Занимательная физика. Книга 2

«Я заказал два медных полушария а и b (см. гравюру), диаметром в ¾ магдебургских локтя[34]. Но в действительности диаметр их заключал всего ⁶⁷/₁₀₀, так как мастера́, по обыкновению, не могли изготовить в точности то, что требовалось. Оба полушария вполне отвечали одно другому. К одному полушарию был приделан кран Н (фиг. IV); с его помощью можно удалить воздух изнутри и препятствовать проникновению воздуха снаружи. Кроме того, к полушариям прикреплены были 4 кольца, через которые продевались канаты, привязанные к упряжи лошадей. Я велел также сшить кожаное кольцо (D); оно напитано было смесью воска в скипидаре; зажатое между полушариями, оно не пропускало в них воздух. В кран вставлена была трубка воздушного насоса, и был удален воздух внутри шара. Тогда обнаружилось, с какою силою оба полушария придавливались друг к другу через кожаное кольцо. Давление наружного воздуха сдавливало их так крепко, что 16 лошадей совсем не могли их разнять или достигали этого лишь с трудом. Когда же полушария, уступая напряжению всей силы лошадей, разъединялись, то раздавался грохот, как от ружейного выстрела.

Но стоило поворотом крана открыть свободный доступ воздуху – и оба полушария нетрудно было разнять руками».

Несложное вычисление может объяснить нам, почему нужна такая огромная сила (16 лошадей), чтобы разъединить части пустого шара. Воздух давит с силою около 1 кг на каждый квадратный сантиметр; площадь круга[35] диаметром в ¾ локтя (37 см) равна 1060 см². Значит, давление атмосферы на каждое полушарие должно превышать 1000 кг (60 пудов). Каждая восьмерка лошадей должна была, следовательно, тянуть с силою 60 пудов, чтобы противодействовать давлению воздуха.

Рис. 61. Опыт с «магдебургскими полушариями». Иллюстрация из сочинения Отто фон Герике.

Казалось бы, для 8-ми лошадей это очень небольшой груз: ведь 8 сильных лошадей везут телегу, нагруженную 1000 пудами! Не забывайте, однако, что, двигая 1000-пудовую кладь, лошади преодолевают силу не в 1000 пудов, но гораздо меньшую, именно – силу трения колес о мостовую. А эта сила составляет всего 2–5 процентов, т. е. при 1000-пудовом грузе равна 20–50 пудам (в зависимости от качества мостовой). Следовательно, тяга в 60 пудов соответствует нагрузке телеги в 1200–3000 пудов. Вот какова та воздушная поклажа, везти которую должны были лошади магдебургского бургомистра!

Измерено, что средняя ломовая лошадь тянет воз с усилием всего в 5 пудов (при скорости 4 версты в час). Следовательно, для разрыва «магдебургских полушарий» понадобилось бы, при спокойной тяге, не 8, а 12 лошадей с каждой стороны!

Рис. 62. Кости наших тазобедренных сочленений не распадаются благодаря атмосферному давлению, подобно тому, как сдерживаются «магдебургские полушария».

Читатель будет, вероятно, изумлен, узнав, что некоторые сочленения нашего тела не распадаются по той же причине, что и «магдебургские полушария». Наше тазобедренное сочленение представляет собой именно такие «магдебургские полушария». Можно обнажить это сочленение от мускульных и хрящевых связей – и все-таки бедро не выпадет из сочленения: его прижимает атмосферное давление, так как в межсуставном пространстве воздуха нет. Наоборот, достаточно просверлить канал в тазовой кости, открыв доступ воздуху внутрь сочленения – и кость выпадает, несмотря на то, что все хрящи и мускулы в целости.

«Пустота» оказывается здесь, как видите, более крепкою связью, нежели мускулы и хрящи.

Отчего притягиваются корабли?

Осенью 1912-го года с океанским пароходом Олимпик, одним из величайших в мире судов, произошел странный случай. Олимпик плыл в открытом море, а почти параллельно ему, на расстоянии 50 саженей, проходил с довольно большой скоростью другой, гораздо меньший пароход – Гаук. Когда оба судна заняли положение, изображенное на рис. 63, произошло нечто неожиданное: меньшее судно стремительно свернуло со своего пути, словно повинуясь какой-то невидимой силе, повернулось носом к большому пароходу и, не слушаясь руля, двинулось почти прямо на него.

Рис. 63. Положение пароходов «Олимпик» и «Гаук» перед столкновением.

Произошло столкновение. Гаук врезался носом в бок Олимпика, удар был так силен, что Гаук проделал в борте Олимпика большую пробоину.

Когда этот странный случай рассматривался в морском суде, виновной стороной был признан капитан гиганта Олимпика, «…так как он, – гласило постановление суда, – не отдал никаких распоряжений уступить дорогу идущему наперерез Гауку». Суд не усмотрел здесь, следовательно, ничего необычайного: простая нераспорядительность капитана, не больше. А между тем здесь имело место совершенно непредвиденное обстоятельство – случай в заимного притяжения судов на море.