Новый физический фейерверк

Поставьте бутылку на кромку дна и сбалансируйте ее. Затем зажмите ее между ладонями и раскрутите. Когда бутылка раскрутится, она начнет постепенно выпрямляться, а издаваемый ею звук будет повышаться. Можно попытаться закрутить бутылку, находящуюся почти в горизонтальном положении, но запустить ее сложнее. Если вам все-таки удастся это сделать, при приближении к горизонтальной поверхности издаваемый ею звук понижается. Можете ли вы объяснить такое поведение монетки и бутылки?

ОТВЕТ • Монетка крутится вокруг своей центральной оси, но ось тоже вращается вокруг вертикали — это движение называется прецессией. Прецессия происходит из-за вращающего момента, создаваемого весом монетки. По мере того как из-за трения и сопротивления воздуха энергия монетки уменьшается, она начинает крениться и вращаться с меньшей скоростью, поэтому изображение на монетке становится легче рассмотреть. При небольших углах наклона скорость прецессии уменьшается, но затем при дальнейшем опускании центра масс начинается перекачка потенциальной энергии в дополнительную кинетическую энергию прецессии. Звук, который вы слышите, издается в процессе прецессии, когда края монетки стучат по столу. Когда скорость прецессии повышается, повышается и высота звука.

Когда бутылка закручивается в почти вертикальном положении, она тоже прецессирует. По мере того как центральная ось приближается к вертикали, центр масс опускается, потенциальная энергия перекачивается в прецессию и тон звука повышается. Когда бутылка крутится в почти горизонтальном положении, скорость прецессии уменьшается, по мере того как бутылка наклоняется до тех пор, пока не достигнет некоторого малого значения. После этого бутылка ложится набок и продолжает крутиться лежа.

1.110. Дзюдо, айкидо и олимпийская борьба

В дзюдо, айкидо и борьбе, чтобы заставить соперника потерять равновесие и упасть, следует знать и применять технические приемы. Наиболее известный прием в дзюдо — бросок через бедро. Нужно ухитриться перекинуть противника через свое бедро и уложить на мат. Хотите верьте, хотите нет, но без знания физики сделать это практически невозможно, особенно если ваш соперник крупнее и сильнее вас. Как правильно выполнять бросок через бедро?

Рассмотрим пример из айкидо. Соперник обхватил вас сзади руками, сильно сжав ваши запястья. Как вы сможете бросить его на мат?

Иногда в айкидо используется деревянное оружие. Что делать, если соперник толкает вас концом длинной палки, но при этом стоит слишком близко, чтобы вы могли ухватиться за палку и дернуть? К тому же тогда сила столкнулась бы с другой силой. Есть ли более надежный способ уложить соперника на мат?

ОТВЕТ • Чтобы выполнить бросок через бедро, подождите, пока противник сделает шаг вперед правой ногой, и тоже сделайте шаг вперед правой ногой, поставив ее между ног соперника. Потяните его за одежду вниз и вправо, чтобы его корпус согнулся вперед, а центр масс переместился к пупку. При этом нужно развернуться влево и подставить свои бедра под него.

Теперь центр масс противника находится примерно на уровне вашего правого бедра (рис. 1.38а). Потянув соперника за правый рукав кимоно, вы легко сможете перекинуть его через свое правое бедро и уложить на мат. Самое главное в этом броске — в первой фазе согнуть противника. Если этого не сделать, его центр масс будет от вас на большем расстоянии (рис. 1.38б), и когда вы попытаетесь перекинуть его через бедро, вам придется бороться с его весом, который создаст вращающий момент, направленный в противоположную сторону относительно момента, создаваемого вашими усилиями. Все это затруднит вращение, и от вас потребуется больше усилий, поскольку придется фактически поднимать соперника, а если он тяжелый, вам это, скорее всего, не удастся.

Рис. 1.38 / Задача 1.110. Бросок через бедро в дзюдо: а) в правильном и б) в неправильном исполнении.

Ответ на первый вопрос про айкидо: нужно быстро прижать свои руки к груди так, чтобы захватить руки соперника, одновременно выдвинуть правую ногу вперед, наклониться и развернуться вправо. Проделав это, вы заставите противника согнуться и сместите его центр масс. Тогда он не сможет помешать вам, когда вы перекинете его через себя и бросите на мат.

Техникой боев на палках сложно овладеть, поэтому мой ответ здесь будет очень кратким. Когда ваш соперник делает выпад вперед, вам нужно шагнуть вправо от палки, повернуться и левой рукой ухватиться за свободный конец палки, а правой — за конец между его руками. Затем быстро повернуть палку вверх и назад над его головой так, чтобы он опрокинулся назад. Важно, чтобы вы начали действовать, когда палка движется вперед, поскольку ваш противник в это время занят этим движением и не может оказать сопротивления развороту палки вверх.

1.111. Вращение пули и длинные пасы в американском футболе

[15]