Страница 2 из 92
Глава первая. Неодолимая сила
Польза и вред от трения
Огонь!
Головка спички трется о коробку. Вспыхивает огонек. Искра в зажигалке получается от того, что зубчатое колесико трется о маленький камешек. О кресало (кремень) ударяют железом, высекают искру.
Во всех этих случаях огонь получен трением одного твердого тела о другое.
Невозможно установить, когда люди начали добывать огонь. Вероятнее всего, это было связано с обработкой камня и дерева. Все первобытные способы добывания огня сводились к трению или высеканию.
Открытие огня - важнейшая веха в развитии человеческой культуры.
Огонь - первая сила природы, использованная человеком. Умение добывать огонь окончательно оторвало людей от животного царства и стало основой многих дальнейших открытий. Однако ни одно из них не может сравниться с покорением огня.
Огонь существует и нередко возникает в самой природе, и всегда родоначальником огня бывает трение: от трения сухих веток дерева друг о друга получается вспышка, от трения облаков возникает молния.
Итак, трение дало нам огонь и принесло человеку величайшую пользу. Но это не единственное благо, которым оно нас одаряет.
Вообразим, что трение каким-то образом исчезло. Спички не только перестанут зажигаться - мы не сумеем их взять в руки, мы не сможем подойти к столу или шкафу, где лежат спички. Потому что и стол, и шкаф, и все окружающие нас предметы начнут беспорядочно двигаться, перемещаться. Наступит настоящий хаос. В самом деле, присмотримся к тому, что происходит вокруг нас.
Каждый знает, что, когда ступаешь на гладкий лед, ноги скользят назад. Почему это происходит? Потому, что подошвы обуви недостаточно сцепляются с поверхностью льда. А если бы не было трения, то между нашими ногами и земной поверхностью не было бы никакого сцепления и мы повисли бы в воздухе.
Лошадь запряжена в сани. Если лошадь плохо подкована, она скользит и не только не способна тянуть сани, но и сама теряет равновесие. Достаточно, однако, подковать лошадь, и все пойдет на лад. Сила трения придаст лошади устойчивость, лошадь натянет постромки, и сани начнут передвигаться. Чтобы взаимодействие лошади и саней было наиболее благоприятным, необходимо, чтобы сила трения копыт лошади о поверхность дороги была больше, чем сила трения, действующая со стороны земли на сани. Поэтому лошадей подковывают, а сани ставят на железные полозья, тогда они легче скользят.
Исчезни трение, все машины окажутся непригодными, так как между их составными частями не будет никакой взаимосвязи. Например, экскаватор не сможет набрать в ковш породу, уголь или руду, да его нельзя будет и привести в действие.
Стоит исчезнуть силам трения, и все остановится, или, точнее, все начнет двигаться в неизвестном направлении. Порядок в мире нарушится.
Трение, правильнее сила трения, удерживает предметы на местах, сохраняет порядок и внешнюю взаимозависимость различных частей окружающего мира. Но трение доставляет человеку и много забот. С первого взгляда может даже показаться, что оно приносит нам лишь одни неприятности.
В раннюю пору развития человеческой культуры трение больше всего сказывалось при перемещении тяжестей. Не меньше затруднений приносило оно человеку и позднее, когда были достигнуты первые успехи в механике и появились рабочие машины. Силы трения всегда возникают при непосредственном соприкосновении двух каких-либо тел. Словно прожорливое животное, трение поедает массу энергии, которая с таким трудом достается человеку.
Издавна люди мечтают о создании так называемого «вечного двигателя» (по-латыни перпетуум-мобиле). Многим изобретателям казалось, что они уже совсем близки к цели, но «вечный двигатель» переставал быть вечным и раньше или позже останавливался. Продолжительность действия «вечного двигателя» зависела от того, насколько тщательно он был сделан и насколько удавалось ослабить влияние трения в местах сопряжения отдельных узлов двигателя. Но совсем избавиться от сил трения, избежать огромных затрат непроизводительного труда, оказалось невозможным. И так как «вечный двигатель» новой энергии ниоткуда не получал, он переставал действовать.
В октябре и ноябре 1957 года и в мае 1958 года Советский Союз впервые в мире запустил в космическое пространство три спутника Земли. С огромной, фантастической быстротой они стали вращаться вокруг Земли, Начальная сила, которая привела их в движение, получена от ракетных двигателей. Спутники вращаются в сфере, где воздух крайне разрежен. Все же и там, хотя и очень слабо, действует сила трения. Это в конечном счете привело к тому, что первые два спутника начали снижаться, они попали в плотные слои атмосферы, где от трения нагрелись и сгорели.
Третий спутник еще продолжает свое движение, но и его ждет та же участь.