Всё о науке за 60 минут

Вот первая ошибка, которую я совершил, как и большинство людей, впервые столкнувшихся с бумерангами. Все, буквально все, пытаются бросать их как фрисби. Однако бумеранг стоит держать вертикально при его запуске. Также его следует правильно взять. Одна сторона крыльев бумеранга плоская, а другая изогнута, как крылья самолета. То есть один край каждого крыла толще, а другой – тоньше. Нужно держать бумеранг вертикально в правой руке указательным и большим пальцами, причем изогнутая поверхность должна быть направлена к вам, а плоская – от вас. Соблюдение этой техники крайне важно для того, чтобы бумеранг вернулся. И это означает, что можно делать и левосторонние бумеранги для левшей. Теперь резким броском и быстрым движением запястья вы можете запустить бумеранг и придать ему необходимое вращение.

Ну а дальше все становится несколько нелогичным, поскольку физика вращающихся объектов немного странная. В случае с бумерангом работают два фактора, первый из которых связан с гироскопами. Надеюсь, вы поймете, что я имею в виду, ведь наверняка вы хотя бы раз в своей жизни с ними сталкивались. (Если же вы не видели, на что способны гироскопы, то, о чем пойдет речь далее, покажется вам практически волшебством.) Это маленькие маховики, установленные в металлических проволочных рамах, которые можно вращать с помощью куска веревки. Такая конструкция удивительным образом может балансировать на пальце.

Любой объект, способный вращаться, действует как гироскоп, и бумеранги не исключение. Но давайте на мгновение забудем о них и рассмотрим другой вращающийся объект. Представьте, что у вас есть колесо, которое вращается вертикально вокруг горизонтальной оси – это может быть велосипедное колесо или игрушечный гироскоп. Если вы попытаетесь повернуть ось вниз, по направлению к земле, чтобы колесо вращалось под углом к вертикали, произойдет нечто очень странное. Колесо будет сопротивляться вашим попыткам наклонить его. С точки зрения физики решающую роль здесь играет закон сохранения углового момента. Когда вы пытаетесь повернуть вращающуюся вещь, возникает сила, пытающаяся остановить вас. Но еще более странно то, что сила, которую вы применяете, меняет направление, отклоняясь на 90 градусов. Когда вы стараетесь повернуть ось вашего колеса вниз, само колесо остается вертикальным, но поворачивается влево или вправо в зависимости от направления вращения. Это называется прецессией гироскопа, и ее действительно нужно увидеть, чтобы поверить в нее.

Не забывайте сказанное выше, пока я буду рассказывать вам о втором факторе, порождающем странности, происходящие с бумерангом и его крыльями. Обычно бумеранги имеют только два крыла, но в принципе у них может быть любое количество крыльев. Особенно эффективны и легче бросаются, чем традиционные, трехкрылые Y-образные и четырехкрылые X-образные бумеранги. Когда они вращаются в воздухе, крылья создают подъемную силу точно так же, как крылья самолета. Но поскольку бумеранг вращается вертикально, подъемная сила, создаваемая крыльями, толкает его не вверх, а в сторону. Если бросить бумеранг правой рукой, вращающиеся крылья будут заставлять его двигаться влево. И чем быстрее вращаются последние, тем сильнее они толкают бумеранг в сторону.

Бумеранг не просто вращается, он также летит вперед в воздушном пространстве. И, помимо скорости вращения крыльев бумеранга, вы должны учитывать и эту скорость его поступательного движения. Когда крыло находится в верхней части бумеранга, оно движется в том же направлении, что и весь бумеранг, поэтому все скорости нужно складывать. И наоборот: при нахождении крыла внизу скорость его вращения необходимо вычесть. Все это означает, что крылья бумеранга движутся быстрее будучи наверху, а не внизу, и толчок, создаваемый вращающимися крыльями, тоже сильнее наверху. Не только бумеранг в целом сдвигается в сторону, но и ось его вращения закручивается вниз.

Вращающийся бумеранг действует подобно гироскопу, который закручивается вниз, после чего в игру вступает прецессия гироскопа. Благодаря этому эффекту вертикально вращающийся бумеранг перемещается по большой петле и, если вы бросаете правильно, возвращается почти точно к вашим ногам.

Поверьте, заставить бумеранг вернуться в руки метателя намного сложнее, чем об этом рассказывают. Увы, теоретическое знание не очень-то помогает на практике в данном случае. Не забывайте, что бросать нужно под прямым углом к ветру. Кроме того, некоторые совершенствуют форму крыльев, чтобы они давали достаточную подъемную силу, и оттачивают технику движения запястьем. Как только вы со всем этим освоитесь, бумеранг в ваших руках перестанет быть изогнутой палкой. Он будет возвращаться снова и снова. Но я все же не советую сразу пытаться бросить бумеранг длиной 2,94 м от края до края. Начните с какого-нибудь более подходящего экземпляра.

06 Садовая наука: дикая природа на пороге

Клей, который заставляет яблоко хрустеть