Все для дітей


Я. Перельман
"Цікава фізика". Книга 2.
Глава 2. Сила. Робота. Тертя

ЗАДАЧА ПРО ЛЕБЕДЯ, РАКА І ЩУКУ

Історія про те, як «лебідь, рак та щука везти з поклажею віз взялися», відома всім. Але навряд чи хтось пробував розглядати цю байку з точки зору механіки. Результат виходить зовсім не схожий на висновок байкаря Крилова.

Перед нами механічна завдання на складання кількох сил, що діють під кутом одна до іншої. Напрямок сил визначено у байці так:

... Лебідь рветься в хмари,
Рак задкує назад, а щука тягне в воду.

Це означає (див. рис.), що одна сила, тяга лебедя, спрямована вгору; інша, тяга щуки (ІВ), - убік; третя, тяга раку (ОС), - тому. Не забудемо, що існує ще четверта сила - вага воза, яка спрямована прямовисно вниз. Байка стверджує, що «віз і нині там», іншими словами, що рівнодійна всіх доданих до воза сил дорівнює нулю.


Задача про криловських лебедя, рака і щуку, вирішена за правилами механіки.
Рівнодіюча (OD) повинна захоплювати вооз в річку.

Чи це Так? Подивимося. Лебідь рветься до хмар, не заважає роботі рака і щуки, навіть допомагає їм: тяга лебедя, спрямована проти сили тяжіння, зменшує тертя коліс об землю і про осі, полегшуючи тим вага воза, а може бути, навіть цілком врівноважуючи його, - адже вантаж невеликий («поклажа б для них здавалася і легка»). Допустивши для простоти останній випадок, ми бачимо, що залишаються тільки дві сили: тяга раку і тяга щуки. Про направлення цих сил говориться, що «рак задкує назад, а щука тягне в воду». Само собою зрозуміло, що вода знаходилася не попереду воза, а де-небудь збоку (не потопити ж вооз зібралися Криловський трудівники!). Отже, сили рака і щуки спрямовані під кутом одна до іншої. Якщо прикладені сили не лежать на одній прямій, то рівнодійна їх ніяк не може дорівнювати нулю.

Діючи за правилами механіки, будуємо на обох силах ОВ і ОС паралелограм, діагональ його OD дає напрямок і величину рівнодіючої. Ясно, що ця рівнодійна сила повинна зрушити воза з місця, тим більше, що вага його повністю або частково врівноважується тягою лебедя. Інше питання - в яку сторону зміститься вооз: вперед, назад або убік? Це залежить вже від співвідношення сил і від величини кута між ними.

Читачі, які мають певну практику у складанні і розкладанні сил, легко розберуться і в тому випадку, коли сила лебедя не врівноважує ваги воза; вони переконаються, що віз і тоді не може залишатися нерухомим. При одному тільки умови вооз може не зрушити під дією цих трьох сил: якщо тертя у його осей і про полотно дороги більше, ніж докладені зусилля. Але це не узгоджується з твердженням, що «поклажа б для них здавалася і легка».

У всякому разі, Крилов не міг з упевненістю стверджувати, що «возу все немає ходу», що «віз і нині там». Це, втім, не змінює смислу байки.

Цікава фізика Я. Перельмана

 






Система Orphus

ПІДТРИМАЙТЕ САЙТ!

Вам сподобався наш сайт, і ви хотіли б підтримати його? Це дуже просто: розкажіть про нас друзям!
ДЕТАЛЬНІШЕ

  © 2014 Все для дітей