К главе X 10. Невесомость падающих тел

К главе X

10. Невесомость падающих тел

Положение, что свободно падающее (или брошенное) тело ничего не весит, представляется многим настолько необычным и неожиданным, что его готовы принять за физический софизм (вывод правдоподобный, но ложный). Уместно будет поэтому указать на несколько опытов, могущих подтвердить правильность этого утверждения.

Целый ряд опытов подобного рода был впервые выполнен около 1892–1893 гг. московским физиком проф. Н. А. Любимовым. Из этих остроумных опытов, — странным образом преданных забвению[40] — укажем следующие:

1. Маятник с твердым стержнем, привешенный к вертикальной доске, отводится в сторону и удерживается в этом положении штифтом. Когда доске с этим маятником дают свободно падать, вынув штифт, удерживавший маятник, то он остается в отклоненном положении, не обнаруживая стремления раскачиваться[41].

2. К такой же доске прикрепляют стеклянную трубку, в наклонном положении: вверху трубки кладут на ее скошенный край тяжелый шарик, удерживаемый штифтом. В момент падения доски штифт удаляют, — но шарик остается вверху трубки, не скатываясь внутрь ее.

3. На той же доске укрепляют магнит, а под ним на полочку кладут железную полоску (якорь) в таком расстоянии, чтобы магнит не мог ее поднять. Во время падения доски с магнитом и якорем последний притягивается магнитом (так как невесомый якорь уже не надавливает на пружину).

4. „Закон Архимеда утрачивает свое значение при падении системы. Представим себе, что в сосуд с водою погружена пробка (см. рис.). Пружина удерживает ее в воде вопреки давлению жидкости снизу вверх, повинуясь которому пробка всплыла бы наверх. Во время падения сосуда с пробкою этого давления снизу вверх нет [так как давление жидкости обусловлено в данном случае ее весомостью], и пробка опускается вниз". (Н. А. Любимов. „К физике системы, имеющей переменное движение").

Один из опытов проф. Н. А. Любимова: отмена закона Архимеда в падающей системе.

„Явления того же порядка — пишет Н. А. Любимов в сейчас упомянутой брошюре — могут быть наблюдаемы, в известной степени, не только при свободном падении системы, но и в системе, катящейся вниз по наклонной плоскости или качающейся. Опыты с катящейся по наклонной плоскости или качающейся системой могут быть произведены тем с большим удобством, что наблюдатель сам может поместиться в скатывающейся или качающейся системе (катиться с горы, качаться на качелях) и следить за явлением. Нет особого затруднения устроить и свободно падающую систему с помещенным в ней наблюдателем, озаботившись, чтобы падающая система, — напр., корзина на перекинутой через блок веревке — достигала земли без толчка, с утраченною уже скоростью"[42].

Вопрос этот — несмотря на элементарность — почти не затрагивается ни в большинстве учебников, ни в общедоступных книгах по физике. Укажем поэтому несколько сочинений, в которых он рассматривается с той или иной стороны (начинаем с более популярных):

В. Л. Розенберг. Первые уроки физики. 1914.

Я. И. Перельман. Занимательная физика. 1922.

К. Э. Циолковский. Грезы о земле и небе. 1895.

Н. А. Любимов. К физике системы, имеющей переменное движение. 1893.

Герман Ган. Физические опыты. Русск. перевод в изд. «Физика Любителя». 1911. Ч. I. § 48. Сила тяжести.

А. Поспелов. Об относительной потере веса тел в падающей системе. 1913.

Его же. Мир переменной весомости тел. 1913.