Занимательная физика. Книга 2

Никто не спорит против того, что все земные предметы притягиваются Землей. Но когда нам говорят, что эти предметы притягивают также и друг друга, мы не особенно склонны этому верить: в обыденной жизни ведь ничего подобного не замечается. Почему же, в самом деле, закон всемирного притяжения не проявляется постоянно вокруг нас в обычной обстановке? Потому что для небольших предметов сила притяжения чрезвычайно мала. Два человека, отстоящие на расстоянии одной сажени друг от друга, несомненно притягивают один другого, – но сила эта ничтожна: для людей среднего веса она равна ¹/₁₀₀ миллиграмма. Это значить, что два человека притягивают друг друга с такою же силой, с какой гирька в ¹/₁₀₀ миллиграмма давит на чашку весов; только в высшей степени чувствительные весы способны обнаружить столь ничтожную прибавку веса! Такая сила, понятно, не может сдвинуть нас с места – этому мешает трение наших подошв о пол. Чтобы сдвинуть нас, например, на деревянном полу (коэффициент трения подошв о пол = 3 %), нужна сила не меньше чем ³/₁₀₀ веса нашего тела, т. е. около двух килограммов (5 фунтов). Теперь сравним эту силу с ничтожной силой притяжения ¹/₁₀₀ миллиграмма. Миллиграмм – тысячная доля грамма; грамм – тысячная часть килограмма; значит, ¹/₁₀₀ миллиграмма составляет одну двухсотмиллионную долю той силы, которая нужна, чтобы сдвинуть нас с места! Удивительно ли, что при обычных условиях мы не замечаем даже намека на взаимное притяжение земных тел?..

Другое дело, если бы не существовало трения: тогда ничто не мешало бы даже и весьма слабому притяжению вызвать взаимное сближение тел. Но, при силе в ¹/₁₀₀ миллиграмма, скорость этого движения для грузных тел должна быть ничтожна. Вычислено, что, при отсутствии трения, два человека, отстоящие на расстоянии полусажени, в течение первого часа придвинулись бы друг к другу всего на ¹/₃ вершка[26]; в следующий час каждый из них прошел бы по 1 вершку; в третий час – по 2 вершка; движение все ускорялось бы, но не ранее чем через пять часов оба человека сблизились бы вплотную.

Так ничтожна сила тяготения между небольшими массами. Для больших она возрастает пропорционально произведению масс. Но тут многие склонны преувеличивать эту силу. Один ученый – правда, не физик, а зоолог – уверял меня, что странное явление взаимного притяжения, наблюдаемое нередко между морскими судами, зависит от силы всемирного тяготения! Нетрудно простым вычислением показать, что тяготение здесь ни при чем и что два самых тяжелых корабля на расстоянии 50 саженей притягивают друг друга с силой всего в ¾ фунта; разумеется, такая сила недостаточна, чтобы сообщить кораблям хотя бы самое ничтожное перемещение.

Истинную причину притяжения кораблей мы объясним позже, в главе о свойствах жидкостей. А пока будем продолжать заниматься всемирным тяготением. Ничтожная для небольших масс, сила тяготения становится очень ощутительной, когда речь идет о колоссальных массах небесных тел. Несмотря на невообразимо огромное расстояние, отделяющее нас от Солнца, Земля удерживается на своей орбите единственно лишь силой тяготения, – иначе наша планета двигалась бы по прямой линии. Если бы сила притяжения вдруг почему-либо исчезла, Земля полетела бы по линии, касательной к своей орбите, и навеки умчалась бы в бездонную глубь мирового пространства.

Стальной канат от Земли до Солнца

Вообразите, что могущественное притяжение Солнца вдруг почему-либо исчезло, и Земле предстоит печальная участь навсегда удалиться в холодные и мрачные пустыни мироздания. Само собою разумеется, что человечество не пожелало бы примириться с мыслью о ледяной могиле, и инженеры стали бы изыскивать способы предотвратить катастрофу. Вы можете представить себе – фантазировать ведь позволительно о чем угодно, – что инженеры решили заменить невидимые цепи притяжения материальными связями, т. е. попросту соединить Землю с Солнцем крепкими стальными канатами. Что может быть крепче стали, способной выдержать натяжение в 2000 пудов на каждый квадратный дюйм? Стальной брус с поперечником в 11 дюймов имеет в сечении 120 кв. дюймов; он, значит, может выдержать натяжение в 240.000 пудов. Как вы полагаете, сколько стальных балок такой толщины понадобилось бы протянуть между Землей и Солнцем, чтобы заменить взаимное притяжение этих светил?

Рис. 43. Притяжение Солнца искривляет путь движения Земли: центробежная сила стремится умчать Землю по направлению ЕR.

Вы думаете, дело обошлось бы какой-нибудь тысячью или сотней тысяч стальных балок? Ошибаетесь: на нашей планете едва хватило бы места, чтобы поместить основания всех брусьев, потому что их потребовалось бы по одной на каждый квадратный фут обращенной к Солнцу земной поверхности! Все материки и океаны были бы покрыты лесом этих стальных столбов, и при том так густо, что нельзя было бы проходить между ними: один от другого отделялся бы всего двумя дюймами!

Вот как невообразимо могущественна та невидимая сила, которая притягивает нашу планету к Солнцу.