Инерция и центробежная сила

Гривенник и бумажное кольцо

Установи на горлышке пустой бутылки вертикально бумажное кольцо, 8—10 см в диаметре. Положи сверху на это кольцо гривенник[4], точно над отверстием бутылки.

Теперь вооружись палкой или линейкой; просунь её в кольцо и резко ударь в горизонтальном направлении по бумажному кольцу. Оно отлетит в сторону, а монета, вместо того чтобы отлететь вместе с кольцом, преспокойно свалится в бутылку. Этот фокус основан на законе инерции: гривенник находился в состоянии покоя, а толчок был настолько резок, что движение кольца не успело передаться монете.

Чур, не урони!

На краю ровного стола положи полоску бумаги так, чтобы она свисала с края стола. На эту полоску поставь на ребро монету[5].

Ну-ка, вытащи теперь из-под монеты полоску бумаги, только, чур, не урони монету!

Это сделать совсем нетрудно. Придерживая левой рукой конец полоски, резко ударь по ней указательным пальцем правой руки. Бумага выскользнет из-под монеты, а монета останется на месте.

Точно так же можно быстрым ударом линейки выбить одну шашку из столбика, не свалив тех шашек, что стояли на ней.

А вот фокус потруднее.




Положи на указательный палец левой руки квадратик плотной бумаги или тонкого картона, а сверху – двугривенный[6]. Если ты резко щёлкнешь по краю квадратика, он вылетит прочь, а монета останется у тебя на пальце.

Опять инерция!

Поставь две косточки домино вертикально, потом прикрой их сверху ещё одной косточкой, чтобы получились ворота. На верхнюю косточку положи ещё одну, а сверху построй вторые ворота.

Нужно выбить первую косточку, прикрывающую нижние ворота, не развалив при этом постройку.

Это делается так. Перед всей постройкой нужно положить на ребро АБ ещё одну кость на таком расстоянии, чтобы, просунув палец в нижние ворота и нажав им с силой на угол Д, можно было заставить эту кость быстро приподняться; край её АБ займёт тогда положение АВ.

Если кость повернётся с достаточной быстротой, её угол Г резко и сильно ударит по первой косточке, прикрывающей ворота, и выбьет её прочь в направлении стрелки Е; верхний этаж мгновенно опустится, сохранив равновесие, и задача будет решена.


Форма земли

Очень простой прибор даст нам возможность объяснить, почему наша планета вследствие вращения приняла некогда форму шара, приплюснутого с полюсов и расширенного у экватора[7]. Мы воспользуемся для этого храпелкой – старинной детской игрушкой. Это картонный круг, возле центра которого пробиты две дырки; сквозь каждую дырку проходит по верёвочке. Достаточно одного резкого движения, чтобы круг начал вращаться; вращение ускоряется и достигает большой быстроты, если попеременно то натягивать, то ослаблять верёвочки.

Возьмём четыре проволочки и воткнём их в ребро картонного круга так, чтобы они расположились по концам двух диаметров круга, перпендикулярных друг другу.

Склеим теперь из плотной бумаги два кольца шириной с палец; диаметр колец должен быть немного больше диаметра картонного круга. Вденем кольцо в кольцо под прямым углом и склеим их в тех местах, где они накрывают одно другое. На этих двух частях колец напишем «Северный полюс» и «Южный полюс». Наши кольца будут изображать два меридиана, расположенные под прямым углом один к другому.

Проткнём четыре дырки по серединам четырёх дуг, образующих эти меридианы; дырки окажутся на «экваторе». Затем пропустим сквозь эти дырки наши проволочные стерженьки.

Теперь наши кольца соединены с картонным кругом; однако, если их сжать, они раздадутся в стороны, скользя по проволочным стерженькам.

Верёвочки, проходящие сквозь круг, мы пропустим в отверстия «Северного полюса» и «Южного полюса». (Это те части колец, которые склеены вместе.) На нашем рисунке очень ясно изображено устройство прибора.

Если теперь завертеть картонный круг так, чтобы натянулись шнурки, а потом с силой потянуть за концы шнурков, круг начнёт вращаться очень быстро. И тотчас же меридианы потеряют свою правильную форму круга. «Экватор» расширится, а части, соответствующие двум полюсам, приплюснутся. Все эти изменения имеют одну причину – действие центробежной силы.


Шнурок и цепочка

Возьми шнурок длиной 30–40 см и привяжи его к тонкой металлической цепочке длиной 25–35 см, соединённой в кольцо.

Держа шнурок вертикально, быстро вращай его между пальцами. Сперва цепочка примет такую форму, как на рис. (А); потом, при ускорении вращения, центробежная сила заставит цепочку принять форму правильной окружности, расположенной в горизонтальной плоскости. А шнурок будет описывать в воздухе почти правильный конус (Б