Проблем 38. Не е лесно вятърът да ни настигне

Петър Маковецки. Вижте корена! Колекция от любопитни задачи и въпроси

Припевът на една добре позната и доста добра песен за пилотите гласи:

„Летим в свободна светлина,
Не е лесно за вятъра да ни настигне.
До най-далечната планета
Не толкова далеч, приятели! "

Ако знаете как да цените музиката, тогава ще говорите благосклонно за тази песен. Ако обичате поезията, тогава няма да кажете нищо лошо и за тази песен. И ако обичате физиката?

Вие, разбира се, сравнихте скоростта на вятъра, скоростта на съвременен самолет и скоростта, необходима за достигане до „най-отдалечената планета“, и веднага установихте рязко несъответствие между тях. Ето резултатите от вашето сравнение:

1. Скорост на най-силния вятър (ураган): 30,50 м/сек.

2. Скорост на съвременните свръхзвукови самолети: 400.800 m/s.

3. Втората космическа скорост, т.е. скорост, без достигане на която е невъзможно да се говори за полети до други планети: 11 200 m/s.

Поетът в един четиристишие едновременно е преувеличавал и подценявал скоростта на самолета десетки пъти.

Като цяло, разбира се, си прав. Но ще се опитам, доколкото е възможно, да защитя поета от критика.

Има литературно устройство, наречено хипербола, което означава преувеличение. За да се подчертае едно качество, то е пресилено. Дълго време всичко, което е бързо, се сравнява с вятъра, птица. По-късно се появяват и други хиперболи - сравнения „като куршум“, „като метеор“. Лесно е да се предвиди, че някой ден изразът "бърз като фотон" ще влезе в литературата, след което напредъкът на литературата в тази посока ще приключи, тъй като поетите няма да намерят нищо по-бързо от фотона (с изключение на съмнителния оборот "бързо като мисъл ").

По времето, когато се появи изразът „бърз като вятър“, най-бързият начин за придвижване на човек бягаше и по отношение на него скоростта на вятъра, разбира се, беше преувеличена. Много неща се промениха оттогава. Но литературният език трябва да е малко консервативен - това го предпазва от задръстване с модни, но преходни изрази. Сравнението „бърз като вятър“ се превърна в традиционно в литературата и не уврежда особено ухото, дори когато се отнася до явления, много по-бързи от вятъра. Очаровани от поетичните добродетели на тази песен, ние не я забелязваме физически недостатъци, въпреки че сте го чували много пъти. Разбира се, стиховете биха били по-точни, ако поетът, вместо вятъра, успя да вмъкне нещо по-бързо, въпреки че все още не се знае дали трябва да е точен. Въпреки това средно поетът е точен: в края на краищата той сравнява скоростта на самолета със скоростта на космически кораб.

И така, трябва да продължите да търсите по-сериозното престъпление на поета срещу физиката. За да улесните задачата си, можете да съкратите цитата от четири реда до един:

„Не е лесно за вятъра да ни настигне“.

Грешката е тук. Търся!

Под сладки изрази
коварните мисли са скрити: така,
пушенето на тютюн често мирише на парфюм.

Козма Прутков. „Мисли и афоризми“, № 65.

И така, „не е лесно вятърът да ни настигне“. С други думи, вятърът, макар и с трудности, но понякога самолетът го настига. Това е основната грешка на поета. Известно е, че самолетът може да лети само ако е развил определена скорост спрямо въздуха, при която въздушният поток върху крилото създава достатъчен лифт. За тази цел самолетът се движи по земята преди излитане и за да набере бързо необходимата скорост спрямо въздуха, самолетът излита срещу вятъра (тогава излитането се постига при по-ниска скорост спрямо земята и следователно можете да се справите с по-къса писта).

Вятърът не може да настигне самолета, дори ако този самолет е най-бавен. Ако, например, ураганен вятър духа със скорост 40 m/s в преследване на самолет със скорост 30 m/s (напълно способен, според поета, да навакса самолета), тогава самолетът скоростта ще се увеличи до 70 m/s спрямо земята. По отношение на въздуха той ще остане същият - 30 m/s, т.е. ураганен вятър ще изостава от самолета толкова безнадеждно, колкото и спокойно.

Ако вятърът настигне самолета, скоростта на самолета по отношение на въздуха ще стане нула и с него асансьорът също ще изчезне, в резултат на което самолетът ще падне.

Понякога в този момент се отправя доста любопитно възражение: ако скоростта на самолета поради урагана се е увеличила от 30 на 70 m/s спрямо земята, тогава ураганът все още има ефект върху самолета, който означава, че е настигнал самолета. При такова възражение на първо място има объркване на две различни понятия: скорост на ураганен вятър (т.е. вятър в дадена точка на урагана) и скорост на урагана (движение на целия ураган като цяло). Първият е огромен, докато вторият обикновено е значително по-нисък; ураган по принцип може дори да остане неподвижен за известно време (сравнете с прашна колона от вихрушка на пътя). Следователно ураганът дори не може да настигне самолета. Увеличаването на скоростта на самолета под въздействието на ураганен вятър е резултат от факта, че самият самолет е влетял в зоната на ураганите, но това вече е заслуга на самолета, а не урагана.

За пълна яснота е полезно да разгледате влака и вятъра, който минава с него. Ако вятърът догони влака, пътникът, който гледа през прозореца, ще го намери напълно спокоен: шапката или косата на пътника дори не се движат (въпреки че дърветата се огъват под натиска на вятъра), димът от парния локомотив се издига във вертикална колона (въпреки че димът от крайпътния пожар се втурва по влака). Тъй като влакът опира в релсите, а не във въздуха, вятърът, който го изпреварва, няма да причини бедствие. И самолетът в подобна ситуация (ако беше възможно) щеше да падне.

Вярно е, че подобни смущения са възможни в атмосферата, която може да настигне самолет (взривна вълна и т.н.). Тъй като обаче тези явления не се наричат ​​вятър, те нямат нищо общо с нашата задача.