Занимательная физика. Книга 2

«Брошенный камень под действием тяжести отклоняется от прямолинейного пути и падает на землю, описывая кривую линию. Если бросить камень с большей скоростью, то он полетит дальше; поэтому может случиться, что он опишет дугу в десять, сто, тысячу миль и, наконец, выйдет за пределы Земли и не вернется на нее больше. Пусть AFB (рис. 48) представляет поверхность Земли, С – ее центр, а VD, VE, VF – кривые линии, которые описывает тело, брошенное в горизонтальном направлении с очень высокой горы со все большей и большей скоростью. Мы не принимаем во внимание противодействия атмосферы, т. е. предполагаем, что она совершенно отсутствует. При меньшей первоначальной скорости тело описывает кривую VD, при большей скорости – кривую VE, при еще большей скорости – кривые VF, VG. При еще большей скорости тело обойдет вокруг всей Земли и возвратится к вершине горы, с которой его бросили. Так как при возвращении к исходному пункту скорость тела будет не меньше, чем в самом начале, то тело будет продолжать двигаться и дальше по той же кривой».

Если бы на этой воображаемой горе Ньютона была пушка, то ядро, выброшенное пушкой, при известной скорости никогда не упадет на землю, а будет безостановочно кружиться вокруг земного шара. Путем довольно простого расчета не трудно определить, что это наступит при скорости, равной восьми верстам в секунду. Другими словами, ядро, извергаемое пушкой со скоростью восьми верст в секунду, навсегда покидает поверхность земного шара и становится как бы спутником нашей планеты. Центробежная сила, развивающаяся при этом, как раз равна силе земного притяжения. Ядро будет мчаться в 17 раз быстрее, чем какая-либо точка на экваторе, и опишет полный оборот вокруг нашей планеты в 1 час. 23 мин. Если же сообщить ядру бóльшую скорость, то оно будет обращаться около Земли уже не по кругу, а по более или менее вытянутому эллипсу, удаляясь от Земли на огромное расстояние. Наконец, при еще большей начальной скорости ядро навсегда удалится в беспредельное мировое пространство. В механике доказывается, что это должно наступить при начальной скорости в 11 верст.

Рис. 48. Как должны падать камни, если бросать их с огромною скоростью в горизонтальном направлении.

Само собою разумеется, что во всех этих рассуждениях имеются в виду я́дра, движущиеся в пустом пространстве, а не в воздушной среде.

Итак, если бы не существовало атмосферы, то ничего невозможного не было бы в идее перебросить на Луну какое-либо земное тело. Теперь посмотрим, можно ли осуществить это теми средствами, которые предлагает нам Жюль Верн. Современные пушки сообщают ядрам скорость около версты в первую секунду. Это всего в десять раз меньше той скорости, с какой тело может полететь на Луну. Жюль Верн думал, что, соорудив исполинскую пушку и наполнив ее огромным количеством взрывчатых веществ, легко можно будет посылать ядра на Луну.

Фантастическая пушка

Герои Жюля Верна отливают гигантскую пушку длиною в ¼ версты, вертикально врытую в землю. Изготовляется соответственно огромное ядро, которое внутри представляет собою комнатку для пассажиров. Вес этого ядра – 500 пудов. Заряжают пушку обыкновенным хлопчатобумажным порохом – пироксилином, – в количестве 10.000 пудов. В результате взрыва ядро, если верить романисту, приобретает при вылете скорость в 16 верст в секунду, – но вследствие трения о воздух скорость эта уменьшается до 11 верст. Таким образом, очутившись за пределами атмосферы, жюль-верново ядро обладает скоростью, вполне достаточною, чтобы полететь на Луну.

Так описывается в романе. Что же говорит об этом физика?

Проект Жюля Верна уязвим совсем не в том пункте, куда обычно направляется сомнение читателя. Правда, артиллеристы утверждают, что даже огромный заряд жюль-верновой пушки вовсе не достаточен для сообщения снаряду потребной скорости. Скорость снаряда, конечно, возрастает с увеличением количества взрывчатых веществ, но только до известного предела. Поэтому весьма сомнительно, чтобы ядро фантастической пушки получило скорость более 1–1½ верст в секунду, вместо ожидаемых шестнадцати.

Но не в том дело. Будем надеяться, что химики когда-нибудь предоставят в наше распоряжение взрывчатое вещество, способное удовлетворить требованиям членов Балтиморского пушечного клуба.

Гораздо больше опасений вызывает участь самих пассажиров. Но не думайте, что опасность грозит им во время полета от Земли до Луны. Если бы им удалось остаться живыми к тому моменту, когда они покинут жерло пушки, то во все время дальнейшего путешествия им уж нечего было бы опасаться. Огромная скорость, с которой пассажиры будут мчаться в мировом пространстве вместе с их вагоном, столь же безвредна для них, как безвредна для нас, обитателей Земли, та 30-верстная скорость, с какой планета наша мчится вокруг Солнца.

Тысячепудовая шляпа