Занимательная наука на свежем воздухе - Яков Исидорович Перельман

относительно того, в каком положении ножи вернутся к нему… Словом, почти все жонглерские фокусы, показанные в этот вечер, представляли иллюстрацию объясненного выше принципа.

Если вы все еще не убеждены в его правильности, то спросите ребенка, когда его обруч легче опрокидывается: тогда ли, когда он катится быстро, или когда движется медленно? Спросите у велосипедиста, когда ему легче удержать равновесие — при медленной или при скорой езде? Спросите балетную танцовщицу, долго ли бы могла она устоять на носке, если бы не кружилась; спросите у астронома, сколько месяцев земная ось сохраняла бы неизменное направление относительно Полярной звезды, если бы Земля не вращалась…'

Кроме этого более или менее общеизвестного свойства у волчка есть и еще одно, — пожалуй, еще более замечательное. Оно состоит в следующем: если ось волчка заставить вращаться вокруг другой оси, то первая ось стремится занять положение, параллельное второй, и притом так, чтобы оба вращательных движения имели одинаковое направление.

Отсюда следует, что так как наш земной шар постоянно находится во вращательном движении, то все волчки и вообще все вращающиеся тела, видимые нами на Земле, имеют стремление поставить свою ось параллельно земной оси, — т.е. направить ее к Полярной звезде. «С чувством изумления обыкновенно узнают впервые о том, — пишет Перри, — что все вращающиеся тела (как, например, маховые колеса паровых машин и т.п.) постоянно стремятся повернуть свою ось по направлению к Полярной звезде; это непосредственное стремление вращающихся тел остается тщетным, хотя они и рвутся со своих подставок к предмету своих стремлений»…

Но если мы подвесим волчок так, чтобы ось его могла свободно изменять свое положение, то стремление это не останется тщетным, а осуществится. Если при обычных условиях мы не замечаем этого стремления, то только оттого, что оно резко проявляется лишь при очень быстром вращении: вращающееся тело должно совершать несколько тысяч оборотов в секунду, чтобы мы могли заметить его стремление направить свою ось к Полярной звезде. Этим свойством быстро вращающихся волчков и воспользовались инженеры, чтобы приготовить компас без магнита. Компас такого рода представляет собой волчок, чрезвычайно быстро вращающийся вокруг оси. Последняя, собственно, и играет роль стрелки магнитного компаса; она может двигаться лишь в горизонтальной плоскости и, следовательно, стремясь стать параллельно земной оси, займет положение как раз по линии север — юг.

Модель компаса-волчка

На рисунке изображена модель, наглядно объясняющая употребление безмагнитного компаса. Вы видите волчок (жироскоп[77]), который можно закрепить в любом месте медного обруча-меридиана, охватывающего глобус. Ось волчка нарочно продолжена и сделана в виде большой стрелы, чтобы движения ее были резче. Волчок приводится в быстрое вращательное движение при помощи электричества (провод виден на рисунке). Сила тяжести заменена здесь резиновыми шнурками, протянутыми от оси волчка к глобусу. Пока глобус не вращается, ось волчка может занимать любое положение; но как только «Земля» приходит во вращательное движение, ось волчка начинает раскачиваться и успокаивается лишь тогда, когда станет параллельно меридиану, — т.е. направится с юга на север.

Для моряка такой безмагнитный компас представляет огромные удобства. Во-первых, он показывает не на магнитный, а на географический полюс; во-вторых, для него не существует никаких «склонений», с которыми постоянно приходится считаться, пользуясь магнитным компасом. В третьих, положение его не зависит от близости железных масс, которые так влияют на магнитный компас. Это последнее преимущество очень важно для военных судов с их гигантскими пушками, толстой стальной броней и электромоторами.

Компас-волчок

В настоящее время уже около 50 судов (главным образом германского флота) снабжены такими безмагнитными компасами. Мы не будем входить здесь в описание деталей их устройства: они несущественны для неспециалиста, а идея их, надеемся, достаточно ясна из предыдущего. Укажем лишь, что компасы-волчки делают до 20 000 оборотов в минуту, т.е. около 330 в секунду (Земля делает почти столько же в год!)

Между прочим, компас-волчок дает нам новое и притом прямое доказательство вращения Земли: если бы земной шар не вращался, движения оси компаса-волчка были бы необъяснимы. С помощью этого маленького прибора мы могли бы убедиться во вращательном движении нашей планеты даже в том случае, если бы никогда не видели неба, а были бы погребены в какой-нибудь подземной пещере…

Как упростилась бы задача гениального Галилея, если бы он был знаком с этим замечательным свойством гироскопа! Надо вообще заметить, что волчок таит в себе немало загадок, разрешение которых может сыграть важную роль в технике будущего. И нужно прямо удивляться, что такие важные принципы до сих пор оставались неиспользованными.

Шелк из паутины

Если можно ткать нарядные материи из тончайших волокон, которыми окутывает себя шелковичный червь, — то почему не попробовать изготавливать подобные же материи из нитей паутины?

Впервые такая мысль возникла двести лет тому назад в голове одного французского чиновника Бона[78] в Монпелье. Ему удалось даже на практике показать осуществимость этой идеи: собрав паутину нескольких тысяч крестовиков, он выварил ее, очистил, просушил и наконец выткал из полученных нитей пару чулок и перчаток. Эти первые паутинные изделия Бон представил французской Академии наук вместе с небольшим трактатом о добывании шелка из паутины.

Но весть об этом открытии успела облететь чуть не весь мир, прежде чем Академия собралась рассмотреть доклад изобретателя. Рукопись Бона была переведена на все языки, даже на китайский, и в самых широких кругах публики горячо обсуждался новый способ изготовления шелка. Здравая по существу идея Бона была доведена до абсурда измышлениями дилетантов, и вскоре нельзя было уже разобрать, что в сообщениях о новом открытии было достоверно и что является беспочвенной выдумкой досужих фантазеров.

Таким образом, когда пришел черед высказаться Академии наук, открытие Бона было уже скомпрометировано нелепыми выдумками, и ученая коллегия вынесла новой идее суровый приговор, признав ее несбыточной фантазией. Особенно много способствовал погребению этой в сущности вполне правильной и жизненной идеи знаменитый ученый Реомюр[79]– изобретатель термометра, носящего его имя. Он был в то время еще молодым академиком и выступил против Бона с сочинением, в котором было много остроумных