Александр Дмитриев - Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей

Таким образом, чтобы летящая стрела не кувыркалась, надо, чтобы центр аэродинамического давления находился позади центра тяжести. Вот и все. А наша иголка с ниткой – это просто уменьшенная модель стрелы. Нитка играет роль оперения.

Кстати, теперь вы легко сами ответите на вопрос, зачем у воздушных змеев делают хвосты.

Да чтобы они не кувыркались в воздухе!

Для опыта нам потребуется:обыкновенная палка.

Мы уже знаем правило: чтобы стабилизировать, выровнять полет предмета, надо, чтобы его центр аэродинамического давления находился сзади центра тяжести. Но как быстро найти центр тяжести у палки, стрелы? Для этого существует очень простой и старинный метод.

Расставьте руки и положите палку, например от швабры, на вытянутые указательные пальцы. Единственное условие – палка должна быть достаточно гладкой. Теперь начните медленно сдвигать пальцы. Пусть палка просто лежит на пальцах, не надо ее ничем придерживать.

Ваши пальцы соединятся точно под центром тяжести палки!

Почему так происходит?

Все очень просто. Здесь работает закон, связанный с силой трения. Когда один предмет (палка) трется о палец, то сила тем больше, чем больше давление. То есть тяжелая палка будет двигаться с бо́льшим трудом, чем легкая. Мы все знаем, что тяжелый шкаф по паркету двигать тяжело, а легкий скользит легко. Кажется, это очевидно.

Так вот, когда мы начинаем сдвигать пальцы, один из пальцев сдвигается чуть ближе к центру тяжести палки. Поэтому давление на этот палец увеличивается (на нем как бы лежит больший кусок палки и, соответственно, более тяжелый). Ведь весь вес распределяется на два пальца.

Раз так, то и возрастает сила трения. Палка начинает «тормозить» об этот палец. Теперь уже скользит другой палец и, в свою очередь, придвигается ближе к центру тяжести. Сразу возрастают давление и сила трения – и уже этот палец «тормозит», а начинает передвигаться следующий палец. И так постепенно, шаг за шагом, оба пальца потихонечку придвигаются к центру тяжести! Вот такая самонастраивающаяся система, где регулятором выступают сила трения и сила тяжести.

Если посмотреть на ночное небо, выехав подальше от освещенных мест, – скажем, на даче или в походе, – то мы увидим тысячи и тысячи переливающихся звезд. Они то вспыхивают поярче, то тускнеют.

Почему так происходит?

Ответ на этот вопрос понял мой папа и рассказал мне. Во всех книжках дается такое объяснение: лучи от звезд проходят через воздушные слои атмосферы перед тем, как попасть к нам в глаза. Поскольку атмосферные слои движутся, имеют разную температуру, плотность, прозрачность, лучи от звезд проходят то более яркими, то более тусклыми – и звезды мерцают.

Это объяснение было бы правильным, если бы не одно «но». На небесном своде помимо звезд есть еще и планеты: Марс, Венера, Юпитер, Сатурн. Они видны невооруженным глазом, то есть без бинокля и подзорной трубы. Так вот, планеты НЕ мерцают.

Но как же так! Ведь лучи от планет должны проходить точно так же через такие же слои, так же отклоняться, терять и приобретать яркость… Но этого не происходит.

Значит, общепринятое объяснение неверно.

Чтобы понять, в чем дело, надо выяснить, чем с точки зрения наблюдателя отличаются планета и звезда. Оказывается, что звезда всегда, даже в самый сильный на планете телескоп видна как точка. А планета видна как диск, круг, пятнышко, будто маленькая луна или солнце. Конечно, глазами без бинокля этот диск не отличить от звезды, но тем не менее это отличие есть. Но наша атмосфера не совсем прозрачна. В воздухе плавает пыль, грязь, мелкие частицы. Причины этому разные, например извержение вулканов. Когда взрывается крупный вулкан, он выбрасывает высоко в атмосферу огромное количество мелкой вулканической пыли, причем может даже упасть температура на всей Земле!

Так вот, пылинка сама по себе очень маленькая и летает высоко в небе, может быть на высоте нескольких километров. Она почти ничего не может заслонить собой. Но поскольку звезда – это точка для наблюдателя на земле, когда пылинка пересекает луч звезды, она на мгновение заслоняет этот луч, и звезда «мигает».

А от планеты пылинка не может перегородить весь ее луч света, потому что планета – это кружок на небе, и пылинка только покажется маленьким пятнышком на фоне этого кружка!

Скорее всего, именно поэтому звезды мерцают, а планеты – нет.