Judėjimo ,,aukštyn kojomis” bandymas
P. Nesterovas buvo žymus rusų karo lakūnas, aukštojo pilotažo pradininkas. 1913 metais jis pirmasis pasaulyje aeroplanu atliko figūrą, vėliau jo pavarde pavadintą Nesterovo kilpa. Aeroplanas išvystydavo greitį, pikiruodavo, paskui vairu būdavo staigiai pasukamas nosimi aukštyn, apsiversdavo ant nugaros”, leisdavosi nosimi žemyn, todėl vertikalioje plokštumoje susidarydavo uždaras ratas. Šiame manevre didelis vaidmuo tekdavo inercijai.
Kitados publika labai mėgdavo dviratininko, kuris dalį kelio važiuodavo ratais aukštyn, atrakcioną. Takelis, kuriuo šio triuko atlikėjas, nusileidęs iš didelio aukščio, skriedavo dideliu greičiu, sudarydavo vertikalios plokštumos kilpą. Šioje kilpoje dviratininkas nubrėždavo spiralę. Viršutinėje jos dalyje jis važiuodavo ratais aukštyn, o paskui sėkmingai nusileisdavo žemyn, sukeldamas publikos palengvėjimo atodūsius.
Aprašytas numeris labai primena Nesterovo kilpą. Kad numeris būtų sėkmingas, jo atlikėjas savo dviračiu turėdavo laiduoti didelį greitį, o tai būdavo įmanoma padaryti nusileidžiant iš tam tikro aukščio. Pradinis taškas būdavo gerokai aukščiau už kilpos viršutinį tašką. Dviratininko judėjimas vertikaliu žiedu panašus į akmens judėjimą palaidynėje.
Juk sukamas akmuo, atsidūręs viršutiniame brėžiamojo rato taške, neiškrinta iš įsitempusios virvelės kilpos. Taip pat ir dviratininkas prisispaudžia prie žiedo takelio ir nekrinta, kai iš inercijos dideliu greičiu važiuoja juo aukštyn ratais.
Mūsų namų bandyme nebus nei piloto, nei dviratininko, jų vaidmenį kukliai atliks plieninis guolių rutuliukas. Takelį su vertikalia kilpa reikia pasigaminti atsižvelgiant į turimo rutuliuko dydį. Tarkime, kad turite plieninį 9 milimetrų skersmens rutuliuką.
Paimkite kietą piešimo popierių arba ploną kartoną, išpjaukite iš jo 2,5 centimetro pločio ir 120 centimetrų ilgio juostą (jei tokio ilgio popieriaus neturite, juostą galima suklijuoti iš dviejų trijų gabalų). Per visą popieriaus juostos ilgį užlenkite 7 milimetrų aukščio kraštelius. Gausite ilgą griovelį.
Dabar viename jo gale išlenkite 8 centimetrų skersmens kilpą. Kad galėtumėte išlenkti kilpą, nuo griovelio galo maždaug 26 centimetrų ilgio atkarpoje kas 3-4 milimetrus žirklėmis padarykite iškarpėles. Kai sulenksite šią griovelio dalį ir gausite taisyklingą apskritimą, šiek tiek (per griovelio plotį) praskėtę vieną nuo kito kilpos galus, juos priklijuokite prie gabaliuko kartono, kad jie neišsiskirtų.
Dabar sumontuokite modelį. Pasistengę galėsite padaryti gražią konstrukciją ir nunešti ją į mokyklos fizikos kabinetą kaip vaizdinę priemonę. Popierinę kilpą sumontuokite vertikaliai. Devyniasdešimties centimetrų ilgio griovelio galą pritvirtinkite 40 centimetrų aukštyje (skaičiuojama nuo kilpos pagrindo). Status ir tolygus griovelio nuolydis turi grakščiai įsilieti į kilpą. Prie kito kilpos galo priklijuokite tokį pat 20 centimetrų ilgio griovelį.
Jo gale iš popieriaus padarykite ,,kišenę” gaudyklę rutuliukui, kad, kiekvieną kartą paleidus, nereikėtų jo ieškoti po visą kambarį. Pasistenkite, kad konstrukcija būtų gana tvirta, nesilankstytų nuo rutuliuko svorio ir kad rutuliuko kelias būtų lygus, be duobių ir grublėtumų.
Kai viskas bus paruošta, nuo viršutinio griovelio taško galėsite paleisti rutuliuką. Pradėjęs riedėti, išvystys rutuliukas reikiamą greitį, įgis inerciją, praeis viršutinį kilpos tašką, nuriedės žemyn ir užbaigs savo kelią gaudyklėje.
Kilpos ruošinio dalis. Darydami šį bandymą, keiskite rutuliuko paleidimo aukštį ir stebėkite jo elgseną. Nustatykite, koks jo paleidimo aukštis yra kritinis, kitaip sakant, kada rutuliukas nebepajėgia įveikti kilpos. Šį bandymą galima patobulinti padaryti dar vieną, mažesnę kilpą. Tada rutuliukas sustos gaudyklėje, įveikęs dvi kilpas.
NEJAUČIAMAS GREITIS
Taigi gyvename ant milžiniško vilkelio, bet nejaučiame to milžiniško greičio, kuriuo Žemė savo orbita skrieja aplink Saulę. Taip pat nejaučiame greičio, kuriuo Žemės paviršius sukasi apie savo ašį. Tiesa, žinome, kad pavasaris keičia žiemą, vasara – pavasarį, ruduo vasarą, o žiema ateina po rudens.
Metų laikai keičiasi pamažu, prie jų pripratome ir nesiejame su Žemės judėjimo aplink Saulę greičiu (vidutinis greitis – 29,765 kilometro per sekundę). Šis skaičius mums mažai ką pasako. Greitį esame įpratę matuoti kilometrais per valandą.
Pėsčiasis gali eiti šešių kilometrų per valandą greičiu. Automobilis ir traukinys per valandą paprastai nuvažiuoja 40-100 kilometrų. Lėktuvai gabena keleivius nuo 300 iki 800 ir daugiau kilometrų per valandą greičiu. Lėktuvų greitis pamažu didėja, lėktuvai jau skraido greičiau už garsą, tai yra didesniu kaip 1200 kilometrų per valandą greičiu. Mūsų erdvėlaiviai, skraidantys aplink Žemę, per valandą nulekia 28 400 kilometrų.
Žemė savo orbita skrieja aplink Saulę 107 154 kilometrų per valandą greičiu! O kokiu greičiu Žemė sukasi apie savo ašį? Didžiausias greitis yra pusiaujyje – 1674 kilometrai per valandą. Šių greičių mes visiškai nejaučiame.
