель, — Земля еще движется вокруг Солнца, описывая в пространстве большой круг. Время одного оборота Земли около Солнца мы называем годом. При этом движении земная ось всегда сохраняет одно и то же положение — она постоянно своим северным концом смотрит на Полярную звезду.
У пытливых ребят тут же возникает волнующий вопрос:
— Иван Иванович, а почему земная ось сохраняет свое положение?
— Потому, — продолжает учитель, — что Земля — это большой волчок, а всякий волчок, когда он быстро вертится, стремится сохранять постоянное направление своей оси. Это его основное свойство. Вот посмотрите!
Иван Иванович протягивает руку к свертку, и через пять секунд на столе появляется обыкновенная столовая мелкая тарелка и маленький деревянный волчок.
Завертев волчок, учитель опускает его на тарелку. Волчок сначала бегает из стороны в сторону, покачивается, его ось описывает конус. Это движение оси называется прецессионным.
Очень скоро конус становится все уже, и вот, наконец, ось застыла совсем неподвижно. Кажется, что волчок даже и не вертится. Французы в этом случае говорят, что «волчок спит».
Вдруг быстрым и отрывистым движением тарелки Иван Иванович подбрасывает волчок на полметра вверх. Волчок не кувыркается. Сохраняя прежнее положение, он ловко становится на свою ножку и продолжает вертеться, как ни в чем не бывало.
Но оставим урок географии.
Основное свойство волчка прекрасно используют жонглеры, подбрасывая и ловя вращающиеся ножи или с удивительной ловкостью удерживая на конце трости тарелочку, которая при этом быстро вертится. Тем же свойством волчка пользуется велосипедист, так как колеса велосипеда делаются устойчивыми только при вращении.
И артиллерийский снаряд получает устойчивость в полете только оттого, что вертится. Не будь вращения, снаряд в полете кувыркался бы. От этого дальность полета заметно уменьшилась бы, и в цель он ударял бы не своей остроконечной головкой, а боком или дном.
Основное свойство волчка — стремление сохранить неизменное положение оси — было использовано около восьмидесяти с лишним лет назад французским физиком Леоном Фуко для замечательного опыта, глубоко поразившего современников.
«Покажите нам вращение земли»
Давно уже было известно, еще с 1543 г., когда в Нюрнберге вышла из печати книга Коперника «Об обращении небесных шаров», что Земля, как и другие планеты, движется вокруг Солнца и в то же время вращается вокруг своей оси, хотя нам кажется, что Земля стоит неподвижно, а Солнце и планеты вращаются вокруг Земли. Так именно, доверяя своим глазам, люди и думали в прежние века. Так учила и библия.
Правильное учение Коперника было встречено современниками враждебно. В особенности яростно нападали представители католической церкви, так как новое учение подрывало авторитет библии и поэтому было для них не выгодно.
Дело доходило до того, что сторонников учения Коперника сажали под замок (Галилей, 1633 г.) и даже сжигали живыми на кострах (Джордано Бруно, 1600 г.).
Борьба против учения Коперника была одним из проявлений классовой борьбы феодализма против нового, нарождающегося класса — буржуазии. В этой борьбе феодализм в конце концов потерпел поражение. Смертельный удар во Франции ему был нанесен Великой буржуазной революцией 1789 г.
С этого времени школьники и стали получать правильный ответ на вопрос о причинах смены дня и ночи и чередовании времен года.
— А все-таки, что бы там ни говорили в школах, трудно поверить, что вот эта твердая земля под моими ногами вертится вместе со обоими горами и океанами, — говорили, разводя руками, жирные французские лавочники еще в 1850 г.
— Вы нам покажите земное вращение так, чтобы мы его собственными глазами могли увидеть и руками потрогать. Вот тогда поверим!
Впрочем, так думали не только лавочники или адвокаты, купцы или художники. Сами научные работники тоже хотели получить более осязательное доказательство вращения Земли, чем одни только астрономические наблюдения, понятные немногим.