Механика тел

Таким образом, именно шарообразное тело очень легко катить. И если сравнивать приведение в состояние инерционного движения качения два тела – шарообразное и шестигранное, то «победит», несомненно, шар. Этому две причины: очень малая площадь контакта с нижележащей поверхностью и постоянство местоположения в процессе движения «центра масс» тела (из-за отсутствия выступающих частей). Оба этих фактора являются причиной того, что шарообразное тело очень легко приводить в состояние инерционного движения-качения. По сравнению с телом любой другой формы Сила (давление) соударяющегося или сдавливающего тела для шарообразного тела может быть несравнимо меньше.

Что касается скольжения, то это обычный способ инерционного движения шестигранников с прямыми углами. Особенно такой способ характерен для шестигранников, чья высота меньше длины и ширины. Если же высота тела больше длины и ширины, то оно начинает движение качения, после чего падает на переднюю грань. Например, это происходит с вертикально стоящим столбом или доской, или с этажеркой. После падения на переднюю грань тело проще заставить скользить. При появлении препятствий на поверхности, по которой скользит шестигранное тело, тело, соударяясь с ними, может отскочить. При этом, если скорость движения тела была большой, то после соударения с препятствием тело может начать кувыркаться, т. е. катиться.

Если поверхность планеты, на которой покоится тело, жидкая или покрыта слоем жидкости (смазки), то это значительно уменьшает Силу Давления, необходимую для того, чтобы заставить шестигранное тело скользить. Эти же условия затрудняют качение шара в прежнем направлении, и могут вызвать появление скольжения дополнительно к качению.

Еще раз подведем итог. Если сравнивать Силу Давления, необходимую для приведения в движение шарообразного и шестигранного тела с прямыми углами, то гораздо меньшая Сила потребуется, чтобы заставить катиться шар, чем скользить или катиться шестигранник (да и тело любой другой формы).

Все, что было сказано относительно преимуществ приведения в движение шарообразного тела, применимо и к колесу. С той лишь разницей, что число прямых, вдоль которых шар может быть приведен в движение, бесконечно. А вот для колеса такая прямая всего одна, и она перпендикулярна оси колеса и параллельна плоскости покрытия.

Вот поэтому колесо, шар, круг – это уникальные геометрические формы, используемые в механике.

28. Почему санки, лыжи и коньки скользят по снегу и льду? «Поплюешь на руки и дело спорится»

Когда я пишу эти строки, на календаре зима, близко к ее середине – 10 января. Уже миновали Новый Год, Рождество и мой день рождения. Зима выдалась теплая, средняя температура 0o. Но, несмотря на теплую погоду, снега выпадает достаточно. Хотя из-за частых оттепелей он часто стаивает. Хотя и не до конца. А последующие заморозки превращают землю в ледяную корку. Так повторялось уже не раз.

Итак, снег в этом году есть. Лед тоже есть. А потому можно кататься на лыжах, санках и коньках. Что и делают дети и взрослые, хотя забавы последних мне удается лицезреть совсем не часто.

Всякий раз, когда я вижу по телевизору лыжника, саночника или конькобежца, лыжника в поле за школой, или просто ребенка, которого везут на санках, или который сам весело съезжает с горы, я думаю о том, что давно хочу написать статью на эту тему и немного осветить этот вопрос. Эта же мысль неизменно приходит в мою голову каждый раз, как я поскальзываюсь на льду где-нибудь на улице.

Причина нашего скольжения по льду и по снегу проста и очевидна. Это – вода. Точнее, вода в плотном агрегатном состоянии. Либо как единый монолит – лед. Либо в виде отдельных кристаллов – снег.

Вы когда-нибудь пытались протащить нагруженные санки по голому асфальту? Или по тому же непокрытому снегом или льдом асфальту перейти дорогу на лыжах? Если да, тогда вы должны помнить, насколько это нелегко. Санки, которые до этого так легко скользили по снежку, вдруг буквально прирастают к земле, становятся такими тяжелыми и с трудом удается их сдвинуть с места. Они скребут асфальт, издавая противный звук.

То же самое происходит и с лыжами. По поверхности, лишенной снега или льда, они не катятся. Приходится переставлять их одну за другой, и таким черепашьим методом добираться до другой стороны дороги (если, конечно, мы не догадались их до этого снять). Точно также мучительно двигаться по земле ли асфальту на коньках.

Зато просто в сапогах или ботинках мы гораздо увереннее ступаем не по льду и снегу, а именно по земле и асфальту. Вспомните, именно такие, оттаявшие участки дороги мы выбираем, когда боимся поскользнуться и упасть.

На водных лыжах тоже легко скользить, только по водной глади. Однако если лыжника не будет тянуть за собой катер, т. е. если лыжам не будет придана определенная скорость, они просто погрузятся в воду – утонут.