Физика для чайников. Крутится, вертится

Данная публикация предназначена для российской блог-платформы «Дзен» и для распространения на других платформах.

Из книги Л.Я.Гальперштейна «Забавная физика»:

«Как поставить спичку?
В самом начале этой книги ты научился ставить предметы, которые, казалось бы, должны лежать и только лежать. Ты ставил на острие заточенный карандаш. Ты ставил на край стола перочинный ножик.

Но как поставить заострённую спичку? Как сделать, чтобы она стояла головкой вверх? Для этого есть простой способ. Вырежь из картона кружочек, проткни точно в центре и надень на спичку. Получилась хорошо известная тебе игрушка – волчок. Закрути его между пальцами на столе. Пока волчок крутится, он стоит.
Оказывается, вращающийся волчок сохраняет направление своей оси.

Ещё лучше, если удастся выточить на токарном станке кубарь, деревянный волчок в форме конуса. Его можно будет подгонять, подстёгивать кнутиком. И даже подпрыгнув от удара кнутика, кубарь не наклонится.

Немножко цирка
Представь себе, что мы в цирке. Оркестр играет весёлый марш, и вот уже над головой у артиста на лёгкой палочке завертелась тарелка. Узнаёшь артиста? Жонглёр! Узнаёшь закон физики? Волчок! Тарелка подпёрта палочкой не в центре, а ближе к краю. Так удобнее раскручивать. И всё же она держится на палочке. Держится, потому что сохраняет направление своей оси.

Продолжая вращать тарелку, жонглёр умудряется перекувыркнуться через голову или лечь на пол и перекатиться,, перехватывая палочку из руки в руку. Потом он перебрасывает тарелку другому жонглёру. Тот подхватывает её на свою палочку и продолжает вращать.
Иной раз жонглёры крутят не одну тарелку, а несколько, держа две палочки в руках, третью – на носке ноги, а на лбу удерживают шест, на котором вращается целое блюдо или поднос, уставленный рюмками.

Вот какие чудеса вытворяет в цирке волчок! Но конечно, одного только чудесного свойства волчка тут недостаточно. Чтобы стать жонглёром, надо несколько лет учиться этому искусству. И, даже выучившись, артисты цирка каждый день тренируются, каждый день тратят часы на повторение своих номеров, чтобы потом с замечательной лёгкостью, с беспечной улыбкой исполнять их на манеже.

Поэтому я не советую тебе пытаться повторить опыт с вращением тарелки на палочке. Во всяком случае, не делай его ни с фарфоровой тарелкой, ни с фаянсовой, ни даже с тарелкой из пластмассы. Пластмассовая тарелка тоже треснет; если её хорошенько уронить. А за этим дело не станет!
Если уж очень хочется попробовать свои силы, вырежь из толстого картона или выпили из фанеры круг размером с тарелку. Он-то не разобьётся! Но помни, что учиться жонглировать можно только в таком месте, где ты ничего не заденешь, не зацепишь, не опрокинешь. Подальше от зеркал, шкафов, окон, от полок с посудой.

Фокус с тарелкой едва ли у тебя получится. Гораздо легче другой фокус – с широкополой шляпой. Его часто проделывают цирковые клоуны, набрасывая шляпы на головы своим партнёрам.
Попробуй и ты набросить шляпу на голову товарищу. Это не так уж трудно. Важно только, бросая шляпу, закрутить её вокруг вертикальной оси. Тогда она не будет кувыркаться в воздухе. Ну, а остальное уже зависит от твоей меткости!

Танцующее яйцо
Если у тебя есть поднос с совершенно гладким дном, можешь сделать этот интересный опыт. Перевернув поднос, положи на его донышко крутое яйцо. Води поднос по кругу, всё ускоряя и ускоряя вращение. Яйцо, лежащее на середине донышка, будет увлечено этим движением и начнёт вращаться вокруг собственной оси всё быстрей и быстрей.
Понемногу оно поднимется и остановится на одном конце, вращаясь, как волчок.

Для того, чтобы лучше удавался этот опыт, яйцо нужно варить с хитростью. Оно должно не лежать в кастрюле, а стоять в ней вертикально. Добиться этого можно, например, надев на яйцо проволочную спираль, расширяющуюся книзу. Дело в том, что под скорлупой у тупого конца яйцо имеет воздушную камеру. При варке в вертикальном положении эта камера расположится точно по оси яйца, так что во время опыта легче будет добиться равновесия.

Если тебе всё же не удастся заставить яйцо танцевать по подносу, вот уловка, которая облегчит этот опыт. Положи поднос на стол так, чтобы край выступал и его можно было сразу подхватить. Яйцо поставь посередине, придерживая его большим пальцем левой руки и указательным правой. Быстрым движением рук заставь яйцо вращаться. Потом подхвати поднос и поддерживай вращение яйца лёгкими толчками.

Какое крутое, какое сырое?
Почему пущенный волчок продолжает вращаться и после того, как ты убрал руку? Здесь действует ещё один вид инерции – инерция вращения. На инерции вращения основан интересный опыт с яйцами – сырым и сваренным вкрутую.

Натяни на каждое из яиц по длине резиновое колечко. Повесь яйца на проволочные крючки, привязанные к ниткам. Теперь каждое яйцо поверни несколько раз так, чтобы нитки закрутились на равное число оборотов.
Когда отпустишь яйца, крутое быстро завертится в одном направлении, потом в обратном, снова и снова…

Так оно будет вертеться довольно долго, прежде чем окончательно остановится. А вот сырое яйцо остановится почти сразу. Почему? Да потому, что крутое яйцо вращается как одно целое. А у сырого содержимое жидкое, оно слабо связано со скорлупой. Нитка, раскручиваясь, приводит во вращение скорлупу. Скорлупа «набирает обороты», но полужидкое содержимое из-за инерции покоя отстаёт от вращения скорлупы и тормозит.

Можно сделать похожий опыт проще, не подвешивая яйца, а крутнув их пальцами на донышке тарелки или на гладком столе. Крутое будет вертеться долго, сырое остановится почти сразу. Кстати сказать, это надёжный способ отличить крутое яйцо от сырого, не разбивая скорлупы.
У этого опыта есть интересное продолжение. Пустив крутое яйцо вертеться волчком по тарелке, на мгновение положи на него руку, чтобы остановить. Ты тут же отнимешь руку, но всё будет кончено. Это понятно.

А вот сырое яйцо ведёт себя более загадочно. Если, остановив его, ты отнимешь руку достаточно быстро, вращение возобновится! В чём здесь дело? Конечно же, в инерции вращения. Ведь содержимое, хоть и отставая и тормозя, всё-таки тоже вращалось. И когда ты остановил скорлупу, вращение содержимого ещё продолжалось по инерции. Убрал руку – роли переменились. Теперь уже содержимое увлечёт в своём вращении скорлупу.

Опыты с покупным волчком
Очень интересные опыты можно проделать, если тебе удастся найти в магазине игрушек весомый металлический волчок, укреплённый в металлическом кольце. Эта игрушка называется гироскопом.

Волчок запускается тонким и прочным шнурком. При быстром вращении он сохраняет вертикальное положение, если его поставить на один из шариков кольца. Волчок не только не падает, он даже  сопротивляется, когда его пробуют повалить. И только когда вращение замедлится, волчок постепенно ложится набок. Впрочем, это тебе уже знакомо по опытам с простыми, самодельными, волчками. Но усовершенствованный покупной волчок даёт и новые возможности.

Например, он передвигается, не падая, по донышку тарелки или другой гладкой поверхности, если нажимать палочкой на его нижний шарик. Можно придать волчку положение, которое как будто бы противоречит всем законам равновесия. Он будет вращаться, стоя наклонно на кончике иглы. Для этого воткни швейную иглу в пробку бутылки остриём вверх и, закрутив волчок, поставь его осторожно и точно на остриё. Хорошо, если на шарике волчка есть маленькое углубление. Оно не даст соскочить с иглы. Если волчок немного наклонить, он, вместо того чтобы падать, опишет круг свободным концом.

А ты ведь уже знаешь, что равновесие волчка неустойчиво. В самом деле, если его наклонить, центр равновесия (а не «центр тяжести»!) будет опускаться. Значит, волчок должен упасть. И он в самом деле упадёт, как только перестанет вращаться. Но пока вращается, стоит. Ось вращения сохраняет своё положение.

Вращающийся волчок может, словно канатный плясун, удерживаться на тонкой нитке. Для этого нужно только, чтобы в одном из шариков покупного волчка был желобок. Если его нет, можешь сам аккуратно сделать тонким напильником. Привяжи нитку к ручке окна, двери, к вешалке или другому неподвижному предмету, а другой конец возьми в руку. Раскрутив волчок, поставь его желобком на нитку. Он будет стоять неподвижно или «ездить» от одного конца к другому, если ты будешь поднимать или опускать нитку. Хорошо раскрученный волчок может ходить через всю комнату!

А вот ещё замечательный опыт с покупным волчком. Подвесь волчок за один из шариков на прочной нитке. Пока волчок не вращается, он будет, конечно, висеть вертикально. Но как только ты запустишь волчок, он сможет вертеться в том положении, какое ты ему придашь. Хотя бы даже боком!

Велосипед и винтовочная пуля
Что между ними общего? Разные размеры, разная форма, разное назначение… И всё же велосипед и пуля приходятся друг другу роднёй. Есть у них общий родственник – волчок!

Именно на способности волчка сохранять направление оси вращения основано хорошо известное тебе равновесие велосипеда. Ведь каждое из его колёс – это волчок, лежащий на боку. Неподвижный велосипед немедленно валится набок, катящийся – держится прямо! В цирке часто можно видеть акробатов, выделывающих на велосипедах всяческие чудеса.
А ведь в конце прошлого (XIX) века все велосипеды были трёхколёсными. Не только детские, но и для взрослых тоже. Оказывается, детский трехколёсный велосипед – не сын «взрослого» велосипеда. Скорее он его дедушка!

И винтовочная пуля тоже вертится в полёте, как волчок. Ведь винтовка потому так и называется, что у неё в стволе сделаны винтовые нарезы. Проносясь по стволу, пуля из-за этих нарезов получает быстрое вращательное движение. Поэтому и во время полёта в воздухе она не будет кувыркаться.
Ось пули сохранит то направление, какое было у неё в стволе. Острый конец будет всё время смотреть вперёд.

Так же устроены и современные пушки. Их снаряды тоже вращаются, как волчки, и тоже летят острым концом вперёд. Поэтому они улетают гораздо дальше и поражают цель гораздо точнее, чем круглые ядра старинных гладкоствольных пушек. А гладкоствольные ружья, которыми ещё в начале прошлого (XIX) века была вооружена пехота всех армий мира, теперь выпускаются только для охоты. Ведь охотники стреляют дробью, а по более крупной дичи – картечью. Нарезка здесь всё равно ни к чему.

Иногда, правда, из гладкоствольных ружей стреляют и большой свинцовой пулей – так называемым жаканом. Но дальнобойность и точность при этом невелики. Поэтому для охоты на опасных хищников пользуются всё же винтовками, карабинами и другим нарезным оружием.

За рулём – автомат
С гулом и свистом разрывая воздух, мчится в заоблачной вышине реактивный пассажирский самолёт. На борту этого стремительного воздушного корабля сегодня оказались и мы с тобой. Представим себе, что нам разрешили войти в пилотскую кабину, куда обычным пассажирам вход строго-настрого воспрещён.

По коридорчику проходим мимо радиста. Впереди, в остеклённой кабине, сидят в удобных креслах командир корабля и второй пилот. Но что это? Они мирно переговариваются друг с другом и при этом вовсе не держатся руками за рычаги управления.
У нас невольно душа уходит в пятки. Сейчас, сейчас никем не управляемая машина сорвётся в штопор, врежется в землю, разобьётся вдребезги!
Впрочем, пока всё обстоит благополучно. Рычаги слегка двигаются, покачиваются, словно на них лежит чья-то невидимая рука. И рука эта, должно быть, очень умелая и уверенная. Ведь самолёт идёт спокойно и ровно, как по ниточке. Кто же его ведёт?

Оказывается, у пилотов есть помощник. Только это не человек, а… волчок! Конечно, не простой волчок. Он встроен в целую сложную машину, которая называется автоматический пилот, или автопилот. Но главная часть, сердце автопилота, – это всё-таки волчок. Вернее, гироскоп, похожий на покупной, опыты с которым мы только что делали. Но этот гироскоп не запускают шнурком. Его всё время вращает специальный электродвигатель. И как только самолёт отклоняется от заданного курса, гироскоп, сохраняющий прежнее направление оси, включает самолётные рули. Самый опытный лётчик не сможет вести машину так точно, так ровно, как это делает автопилот, управляемый волчком!»


Уважаемый читатель!

Ты только что ознакомился с наиважнейшими опытами, которые удерживают целые системы (автопилот и другие) машин управления в равновесии вращением волчка, посредством чего осуществляется корректировка полёта и вообще любого движения – не только колёс или транспорта, но и автоколебательных контуров, что существуют в Природе, в среде обитания. Такие автоколебательные контуры есть и в организмах живых существ, о чём многие из нас даже не догадываются.

Конечно, для того, чтобы понимать, как устроен Мир, нужно не только проводить самостоятельно те или иные опыты, но и много читать, анализировать, вникать в противоречивые информационные потоки, находить лишь достоверную, полезную информацию. Я называю это: «Научиться отделять мух от котлет».

Если рассматривать в целом Вселенную, где наблюдается строгое расположение звёзд относительно друг друга и движение небесных тел в строго определённых рамках, здравомыслящим становится ясно, что мироздание управляемо Свыше Творцом – Создателем всего сущего и несущего. Причём, движение это вечно и происходит, несомненно, по Управляемым Программам. Иначе просто была бы необъяснима столь стройная окружающая всех нас среда обитания в движении.

Наша планета Земля тоже является вращающимся волчком-гироскопом.

На фото я показал ещё один уникальный самопереворачивающийся волчок – из коллекции нашей внучки, – подаренный ей на 6-тилетие. Об этом волчке надобно изложить в отдельном рассказе. Его ещё называют «китайским» волчком. Всем рекомендую приобрести для себя, своих детей и внуков.

Данный волчок уникален тем, что объяснить его произвольное переворачивание не удаётся учёным до сих пор. Эффект переворота вращающегося тела называют ещё «эффектом Джанибекова», – по имени лётчика-космонавта, наблюдавшего самопроизвольное переворачивание вращающейся гайки-барашка вдоль её оси, находящейся в невесомости на борту космической станции.

Невозможность объяснения данного феномена происходит лишь потому, что в общепринятых навязанных западными учёными “теоретических моделях Мира” не учитывается и даже не рассматривается целый пласт того, что существует в Природе в действительности, – не учитывается то, из чего мы сами состоим, – не учитывается то, из-за чего происходят все колебания (звуки, вибрации, токи) в окружающей среде, – не учитывается то, посредством чего передаются сигналы и осуществляется информационная взаимосвязь всего живого и неживого вокруг, – не учитывается Основа Основ Мироздания – ПРИРОДНЫЙ ЭФИР.

Между тем, исследования взаимодействия энергетических потоков в эфире уже давно проведены (конец XIX - начало XX веков) и описаны в трёх публикациях русского профессора Мышкина Николая Павловича (1864-1935). В частности, в исследованиях приводятся данные многолетних наблюдений, графики и диаграммы об изменении веса тел во вращении под действием энергетических потоков извне - задействованы так называемые пондеромоторные силы. Ссылки на его результаты исследований даю ниже в отзыве к настоящему рассказу. Желающие могут ознакомиться с первоисточниками Н.П.Мышкина самостоятельно.