Занимательная физика. Книга 2

Такой туннель, если бы его можно было прорыть, имел бы одно удивительное, почти волшебное свойство, каким не обладает ни одна дорога в мире. Свойство это заключается в том, что любой экипаж в подобном туннеле должен двигаться сам собой, без всякой тяги! Вспомним наш бездонный колодец, пробуравливающий земной шар. Петроградо-Московский туннель – тот же колодец, только просверлен он не по диаметру, а по хорде. Правда, при взгляде на рис. 47 может показаться, что туннель прорыт горизонтально и что, следовательно, нет причины поезду катиться по нему в силу тяжести. Но это лишь обман зрения: проведите мысленно радиусы к концам туннеля (направление радиуса есть направление отвеса); вы поймете тогда, что туннель наш прорыт не перпендикулярно к отвесу, т. е. не горизонтально, а наклонно вниз. В таком косом колодце всякое тело должно само качаться под действием тяжести взад и вперед, но будет все время прижиматься ко дну. Если в туннеле устроить рельсы, то железнодорожный вагон будет сам катиться по ним: его вес заменит тягу паровоза. Вначале поезд будет двигаться очень медленно. С каждой секундой скорость самокатного поезда будет возрастать; вскоре она дойдет до невообразимой величины, так что воздух в туннеле будет уже заметно мешать его движению. Но забудем на время об этом досадном препятствии, мешающем осуществлению многих заманчивых проектов, и проследим за поездом дальше. Домчавшись до середины туннеля, поезд будет обладать такой огромной скоростью – быстрее пушечного ядра! – что с разбега докатится почти до противоположного конца туннеля. Если бы не трение, то не было бы и этого «почти»: поезд без паровоза сам доехал бы из Петрограда в Москву в 40 минут.

Рис. 47. Самокатная подземная дорога между Петроградом и Москвой. Поезда́ мчались бы по ней туда и назад собственным весом, без паровозов.

То же повторилось бы с любым другим экипажем: дрезиной, каретой, автомобилем и т. д. Это поистине сказочная дорога, которая, сама оставаясь неподвижной, мчит по себе все экипажи с одного конца до другого и при том с невообразимой быстротой!

Миллионы лет назад

Согласно теории известного геолога Зюсса, горы на земном шаре образовались вследствие того, что наша планета, охлаждаясь, уменьшалась в объеме; при этом земная кора сморщивалась, как сморщивается кожа иссохшего яблока. Морщины земной коры и есть горы. Отсюда следует, что некогда – миллионы лет назад – земной шар был больше, нежели теперь. Можно даже вычислить, насколько именно больше. Если мысленно расправить все складчатые горы земного шара, то определится, на сколько поверхность нашей планеты была некогда больше, нежели теперь; а зная разность поверхностей шаров, легко узнать разность радиусов.

Этим путем вычислено, что в древнейшую геологическую эпоху (альгонскую) радиус земного шара был на ¼ больше, нежели теперь. Отсюда вытекает неожиданное следствие, что некогда тяжесть на поверхности нашей планеты была гораздо слабее, нежели в настоящее время! Ведь напряжение тяжести быстро уменьшается по мере удаления от центра, – именно пропорционально квадрат у расстояния. Поверхность Земли была тогда в ⁵/₄ дальше от центра, нежели теперь; следовательно, тяжесть должна была измениться в отношении

т. е. составляла приблизительно ²/₃ нынешней силы тяжести!

Итак, тяжесть на Земле не всегда была такой, как теперь: миллионы лет тому назад нынешний пуд весил всего 26 фунтов! Тогда реки текли не так быстро, дождь падал медленнее, вулканическая пыль выбрасывалась на бóльшую высоту и медленнее осаждалась; вода в тонких трубках и скважинах поднималась выше, и т. п.

Животный и растительный мир прежних геологических эпох развивался в условиях меньшей тяжести, нежели теперь; некоторые ученые думают даже, что отчасти вследствие постепенного усиления тяжести вымерли ископаемые исполины.

Глава пятая Путешествие в пушечном ядре

В заключение наших бесед о законах движения и силе притяжения разберем всем нам хорошо знакомое фантастическое путешествие на Луну, так занимательно описанное Жюлем Верном в романе «Вокруг Луны». Вы, конечно, помните, что члены пушечного клуба Балтиморы, обреченные на бездеятельность с окончанием Северо-Американской войны, решили отлить исполинскую пушку, зарядить ее огромным полым ядром и, посадив в него пассажиров, выстрелом отправить это ядро-вагон на Луну.

Фантастична ли эта мысль сама по себе? И прежде всего: можно ли сообщить телу такую скорость, чтобы оно безвозвратно покинуло земную поверхность?

Ньютонова гора

Предоставим слово гениальному Ньютону, открывшему закон всемирного тяготения. В своих «Математических началах физики» он пишет: