Занимательная физика. Книга 2

Рассмотрим же внимательно эту мысль; она кроет в себе много любопытных и поучительных неожиданностей.

Какая сила движет и управляет снарядом Уэльса? Сила притяжения небесных светил, – отвечает автор. Но сила эта на больших расстояниях в первые часы способна сообщить легкому телу лишь весьма умеренную скорость. Можно было бы доказать несложным вычислением, что под действием притяжения Луны предмет с расстояния земного шара будет падать на Луну в течение 43 дней! Если же примем во внимание, что шар Уэллса летел на Луну не прямо, а двигался зигзагами, подвергаясь притяжению то Солнца, то Земли и т. д., то ясно будет, что продолжительность полета должна еще более увеличиться. Луна своим притяжением может заставить предмет, находящийся от нее на расстоянии Земли, двигаться в первую секунду со скоростью всего в полтысячную долю дюйма. То же тело под действием Солнца переместилось бы в первую секунду на ¹/₈ дюйма. Действие же притяжения далеких планет и звезд на наш фантастический снаряд – неизмеримо меньше. Правда, полученная снарядом скорость с каждой следующей секундой увеличивается, – но все же пришлось бы ждать целые часы и даже сутки, чтобы приобрести скорость, хоть сколько-нибудь сравнимую с теми гигантскими расстояниями, которые придется преодолевать небесному дирижаблю Уэллса.

Вы видите, что изобретение чудодейственного «кеворита» дало бы нам возможность путешествовать по мировому пространству чересчур медленно. Не менее двух месяцев понадобилось бы, например, для путешествия на Луну; а чтобы достичь Марса, пришлось бы странствовать чуть не год[27].

Впрочем, это едва ли могло бы остановить смелых путешественников: великие мореплаватели предпринимали ведь путешествия, которые длились целые годы. К тому же провианта можно брать с собою сколько угодно, так как шар, защищенный непроницаемой для тяготения оболочкой «кеворита», нисколько не становился бы от этого тяжелее. Напротив, вы сейчас убедитесь, что шар становился бы при этом даже легче!

Невесомый груз

Если подробнее рассмотрим действие фантастического вещества, непроницаемого для тяготения, мы придем к удивительному парадоксу, который в очень наглядной форме подчеркивает глубокое различие между двумя понятиями: «масса» и «вес».

Допустим, что действительно изобретено вещество, непроницаемое для силы притяжения. Вполне понятно, что все тела, защищенные слоем этого вещества, должны быть невесомы, – но еще вопрос, будет ли невесомо само это вещество. Разве материя, непрозрачная для тепловых лучей, сама не нагревается? Ведь она оттого и не прозрачна для лучей, что принимает на себя все их тепловое действие. Возьмем другой пример. Мы знаем ширму, заслоняющую от магнитных сил, – мягкое железо; компас, защищенный кольцом из мягкого железа, не испытывает притяжения со стороны окружающих железных предметов. Если сделать полый шар из железа, то предметы внутри него будут недоступны действию внешних магнитных сил; вы можете поднести этот шар к сильнейшему магниту – и притяжение внутрь шара не передастся. Но сам шар будет притягиваться магнитом и, конечно, увлечет с собой все свое содержимое.

Надо думать поэтому, что и «кеворитная» оболочка шара не будет невесома; невесомы будут лишь предметы, в ней находящиеся. И перед нами возникает любопытная физическая задача: как должна действовать сила тяжести на тело, внутренние части которого невесомы, а оболочка весома? Дать ответ не трудно: скорость падения такого тела во столько же раз менее обычной, во сколько раз масса всего тела больше массы весомой его части. Ведь притягивается только весомая часть (оболочка шара), сила же притяжения должна увлекать весь шар, с его невесомым содержимым; поэтому скорость падения должна соответственно уменьшиться[28].

Но если шар будет падать медленнее обычного, то при взвешивании он покажет и меньший вес. И вот что поразительнее всего: чем больше груза и пассажиров будет в таком снаряде (т. е. чем больше в нем невесомой массы), тем медленнее он будет падать и, следовательно, тем меньший вес покажет он на весах.

Значит, наш межпланетный снаряд будет тем легче, чем в нем больше груза!

Однако эта легкость – совсем особого рода, не похожая на ту, к которой мы привыкли. «Кеворитный» шар, в который положено 100 пудов груза, может показать на весах всего 1 фунт. Но не воображайте, что вы сможете кидать этот шар, словно большой футбольный мяч. Если попробуете его толкнуть во время его невообразимо медленного падения (в 4000 раз медленнее обычного), вы почувствуете, что перед вами все-таки стопудовая масса. Шар опускается с могучей медленностью массивного парового молота. Почему? Потому что «кеворит» может уменьшить только вес тела, но не может уменьшить его массы. Действие же толчка и вообще силы на тело зависит не от его веса, а именно от массы.