Занимательная физика. Книга 2

Разница в весе при переносе тела с одной широты на другую ничтожна для мелких тел. Но для грузных, массивных предметов она может достигнуть величины довольно солидной. Вы и не подозревали, например, что паровоз, весящий в Москве 10.000 пудов, становится по прибытии в Архангельск на 10 пудов тяжелее, а в Одессе – настолько же легче. Партия угля в 300.000 пудов, доставленная со Шпицбергена в какой-нибудь экваториальный порт, уменьшилась бы на 1.200 пудов, если бы приемщику пришла фантазия принять груз, пользуясь пружинными весами. Дредноут, весивший в Архангельске 20.000 тонн, по прибытии в экваториальные воды становится легче на 80 тонн, т. е. почти на 5.000 пудов – но это остается неощутительным, так как соответственно становятся легче и все другие тела, не исключая, конечно, и воды в океане.

Кто же похитил 1.200 пудов угольного транспорта и 5.000 пудов веса дредноута? Главным образом похитила их центробежная сила; она уменьшает вес всякого тела близ экватора на ¹/₂₉₀ долю по сравнению с весом того же тела у полюсов.

Мир наизнанку

Если бы земной шар вращался вокруг своей оси быстрее, чем теперь, – например, если бы сутки равнялись не 24 часам, а, скажем, 4 часам, то разница в весе тел на экваторе и полюсах была бы резко заметна. При четырехчасовых сутках, например, пудовая гиря весила бы на полюсе всего 35 фунтов. Именно таковы, приблизительно, условия тяжести на Сатурне: близ полюсов этой планеты все тела на ¹/₆ тяжелее, чем на экваторе.

Самое любопытное у нас еще впереди. Мы знаем, что центробежная сила возрастает пропорционально квадрату скорости; поэтому не трудно вычислить, при какой быстроте вращения центробежная сила на земном экваторе должна стать в 290 раз более, т. е. сравняться с силой притяжения. Это наступит при скорости в 17 раз большей, нежели нынешняя (ибо 17 × 17 почти = 290). Другими словами, если бы Земля вращалась в 17 раз скорее, то предметы на экваторе совсем не имели бы веса! (Для Сатурна это наступило бы при скорости вращения всего в 2½ раза большей, чем нынешняя).

А что же было бы, если бы Земля вращалась еще быстрее – например, в 20 раз скорее, нежели теперь? Вероятнее всего, что она под действием чудовищной центробежной силы разлетелась бы вдребезги, как слишком быстро заверченный жернов. Но допустим, что Земля достаточно тверда, – настолько, что даже не расплющится при этом в плоский диск, а сохранит свою нынешнюю форму. Тогда в экваториальном поясе телá падали бы, под действием громадной центробежной силы, не вниз, а вверх!

Надо иметь воображение Жюля Верна или Уэллса, чтобы ясно представить себе необычайные отношения, возникающие при подобных условиях. Мир словно вывернулся бы наизнанку. Люди должны были бы в полном смысле слова ходить на голове или, вернее, на руках, хватаясь за прикрепленные к почве предметы. Все вещи надо было бы привязывать к столбам или глубоко зарывать в землю, чтобы уберечь их от падения вверх, в мировое пространство. Здания надо было бы строить «вверх дном»: пол был бы на месте потолка, и наоборот; столы, стулья, кровати покоились бы ногами вверх, упираясь ими в потолок, который в этом мире играл бы роль пола… Жидкости приходилось бы держать в сосудах, перевернутых дном вверх. При малейшей неосторожности люди рисковали бы упасть в пустоту, в бездонное небо, откуда нет возврата… А в нескольких сотнях или тысячах верст к северу или к югу все оставалось бы нормально: тяжесть – правда, значительно ослабленная, – заставляла бы тела падать к Земле, а не от Земли. Будь на Земле такая экваториальная полоса с «отрицательной тяжестью», ее несравненно труднее было бы исследовать, нежели наши полярные области. Люди не могли бы даже жить в такой стране потому, что там не было бы воздуха: не сдерживаемый притяжением, он улетучился бы в мировое пространство.

Весьма возможно, что среди нескольких сот так называемых «малых планет», или астероидов, обращающихся между Марсом и Юпитером, имеются миры именно с такой «отрицательной тяжестью» в экваториальной полосе или даже на всей планете.

Глава четвертая Всемирное тяготение. Вес и масса

Велика ли сила притяжения?