Кирилл Фёдорович Огородников - На чем земля держится

будет все время падать, никогда не упадет на Землю! Нам придется при этом учесть также то обстоятельство, что Земля — шар, а не плоскость.

^{Рис. 9. Падение камня при разных начальных скоростях}

Пусть (рис. 9) буква А обозначает выбранное нами место на земной поверхности, а буква О — земной центр. Мы бросаем камень из места Б, находящегося на некоторой высоте над местом А. Если мы просто отпустим камень без всякого толчка, то он упадет вниз — в место А. Но если мы, бросая камень, толкнем его, то он упадет уже в другое место — А1, лежащее в стороне от места А. Чем сильнее мы будем толкать камень, тем дальше он будет падать. Буквы А2, А3 и А4 обозначают место падения камня при различных (по силе) толчках камня. При этом мы замечаем, что все траектории падения камня — не прямые линии, а кривые; сначала они идут полого, а затем, по мере приближения к Земле, все круче и круче. Происходит это, как мы уже знаем, потому, что скорость падения камня в полете постепенно возрастает под действием силы тяжести.

Теперь уже нетрудно сообразить, глядя на рисунок 9, что при достаточно большой начальной скорости камня его траектория должна превратиться в окружность, и тогда произойдет то, о чем говорит заголовок этой главы. Камень будет падать и вместе с тем оставаться все время на одном и том же расстоянии от земной поверхности.

Величину начальной скорости, которая превращает траекторию брошенного камня в окружность, можно вычислить, пользуясь законами механики. Она оказывается равной примерно восьми километрам в секунду. Эту скорость обычно называют круговой скоростью.

Если начальная скорость тела меньше круговой, то тело рано или поздно упадет на Землю. Если она равняется круговой скорости, то тело будет двигаться по окружности вокруг Земли. При скорости от восьми до одиннадцати километров в секунду тело будет двигаться по замкнутой кривой, напоминающей вытянутый круг и называемой эллипсом (рис. 10). Но если горизонтальная скорость брошенного тела сделается больше одиннадцати километров в секунду, то это тело улетит совсем прочь от Земли (рис. 11).

^{Рис. 10. Замкнутая кривая — эллипс}

Этот факт не раз был использован в художественной литературе для изображения полетов на Луну и на другие планеты. Так, в фантастическом романе писателя Жюля Верна «Из пушки на Луну» описывается полет нескольких человек на Луну в пушечном ядре. Хотя многое из того, что описано в этой книге, представляет лишь смелую выдумку автора, сама возможность оторваться от Земли и улететь на другие планеты не выдумана, а основана на правильном расчете.

^{Рис. 11. Воображаемая стрельба из пушки, установленной на горе, снарядами, летящими с огромной скоростью. При скорости восемь километров в секунду снаряд не падает на Землю, двигаясь по круговому пути. При скорости одиннадцать километров в секунду снаряд улетает прочь от Земли}

Нужно, однако, заметить, что такую скорость, как восемь — одиннадцать километров в секунду, очень трудно получить при помощи артиллерийских орудий^[1]. Самые лучшие дальнобойные орудия дают начальную скорость не больше чем два километра в секунду, т. е. в четыре раза меньше, чем круговая скорость. К тому же при таких больших скоростях необходимо учитывать и сопротивление воздуха, которое в этом случае сильно возрастает. Уже при тех скоростях, которые имеют современные самолеты, приходится принимать все меры, чтобы по возможности уменьшить сопротивление воздуха; частям самолетов придают так называемую «обтекаемую» форму — гладкую, без малейших выступов. А ведь круговая скорость в десятки раз больше скорости боевого самолета.

При такой скорости полета в результате трения о воздух всякое тело должно сильно нагреваться. Уже у обыкновенных артиллерийских снарядов головная часть сильно нагревается. При скоростях же порядка круговой скорости тело --">