Джирл Уокер - Новый физический фейерверк

Скалолазы взбираются на скалы в ботинках со специальными подошвами, которые увеличивают трение между ботинками и поверхностью склона. Если поверхность влажная, лазанье может стать опасным. Вспомним, как трудно пройти по мокрому полу и не поскользнуться. У снежных баранов нет ботинок со специальными подошвами, но, тем не менее, они способны беззаботно скакать по скалистым склонам, даже если те влажные или покрыты мхом. Как бараны цепляются за скалы?

ОТВЕТ •При ходьбе у человека первой с полом соприкасается пятка ноги, на которую он наступает. Если пол влажный, сила трения, возникающая между полом и пяткой, мала, и нога может поехать вперед, а человек — упасть. У снежного барана первой в контакт со скальной поверхностью входит задняя часть раздвоенного копыта как раз в том месте, где обе половинки копыта соединяются. Площадь этой области мала, так что она легко вдавливается в мох или во что-то другое, чем покрыты камни. Когда нагрузка на копыто увеличивается, уже б о льшая часть его двух пальцев соприкасается с поверхностью камня. При этом пальцы слегка разъезжаются, и копыто становится V-образным. Кромки копыта сдирают с поверхности камня мох и зацепляются за любую неровность, не давая копыту проскальзывать вперед, когда вес животного перенесен на него полностью.

Доисторические люди, обитавшие на острове Пасхи, изваяли сотни каменных истуканов, которых потом перетаскивали по всему острову и устанавливали в разных местах. Как они делали это, имея в своем распоряжении только примитивные средства?

ОТВЕТ •Скорее всего, гигантские каменные статуи острова Пасхи передвигались доисторическими обитателями острова на деревянных салазках по почти одинаковым бревнам, служившим роликами. И хотя передвижение этих салазок требовало от островитян огромных усилий и затрат энергии, это было намного легче, чем тащить их по земле, когда пришлось бы преодолевать несравнимо б о льшую силу трения полозьев о землю. В новейшие времена была проделана реконструкция этого процесса: 25 человек протащили копию истукана весом 9000 кг на 45 м за 2 минуты.

Как каменные блоки мегалитических сооружений Стоунхенджа, находящиеся на равнине Солсбери, были доставлены на место и установлены в нужной позиции? Блоки, из которых состоят конструкции Стоунхенджа, делятся на два типа: опоры — стоящие вертикально огромные каменные блоки из песчаника (сарсены) и перемычки — чуть меньшие каменные плиты, лежащие сверху на сарсенах.

ОТВЕТ •Маловероятно, что каменные блоки перевозились на расстояния больше 5–10 км, несмотря на красивые мифы об их происхождении. Возможно, материал для строительства был принесен на равнины Солсбери движущимися ледниками в ранний ледниковый период, задолго до того, как Стоунхендж был построен.

Ученые полагают, что древние строители укладывали каменный блок на волокуши, изготовленные из связанных вместе бревен. Их тянули за веревки люди или домашние животные. Работу облегчала смазка, наносимая на землю перед волокушами.

Для установки опорных блоков на место также могли использовать волокуши. Блок на бревнах втягивали вверх по насыпи, которая заканчивалась крутым обрывом (рис. 1.20а). Возможно, когда блок тащили по пологой верхушке насыпи и его передняя часть зависала над обрывом, на заднюю часть блока ставили дополнительный блок. Он служил для перемещения центра масс: когда опорный блок балансировал над ямой, этот дополнительный блок перемещался вперед до тех пор, пока сарсен не опрокидывался в яму. После этого натягивали веревки, которыми обвязывалась вершина стоящего наклонно блока, и выпрямляли его.

Рис. 1.20 / Задача 1.63.a) Подъем опорного блока в Стоунхендже. б) Подъем плиты-перемычки.

Один из возможных способов подъема плит-перемычек и установки их на пару опорных блоков был опробован в наше время в маленьком чешском городе. Цементную плиту весом 5124 кг протянули по двум дубовым балкам, поверхность которых была ошкурена и смазана жиром (рис. 1.20б). Каждая из этих 10-метровых балок шла от земли до вершины одного из двух опорных блоков, на которые должна была быть установлена перемычка. Плита затаскивалась наверх с помощью веревок, которые одним концом были обмотаны вокруг плиты, а другим привязаны к концам двух еловых бревен. На другом конце каждого бревна располагалась платформа, на которой стояли или лежали рабочие. Когда их собиралось достаточное количество, бревно поворачивалось вокруг вершины вертикальной опоры и протягивало плиту немного вверх по балке. После этого под нижний конец плиты подставлялись колодки, чтобы она не соскользнула вниз, пока платформу перемещали для следующего подтягивания плиты. Так, «по-утиному», подтягивая сначала одну сторону, потом другую, плиту подняли по балкам вверх, при этом на платформе находилось всего восемь-девять рабочих.