Обычно, когда говорят об очень больших
скоростях, применяют выражение: «со скоростью пушечного снаряда». А знаем ли
мы, какая это скорость?
Время, в течение которого снаряд пролетает
сквозь канал артиллерийского орудия, меняется в зависимости от вида этого
орудия.
Попытаемся построить образные представления
для некоторых скоростей, связанных с действием взрывчатых веществ.
Возьмем для примера пушку калибром в 76,2 мм и длиною в 30 калибров, длина ее ствола равна 30 × 78,2 мм = 2286 мм = 2,286 м. Скорость снаряда пушки в момент вылета из ствола, т. е. его начальная скорость, равна 590 м/сек. Для упрощения расчета примем, что снаряд набирает эту скорость равномерно, начиная с первого мгновения своего движения в стволе, когда его скорость еще равна нулю, до момента достижения 590 м/сек. Средняя скорость движения снаряда в канале окажется равной: \(\frac{0+590}2=295\) м/сек. Если разделить длину канала на среднюю скорость снаряда, можно определить время, в течение которого снаряд летел по каналу. Проделав это, мы убедимся, что весь путь в канале пройден снарядом примерно за 0,007 секунды. Несмотря на приближенность этого расчета, все же видно, что продолжительность выстрела измеряется тысячными долями секунды. В огромном орудии, калибром в 305 мм, продолжительность выстрела несколько больше, но все же она значительно меньше секунды (1/60 секунды).
Представим себе 60 таких артиллерийских
гигантов, поставленных в один ряд на очень близком расстоянии друг от друга и
соединенных общим электропроводом; ток, пробегающий от орудия № 1 до орудия №
60, последовательно воспламеняет запалы зарядов всех 60 пушек, и вследствие
этого происходит 60 последовательных выстрелов. Если воспламенение двух
соседних зарядов последует даже через такой сравнительно большой промежуток
времени, как 1/60 секунды, то и тогда все 60 снарядов, строго следующих во
времени друг за другом, ворвались бы в воздух за 1 секунду — за тот маленький
промежуток времени, в который часы провозглашают свое «тик-так». Если бы можно
было на мгновенье остановить полет снарядов и сфотографировать их, то на пленке
получилась бы шестидесятиступенчатая вихревая лестница из снарядов и газовых
столбов позади них.
Интересно, что скорость горения порохового
заряда, выбрасывающего снаряды с огромной скоростью, не так велика: она
достигает всего лишь 0,102 м/сек. И это замедленное (в известных пределах) горение
пороха является его достоинством в силу законов, которым подчиняется движение
снаряда. Наоборот, те взрывчатые (дробящие) вещества, которыми начиняются
снаряды, бомбы, торпеды, т. е. те вещества, которые предназначены не для
метания, а для разрушения того места, в которое попало ядро, — горят в десятки
тысяч раз скорее. Так, например, динамит горит со скоростью 6400 м/сек. Такая
скорость кажется нам невообразимой: ее как будто не с чем сравнить. Все же
попытаемся это сделать.
Предположим, что ожил один из мифических,
враждебных человечеству великанов. Чтобы погубить Землю, он задумал взорвать
рядом с нашей планетой чудовищную динамитную бомбу, диаметр которой равен
диаметру земного шара. Но... не будучи специалистом в области баллистики и
астрономии, этот великан сделал две ошибки: во-первых, зажигательную трубку он
расположил на том конце бомбы, который был наиболее удален от Земли, во-вторых,
он поместил бомбу позади Земли, на ее пути по эклиптике (путь вокруг Солнца).
Казалось бы, что после того, как великан зажжет запал, должна последовать мировая катастрофа.
Однако этого не
случилось бы именно благодаря незначительной по сравнению с диаметром бомбы
скорости горения динамита. В самом деле, чтобы чудовищная бомба взорвалась,
взрывная волна должна пройти от точки запала до противоположного конца бомбы
(это расстояние равно диаметру бомбы, т. е. 12750 км). Поэтому время, которое
пройдет от момента запала до взрыва, равно \(\frac{12750}{6,4}=30\) минутам. Но
наша планета движется по своей эклиптике со скоростью 29 тыс. км/сек, т. е. в
четыре раза скорее взрывной волны. За 30 минут Земля уйдет вперед на 52200 км,
и... взрыв бомбы не причинит ей никакого вреда.
Невероятный,
воображаемый взрыв произойдет в нейтральной среде, в мировом эфире, в
безвоздушном пространстве и вне сферы притяжения какой-либо из планет солнечной
системы.
Если бы
межпланетные пространства внезапно оказались насыщенными веществом таким же
нейтральным, как эфир, и таким же взрывчатым, как динамит, то после зажигания и
взрыва бомбы взрывная волна продолжала бы распространяться бесконечно со
скоростью 6400 м/сек. Но и в этом случае в течение 262 дней Земля продолжала бы
благополучно свой путь, потому что только через 9 месяцев взрывная волна
достигла бы Солнца и разрушила всю солнечную систему.
Если
предположить, что вещество Солнца обладает высокой взрывчатостью, то, чтобы
взорвать такое «взрывчатое» Солнце, понадобилось бы 60 часов, — настолько мала
скорость распространения взрывной волны по сравнению с диаметром. Солнца (1400
тыс. км).
Относительность так называемых «сверхскоростей» еще больше видна из следующего примера. Если бы можно было выстрелить из пушки в самую близкую к нам звезду — альфу из созвездия Центавра, понадобилось бы около трех с половиной лет, чтобы вспышка выстрела была там замечена (скорость распространения света — 300 тыс. км/сек). Если бы звук выстрела мог передаться на звезду, он был бы услышан там через 3080 тыс. лет после регистрации вспышки. И, наконец, самый снаряд, даже если бы он обладал постоянной скоростью примерно в два раза большей, чем звук, прилетел бы на звезду альфу примерно через 1540 тыс. лет.
Комментариев нет:
Отправить комментарий