Страница 3 из 92
Как преодолеть силы трения
Над этим вопросом люди начали думать очень давно. Человек, как только он стал человеком, ощутил потребность в перемене мест, в передвижении. Чтобы легче пробираться по чащам лесов, по джунглям, люди нередко пользовались (впрочем, как это и сейчас делают отсталые племена) тропинками, протоптанными стадами диких животных. Вещи переносились при помощи палки. Положив палку на плечи и привязав к ней добычу, охотники возвращались в свои селения. Но имущество людей постепенно увеличивалось, им приходилось переносить все большие тяжести. Появилась волокуша, или древнерусское водило - два расходящихся шеста, соединенных перекладиной. Волокуша была широко распространена также у североамериканских индейцев. Однако с ее помощью можно было перевозить тяжести только на короткие расстояния. Слишком много сил человек должен был затратить на преодоление силы трения. Большие расстояния преодолевались преимущественно по воде. Недаром древнейшие географы проявляли большой интерес к рекам.
Люди искали новые средства, чтобы ослабить силы трения и тем облегчить труд по передвижению тяжестей. Они начали это делать задолго до того, как распознали природу сил трения, научились измерять и учитывать эти силы.
В давние времена были известны лыжи, коньки, сани. Эскимосы делали коньки из кости.
Одним из средств уменьшения силы трения было круглое бревно - каток, который подкладывали под перемещаемые предметы. Вместо того, чтобы волочить тяжести по земле, начали катать их. Катки стали применять на строительстве египетских пирамид. Это была счастливая догадка, смысл которой вряд ли тогда был понят. Уже в более поздние времена наука стала разграничивать трение скольжения и трение качения. Применив каток, человек сделал первую попытку перейти от трения скольжения к трению качения.
Наскальное изображение лучника на лыжах и преследуемого им лося.
Когда груз - пусть это будет, скажем, каменная глыба - тащат волоком, он всей своей поверхностью приходит в соприкосновение с землей, по которой его передвигают. Но каменная глыба и земля имеют выступы и впадины, при волочении выступы друг за друга зацепляются, поэтому и требуется так много силы, чтобы перетащить большие тяжести. Преимущества катка заключались в том, что каменная глыба непосредственно не соприкасалась с поверхностью земли, под ней лежал каток, то есть круглое тело, например толстое дерево.
Каток круглый. Точек соприкосновения с землей у него значительно меньше, и перетащить глыбу легче. Чем лучше каток обточен, чем правильнее его геометрическая форма и чем ровнее поверхность, по которой он катится, тем меньше усилий потребуется для передвижения камня.
Известен более поздний пример, когда способом катания (качения) было значительно снижено трение и благодаря этому удалось передвинуть на большое расстояние огромную тяжесть, какую никаким другим существовавшим тогда способом нельзя было бы перевезти. Речь идет о путешествии «Грома», пьедестала Медного всадника. Однако об этом случае следует рассказать подробнее.