Очевидно, вы видели немало фильмов о войнах — либо настоящих, либо фантастических. Везде, как и положено, во время войны, что-нибудь взрывается. Не успеешь и глазом моргнуть, как снаряд или граната разлетаются на мелкие осколки во все стороны.
Взрыв — настолько хорошо знакомое (хорошо, что только по фильмам) явление, что мы не всегда задаемся вопросом, а откуда взялось движение этих осколков? А если и задаемся, то быстренько и отвечаем: так это взрывчатка (порох или динамит) раскидала их.
Давайте попробуем пленку с заснятым взрывом мысленно прокрутить в обратную сторону, да еще в замедленном темпе. Возникнет забавная ситуация: раскиданные осколки, дым и пыль начнут как бы сжиматься, собираясь в одно место, где, в конце концов, «сложится» целый снаряд. И если он до взрыва покоился, как, скажем, мина, то и на нашей пленке он теперь будет лежать целым и невредимым.
Пример, действительно, забавный — такого быть не может. Но если бы вдруг это произошло, среди прочих встала бы загадка: а куда делось движение?
Смоделируем подобную ситуацию, которая уже вполне реальна. Два одинаковых пластилиновых шарика катятся навстречу друг другу с равной скоростью. Что произойдет, когда они столкнутся? Вряд ли вы долго будете искать ответ, вот он: шарики слепятся и... останутся на месте. Разве это не похоже на взрыв «наоборот»? Куда же делось движение?
Поразительная способность движения возникать и исчезать давала богатую пищу для размышлений великим умам. Плодом этих раздумий стало понятие количества движения, введенное в XVII веке. На его основе возник один из самых главных законов природы — закон сохранения количества движения.
Как же оно сохраняется, спросите вы, если только что возникало и исчезало? Делов том, что количество движения может быть разнонаправленным и, как при взрыве, разные его части компенсируют друг друга. Вспомните «Тараканище» К.Чуковского — «волки скушали друг друга». Нечто подобное происходит и здесь.
Как работает ракета?
Неопытный стрелок, забыв прижать приклад ружья или винтовки к плечу, получает при выстреле резкий удар. Тем самым он испытывает действие закона сохранения количества движения или, другими словами,импульса. Сколько движения передает заряд вылетевшей пуле, столько же, но в другую сторону, он обязан передать ружью. Еще это явление называется отдачей.
Отдачу испытывает вода при движении корабля, воздух при полете самолета. И даже вся (1) наша Земля, когда мы, отталкиваясь от нее, идем по ней. Только в последнем случае заметить ее реакцию на наше движение невозможно — так она велика. Но если вы встанете на большой металлический или деревянный барабан, укрепленный на детской площадке, то стоит вам сдвинуться с места, как он начнет вращаться в обратную сторону. Или вспомните белку, бегущую в колесе.
Все это — примеры реактивного движения,когда для смещения какого-то тела в одну сторону необходимо, чтобы другое двигалось в противоположную. Реактивный принцип был известен очень давно. Китайцы более 800 лет назад использовали его в ракетах для фейерверков. Затем ракеты стали применять в военных целях. Известно ли вам, что ими стреляли в битве под Лейпцигом, когда Наполеон потерпел поражение? А наши «Катюши» хорошо знают все!
Космическая эра заставила ученых и конструкторов искать наиболее подходящий двигатель для ракетной техники. Оказалось, что только реактивный двигатель отвечал требованиям, которые ставили условия полетов. Газовая струя, возникающая при сгорании топлива, вырывается с огромной скоростью в одну сторону, заставляя ракету двигаться в иротипополояшом направлении.
И в авиации достичь больших высот и скоростей удалось лишь с началом применения реактивного двигателя. А если вы хотите построить такой двигатель дома, то в самом простом варианте вам понадобится только ... воздушный шарик. Догадались, что надо сделать, чтобы по квартире понеслась «ракета»?
От гусеницы к вечному движению
Почему колеса автомобиля заставляют его двигаться вперед? Когда автомобиль застревает в непогоду в грязной луже или в снегу, его колеса буксуют, а машина лишь трясется на месте. Выручают ветки, сучья, порой — и одежда, которые подкладывают под колеса, чтобы улучшить их сцепление с дорогой.
Очень хорошо это можно увидеть, когда мы наблюдаем за движением гусеничного трактора или танка в кинофильме о войне. Выступы на гусеницах даже оставляют вмятины на дороге, наглядно демонстрируя, как для движения приходится отталкиваться от поверхности.
А где вам еще приходилось видеть такое движение, похожее на гусеничный ход? Пожалуй, вы легко вспомните эскалатор в метро или конвейер для уборки посуды в школьной столовой. Смотрите, как занимательно: в одних случаях гусеницы или ленты позволяют перемещаться машине целиком, в других, оставаясь на месте, передвигают по себе грузы.
Такие возвратные механизмы порой наталкивали на мысль о возможности существования вечного движения. В многочисленных проектах «вечных двигателей» одним из основных элементов была похожая конвейерная лента. Но ее приводил в движение не какой-нибудь двигатель извне. Она сама должна была часть потерянного с одной стороны движения вернуть на обратном пути. А кое- кто считал, что можно вернуть не столько же, а чуть-чуть побольше.
К сожалению, такие даровые самодвижущиеся машины никогда не удавалось построить на практике. Законы природы запрещают существование такого двигателя.