[17] были устроены так же совершенно, как пленки летающих семян, например индийского жасмина, то они поднимали бы груз в 180 пудов! На самом же деле современные аэропланы поднимают всего 20 пудов – почти в десять раз меньше. Кроме того, этот растительный аэроплан отличается еще одним драгоценным свойством, которого тщетно добиваются наши инженеры – автоматической устойчивостью: если семечко индийского жасмина перевернуть – оно опять развернется выпуклой стороной вниз; если при полете семечко встретит преграду – оно все же не теряет равновесия, не падает, а плавно спускается вниз. Сколько несчастий было бы избегнуто, если бы наши аэропланы обладали такой автоматической устойчивостью в воздухе!
Бумеранг
Это оригинальное орудие дикарей долгое время вызывало изумление ученых. Действительно, странные, запутанные фигуры, описываемые бумерангом в воздухе, способны озадачить всякого.
В настоящее время теория полета бумеранга уже разработана весьма подробно, и чудеса перестали быть чудесами. Вдаваться в эту интересную теорию мы здесь не станем; скажем лишь, что необычайная форма путей полета бумеранга объясняется взаимодействием трех сил: силы метания, силы вращения бумеранга и силы сопротивления воздуха, т. е. той самой силы, которая заставляет подниматься воздушного змея и аэроплан. Дикарь инстинктивно и при том необыкновенно точно умеет сочетать эти три силы – и искусно изменяет угол наклона бумеранга, силу и направление толчка, чтобы получить желаемый эффект.
Рис. 34. Австралиец, метающий бумеранг.
Напрактиковаться в этом искусстве может, конечно, и цивилизованный человек – при наличии терпения. Теперь бумеранги продаются во всех больших магазинах игрушек и принадлежностей спорта. Но упражняться с таким бумерангом, пожалуй, не всегда удобно; это необходимо делать на открытом воздухе, приняв меры к тому, чтобы от австралийского орудия не пострадал какой-нибудь ни в чем не повинный бледнолицый.
Рис. 35. Бумеранги австралийца. Слева – вид сбоку.
Рис. 36. Такие кривые описывает бумеранг при полете.
Рис. 37. Бумажный бумеранг.
Для упражнения в комнатах приходится ограничиваться бумажным бумерангом, который можно вырезать из визитной карточки. Положив его на ладонь левой руки или на книгу, ему дают сильный щелчок большим и указательным пальцами правой руки (см. рис. 37): бумеранг летит косо вверх – сажени на две-полторы, описывая подчас довольно затейливые кривые.
Той же цели может служить следующий маленький снарядец – нечто вроде самострела, – который легко смастерить домашними средствами. Он изготовляется из доски, толщиной в ⅓ дюйма, длиною в 10 дюймов и шириною в 5 дюймов. Часть её выпиливается, как показано на рис. 38. Линия АВ изображает полоску китового уса или стали, прикрепленную к доске проволоками (в части А). Другой конец В свободен; полоска имеет такую длину, чтобы конец её В, когда его отпускают (на рис. полоска изображена в согнутом положении), достигал точки С, где находится конец бумажного бумеранга: ударяясь о него, стальная полоска сообщает ему сильный толчок, приводя его этим сразу в поступательное и вращательное движение.
Рис. 38. Самострел для бумажного бумеранга.
Рис 39. Древнеегипетские воины с бумерангами. Слева – индийские бумеранги.
Самый бумеранг покоится на трех коротких кусках проволоки или гвоздях без шляпок (D), воткнутых в толщу доски.
Изменяя размеры, форму и вес нашего бумажного бумеранга, а также силу стальной пружины, можно на описанном снарядике изучить все особенности полета бумеранга.
Кстати отметим, что относительно бумеранга в широкой публике (да и не только в ней) распространены совершенно превратные представления. Во-первых, самое название «бумеранг» неверно. То орудие, которое известно у нас под этим названием, носит у австралийцев разные наименования: «паркан», «вагно», «книли» – но только не бумеранг. Во-вторых, это орудие вовсе не составляет исключительной особенности обитателей Австралии. Оно употребляется в различных местах передней Индии и, судя по остаткам настенной живописи, было некогда обычным вооружением ассирийских воинов. В древнем Египте и Нубии бумеранг также был хорошо известен. Есть даже основание полагать, что с ним были знакомы древнейшие обитатели Европы. Единственное, что исключительно свойственно Австралии – это винтообразный изгиб, придаваемый бумерангу. Вот почему австралийские бумеранги наиболее совершенны: они взлетают вверх, описывают сложные кривые и – в случае промаха – возвращаются к ногам метателя. Мы подчеркиваем слова «в случае промаха», так как в обществе распространено мнение, будто бумеранг всегда возвращается к ногам австралийца. Это не верно: поразив жертву, бумеранг падает вместе с ней.
Глава VIСвойства жидкостей
Стакан и ведро одинаково давят!
Паскаль, а еще до него Стевин, доказали, что давление жидкости на дно сосуда зависит только от площади дна и от высоты уровня над дном; ни от чего другого оно не зависит. В сосуде А налит стакан воды, в сосуде В – чуть не целое ведро. И все-таки, по закону Паскаля, днища обоих сосудов испытывают одинаковое давление, если только площади их равны и вода налита до одного уровня.
Рис. 40. Основания обоих сосудов испытывают одинаковое давление.
Это представляется совершенно невероятным. В самом деле, если вода в обоих сосудах одинаково давит на дно, то, значит, поставив оба сосуда на чашки весов, мы должны ожидать, что весы не выйдут из равновесия! А может ли быть, чтобы стакан воды и ведро воды одинаково весили? Ясно, что закон Паскаля неверен.
Нет, не закон Паскаля ошибочен, а ошибочно это рассуждение.
В сосуде В на чашку весов будет давить не только его дно, но передается также и давление воды на боковые стенки c и d. На другой же чашке весов не только не будет этого добавочного давления, но наоборот, еще отнимется давление жидкости снизу вверх на стенки a и b. Поэтому общий вес сосуда А будет меньше веса сосуда В, – и этим устраняется смутившее нас противоречие.
Давление жидкости снизу вверх
Мы только что говорили о давление жидкости снизу вверх. Простое ламповое стекло дает вам возможность убедиться, что такое давление действительно существует. Вырежьте из плотного картона кружок таких размеров, чтобы он закрывал отверстие лампового стекла. Приложите кружок к краям стекла и погрузите в воду, как показано на рисунке. Чтобы кружок не отпадал при погружении, его можно придерживать веревочкой или просто прижимать пальцем. Погрузив стекло до определенной глубины, вы заметите, что кружок держится сам, не будучи прижимаем ни давлением пальца, ни натяжением бечевки: его поддерживает вода, надавливающая на него снизу вверх.
Рис. 41. Давление жидкости снизу вверх.
Рис. 42. Как проверить закон Паскаля.
Нетрудно измерить и силу этого давления снизу вверх. Для этого стоит только налить в наше стекло воды: как только уровень воды внутри стекла сравняется с уровнем её в сосуде – кружок отпадет. Значит, давление воды снизу вверх уравновешивается давлением столба воды, основание которого равно площади кружка, а высота – глубине кружкá под водой. Имея несколько ламповых стекол разной формы, но с одинаковыми отверстиями, мы сможем проверить закон Паскаля; он состоит, как известно, в том, что давление жидкости на дно сосуда зависит только от площади дна и высоты уровня, от формы же сосуда совершенно не зависит. Проверка будет состоять в том, что вы проделаете описанный раньше опыт с разными стеклами, погружая их на одну и ту же глубину (для чего надо предварительно наклеить на стеклах бумажные полоски на одной высоте). Вы заметите при этом, что кружок всякий раз будет отпадать при одном и том же уровне стояния воды в стеклах. Это показывает, что давление водяных столбов различной формы одинаково, если только одинаковы их основания и высóты (именно высóты, а не дли́ны, потому что длинный наклонный столб давит так же, как и короткий столб одинаковой с ним высоты, при равных основаниях).
Весы для писем
Давлением воды снизу вверх вы можете воспользоваться, чтобы устроить себе кое-какие полезные в хозяйстве предметы. Так, вы без больших хлопот можете смастерить весы для взвешивания писем и других легких предметов. Такие весы – весьма полезный предмет домашнего обихода, об отсутствии которого часто сожалеют. Рис. 43 изображает подобные самодельные весы простейшего типа. Деревянный брусок, гладко обструганный (отрезанный хотя бы от сломанной трости), длиною вершков в 6–7, погружают стоймя в банку с водой, привязав к концу его груз, чтобы брусок сохранял равновесие в воде. К верхнему, выступающему над водой концу его приклеивают горизонтально плотную визитную карточку. Теперь остается лишь нанести деления на бруске – и наши весы готовы. Деления наносятся, конечно, испытанием: накладывая разновески в 1, 2, 3, 4 и т. д. лота, делают черточки на соответствующих местах бруска у поверхности воды. Затем, положив письмо на верхнюю «чашку» наших весов, мы прямо узнаем вес его по тому делению, до которого брусок погрузится в воду.
Рис. 43. Самодельные весы для писем.
За неимением гирь можно пользоваться медной монетой, зная, что 1 коп. весит приблизительно ¼ лота.
Когда деревянный брусок пропитается водой, он станет тяжелее; поэтому не следует оставлять его подолгу в воде после употребления, а необходимо каждый раз вынимать из банки и высушивать. В случае сомнения можно применять описанный выше прием «взвешивания заменой».
Свеча в воде
Воткнув гвоздь в основание стеариновой свечки (надо взять небольшой кусок) и погрузив такую свечку в стакан с водой, мы получим простой и практичный ночник. Свеча, плавая в воде, должна, по мере сгорания, выступать из воды, и так будет продолжаться почти до полного сгорания свечи́. Это кажется неправдоподобным, а между тем, легко убедиться в справедливости нашего утверждения. Дело в том, что части свечи́, прилегающие к воде, охлаждаются ею и потому не растапливаются от действия пламени. Вследствие этого в свече образуется бокалообразное углубление, на дне которого фитиль продолжает гореть, даже находясь ниже уровня воды.