Яйце в склянці
Клоуни в цирках дивують іноді публіку тим , що зривають скатертину з накритого столу , - але усі тарілки , склянки , пляшки неушкоджено залишаються на місцях.
Тут немає ні дива , ні обману , - це справа спритності .
Приготуйте на столі склянку , до половини налиту водою , і поштову листівку (ще краще половину її ) ; далі , роздобудьте колечко від ключів і яйце , зварене для безпеки круто . Розташуйте ці чотири предмети так : стакан з водою покрийте листівкою , на неї покладіть кільце , на яке сторч спирається яйце. Чи можна висмикнути картку так , щоб яйце не покотилося на столу?
. 
На перший погляд це так само важко, як висмикнути скатертину, не впустивши розставлений на ній посуд.
Але ви зможете це виконати, вибивши листівку вдалим щолбаном. Вона полетить на інший кінець кімнати, а яйце... яйце виявляється неушкодженим в склянці з водою!Вода пом'якшує удар і охороняє шкаралупу від розбивання.
Пояснення цього маленького дива в тому, що внаслідок миттєвого удару яйце не встигає отримати від листівки помітної швидкості; між тим сама листівка, яка отримала удар, встигає вислизнути. Залишившись без опори, яйце падає прямовисно в підставлений склянку.
Якщо дослід не вдасться вам відразу, напрактикуйтесь у виконанні більш легкого досліду того ж роду.
Покладіть на палець поштову листівкку (краще - половину її), а поверх неї монету поважче (п'ятак). Щолбаном вибийте картку з-під монети: папір вислизне, монета ж залишається на пальці.
При відомій вправності можна ухитритися також вибити ножем або ребром лінійки нижню шашку високого стовпчика, не порушуючи цілості всієї споруди.
У вагоні
 Поїзд йде зі швидкістю 36 км на годину.
Перебуваючи у вагоні , ви підстрибнули вгору і протрималися у повітрі одну секунду.
Опуститеся ви на те ж місце , звідки підстрибнули , чи ні?
Якщо в інше місце , то куди воно ближче - до передньої чи до задньої стінки вагона ?
Як не дивно , але ви опуститеся якраз в те ж саме місце , звідки підстрибнули , і ось чому: відокремившись від підлоги і тримаючись у повітрі , ви продовжуєте за інерцією рухатися вперед разом з поїздом і притому з тыєю ж швидкістю ; підлога під вами несеться вперед , але й ви мчите з такою ж швидкістю , залишаючись весь час над тим місцем , з якого ви підстрибнули .
На пароплаві
 Двоє грають у м'яч на пароплаві, що рухається.
Один стоїть на кормі, інший - біля носа.
Кому важче докинути м'яч до партнера - тому, що стоїть на кормі чи який стоїть біля носа?
І тут, як у попередньому випадку, несподівана відповідь: жоден з гравців не має вигоди перед іншим: обом однаково легко (чи однаково важко) докинути м'яч.
Це здається на перший погляд неправдоподібним: адже м'яч, кинутий до носу пароплава, повинен наздоганяти гравця,який там стоїть, який несеться вперед разом з пароплавом; навпаки, м'яч, кинутий до корми, летить до гравця, який рухався йому назустріч.
Безумовно так; але треба пам'ятати і те, що до швидкості м'яча, кинутого від корми до носу, додається швидкість пароплава, а від швидкості м'яча, кинутого до корми, швидкість пароплава віднімається.
Тому невигідне становище першого м'яча пом'якшується, а вигода другого знижується, і обидва м'ячі опиняються в однакових умовах.
Якби це було не так, то стрілок, що стріляє в східному напрямку, в бік обертання Землі, мав би величезну вигоду перед тим стрілком, який посилає кулю на захід, проти обертання Землі.
Насправді нічого подібного не спостерігається.
Де обірветься мотузка: під або над книжками?
 Покладіть жердину (наприклад, швабру) на стулки розкритих дверей, прив'яжіть до неї мотузкою важкий вантаж (чим важче, тим краще), а до вантажу на інший мотузці - планку, за яку зручно було б тягнути, вхопившись руками.
Яка мотузка розірветься, якщо ви потягнете обома руками за планку: верхня чи нижня?
Виявляється, що від вас самих залежить влаштувати так, щоб розривалася то верхня, нижня мотузка.
Якщо потягнете повільно, обірветься верхня, якщо швидко - рветься нижня.
Де обірветься мотузка: під або над книжками?
При повільному натягу обривається верхня мотузка, тому що на неї діє не тільки сила руки, також і вагу вантажу; на нижню ж діє лише одна сила вашої руки.
Інша справа при швидкому ривку: вантаж не встигає за цю коротку мить отримати помітного руху, і, отже, верхня мотузка майже не розтягується; вся сила натягу припадає на нижню мотузку - вона і розривається, навіть у тому випадку, якщо товща верхньої.
Рух по колу
 Розкрийте парасольку, упріться її кінцем в підлогу, почніть обертати і киньте всередину м'ячик, зім'ятий папір, носовичок - взагалі що-небудь легке і неламкое. Відбудеться щось для вас несподіване.
Парасолька немов не побажає прийняти подарунка: м'яч або паперовий клубок виповзуть вгору, до країв парасольки, а звідти полетять на підлогу.
Причину, яка в цьому досліді викинула м'яч, прийнято називати «відцентровою силою», хоча правильніше називати її «інерцією».
Вона виявляється всякий раз, коли тіло рухається по круговому шляху. Це не що інше, як один з випадків прояву інерції - прагнення рухомого предмета зберігати напрям і швидкість свого руху.
З таким проявом інерції ми зустрічаємося набагато частіше, ніж самі підозрюємо. Старовинна зброя для метання каменів - праща - працює з тієї ж причини. Інерція кругового руху розриває жорно, коли вони обертаються занадто швидко і недостатньо міцні.
Якщо ви спритні, вона допоможе вам виконати фокус зі склянкою, з якої вода не виливається, хоча вона перевернута догори дном: для цього потрібно лише швидко змахнути склянкою над головою, описавши коло.
Інерція ж допомагає велосипедисту в цирку робити запаморочливу «чортову петлю».
Вона ж відокремлює вершків від молока у так званих «відцентрових» сепараторах;
вона витягує мед із стільників у центробіжці і т. д.
Коли трамвайний вагон або авто описує криву частину шляху, наприклад, при повороті з однієї вулиці на іншу, то пасажири безпосередньо на собі відчувають силу, яка притискає їх у напрямку до зовнішньої стінки вагона чи відхиляє в протилежний бік салону автівки.
При достатній швидкості руху весь трамвайний вагон міг би перевернутися, якщо б зовнішній край рейок закруглення не був завбачливо покладений вище внутрішнього: завдяки цьому вагон на повороті злегка нахиляється всередину. Це звучить досить дивно: вагон, похилений набік, стійкіше, ніж стоїть прямо!
А між тим це так, і маленький досвід допоможе вам усвідомити собі, як це відбувається.
 Заверніть картонний аркуш у вигляді широкого розтруба, ще краще, - візьміть, якщо в будинку знайдеться, миску зі стінками такої форми. Особливо стане в нагоді для нашої мети конічний абажур - скляний або жерстяної - від електричної лампи.
Озброївшись одним з цих предметів, пустіть по ньому монету, невеликий металевий кружечок або колечко від ключів. Вони будуть описувати кола по дну посуду, помітно нахиляючись при цьому всередину.
По мірі того як монета або колечко будуть сповільнювати свій рух, вони стануть описувати все менші кола, наближаючись до центру посуду.
Але легким поворотом посуду ви можете змусити монету знову котитися швидше, і тоді вона віддаляється від центру, описуючи великі кола. Якщо вона розженеться дуже сильно, то може і зовсім викотитися з посуду.
Для велосипедних змагань на так званому «велодромі» влаштовуються особливі кругові доріжки; ви можете бачити, що ці доріжки, особливо там, де вони круто завертають, влаштовані з помітним ухилом до центру.
Велосипедист описує кола по них у сильно нахиленому положенні, - як монета у вашій чашці, - і не тільки не перекидається, але, навпаки, саме в такому положенні набуває особливу стійкість. У цирках велосипедисти вражають публіку тим, що описують круги по круто нахиленому настилу; ви розумієте тепер, що в цьому немає нічого надзвичайного. Навпаки, важким мистецтвом для велосипедиста було б крутитися так по рівній, горизонтальній доріжці.
Де найлегше?
Земна куля, на якій ми живемо, обертається, і внаслідок обертання Землі всі речі на її поверхні стають легшими.
Чим ближче до екватора, тим більше коло встигають зробити речі за 24 години, тим, значить, вони швидше обертаються і тому більше втрачають у вазі.
Якщо кілограмову гирю перенести з полюса на екватор і тут знову зважити на пружинних терезах, то виявиться брак у вазі на 5 г.
Різниця невелика, звичайно, але що важче річ, тим похибка більша.
Паровоз, який приїхав з Архангельська в Одесу, стає тут легше на 60 кг - вага дорослої людини.
А лінійний корабель 20 тис. тонн, що прибув з Білого моря в Чорне, втрачає тут у вазі ні мало, ні багато - 80 тонн; це вага хорошого паровоза!
Чому так відбувається?
Тому, що земна куля, обертаючись, прагне розкидати зі своєї поверхні всі речі, як парасолька в нашому досліді викидає кинутий у нього м'яч.
Земну кулю і скинула би їх, але цьому заважає те, що вона притягує всі речі до себе.
Ми називаємо це тяжіння «вагою». Скинути речі під час обертання Земля не може, а зменшити вагу їх може.
Ось чому речі стають трохи легші внаслідок обертання земної кулі.
Якби Земля оберталася швидше...
 Чим швидше обертання, тим зменшення ваги повинно ставати помітніше.
Обчислено, що якби Земля оберталася не так, як тепер, а в 17 разів швидше, то на екваторі речі втратили б свою вагу цілком: вони стали би невагомі.
А якби Земля оберталася швидше, то речі втратили б усю свою вагу не тільки на екваторі, але і в країнах і морях, що лежать по обидві його сторони.
Подумайте тільки, що це значить: речі втратили б свою вагу! Адже це означає, що не буде такої речі, якої ви не могли б підняти: паровози, кам'яні брили, велетенські гармати, цілі військові кораблі з усіма машинами і знаряддями ви піднімали б - як пір'їнки.
А якщо б ви їх упустили - не небезпечно: вони нікого не розчавлять. Не розчавлять тому, що зовсім і не впали б: адже вони нічого не важать! Вони парили б в повітрі там, де ви випустили їх з рук.
Якщо б, сидячи в кошику повітряної кулі, що ви надумали кидати свої речі за борт, - вони так і залишилися б у повітрі.
Дивовижний був би цей світ!
Стрибати ви могли б так високо, як і у сні не стрибали: вище найвищих споруд і гір.
Але тільки не забувайте: підстрибнути легко, а тому зістрибнути неможливо.
Позбавлені ваги, ви на землю не впадете, а відштовхнутися в повітрі ні від чого.
Будуть і інші незручності в цьому світі. Самі зрозумієте, які: всі речі - і малі і великі, - якщо вони не прикріплені, будуть підніматися від найменшого вітерця і носитися в повітрі.
Люди, тварини, автомобілі, вози, човни - все безладно бігало б у повітрі, ламаючи та калічачи один одного... Ось що сталося б, якби Земля оберталася значно швидше.
Автор: Яків Ісидорович Перельман "Фізика на кожному кроці "
|