О движении

Если же выстрелить в обратном направлении, то скорость снаряда относительно Солнца будет равна только 18,8 километра в секунду. Снаряд станет обращаться вокруг Солнца по удлиненному эллипсу, касающемуся земной орбиты в момент наибольшего удаления от Солнца.

Пассажиры снаряда не могли бы изменить направление его движения, чтобы опуститься на какую-либо планету или возвратиться на Землю. Такую возможность может дать только ракета.

Схема космической ракеты, сделанная К. Э. Циолковским.

Ракета движется под реактивным действием вытекающих из нее газов. Газы образуются от сгорания жидкого или твердого топлива. Как показал расчет, на ракете нельзя поместить такое количество горючего (угля, бензина и т. п.), чтобы можно было пользоваться ракетным двигателем во все время космического путешествия. Потому, оторвавшись от Земли, было бы необходимо прекратить работу ракетного двигателя, используя движение ракеты по инерции.

С остановленным двигателем ракета двигалась бы по законам Кеплера, подобно планетам и их спутникам.

Нужно отправить ракету так, чтобы описываемый ею эллипс коснулся орбиты той планеты, которую намечено посетить. Момент отправления должен быть выбран с таим расчетом, что, когда ракета приблизится к орбите планеты, эта последняя должна находиться недалеко от ракеты.

Пролетев вблизи планеты или обогнув ее, ракета будет продолжать свой путь по эллиптической орбите (отклонение от этого пути притяжением планеты должно быть исправлено действием ракетного двигателя). Расчет ведется так, что, когда ракета подойдет к земной орбите, Земля будет находиться вблизи.

Облетев несколько раз Землю и пересекая каждый раз атмосферу, ракета замедлит свое движение. Тогда ее пассажиры могут совершить посадку на специальном планере, предоставив ракете упасть на Землю.

Посадочный планер, отделившийся от корпуса космического корабля, приближается к земной поверхности.

Заключение

Механика — наука о движении тел и о силах, сообщающих им движение. Она могла быть создана только на основе данных опыта и наблюдений. Аксиомы механики — истины, полученные из опыта. Законы механики только тогда оправдываются, когда они выведены из таких аксиом.

В древности Архимеду удалось установить закон равновесия сил, приложенных к рычагу. Доказательство закона рычага, данное этим математиком, основывалось на опытах со взвешиванием тел. Происхождение этих аксиом проявило себя даже в их формулировке.

Например, «равные веса, действуя на равных расстояниях от точки опоры невесомого стержня, уравновешиваются».

Вне всякого сомнения происхождение из опыта и следующей аксиомы: «Из равных весов, действующих на неравных расстояниях, перевешивает отдаленный».

Для человека, никогда не видевшего процесса взвешивания на весах с коромыслом, эти аксиомы едва ли были бы так очевидны, какими они кажутся нам.

Выведенный из этих аксиом принцип рычага лег в основу античной статики твердого тела. Этот закон рычага оправдывался на опыте.

Другое дело — динамика, созданная Аристотелем. Она была построена на умозрительных положениях. Поэтому ее выводы не согласовывались с действительностью.

Галилей увековечил свое имя в истории науки, обратившись к опыту. Он не захотел признать кажущегося на первый взгляд правильным утверждения Аристотеля, будто тяжелое тело падает быстрее легкого. Сбрасывая тяжести с вершины башни, Галилей убедился, что скорость падения тел не зависит от их тяжести.

Столь же неверным оказалось и мнение, что для поддержания равномерного прямолинейного движения нужно постоянное действие силы.

Причиной этих заблуждений Аристотеля было незнание им инерции движения. Построенная Аристотелем динамика была бы справедлива, если бы тела не обладали инерцией. Но в действительности тела сохраняют состояние как покоя, так и движения. Поэтому они подчиняются законам динамики Галилея, построенной исходя из свойства инерции.

Обладают или не обладают тела природы инерцией, это можно было узнать только из наблюдений и опытов. Зная же о существовании инерции, можно было делать выводы законов движения тел.

Если бы Галилей ограничивался логическими рассуждениями, не прибегая к проверке своих выводов на опыте, он также мог бы впадать в ошибки.

Но опыта недостаточно для развития механики. И до Галилея многие наблюдали, что скорость свободного падения тел не зависит от их веса. Мысль об инерции не была совсем чужда некоторым его предшественникам.

Однако не они, а Галилей считается основателем динамики, потому что только он вывел законы движения тел. Опыт дает лишь материал для математической обработки, а не самые законы, которые были выведены Галилеем из данных опыта.

Наконец для развития механики необходима и гипотеза. Она объясняет причину наблюдаемых явлений и, оправданная последующими опытами, становится теорией.