j. perelmanas - Įdomioji fizika, 2-a dalis (1954)
DESCRIPTION
J. Perelmanas - Įdomioji Fizika, 2-a dalis (1954)TRANSCRIPT
J. I. PERELMANAS
Į D O M I O J I F IZ IKA
PARADOKSAI, GALVOSŪKIAI, UŽDAVINIAI,
BANDYMAI, ĮMANTRŪS KLAUSIMAI
IR PASAKOJIMAI IS FIZIKOS SRITIES
A N T R O J I K N Y G A
Redagavo prof. A. B. MLODZEJEVSKiS
www.fizika.lm.lt
VALSTYBINĖ
POLITINĖS IR MOKSLINĖS LITERATŪROS LEIDYKLA
VILNIUS - 1954
Я. И. Π e p e л ь м а н
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА
Книга вторая
На литовском языке
Versta iš penkioliktojo
rusų kalbos leidimo
AUTORIAUS PRATARMĖ TRYLIKTAJAM LEIDIMUI
Ši knyga yra savarankiškas rinkinys, o ne tiesioginis
pirmos „Įdomiosios fizikos" knygos tęsinys.
Pirmo rinkinio pasisekimas paskatino autorių apdoroti
likusią jo surinktą medžiagą, ir tokiu būdu susidarė ši
antra arba, teisingiau, kita knyga, apimanti tuos pačius
fizikos skyrius.
Pateikiamoje knygoje, kaip ir pirmojoje, sudarytojas
stengėsi ne tiek suteikti naujų žinių, kiek atgaivinti ir at-
naujinti paprasčiausias fizikos žinias, kurias skaitytojas jau
turi. Knygos tikslas — sukelti mokslinės vaizduotės veiki-
mą, išmokyti fiziškai galvoti ir išvystyti įprotį visapusiš-
kai taikyti savo žinias. Todėl „Įdomiojoje fizikoje" efektin-
giems bandymams aprašyti skiriama antraeilė vieta, o į
pirmą vietą iškeliami fizikos galvosūkiai, įdomūs uždavi-
niai, pamokomieji paradoksai, įmantrūs klausimai, netikėti
fizikos reiškinių sugretinimai ir pan. ieškodamas tokios me-
džiagos, sudarytojas kreipiasi į kasdieninio gyvenimo reiš-
kinius, technikos sritį, gamtą, mokslinių-fantastinių roma-
nų puslapius, — žodžiu, į visa, kas, būdamas anapus vado-
vėlio ir fizikos kabineto ribų, gali sudominti smalsaus
proto skaitytoją, o tarybinis skaitytojas toks ir yra.
Skirdamas knygą ne mokytis, o skaityti, sudarytojas
stengėsi, kaip mokėdamas, duoti dėstymui išoriškai įdomią
3"
formą, turėdamas galvoje tai, kad domėjimasis dalyku stip-
rina dėmesį, suintensyvina proto darbą ir tuo pačiu padeda
sąmoningiau įsisavinti.
Pagyvinti domėjimuisi fizikiniais skaičiavimais kai ku-
riuose šio rinkinio straipsniuose duodama skaičiavimo me-
džiagos (pirmoje knygoje to nebuvo).
Apskritai, šis rinkinys savo medžiaga taikomas kiek la-
biau pasiruošusiam skaitytojui, negu pirmoji „Įdomiosios
fizikos" knyga, nors skirtumas tarp abiejų knygų šiuo at-
žvilgiu toks nežymus, kad jas galima skaityti bet kuria
eile ir nepriklausomai nuo viena kitos.
Siame leidime į knygą įdėta eilė naujų straipsnių ir pa-
veikslėlių. Pridėtas sąrašas knygų, kurios rekomenduojamos
toliau skaityti.
Trečios „Įdomiosios fizikos" knygos nėra. Vietoj jos
autoriaus sudarytos šios knygos:
„Įdomioji mechanika",
„Ar jūs mokate fiziką?"
ir be to atskira knyga, skirta astronomijos klausimams:
„Įdomioji astronomija".
/. Perelmanas
P I R M A S I S S K Y R I U S
PAGRINDINIAI MECHANIKOS DĖSNIAI
Pigiausias būdas keliauti
Sąmojingasis XVII šimtmečio prancūzų rašytojas Sira-
nas de-Beržerakas savo satyrinėje „Mėnulio valstybių
istorijoje" (1652 m.) tarp kitko pasakoja apie tokį tariamai
jam buvusį nuostabų atsitikimą. Kartą, darydamas fizikos
bandymus, jis drauge su savo buteliukais nesuprantamu
būdu buvęs pakeltas aukštai j orą. O po keleto valandų,
kai jam pavykę vėl nusileisti žemyn, turėjęs dideliai nu-
stebti, jog atsidūrė jau nebe gimtojoje Prancūzijoje ir netgi
ne Europoje, o Siaurės Amerikos žemyne, Kanadoje! Tačiau
tą netikėtą Atlanto vandenyno perskridimą prancūzų rašy-
tojas laiko visiškai natūraliu. Jis aiškina j j šitaip: kol kelei-
vis buvo atskirtas nuo Žemės paviršiaus, mūsų planeta
kaip ir anksčiau sukosi į rytus; štai todėl nusileidus
po jo kojomis vietoj Prancūzijos pasirodė esąs Ameri-
kos žemynas.
Atrodytų, koks tat pigus ir paprastas būdas keliauti!
Pakanka tik pakilti virš Žemės ir išsilaikyti ore bent keletą
minučių, kad nusileistume jau visiškai kitoje vietoje, toli į
vakarus. Užuot vargingai keliavus per žemynus ir vande-
5"
nynus, galima nejudamai kabėti ties Zeme ir laukti, kol ji
pati atsuks keleiviui paskyrimo vietą.
Deja, šis nuostabus būdas yra tiktai fantazija. Pirmiau-
sia, pakilę į orą, faktiškai dar neatsiskiriame nuo Žemės
rutulio: liekame surišti su jo dujiniu apvalkalu, kabame jo
atmosferoje, kuri irgi dalyvauja Žemės sukimesi apie ašį.
Oraš — teisingiau, žemutiniai, tirštesnieji jo sluoksniai —
1 pav. Ar galima iš aerostato matyti, kaip sukasi Žemės rutulys? (Mastelio paveikslėlyje nesilaikyta)
sukasi drauge su Zeme, nešdamas su savim visa, kas jame
yra: debesis, lėktuvus, visus skraidančius paukščius, vabz-
džius ir t. t. Jeigu oras nedalyvautų Žemės rutulio sukimesi,
tai, stovėdami ant Žemės, visą laiką justume nepaprastai
stiprų vėją, palyginus su kuriuo pats stiprusis uraganas
atrodytų lyg švelnus dvelkimas Juk yra visiškai tas pats:
ar mes stovime vietoje, o oras juda mums pro šalį, ar, at-
virkščiai, oras nejuda, o mes judame jame; abiem atvejais
juntame lygiai stiprų vėją. Automobilininkas, dumiąs
1 Uragano greitis — 40 m per sekundę — 144 km per valandą.
O 2emės rutulys, pavyzdžiui, Leningrado platumoje neštų mus oru
230 m per sekundę — 828 km per valandą — greičiu!
100 km per valandą greičiu, netgi esant ramiam orui junta
labai stiprų vėją iš priekio.
Tai viena. Antra, jei galėtume pakilti netgi į viršutinius
atmosferos sluoksnius, arba jei Zemė apskritai nebūtų oro
gaubiama, mums ir tuomet nepavyktų pasinaudoti tuo pigiu
keliavimo būdu, apie kur] fantazavo pTancūzų satyrikas. Ir
tikrai: atsiskyrę nuo besisukančios Žemės paviršiaus, i š
i n e r c i j o s j u d a m e t o l i a u p i r m y k š č i u g r e i -
č i u , t. y. tokiu greičiu, kuriuo po mumis slenka Zemė.
O vėl nusileidę žemyn, atsiduriame toje pačioje vietoje, iš
kurios anksčiau pakilome, panašiai, kaip pašokę judančio
traukinio vagone, nusileidžiame j tą pačią vietą. Tiesa, iš
inercijos judėsime tiesia kryptimi (liečiamąja), o Zemė po
mumis — lanku; bet nedideliems laiko tarpams tai neturi
reikšmės.
„Žeme, sustok!"
Žymusis rašytojas Herbertas Uelsas yra parašęs fan-
tastinę apysaką apie tai, kaip vienas kontoros tarnautojas
darė stebuklus. Labai ribotam jaunuoliui likimo buvo lemta
gauti nuostabią galią: užtekdavo jam pareikšti kokį pagei-
davimą, — ir jis bematant įvykdavo. Tačiau ši patraukli
galia, kaip pasirodė, nedavė nei jos turėtojui, nei kitiems
žmonėms, nieko gero, o vien tik nemalonumus. Pamokoma
yra tos istorijos pabaiga.
Vieną naktį po užtrukusių išgertuvių tarnautojas-stebuk-
ladarys; bijodamas grįžti namo auštant, sugalvojo pasinau-
doti savo galia ir prailginti naktį. Kaip tai padaryti? Rei-
kia įsakyti dangaus šviesuliams sustoti judėti. Tarnautojas
ne iš karto pasiryžo tokiam nepaprastam žygdarbiui ir, bi-
čiulio patartas sustabdyti Mėnulį, jis, atidžiai pažvelgęs į
jį, susimąstęs tarė:
„— Man atrodo, jis perdaug toli šiam reikalui... Kaip
jūs manote?
7
— Bet kodėl gi nepamėginus? — spyrėsi Meidigas
(taip vadino bičiulį — J . P.). Jis, žinoma, nesustos, jūs
tiktai sustabdysite Žemės sukimąsi. Tikiuos, tai niekam ne-
pakenks!
— Hm, — tarė Foteringėjus (tarnautojas — J. P.). —
Gerai, pamėginsiu. Na . . .
Jis atsistojo įsakomoje pozoje, ištiesė rankas ties pasau-
liu ir iškilmingai ištarė:
— Zeme, sustok! Liaukis sukusis!
Nespėjo jis tų žodžių baigti, kaip bičiuliai jau lėkė į
erdvę keleto tuzinų mylių greičiu per minutę.
Vis dėlto jis nesiliovė galvojęs. Mažiau kaip per se-
kundę jis suspėjo ir pagalvoti ir pareikšti tokį pageidavimą:
— Kas beįvyktų, telieku gyvas ir sveikas!
Reikia pripažinti, kad tas pageidavimas buvo pareikštas
pačiu laiku. Dar keletas sekundžių, — ir jis nukrito ant
kažkokios šviežiai suverstos žemės, o pro jį, nedarydami
jokios žalos jam, lėkė akmenys, pastatų liekanos, visokie
metaliniai daiktai; lėkė ir kažkokia nelaiminga karvė, užsi-
mušusi nuo susitrenkimo į žemę. Vėjas pūtė nepaprastai
stipriai; jis net negalėjo pakelti galvos apsižvalgyti aplink.
— Nesuprantama, — sušuko jis trukčiojamu balsu.
— Kas atsitiko? Audra, ar kas? Tur būt, ką nors ne taip pa-
dariau.
Apsižvalgęs, kiek jam leido vėjas ir besiplaikstą švarko
skvernai, jis tęsė:
— Danguje, atrodo, viskas tvarkoje. Štai ir Mėnulis.
Na, o visa kita. . . Kur gi miestas? Kur namai ir gatvės? Iš
kur atsirado vėjas? Aš neįsakiau, kad pūstų vėjas.
Foteringėjus pamėgino atsistoti, bet tai pasirodė visiš-
kai neįmanoma, ir todėl jis slinko pirmyn ant keturių, lai-
kydamasis už akmenų ir dirvos nelygumų. Eiti, beje, ne-
buvo kur, nes, kiek galima buvo pastebėti iš po švarko
skvernų, vėjo užmestų ant šliaužiančio stebukladario gal-
vos, viskas aplinkui sudarė vien griuvimo vaizdą.
8
„Kažkas visatoje rimtai sugedo, — pagalvojo jis, — o
kas būtent — nežinia".
Tikrai, sugedo. Nei namų, nei medžių, nei bet kurių
gyvų padarų — nieko nebebuvo matyti. Tiktai beformiai
griuvėsiai ir įvairiausios atlaužos, vos įžiūrimos didžiulia-
me dulkių uragane, mėtėsi aplinkui.
Viso to kaltininkas, žinoma, nesuprato, koks čia reikalas.
O tuo tarpu tai labai paprastai išaiškinama. Iš karto su-
stabdęs Žemę, Foteringėjus nepagalvojo apie inerciją, o
tuo tarpu ji, staiga sustabdžius sukimąsi, neišvengiamai tu-
rėjo nusviesti nuo Žemės paviršiaus viską, kas jame buvo.
Štai kodėl namai, žmonės, medžiai, gyvuliai — apskritai
visa, kas tik nebuvo nenutrūkstamai susijęs su pagrindine
Žemės rutulio mase, kulkos greičiu nulėkė jo paviršiaus
liečiamąja. O paskui viskas vėl krito ant Žemės ir dužo į
smulkius gabaliukus.
Foteringėjus suprato, kad jo padarytasis stebuklas nela-
bai vykęs. Todėl jam kilo stiprus pasibjaurėjimo jausmas
bet kokiems stebuklams, ir jis pasižadėjo jų daugiau nebe-
daryti. Bet pirma reikėjo atitaisyti tą nelaimę, kurią buvo
padaręs. Nelaimė pasirodė esanti nemaža. Audra šėlo, dul-
kių debesys uždengė Mėnulį, ir tolumoje buvo girdėti artė-
jančio vandens triukšmas; žaibui švystelėjus, Foteringėjus
pamatė ištisą vandens kalną, baisiu greičiu judantį ta kryp-
timi, kur jis gulėjo.
Jis tapo ryžtingas.
— Stok! — sušuko, kreipdamasis į vandenį. .— Nė
žingsnio toliau! Paskui jis pakartojo tą patį įsakymą griaus-
tiniui, žaibui ir vėjui.
Visa nutilo.
Atsitūpęs susimąstė.
„Kaip čia vėl nepadarius kokios netvarkos", pagalvojo
ir paskui tarė: „Pirmiausia, kai išsipildys visa, ką dabar
įsakysiu, tegu nustoju galios daryti stebuklus ir būsiu toks
pat, kaip ir paprasti žmonės. Nereikia stebuklų. Perdaug
9
pavojingas žaislas. Antra, tegul visa būna kaip ir seniau:
tas pats miestas, tie patys žmonės, tokie pat namai ir aš
pats toks pat, koks buvau tada".
Laiškas iš lėktuvo
Įsivaizduokite, kad esate lėktuve, kuris greitai skrenda
viršum žemės. Apačioje — pažįstamos vietos. Tuojau pra-
skrisite ties namu, kuriame gyvena jūsų bičiulis. „Būtų ge-
ra pasiųsti jam laiškelį", — dingtelia jums galvoje. Sku-
biai užrašų knygutės lape ra-
šote keletą žodžių, pririšate
raštelį prie akmens ir, nutai-
kę momentą, kai namas atsi-
duria kaip tik po jumis, iš ran-
kų paleidžiate akmenį.
Jūs, žinoma, esate visiškai
įsitikinęs, kad akmuo nukris
sode prie namo. Tačiau jis
krinta visiškai ne ten, nors
sodas ir namas tiesiog po ju-
mis!
Stebėdami iš lėktuvo jo
krit;mą, pamatytumėte keistą
reiškinį: akmuo leidžiasi že-
myn, bet tuo pačiu metu p a·•
s i l i e k a po l ė k t u v u ,
lyg slysdamas pririštu prie jo
siūlu. Ir kai akmuo pasieks
žemę, jis atsidurs toli prieš-
aky nuo tos vietos, kurią bu-
vote numatę.
Cia pasireiškia tas pats inercijos dėsnis, kuris trukdo
pasinaudoti viliojamu pasiūlymu keliauti Beržerako būdu.
Akmuo, kol buvo lėktuve, judėjo drauge su lėktuvu. Išme-
2 pav. Iš skrendančio lėktuvo mestas akmuo krinta ne verti-
kaliai, o kreive
10
tėte jį — bet, atsiskyręs nuo lėktuvo ir krisdamas žemyn,
akmuo nenustoja savo pradinio greičio, o krisdamas jis tuo
pačiu metu juda oru pirmykščia kryptimi. Abu judesiai,
vertikalusis ir horizontalusis, susideda, — ir rezultatas tas,
kad akmuo lekia žemyn kreive, visą laiką pasilikdamas po
lėktuvu (žinoma, jei pats lėktuvas nekeičia skridimo kryp-
ties ir greičio). Akmuo faktiškai lekia taip pat, kaip lekia
gulsčiai mestas kūnas, — pavyzdžiui, kulka, iššauta iš guls-
čiai nukreipto šautuvo: kūnas brėžia lanko pavidalo kelią,
kuris pagaliau atsiremia į žemę.
Pastebėsime, kad visa, kas čia buvo pasakyta, būtų vi-
siškai teisinga, jei nebūtų oro pasipriešinimo. Tikrumoje tas
pasipriešinimas stabdo ir vertikalųjį, ir horizontalųjį akmens
judesį, ir dėl to akmuo nepasilieka visą laiką tiesiog po
lėktuvu, o truputį nuo jo atsilieka.
Nukrypimas nuo vertikaliosios linijos gali būti labai žy-
mus, jei lėktuvas skrenda aukštai ir dideliu greičiu. Esant
ramiam orui, akmuo, paleistas iš lėktuvo, kuris 1 000 m
aukštyje skrenda 100 km per valandą greičiu, krinta
400 metrų priekyje nuo vietos, esančios stačiai po lėktuvu
(2 pav.).
Skaičiavimas (jei nepaisoma oro pasipriešinimo) nesu-
dėtingas. Iš 1 000 m aukščio akmuo turi nukristi per
Per tą laiką jis suspės paslinkti horizontalia kryptimi
Po viso to, kas buvo pasakyta, darosi aišku, koks
sunkus karo lakūno uždavinys, kai šis turi numesti bombą
į tam tikrą vietą: jam tenka kreipti dėmesį ir į lėktuvo
greitį, ir į sunkaus kūno kritimo sąlygas ore, ir, be to, dar
Bombų mėtymas
11
į vėjo greitį. 3 pav. schematiškai pavaizduotos įvairios
trajektorijos, kurias vienose ar kitose sąlygose brėžia krin-
tanti bomba. Jei vėjo nėra, išmesta bomba lekia kreive AF;
kodėl taip, — paaiškinta
aukščiau. Esant palankiam
vėjui, bomba nunešama
priekin ir juda kreive AG.
Pučiant nestipriam priešin-
gam vėjui, jei vėjas viršuje
ir apačioje vienodas, bom-
ba krinta kreive AD; jeigu,
kaip dažnai pasitaiko, vė-
jas apačioje yra priešingos
krypties viršutiniam vėjui
(viršuje — priešingas, apa-
čioje — palankus), kritimo
kreivė pakeičia savo išvaiz-
dą ir įgauna linijos AE for-
mą. Kiek kitaip atrodo
bombų mėtymas iš sminga-
rnųjų bombonešių. Sie lėk-
tuvai bombarduoja ne ho-
rizontaliai skrisdami, o
„smigdami" į taikinį: lėktuvas „krinta" į taikinį kampu,
kuris labai artimas stačiajam. Tai leidžia lakūnui taikyti
lėktuvo kritimo kryptimi. Be to, bombos metamos iš mažes-
nio aukščio, smigimo gale. Visa tai padidina bombų mėty-
mo tikslumą.
Nesustojamasis geležinkelis
Kai stovite nejudamoje stoties platformoje ir pro šalį le-
kia greitasis traukinys, tai, traukiniui einant, įšokti į vago-
ną, žinoma, keblu. Bet įsivaizduokite, kad ir platforma po
jumis juda, be to, tokiu pat greičiu ir į tą pačią pusę, kaip
ir traukinys. Ar sunku bus jums tada įlipti į vagoną?
12
3 pav'. i r u ιλ>γ . j^a, nur ura s Krinta iš lėktuvo išmestos bombos: AF — ramiu oru; AG — esant palankiam vėjui; AD — pučiant priešingam vėjui; AE — jei vėjas priešingas
viršuje ir palankus apačioje
Nė kiek: įlipsite lygiai taip ramiai, tartum vagonas sto-
vėtų nejudamas. Jeigu ir jūs, ir traukinys judate į vieną
pusę vienodu greičiu, tai j ū s ų a t ž v i l g i u t r a u k i -
n y s y r a v i s i š k o j e r a m y b ė j e . Tiesa, jo ratai sukasi,
bet jums atrodys, kad jie sukasi vietoje. Griežtai kalbant,
visi tie daiktai, kuriuos paprastai laikome nejudamais, —
pavyzdžiui, stotyje stovįs traukinys, — juda drauge su mu-
mis aplink Žemės rutulio ašį ir aplink Saulę; tačiau prak-
tikoje su tuo judesiu nė trupučio nesiskaitome, ir jis
mums nė kiek netrukdo.
Vadinasi, visiškai įmanoma taip įrengti, kad traukinys,
eidamas pro stotį, paimtų ir išsodintų keleivius, nesusto-
damas ir net nesulėtindamas greičio.
Tokios rūšies įrengimai dažnai įtaisomi parodose, kad
publika galėtų greit ir patogiai apžiūrėti jų įžymybes, iš-
mėtytas dideliame plote. Kraštutiniai parodos aikštės taškai
sujungiami geležinkeliu lyg begaline juosta; keleiviai bet
kuriuo momentu ir bet kurioje vietoje gali įlipti į vagonus ir
išlipti iš jų, traukiniui važiuojant pilnu greičiu.
Sis įdomus įrengimas parodytas duodamuose paveiks-
lėliuose. 4 pav. raidėmis A ir B pažymėtos galinės stotys.
kantis diskui. Vagonai bėga aplink diskus tokiu pat grei-
čiu, kokiu sukasi diskų išoriniai kraštai; vadinasi, keleiviai
be mažiausio pavojaus gali pereiti nuo diskų į vagonus
arba, atvirkščiai, išeiti iš traukinio. Išėjęs iš vagono, kelei-
vis eina besisukančiu disku į skritulio centrą, kol pasiekia
4 pav. Nesustojamojo geležinke-
lio tarp stočių Л ir β įrengimo
schema. Stoties įrengimas pa-
rodytas sekančiame
paveikslėlyje
13
Kiekvienoje stotyje įreng-
ta apskrita n e j u d a m a
a i k š t e l ė , kurią supa di-
delis besisukančio žiedo pa-
vidalo diskas. Aplink abie-
jų stočių besisukančius dis-
kus eina lynas, prie kurio
prikabinti vagonai. Dabar
pasekite, kas vyksta su-
nejudamą aikštelę; o pereiti nuo vidinio judamo disko kraš-
to j nejudamą aikštelę jau nesunku, nes čia, esant mažam
apskritimo spinduliui, labai mažas ir apskritiminis judesio
greitis 1. Pasiekęs vidinę, nejudamą aikštelę, keleivis teturi
tilteliu pereiti ant žemės geležinkelio išorėje (5 pav.).
Išvengdami dažnų sustojimų, laimime daug laiko ir su-
taupome energijos. Pavyzdžiui, miestų tramvajuose dides-
nė dalis laiko ir beveik du trečdaliai energijos išeikvojama
5 pav. Nesustojamojo geležinkelio stotis
laipsniškai judesiui pagreitinti išeinant iš stoties ir sulė-
tinti sustojant2.
Geležinkelių stotyse būtų galima apsieiti netgi be spe-
cialių judamų platformų keleiviams įlipti ir išlipti trauki-
niui važiuojant. Įsivaizduokite, kad pro paprastą nejudamą
stotį lekia greitasis traukinys; norime, kad jis nesustoda-
mas paimtų čia naujų keleivių. Tegu tie keleiviai tuo tarpu
užima vietas kitame traukinyje, stovinčiame atsarginiame
lygiagrečiame kelyje, ir tegu tas traukinys pradeda judėti
pirmyn, išvystydamas tokį pat greitį, kaip ir greitasis trau-
kinys. Kai abu traukiniai atsidurs greta, jie bus nejudami
v i e n a s k i t o a t ž v i l g i u : užtenka permesti til-
1 Lengva suprasti, kad vidinio krašto taškai juda žymiai lėčiau,
negu išorinio krašto taškai, nes per tą patį laiką jie apibrėžia žymiai
mažesnį apskritimą. 2 Energijos eikvojimo stabdymui galima išvengti, jei elektros va-
rikliai stabdant bus perjungti tokiu būdu, kad jie veiks kaip dinamo
mašinos, grąžinančios srovę į tinklą. Tokiu būdu galima sumažinti ener-
gijos suvartojimą tramvajų judėjimui 30-čia %.
14
telius, kurie jungtų abiejų traukinių vagonus, — ir pagal-
binio traukinio keleiviai galės ramiai pereiti j greitąjį trau-
kinį. Sustojimai stotyse, kaip matote, bus nebereikalingi.
Ateities gatvės
Reliatyviu judesiu pagrįstas ir kitas įrengimas, kuris
ligi šiol buvo vartojamas tiktai parodose: vadinamieji „ju-
damieji šaligatviai".
Stai tokio įrengimo brėžinys (6 pav.). Jūs matote pen-
kias uždaras šaligatvių juostas, kurias specialūs mechaniz-
mai varo įvairiais greičiais viduje viena kitos. Pati kraštu-
tinė juosta slenka gana lėtai — δ km per valandą greičiu;
tai normalus pėsčiojo greitis, ir, aišku, pereiti nuo žemės j
tokią lėtai šliaužiančią juostą nesunku. Salia jos, viduje,
10 km per valandą greičiu bėga antroji juosta. Užšokti ant
jos tiesiog nuo nejudamos gatvės būtų pavojinga, bet pereiti
į ją iš pirmosios juostos nieko nereiškia. Ir tikrai: šios, δ km
per valandą greičiu slenkančios, pirmosios juostos atžvilgiu
a n t r o j i , bėganti 10 km greičiu, juda iš viso tiktai δ km
greičiu; vadinasi, pereiti iš pirmosios į antrąją -taip pat
lengva, kaip pereiti nuo žemės į pirmąją. T r e č i o j i jūos-
ta juda jau 15 km preičiu, tačiau pereiti į ją iš a n t r o -
s i o s juostos, žinoma, nesunku. Taip pat lengva pereiti iš
trečiosios juostos į sekančią, k e t v i r t ą j ą , bėgančią
20 km greičiu ir, pagaliau, iš jos j p e n k t ą j ą , lekiančią
jau 25 km per valandą greičiu. Si penktoji juosta pristato
keleivį ligi tos vietos, kur jis vyksta; čia, paeiliui pereida-
mas atgal iš juostos į juostą, jis išlipa ant nejudamos
žemės.
Priemonė apsisaugoti nuo katastrofų
Dar vieną įdomų reliatyvaus judesio panaudojimo pa-
vyzdį sudaro įrengimas, kuriuo išradėjas tikisi išvengti au-
tomobilių susidūrimų su traukiniais tose vietose, kur plen-
tai susikerta su geležinkelio bėgiais. Prie pervažų įrengia-
mos specialios užvažiuojamosios aikštelės, kurių grindinys,
traukiniui artėjant, automatiškai pradeda skridinėliais ju-
dėti atgal kaip begalinis diržas. Grindinio judesio greitis
didesnis už didžiausią automobilio greitį; todėl automobilis,
atsidūręs tokioje judančioje aikštelėje, bus jos nuneštas at-
gal, nepaisant kokio dydžio bebūtų jo greitis. Traukiniui
praėjus, grindinys nustoja judėjęs, ir automobilis netrukdo-
mas pervažiuoja bėgius.
Nesuvokiamas dėsnis
Nė vienas trijų pagrindinių mechanikos dėsnių nesu-
kelia, tur būt, tiek abejonių, kiek garsusis „trečiasis Niu-
tono dėsnis" — v e i k s m o i r a t o v e i k s m i o d ė s n i s .
Visi jį žino, moka netgi kai kuriais atvejais teisingai jį
taikyti — ir tačiau retai kam jis yra visiškai aiškiai supran-
tamas. Gal būt, skaitytojau, jums pasisekė iš karto j į su-
prasti, — bet aš, prisipažįstu, visiškai suvokiau jį tik pra-
ėjus dešimčiai metų nuo pirmosios mano pažinties su juo.
Kalbėdamasis su įvairiais asmenimis ne kartą įsitiki-
nau, kad dauguma pasiruošę pripažinti šio dėsnio teisin-
gumą tik su esminėmis išlygomis. Mielai sutinka, kad jis
galioja nejudantiems kūnams, tačiau nesupranta, kaip ga-
lima jį taikyti judančių kūnų sąveikai... Veiksmas, — sako
16
dėsnis, — visuomet yra lygus ir priešingas atoveiksmiui.
Tai reiškia: kai arklys traukia vežimą, vežimas traukia arklj
atgal tokia pat jėga. Bet juk tuomet vežimas turi pasilikti
vietoje — kodėl gi jis vis dėlto juda? Kodėl tos jėgos neat-
sveria viena kitos, jeigu jos lygios?
Tokios paprastai kyla su šiuo dėsniu susijusios abejo-
nės. Vadinasi, dėsnis neteisingas? Ne, be abejo, jis teisin-
gas; mes tik neteisingai jį suprantame. Jėgos neatsveria
viena kitos tik dėl to, kad jos veikia s k i r t i n g u s kūnus:
viena — vežimą, kita — arklį. Taip, jėgos lygios, — bet
argi lygios jėgos visuomet sukelia tą patį rezultatą? Argi
lygios jėgos visiems kūnams suteikia vienodus pagreičius?
Argi jėgos veikimas į kūną nepriklauso nuo paties kūno,
nuo to „pasipriešinimo", kurį pats kūnas parodo jėgos
atžvilgiu?
Panagrinėkime šį paradoksą kiekybiniu atžvilgiu. Jė-
ga, kuri veikia visą sistemą „arklys ir vežimas", yra ta
jėga /, kuria arklys atsistumia nuo žemės. Pagal antrąjį
Niutono dėsnį jėga lygi masei, padaugintai iš pagreičio,
taigi, f = (m, + m2) a,
J<ur mi — arklio masė, m2 — vežimo masė, a — bendras
vieno ir antro pagreitis. Tokiu būdu, jėga / susideda iš dvie-
jų dėmenų: f = m id + m2a.
Cia m,α — yra ta jėgos dalis, kuri suteikia pagreitį ark-
liui, m2a suteikia tokį pat pagreitį vežimui. Taigi, vežimą
veikianti traukiamoji jėga lygi ne visai jėgai f, o tiktai jos
daliai m2a. Pagal veiksmo ir atoveiksmio lygybės dėsnį to-
kia pat jėga vežimas traukia arklį priešinga linkme. Iš to
išvada, kad arklio daliai lieka jėga
f — m2a = т^а,
kuri, nepaisant vežimo atoveiksmio, ir duoda arkliui pa-
greitį.
2 įdomioji fizika i I kn. 17
Visa tai būtų geriau suvokiama ir keltų mažiau abejo-
nių, jei dėsnis būtų nusakomas ne įprastine trumpa forma:
,,veiksmas lygus atoveiksmiui", o pavyzdžiui, taip: atoveiks-
mio jėga lygi veiksmo jėgai". Juk lygios čia tiktai j ė g o s ,
o veikimas (jei „jėgos veikimu" suprasime, kaip paprastai
suprantama, kūno judesį) paprastai nebūna lygus, dėl
to, kad jėgos veikia skirtingus kūnus.
Lygiai taip pat, kai poliariniai ledai suspaudė „Celius-
kino" korpusą, jo bortai spaudė ledą tokia pat jėga. Ka-
tastrofa įvyko todėl, kad tvirtas ledas įstengė nesugniužda-
mas išlaikyti tokį spaudimą; o laivo korpusas, nors ir plie-
ninis, tačiau nesudarąs ištisinio kūno, pasidavė tai jėgai,
buvo sugniužintas ir sutraiškytas. (Smulkiau apie „Celius-
kino" žuvimo fizikines priežastis papasakota toliau, atski-
rame straipsnyje, 43 psl.)
Kūnų kritimas, žinoma, irgi klauso atoveiksmio dėsnio,
nors čia ir ne iš karto pastebimos tos dvi jėgos. Bet visa
pasidaro aišku, atsiminus, kad kritimas yra judesys, vei-
kiant traukos jėgai. Traukos jėga yra kūno ir Žemės tar-
p u s a v i o v e i k i m o jėga. Vadinasi, lygios, bet priešin-
gos linkmės jėgos veikia ir kūną ir Zemę. Iš to aiškėja,
jog obuolys krinta ant Žemės todėl, kad jį traukia
Žemės rutulys: bet l y g i a i t o k i a p a t j ė g a i r
o b u o l y s t r a u k i a m ū s ų p l a n e t ą . Griežtai kal-
bant, obuolys ir Zemė krinta į vienas kitą, bet šio kritimo
greitis skirtingas obuoliui ir Žemei. Lygios tarpusavio trau-
kos jėgos suteikia obuoliui 10 m pagreitį, o Žemės rutu-
liui — tiek kartų mažesnį, kiek kartų Žemės masė didesnė
už obuolio masę. Žinoma, Žemės rutulio masė neįsivaizduo-
jamą skaičių kartų didesnė už obuolio masę, ir todėl Žemės
pasislinkimas toks nežymus, kad praktiškai galima jį lai-
kyti lygų nuliui. Todėl ir sakome, kad obuolys krinta ant
Žemės, užuot sakę: „obuolys ir Zemė krinta į vienas kitą" '·.
1 Apie atoveiksmio dėsnį žr. taip pat mano „Įdomiąją mechani-
ką" (I skyr.).
18
Kodėl žuvo karžygys Sviatogoras
Atsimenate rusų liaudies byliną apie karžygį Sviatogorą,
kuris ketino pakelti Zemę? Archimedas, jei tikėti padavimu,
irgi buvo pasiryžęs atlikti ,tokį pat žygdarbį ir tereikalavo
savo svertui atramos taško. Bet Sviatogoras buvo stiprus ir
be sverto. Jis ieškojo tik už ko nusitverti, kur pridėti milži-
no rankas. „Kad trauką rasčiau, tai visą Zemę pakeičiau".
Proga pasitaikė, milžinas atrado žemėje „persvarinį mai-
šą", kuris „nekryptelia, nekrustelia, nekilstelia".
Nuo risto žirgo šoka Sviatogoras,
Nusitvėrė maišą abiem savo rankom,
Aukščiau kelių jis pakėlė maišą:
Ir iki kelių grimzdo žemėn Sviatogoras,
O per baltą veidą ne ašaros, bet kraujas teka,
Įgrimzdęs Sviatogoras stotis nebegali,
Taip čia ir buvo jam galas.
Sviatogoras, jei būtų žinojęs veiksmo ir atoveiksmio dės-
nį, būtų supratęs: sykį atsispirsi kojomis į žemę, tai mil-
žiniška į žemę nukreipta jėga sukels lygią, taigi, tiek pat
didelę atoveiksmio jėgą, kuri gali tave patį į žemę įtraukti.
Kaip ten bebūtų, iš bylinos matyti, kad liaudies akylu-
mas jau seniai pastebėjo atoveiksmį, kurį rodo žemė, kai į
ją atsiremiama. Žmonės nesąmoningai taikė atoveiksmio
dėsnį jau tūkstančius metų prieš tai, kai Niutonas pirmą
kartą paskelbė jį savo nemirtingoje knygoje „Gamtos filo-
sofijos 1 matematiniai pagrindai".
Ar galima judėti be atramos?
Eidami, kojomis atsistumiame nuo žemės arba nuo grin-
dų; visiškai lygiomis grindimis arba ledu, nuo kurio ne-
galima atsispirti, vaikščioti neįmanoma. Garvežys judėda-
1 t. y fizikos.
19
mas, „varomaisiais ratais" atsistumia nuo bėgių: bėgius
ištepus alyva, garvežys liks vietoje. Kartais (kai bėgiai ap-
šąla ledu) pajudinti traukiniui iš vietos varomieji garvežio
ratai specialiu prietaisu apibarstomi smėliu. Kai ratus i t
bėgius (geležinkelių išsivystymo pradžioje) darė dantytus,
tai kaip tik rėmėsi tuo, jog ratai turi atsistumti nuo bėgių.
Garlaivis sraigto mentėmis atsistumia nuo vandens. Lėktu-
vas atsistumia nuo oro irgi sraigtu — propeleriu. Žodžiu,
kūnas, kokioje medžiagoje bejudėtų, judesio metu atsiremia
į ją. Bet, ar gali kūnas pradėti judėti, neturėdamas j o k i o s
a t r a m o s i š o r ė j e ?
Atrodytų, kad mėginti įvykdyti tokį judesį lygiai tas
pats, kaip mėginti patį save pakelti už plaukų. Kaip žino-
ma, toks bandymas iki šiol yra pavykęs tiktai baronui
Miunchhauzenui. Tačiau, kaip tik toks lyg ir neįmanomas
judesys dažnai vyksta mūsų akyse. Tiesa, kūnas negali
visas pradėti judėti vien vidinių jėgų varomas, bet jis gali
priversti tam tikrą savo dalį judėti į vieną pusę, o liku-
sią — i priešingą. Kiek kartų esate matę lekiančią raketą,
ar susidomėjote klausimu: kodėl ji lekia? Raketa yra ryškus
pavyzdys kaip tik tokio judėjimo, kuris mus dabar domina.
Kodėl lekia raketa?
Netgi iš žmonių, kurie yra mokęsi fizikos, dažnai pasi-
taiko išgirsti visiškai iškreiptą raketos lėkimo aiškinimą: ji
lekianti, girdi, dėl to, kad savo dujomis, susidarančiomis
degant joje parakui, a t s i s t u m i a n t i n u o o r o . Taip
galvojo senovėje (raketos — senas išradimas), ir tos nuo-
monės daugelis laikosi ir dabar. Tačiau raketa, paleista
beorėje erdvėje, lėktų ne blogiau, o net geriau kaip ore. Tik-
roji raketos judėjimo priežastis visiškai kita. Labai supran-
tamai ir paprastai ją išdėstė revoliucionierius-pervomarto-
vecas Kibalčičas savo priešmirtiniuose užrašuose apie jo
20
išrastą skraidomąją mašiną. Aiškindamas kovos raketų
įrengimą, jis rašė:
„Į skardos cilindrą, uždarytą iš vieno galo ir atvirą ki-
tame gale, glaudžiai įstatomas presuoto parako cilindras,
turįs ašyje kanalo formos tuštumą. Parako degimas prasi-
deda nuo to kanalo paviršiaus ir tam tikro laikotarpio bū-
vyje plečiasi išoriniu
presuoto parako pavir-
šiumi; degimo metu su-
sidarančios dujos slegia
į visas puses; tačiau šo-
niniai dujų slėgimai tar-
pusavy išsilygina, o slė-
gimas į parako skardinio
apvalkalo dugną neat-
sverdamas priešingo slė-
gimo (nes į tą pusę du-
jos laisvai išeina), stu-
mia raketą pirmyn ta
kryptimi, kuria ji buvo
nustatyta staklėse prieš
uždegant".
Cia įvyksta tas pats,
kaip ir iššovus iš pat-
rankos: sviedinys lekia
priekin, o pati patranka
kite šautuvo ir apskritai
7 pav. Pati seniausia garo mašina (turbina), priskiriama Heronui Alek-
sandriečiui (II šimtmetis prieš mūsų erą)
atsistumia atgal. Atsimin-
bet kurio šaunamojo ginklo
atatranką! Jei patranka kabotų ore į nieką neatsiremdama,
ji po šūvio imtų judėti atgal tam tikru greičiu, kuris tiek
kartų mažesnis už sviedinio greitį, kiek kartų sviedinys
lengvesnis už pačią patranką. Žiulio Verno fantastinio roma-
no „Dugnu į viršų" herojai sugalvojo netgi pasinaudoti mil-
žiniškos patrankos atatranka, norėdami įvykdyti grandiozinį
sumanymą — „ištiesinti Žemės ašį".
21
Raketa — ta pati patranka, tiktai svaido ji ne sviedi-
nius, o parako dujas. Dėl tos pačios priežasties sukasi ir
vadinamasis, „kiniškasis ratas", kuriuo, tur būt, yra tekę
jums gėrėtis ruošiant fejerverkus: degant parakui prie rato
pritvirtintuose vamzdeliuose, dujos teka į vieną pusę, o patys
vamzdeliai (su jais ir ratas) pradeda judėti priešinga
kryptimi. Iš esmės, tai tik visiems žinomo fizikos prietai-
so — Segnerio rato — variantas.
[domu pažymėti, kad prieš išrandant garlaivį, jau bu-
vo žinomas mechaninio, tuo pačiu principu pagrįsto, laivo
projektas; vandens atsarga laive stipriu slegiamuoju siurb-
liu buvo išleidžiama užpakalinėje laivo dalyje; dėl to laivas
turėjo judėti priekin, — kaip ir tos plaukiojančios skardi-
nėlės, kurios vartojamos mokyklų fizikos kabinetuose nag-
rinėjamajam principui įrodyti. Sis projektas (Remzi pa-
siūlytas) nebuvo įgyvendintas; tačiau jis suvaidino tam
tikrą vaidmenį garlaivį išrandant, nes pakišo Fultonui jo
idėją.
Taipogi žinome, kad pati seniausia garo mašina, dar
II šimtmetyje prieš mūsų erą Herono Aleksandriečio iš-
rasta, buvo pagrįsta tuo pačiu principu: garas iš katilo
β (7 pav.) vamzdeliu εεη ėjo į rutulį, pritvirtintą prie guls-
čios ašies; paskui, išeidamas iš alkūniškai sulenktų vamz-
delių, garas stūmė tuos vamzdelius priešinga linkme, ir
rutulys pradėdavo suktis. Deja, Herono garo turbina seno-
vėje pasiliko vien kaip įdomus žaisliukas, nes vergų darbo
pigumas neskatino praktikoje panaudoti mašinas. Bet tech-
nika neužmiršo paties principo: mūsų laikais jis taikomas
reaktyvinėms turbinoms įrengti.
Niutonui — veiksmo ir atoveiksmio dėsnio autoriui —
priskiriamas vienas pačių ankstyviausių tuo pačiu principu
pagrįstų garinio automobilio projektų: garas iš katilo, pa-
statyto ant ratų, veržiasi į vieną pusę, o pats katilas, dėl
atatrankos, rieda į priešingą pusę (8 pav.).
22
Raketiniai automobiliai sudaro šiuolaikinį Niutono ve-
žimo variantą.
Mėgstantiems knebinėtis čia duotas popierinio garlai-
viuko piešinys, kuris irgi labai panašus į Niutono vežimą:
iš kiaušinio lukšto padarytame garo katile, kuris šildomas
spirite išmirkyta vata pirščiuke, susidaro garai; veržda-
miesi čiurkšle į vieną pusę, jie verčia visą garlaiviuką
9 pav. Vaikiškas garlaiviukas iš popieriaus ir kiaušinio lukšto. Kurą sudaro į pirščiuką įpiltas spiritas. Iš „garo katilo" skylės
besiveržią garai verčia garlaiviuką plaukti priešinga kryptimi
judėti į priešingą pusę. Tačiau šiam pamokamam žaisliu-
kui įrengti reikia labai įgudusių rankų.
Tokį „reaktyvinį" garlaiviuką, gabaus leningradiečio
fiziko-konstruktoriaus N. G. Timofejevo pagamintą iš aliu-
23
minio, galima buvo matyti įdomiojo mokslo paviljone (Le-
ningrado CKPP); besiveržiančios garų čiurkšlės veikiamas,
garlaiviukas vikriai judėjo apskritimais lėkšto vandens ba-
seino paviršiuje.
Kaip juda sepija?
Jums bus keista išgirsti, kad yra nemaža gyvų padarų,
kuriems tariamasis „paties savęs pakėlimas už plaukų"
sudaro paprastą judėjimo būdą vandenyje.
Sepija ir dauguma g a l v a k o j ų m o l i u s k ų juda
vandenyje tokiu būdu: pro šoninį plyšį ir specialų piltu-
vėlį kūno priešakyje jie pritraukia vandens į žiaunų ruimą.
10 pav. Sepijos plaukiamasis judesys
o paskui energingai išmeta vandens srovę pro minėtą pil-
tuvėlį; tuo pačiu jie — pagal veiksmo ir atoveiksmio dės-
nį — gauna priešingą stumtelėjimą, pakankamą tam, kad
gana greitai plauktų užpakaline kūno dalimi priekin. Be
to, sepija gali pakreipti piltuvėlio vamzdelį į šoną arba
atgal ir, staigiai išspausdama iš jo vandenį, judėti bet ku-
ria kryptimi.
Tuo pačiu pagrįstas ir medūzos judėjimas: sutraukda-
ma raumenis ji išstumia iš po savo varpo formos kūno
vandenį, gaudama stumtelėjimą priešinga kryptimi. Pana-
šų judėjimo būdą vartoja s a l p o s , l a u m ž i r g i ų vikš-
rai ir kiti vandeniniai gyviai. O mes abejojome, ar galima
taip judėti!
24
Raketa j žvaigždes
Kas gali būti labiau viliojama, kaip palikti Žemės ru-
tulį ir keliauti neaprėpiama visata, skristi iš Žemės į Mė-
nulį, nuo planetos į planetą? Kiek fantastinių romanų pa-
rašyta šia tema! Kas neviliojo mūsų į įsivaizduojamą
kelionę po dangaus šviesulius! Volteras veikale „Mikrome-
gas", Žiulis Vernas —
„Kelionėje į Mėnulį" ir
„Hektore Servadake", Uel-
sas — „Pirmuosiuose žmo
nėse Mėnulyje" ir daugelis
jų sekėjų darė įdomiausias
keliones po dangaus švie-
sulius, — žinoma, svajonė-
se. Tikrumoje mes tuo
tarpu liekame Žemės rutu-
lio belaisviai.
Nejaugi nėra galimumo
įgyvendinti šią seną svajo-
nę? Argi visi tie sąmojingi
projektai, su tokiu vilioja- , , ... . . . . . , . . . . 11 pav. Raketos pavyzdziu jrengto
m u p a t i k i m u m u a tva i zduo t i tarpplanetinio dirižablio projektas
romanuose, iš tikrųjų ne-
įvykdomi? Toliau dar kalbėsime apie fantastinius tarpplaneti-
nių kelionių projektus; o dabar susipažinsime su realiu tokių
skridimų projektu, pirmą kartą pasiūlytu jau mirusio tary-
binio mokslininko K- E. Ciolkovskio.
Ar galima lėktuvu nuskristi į Mėnulį? Žinoma, ne: lėk-,
tuvai ir dirižabliai juda tiktai todėl, kad atsiremia į orą,
atsistumia nuo jo — o tarp Žemės ir Mėnulio oro nėra.
Visatos erdvėje iš viso nėra jokios medžiagos, į kurią galė-
tų atsiremti „tarpplanetinis dirižablis". Vadinasi, reikia su-
galvoti tokį prietaisą, kuris galėtų judėti ir kurį galima
būtų valdyti į nieką neatsiremiant.
25
Panašų prietaisą — raketą — jau pažįstame kaip žais-
liuką. Kodėl gi neįrengus milžiniškos raketos su spe-
cialia patalpa žmonėms, maisto produktams, balionams su
oru ir visam kitam? Įsivaizduokite, kad žmonės raketoje
vežasi didelę degamųjų medžiagų atsargą ir gali sprogsta-
mųjų dujų srovę nukreipti į bet kurią pusę. Turėsite tikrą
valdomą dangaus laivą, kuriuo galima plaukti pasaulio erd-
vės okeanu, skristi į Mėnulį, į planetas... Keleiviai, regu-
liuodami sprogimus, galės palaipsniui didinti šio tarpplane-
tinio dirižablio greitį, kad staigus greičio didėjimas jiems
nepakenktų. Norėdami nusileisti į kurią nors planetą, jie,
pakreipę savo laivą, galės palaipsniui sumažinti jo greitį ir
tuo susilpninti kritimą. Pagaliau, keleiviai galės tuo pačiu
būdu grįžti į Žemę.
Raketiniu principu pagrįstų užatmosferinių skridimų,
arba „tarpžvaigždinio plaukiojimo" klausimas jau yra teore-
tikų išnagrinėtas pas mus (K. E. Ciolkovskis) ir Vakaruose.
Tuo tarpu šia kryptimi daromi tiktai pirmieji labai kuklūs
žingsniai Bet atsiminkime, kaip dar neseniai aviacija
iškovojo savo pirmuosius nedrąsius laimėjimus. O dabar —
lėktuvai jau aukštai skraido ore, perskrenda kalnus, dyku-
mas, žemynus, vandenynus.
Gali būti ir „tarpžvaigždiniam plaukiojimui" skirta taip
pat puikiai suklestėti per porą-trejetą dešimčių metų? Ta-
da žmogus sutraukys nematomas grandines, taip ilgai kaus-
čiusias jį prie gimtosios planetos, ir išsiverš į begalinę visa-
tos erdvę.
1 Smulkesnių žinių apie raketinę techniką ir tarpžvaigždinį plau-
kiojimą skaitytojai gali rasti mano knygoje „Tarpplanetinės kelionės",
1935 m. Ieid., o taip pat mano knygose: „Raketa į Mėnulį", „Raketa
j žvaigždes", „Ciolkovskis. Gyvenimas ir techninės idėjos".
A N T R A S I S S K Y R I U S
JĖGA. DARBAS. TRINTIS
Gulbės, vėžio ir lydekos uždavinys
Istorija apie tai, kaip „gulbė, lydeka, vėžys su kroviniu
vežimą vežti ryžos", — žinoma visiems. Bet vargu yra kas
mėginęs panagrinėti šią pasakėčią mechanikos požiūriu. Re-
zultatas gaunamas visiškai nepanašus j pasakėčios autoriaus
Krylovo išvadą.
iCia turime mechanikos uždavinį kelioms tam tikru kam-
pu viena kitos atžvilgiu veikiančioms jėgoms sudėti. Jėgų
kryptis pasakėčioje apibrėžta taip:
Bet gulbė veržiasi padebesin,
Vėžys atgal ropoja, lydys gi traukia vandenin..
Tai reiškia (12 pav.), kad viena jėga, kuria traukia gul-
bė, — nukreipta į viršų; antra, kuria traukia lydeka (OB) , —
į šoną; trečia, kuria traukia vėžys (ОС) , — atgal. Neuž-
mirškime, kad yra dar ketvirtoji jėga — vežimo svoris, —
kuri nukreipta stačiai žemyn. Pasakėčia teigia, kad
„vežimas šiandien tebėra tenai", kitais žodžiais sakant,
kad visų vežimą veikiančių jėgų atstojamoji lygi nuliui.
Ar tikrai taip? Pažiūrėkime. Padebesin besiveržianti
gulbė netrukdo vėžio ir lydekos darbo, o netgi jiems pade-
27
da: jėga, kuria gulbė traukia, nukreipta prieš svorio jėgą
ir mažina ratų trintį į žemę ir į ašis, tuo mažindama veži-
mo svorį, o gal būt, netgi visiškai jį atsverdama, — juk
krovinys nedidelis („krovinys nebuvo, rodos, jiems sun-
kus"). Dėl paprastumo leidę pastarąjį atveją, matome, kad
lieka tiktai dvi jėgos: vėžio ir lydekos. Apie šių jėgų kryp-
tis sakoma, kad „vėžys atgal ropoja, lydys gi traukia van-
denin". Savaime suprantama, kad vanduo buvo ne prieš-
akyje vežimo, o kur nors iš šorro (juk ne skandinti vežimo
susirinko Krylovo darbininkai!). Vadinasi, vėžio ir lydžio
jėgos yra nukreiptos kampu viena į kitą; o jeigu taip, tai jų
atstojamoji jokiu būdu negali būti lygi nuliui.
28
Elgdamiesi pagal mechanikos taisykles, iš abiejų jėgų
OB ir OC sudarome lygiagretainį; jo įstrižainė OD duoda
atstojamosios kryptį ir dydį. Aišku, kad ta atstojamoji jėga
turi išjudinti vežimą iš vietos, juo labiau, kad jo svoris,
gulbei traukiant, visiškai ar bent iš dalies nyksta.^ Kitas
klausimas — į kurią pusę vežimas pajudės: priekin, atgal ar
į šoną? Tai priklauso jau nuo jėgų santykio ir nuo kampo
tarp jų.
Skaitytojai, kurie yra bent kiek pratę jėgas sudėti ir
skaidyti, lengvai susivoks ir tuo atveju, kai gulbės jėga ne-
atsveria vežimo svorio; jie įsitikins, kad vežimas ir tada ne-
gali likti nejudamas. Weikiant toms trims jėgoms, vežimas
tik viena sąlyga gali nepajudėti iš vietos: jei trintis į jo
ašis ir kelio paviršių būtų didesnė, negu panaudotos pa-
stangos* Bet tai nesiderina su teigimu, kad „krovinys ne-
buvo, rodos, jiems sunkus".
Kaip ten bebūtų, Krylovas negalėjo įsitikinęs teigti, kad
„vežimas — nė krust", kad „vežimas ir šiandien tebėra te-
nai". Tai, beje, nekeičia pasakėčios prasmės ir jos pamoko-
mosios išvados.
Priešingai Krylovui
Ką tik matėme, kad gyvenimiška Krylovo taisyklė: „kai
draugų tarpe nėra sutarimo, jų darbas pasekmių neduos" —
mechanikoje ne visuomet pritaikoma. Jėgos gali būti nu-
kreiptos į įvairias puses ir, to nepaisant, duoti tam tikrą re-
zultatą.
Mažai kas žino, kad stropiosios darbininkės — skruzdė-
lės, kurias tas pats Krylovas išgarbino kaip pavyzdingas
darbininkes, darbuojasi drauge kaip tik tuo būdu, kurį iš-
juokė pasakėčių kūrėjas. Ir reikalai joms, apskritai, eina ko
puikiausiai. Cia vėl gelbsti jėgų sudėties dėsnis. Atidžiai
stebėdami skruzdėles darbo metu, greit įsitikinsite, kad jų
išmintingas bendradarbiavimas — tiktai tariamasis: faktiš-
29
kai kiekviena skruzdėlė dirba pati sau, visai nė negalvoda-
ma padėti kitoms.
Štai kaip vienas zoologas aprašo skruzdėlių darbą
„Jeigu stambų grobį lygia vieta tempia kokia dešimts
skruzdėlių, tai jos visos veikia vienodai ir susidaro bendra-
darbiavimo įspūdis.
Bet štai, grobis —
pavyzdžiui vikšras —
užkliuvo už kokios
nors kliūties, už žolės
stiebelio, už akmenė-
lio. Toliau priekin
traukti nebegalima,
reikia aplenkti. Ir čia
13 pav. Kaip skruzdėlės velka grobį. Rodyklės rodo atskirų skruzdėlių
pastangų kryptį
aiškiai pasirodo, kad
kiekviena skruzdėlė savaip ir nė su viena iš draugių neside-
rindama stengiasi nugalėti kliūtį (13—14 pav.). Viena tem-
pia dešinėn, kita — kairėn; viena stumia pirmyn, kita trau-
14 pav. Kaip skruzdėlės velka vikšrą
15 pav. Kaip skruzdėlės stengia-si nutempti sūrio gabaliuką į skruzdėlyną, kuris yra rodyklės
A kryptimi
kia atgal. Pereina iš vienos vietos į kitą, čiumpa vikšrą nau-
joje vietoje ir kiekviena stumia arba tempia savaip. Jei
pasitaikys, jog dirbančiųjų jėgos susidės taip, kad į vieną
pusę vikšrą trauks 4 skruzdėlės, o į kitą 6, tai vikšras pa-
galiau slinks kaip tik tų 6 skruzdėlių pusėn, nepaisant prie-
J. Jelačičas. Instinktas.
30
šingo keturių skruzdėlių veikimo". 14 pav. paaiškina tai,
kas buvo pasakyta.
Pateiksime dar vieną, mūsų pasiskolintą, pamokomą pa-
vyzdį, vaizdžiai iliustruojantį tą tariamąjį skruzdėlių bend-
radarbiavimą. 15 pav. pavaizduotas stačiakampis sūrio ga-
baliukas, kurį sučiupo 25 skruzdėlės. Sūris pamažu slinko
rodyklės A rodoma kryptimi, ir galima būtų manyti, kad
priešakinė skruzdėlių greta traukia naštą į save, užpakali-
nė — stumia ją pirmyn, o šoninės skruzdėlės padeda ir vie-
noms ir kitoms. Tačiau faktiškai yra ne taip, tuo nesunku
įsitikinti: peiliu atskirkite visą užpakalinę gretą, — našta
pajudės žymiai greičiau! Aišku, kad tos 11 skruzdėlių traukė
atgal, o ne priekin: kiekviena jų stengėsi pasukti naštą taip,
kad, traukdamosi atgal, vilktų ją prie lizdo. Vadinas, už-
pakalinės skruzdėlės ne tik nepadėjo priešakinėms, bet stro-
piai joms trukdė, naikindamos jų pastangas. Siam sūrio ga-
baliukui vilkti būtų pakakę viso keturių skruzdėlių, bet vei-
kimo nesuderinimas priveda prie to, kad naštą tempia
25 skruzdėlės
Ar lengva suspausti kiaušinio kiautą?
Tarp tų filosofijos klausimų, dėl kurių suko savo gudrią-
ją galvą gilusis „Mirusiųjų sielų" mąstytojas Kifas Mokije-
vičius, buvo tokia problema: „Na, o jeigu dramblys gimtų
1 Tenka stebėtis, kad šis bendro skruzdėlių veikimo savumas jau
seniai buvo pastebėtas Marko Tveno. Pasakodamas apie susitikimą
dviejų skruzdėlių, kurių viena rado žiogo koją, jis sako: „Jos ima
koją už abiejų galų ir visomis jėgomis traukia j priešingas puses. Abi
mato, kad kažkas netvarkoje, bet kas — negali suprasti. Prasideda
tarpusavio ginčas; ginčas pereina į peštynes... vyksta paliaubos ir
vėl prasideda bendras ir beprasmiškas darbas, kur peštynėse sužeis-
tas draugas tiktai trukdo. Stengdamasis visomis jėgomis, sveikasis
draugas velka naštą, o su ja ir sužeistąjį draugą, kuris vietoj atida-
vęs grobį, kabo ant jo". Juokaudamas, Tvenas duoda visiškai teisingą
pastabą, kad „skruzdėlė gerai dirba tiktai tada, kai ją stebi neprityręs
gamtininkas, kuris daro neteisingas išvadas".
31
kiaušinyje, juk kiautas, rasit, būtų smarkiai storas, — pa-
tranka nepramuši; reikia išgalvoti kokį naują šaunamąjį
pabūklą".
Gogolio filosofas būtų, tur but, labai nustebęs, jei būtų
sužinojęs, kad ir paprastas k i a u š i n i o kiautas, nepaisant
jo plonumo, — irgi toli gražu ne trapus daiktas. Delnais
lengva; reikia nemažų pastangų, norint tokiomis sąlygomis
sulaužyti jo kiautą '.
Toks nepaprastas kiaušinio kiauto tvirtumas priklauso
nuo jo išgaubtos formos ir paaiškinamas taip pat, kaip ir
įvairios rūšies skliautų bei arkų atsparumas.
Duotame čia 17 pav. pavaizduotas nedidelio langinio
skliauto piūvis. Krovinys S (t. y. aukščiau esančių mūro
dalių svoris), kuris slegia vidurinį pleišto formos skliauto
akmenį, veikia apačion jėga, kuri paveikslėlyje pažymėta
raide A. Tačiau pasislinkti apačion akmuo negali dėl savo
pleištiškos formos; jis tik slegia kaimyninius akmenis. Čia
jėga A išsiskaido pagal lygiagretainio dėsnį į dvi jėgas, pa-
1 Bandymas yra šiek tiek pavojingas (kiautas gali sulįsti į ran-
ką), ir reikia atsargumo.
16 pav. Norint tokioje padė-tyje sutriuškinti kiaušinį, reikia didelių pastangų
-B
17 pav. Skliauto atsparumo priežastis
32
sutraiškyti kiaušinį, spau-
džiant į jo galus, ne taip
žymėtas rodyklėmis C ir B\ jas atsveria pasipriešinimas gre-
timųjų akmenų, kurie savo ruožtu suspausti tarp kaimyni-
nių. Tokiu būdu jėga, kuri slegia skliautą iš viršaus, negali jo
sugriauti. Užtai palyginti lengvą sugriauti jį iš vidaus vei-
kiančia jėga. Tai savaime suprantama, nes pleištiška akme-
nų forma, neleidžianti jiems n u s i l e i s t i , tačiau nė kiek
netrukdo p a s i k e l t i .
Kiaušinio kiautas — tas pats skliautas, tiktai ištisinis,
o ne iš atskirų dalių sudarytas. Spaudžiant i š o r o , jis su-
triuškinamas ne taip lengvai, kaip galima butų laukti, atsi-
žvelgiant į medžiagos trapumą. Galima gana sunkų stalą
pastatyti ant keturių nevirtų kiaušinių, — ir jie nesukiuš
(pastovumui ir spaudimo plotui padidinti prie abiejų kiau-
šinio galų reikia pritaisyti gipsinius praplatinimus; gipsas
lengvai prilimpa prie kalkinio kiauto).
Dabar suprantate, kodėl perekšlei netenka bijoti sutraiš-
kyti kiaušinių kiautus savo kūno svoriu. Ir tuo pačiu metu
silpnas paukščiukas, norėdamas išeiti iš gamtinio kalėjimo,
be vargo snapeliu prakala kiautą iš vidaus.
Lengvai triuškindami kiaušinio kiautą arbatinio šaukš-
telio smūgiu, mes neįsivaizduojame, koks jis tvirtas, kai
spaudimas veikia jį natūraliose sąlygose ir kokiu pati-
kimu šarvu apsaugojo gamta jame besivystančią gyvą
būtybę.
Nuostabus tvirtumas elektros lempučių, kurios atrodo
tokios netvirtos ir trapios, paaiškinamas taip pat, kaip ir
kiaušinio kiauto tvirtumas. Jų stiprumas darosi dar nuosta-
besnis, atsiminus, kad daugelis jų (tuštuminės, o ne dujų
pripildytos) — beveik a b s o l i u č i a i t u š č i o s i r i š
v i d a u s niekas neatsveria išorės oro slėgimo. O oro slė-
gimas į elektros lemputę nemažas: 10 cm skersmens lemputę
slegia iš abiejų pusių daugiau kaip 75 kg jėga (žmogaus
svoris). Bandymai rodo, kad tuštuminė elektros lemputė ga-
li išlaikyti netgi 2'/2 karto didesnį slėgį.
3 Įdomioji fizika II kn. 33
Iškeltomis burėmis prieš vėją
Sunku Įsivaizduoti, kaip buriniai laivai gali plaukti
„prieš vėją" arba, kaip sako jūrininkai, „plaukti beidevin-
du". Tiesa, jūrininkas pasakys jums, kad tiesiai prieš vėją
iškeltomis burėmis plaukti neįmanoma, o galima judėti
tik smailiu kampu prieš vėjo kryptį. Bet tas kampas ma-
žas — apie ketvirtadalį stataus kampo, — ir lieka, pagaliau,
lygiai nesuprantama: ar plaukti tiesiai prieš vėją ar 22°
kampu į
18 pav. Vėjas stumia burę visuomet stačiu kampu jos plokštumai
19 pav. Kaip iškeltomis burėmis galima plaukti
prieš vėją
Tačiau iš tikrųjų tai nėra tas pats, ir tuojau paaiškin-
sime, kaip galima, vėjo jėgai padedant, plaukti nedideliu
kampu prieš jį. Pradžioje panagrinėkime, kaip apskritai vė-
jas veikia burę, t. y. kur jis stumia burę, kai pučia į ją. Jūs,
tur būt, manote, kad vėjas visuomet stumia burę į tą pusę,
į kurią pats pučia. Bet tikrumoje taip nėra: vėjas, į kur be-
pūstų, stumia burę statmenai jos plokštumai. Ir tikrai: tegu
vėjas pučia kryptimi, kurią 18 pav. rodo rodyklės; linija
AB pažymi burę. Kadangi vėjas slegia visą burės paviršių
tolygiai, tai vėjo slėgį pakeičiame į burės vidurį nukreipta
jėga R. Šią jėgą išskaidykime į dvi: burei statmeną jėgą Q
34
!r išilgai jos nukreiptą jėgą P (18 pav., dešinėje). Pastaroji
jėga niekur nestumia burės, nes vėjo trintis j drobę nežymi.
Lieka jėga Q, kuri stumia burę stačiu kampu į ją.
Žinodami tai, lengvai suprasime, kaip burinis laivas gali
plaukti smailiu kampu prieš vėją. Tegu linija KK (19 pav.)
vaizduoja laivaskiauterės liniją. Vėjas pučia smailiu kampu
į tą liniją rodyklių eile parodyta kryptimi. Linija AB vaiz-
duoja burę; ji nustatoma taip, kad ios
plokštuma dalintų kampą tarp laivaskiaute-
rės ir vėjo krypties pusiau. Pasekite 19 pav.
jėgų išskaidymą. Vėjo slėgj j burę pa-
vaizduojame jėga Q, kuri, žinome, turi būti
statmena burei. Šią jėgą išskaidysime j dvi:
laivaskiauterei statmeną jėgą R ir išilgai
laivaskiauterės priekin nukreiptą jėgą S.
Kadangi laivo judėjimas kryptimi R sutinka
stiprų vandens pasipriešinimą (buriniuose
laivuose laivaskiauterė daroma labai gili),
tai jėga R beveik visiškai panaikinama. Pa-
silieka tik viena jėga S, kuri, kaip matote,
nukreipta į priekį ir, aišku, stumia laivą
kampu, tarytum prieš vėją Paprastai šis
judėjimas vyksta zigzagais, kaip rodo
20 pav. Jūrininkai tokį laivo judėjimą va-
dina „laviravimu" siaura to žodžio prasme.
Ar Archimedas būtų galėjęs pakelti Žemę?
„Duokite man atramos tašką ir aš pajudinsiu Žemę!" —
tokį posakį legenda priskiria genialiajam senovės mecha-
nikui Archimedui, atradusiam sverto dėsnius. „Kartą Archi-
medas, — skaitome Plutarcho raštuose — parašė Sirakūzų
1 Galima įrodyti, kad jėga S įgauna didžiausią reikšmę tada,
kai burės plokštuma dalija kampą tarp laivaskiauterės ir vėjo krypčių
pusiau.
20 pav. Burinio laivo laviravi-
mas
35
karaliui Hijeronui, kurio jis buvo giminaitis ir draugas,
kad duotąja jėga galima pajudinti bet kokį krovinį. Susiža-
vėjęs savo įrodymų tvirtumu, pridūrė: „jei būtų kita Zemė,
tai perėjęs ant jos, pajudinčiau iš vietos mūsąją".
Archimedas žinojo, kad nėra tokio krovinio, kurio nebūtų
galima pakelti pačia silpniausia jėga, pavartojus svertą·
reikia tik, kad ta jėga veiktų labai ilgą sverto petį, o trumpą-
21 pav. „Archimedas svertu kelia Zemę". Graviūra iš Varinjono knygos (1787) apie mechaniką
j į petį priversti veikti krovinį. Todėl jis manė, kad, spau-
džiant nepaprastai ilgą sverto petį, galima rankos jėga pa-
kelti krovinį, kurio masė lygi Žemės rutulio masei
Tačiau, jei didysis mechanikas būtų žinojęs, kokia mil-
žiniška Žemės rutulio masė, jis, tikrai, būtų netaręs savo
išdidaus posakio. Akimirksniui įsivaizduokime, kad Archi-
medui duota ta „antroji Zemė", tas atramos taškas, kurio
jis ieškojo; toliau įsivaizduokime, kad jis pasigamino rei-
kiamo ilgio svertą. Ar žinote, kiek jam būtų reikėję laiko
Žemės rutulio masės kroviniui pakelti bent vienu centi-
metru? N e m a ž i a u k a i p t r i s d e š i m t t ū k s t a n -
č i ų b i l i j o n ų m e t ų !
1 Posakiu „pakelti Zemę" mes — kad būtų uždavinys apibrėž-
tesnis — suprasime pakelti Ž e m ė s p a v i r š i u j e tokį krovinį, ku-
rio masė lygi mūsų planetos masei.
36
Ir tikrai. 2emės masė yra žinoma astronomams tokios
masės kūnas Žemėje svertų, apvaliais skaičiais imant,
6 000 000 000 000 000 000 000 t.
Jei žmogus betarpiškai gali pakelti tiktai 60 kg, tai, no-
rint „pakelti Zemę", jam reikės rankomis įsitverti ilgąjį
sverto petį, kuris ilgesnis už trumpąjį
100 000 000 000 000 000 000 000 kartų!
Paprastu skaičiavimu įsitikinsite, kad kol trumpojo pe-
ties galas pakils 1 cm, kitas galas nubrėš visatoje milžinišką
1 000 000 000 000 000 000 km
lanką.
Tokį neįsivaizduojamai ilgą kelią būtų turėjusi atlikti
svertą spaudžianti Archimedo ranka, norint „pakelti Zemę"
tiktai vienu centimetru! Kiek gi laiko tam reikėtų? Jei lai-
kysime, kad Archimedas per vieną sekundę galėjo pakelti
60 kg krovinį į 1 m aukštį (darbingumas beveik lygus ark-
lio jėgai), tai ir tuomet „pakelti Žemei" 1 cm reikės
1 000 000 000 000 000 000 000 sekundžių,
arba trisdešimt tūkstančių bilijonų metų! Per visą savo ilgą
gyvenimą Archimedas, spausdamas svertą, „nebūtų pakėlęs
Žemės" netgi per ploniausio plauko storumą.. .
Jokie genialiojo išradėjo gudravimai nebūtų jam padėję
žymiai sutrumpinti tą laiką. „Mechanikos aukso taisyklė"
sako, kad kiekvienoje mašinoje kartu su jėgos laimėjimu
turime atitinkamą kelio ilgio, taigi ir laiko pralaimėjimą.
Net, jei Archimedo ranka pasiektų didžiausią greitį, koks
įmanomas gamtoje, — 300 000 km per sekundę (šviesos grei-
tis), tai, net padarius tokią fantastinę prielaidą, jis „būtų pa-
kėlęs Zemę" 1 cm tik po d e š i m t i e s m i l i j o n ų m e t ų
darbo.
1 Apie tai, kaip ji buvo nustatyta, žr. „Įdomiąją astronomiją".
37
Žiulio Verno stipruolis ir Eulerio formulė
Ar atsimenate Žiulio Verno stipruolį — atletą Matifu?
„Puiki, milžiniškam ūgiui proporcinga galva; krūtinė pana-
ši į kalvės dumples; kojos — kaip geri rąstai, rankos —
tikri keltuvai su kumštimis, panašiomis į kū jus . . . " Iš šio
stipruolio žygdarbių, kurie aprašyti romane „Matias San-
dorfas", jūs, tur būt, atsimenate nuostabų atsitikimą su lai-
vu „Trabokolo", kai mūsų milžinas savo galingų rankų jėga
sulaikė šio laivo nuleidimą.
Stai kaip romanistas aprašo tą žygdarbį:
„Laivas, jau atpalaiduotas nuo ramsčių, kurie palaikė
jį iš šonų, buvo parengtas nuleidimui. Bereikėjo atrišti lyną,
ir laivas ims slysti žemyn. Pustuzinis dailidžių jau kapstėsi
po laivaskiautere. Žiūrovai su dideliu smalsumu stebėjo tą
operaciją. Tuo momentu, aplenkusi kranto iškyšulį, pasirodė
pramoginė jachta. Norėdama įplaukti į uostą, jachta turėjo
praeiti pro laivų statyklą, kur ruošė „Trabokolo" nuleidimą
ir, kai tik ji davė ženklą, teko, norint išvengti bet kurių neti-
kėtumų, stabdyti nuleidimą, o imtis darbo vėl, kai jachta
įplauks į kanalą. O jeigu laivai, — vienas, stovėjęs skersai,
kitas, plaukiąs dideliu greičiu, — būtų susidūrę, jachta būtų
žuvusi.
Darbininkai nustojo beldę plaktukais. Visų žvilgsniai
buvo nukreipti į grakštų laivą, kurio baltos burės įkypuose
Saulės spinduliuose atrodė paauksuotos. Greitai jachta atsi-
dūrė kaip tik ties statykla, kur sustingusi stovėjo tūkstan-
tinė smalsuolių minia. Staiga pasigirdo siaubingas riks-
mas: „Trabokolo" susvyravo ir ėmė judėti kaip tik tuo mo-
mentu, kai jachta štirbortu atsisuko į jį! Abu laivai turėjo
susidurti; nebuvo nei laiko, nei galimumo sutrukdyti tą susi-
dūrimą. „Trabokolo" greitai slydo nuožulnuma žemyn.. .
Balti dūmai, atsiradę dėl trinties, draikėsi ties jo pirmaga-
liu, tuo laiku, kai jo užpakalinė dalis jau pasinėrė įlankos
vandenin (laivas leidosi užpakaliu pirmyn — /. P.).
38
Staiga pasirodo žmogus, čiumpa prie „Trabokolo" prieš-
akinės dalies kabantį lyną ir pasilenkęs prie žemės sten-
giasi jį sulaikyti. Per vieną minutę jis apsuka lyną apie
įkaltą į žemę geležinį vamzdį ir, rizikuodamas būti sutriuš-
kintas, nežmoniška jėga sulaiko rankose lyną 10 sekundžių.
Pagaliau lynas nutrūksta. Bet tų 10 sekundžių pakako:
„Trabokolo", pasinėręs į vandenį, tik truputį užkliudė jach-
tą ir nuplaukė pirmyn.
Jachta buvo išgelbėta. Tas žmogus, kuriam niekas ne-
spėjo netgi ateiti į pagalbą, — taip greitai ir netikėtai viskas
atsitiko, — buvo Matifu".
Kaip būtų nustebęs romano autorius, jeigu jam būtų kas
pasakęs, kad tokiam žygdarbiui atlikti visiškai nereikia mil-
žino ir, kaip Matifu, turėti „tigro jėgą". Kiekvienas suma-
nus žmogus būtų galėjęs padaryti tą patį!
Mechanika moko, kad, slystant apie stulpą apvytam ly-
nui, trintis pasiekia aukščiausią laipsnį. Juo didesnis lyno
apsukimų skaičius, juo didesnė trintis; trinties didėjimo tai-
syklė yra tokia: apsukimų skaičiui didėjant aritmetine pro-
gresija, trintis didėja geometrine progresija. Todėl net silp-
nas vaikas, laikydamas laisvą lyno galą, kuris 3—4 kartus
apvyniotas apie nejudamą veleną, gali atsverti milžinišką
jėgą. Dažnai šiuo būdu upių laivų prieplaukose paaugliai
sustabdo į prieplauką plaukiančius garlaivius su šimtais ke-
leivių. Jiems padeda ne fenomenalinė jų rankų jėga, o virvės
trintis į kartį.
Žymusis XVII I šimtmečio Petrapilio matematikas Eule-
ris nustatė trinties jėgos priklausomybę nuo virvės apsu-
kimų apie kartį skaičiaus. Tiems, kurių negąsdina trumpa
algebrinių reiškinių kalba, pateikiame tą pamokomą Eulerio
formulę:
Čia F yra ta jėga, prieš kurią nukreiptos mūsų pastan-
gos f. Raide e pažymėtas skaičius 2,728... (natūraliųjų
39
logaritmų pagrindas), k — trinties tarp lyno ir karties koefi-
cientas. Raide α pažymėtas „apvyniojimo kampas", t. y.
virvės apsukto lanko ilgio santykis su to lanko spinduliu.
Panaudokime šią formulę tam atvejui, kuris aprašytas
Žiulio Verno. Gausime nuostabų rezultatą. Jėgą F šiuo at-
veju sudaro doku slystančio laivo tempimas. Laivo svoris
žinomas iš romano: 50 t. Tebūnie stapelio nuolydis '/ш; tuo-
met lyną veikė ne pilnas laivo svoris, o Vio jo, t. y. 5 t, arba
5 000 kg.
Toliau, dydi k — lyno trinties į geležinę tumbą koefi-
cientą — laikysime lygų '/з- Dydį α lengvai nustatysime, jei
leisime, kad Matifu apvyniojo lyną apie tumbą viso tris
kartus. Tada:
r
jstatę visas šias reikšmes j aukščiau duotą Eulerio formulę,
gausime lygtį:
5 000 = / . 2,726π · ν» = /.2,72271
Nežinomąjį f (t. y. reikiamų pastangų dydį) galima nu-
statyti iš šios lygties, panaudojus logaritmus:
Ig 5 000 = lg/ + 2jtlg2,72,
iš kur
f = 9,3 kg.
Taigi, norint atlikti žygdarbį, milžinui pakako traukti
lyną 10 kilogramų jėga!
Nemanykite, kad tas skaičius — 10 kg — tik teorinis ir
kad praktikoje reikės daug didesnių pastangų. Atvirkščiai,
mūsų rezultatas net padidintas: k a n a p i ų v i r v e i i r
m e d i n i a m poliui, kuriems trinties koeficientas k dides-
nis, reikės juokingai mažų pastangų. Kad tik virvė būtų pa-
kankamai tvirta ir galėtų išlaikyti įtempimą, — tada net
silpnas vaikas, apvyniojęs virvę 3—4 kartus, galėtų ne tik-
tai pakartoti Žiulio Verno milžino žygdarbį, bet ir pralenk-
ti jį·
40
Nuo ko priklauso mazgų tvirtumas
Kasdieniniame gyvenime, patys to nepastebėdami, daž-
nai naudojamės tais privalumais, kuriuos mums nurodo
E u l e r i o f o r m u l ė . Kas yra mazgas, jei ne virvutė, ap-
vyniota apie velenėlį, kurio vaidmenį šiuo atveju vaidina
kita tos pačios virvutės dalis? Bet kurios rūšies mazgų —
paprastų, „markės", „jūrininkų", raiščių, kilpraiščių ir
pan. — tvirtumas priklauso vien tiktai nuo trinties, kuri
čia daug kartų padidėja todėl, kad virvutė apsivynioja apie
save, kaip lynas aplink tumbą. Tuo nesunku įsitikinti, pa-
sekus virvutės vingius mazge. Juo daugiau vingių, juo dau-
giau kartų virvutė apsivynioja aplink save, — juo didesnis
„apvyniojimo kampas" ir, vadinasi, tvirtesnis mazgas.
Nesąmoningai naudojasi ta pačia aplinkybe ir siuvėjas,
prisiūdamas sagą. Jis daug kartų apsuka siūlą apie siūlėmis
subadytos medžiagos lopelį ir po to jį nutraukia; jei tik siū-
las tvirtas, saga nenutrūks. Cia pritaikoma mums žinoma
taisyklė: siūlo apsisukimų skaičiui didėjant aritmetine pro-
gresija, siuvinio tvirtumas didėja geometrine progresija.
Jei nebūtų trinties, negalėtume vartoti sagų: siūlai dėl
jų svorio išsivytų, ir sagos nukristų.
Jei nebūtų trinties
Jūs matote, kaip įvairiai ir kartais netikėtai pasireiškia
trintis mus supančioje aplinkoje. Trintis pasireiškia, ir be
to labai esmingai, ten, kur nė neįtariame. Jei trintis pasau-
lyje staiga išnyktų, daugelis paprastų reiškinių vyktų visiš-
kai kitu būdu.
Labai vaizdžiai trinties vaidmenį aprašo fizikas Giljomas:
„Visiems mums yra tekę vaikščioti apledėjusia žeme: kiek
pastangų teko mums dėti, kad išsilaikytume nepargriuvę,
kiek juokingų judesių tekdavo mums atlikti, norint išsilai-
kyti! Tai verčia mus pripažinti, kad Zemė, kuria vaikščioja-
41
me, turi labai vertingą savybę, dėl kurios be ypatingų pa-
stangų išlaikome pusiausvyrą. Ta pati mintis kyla mums,
kai dviračiu važiuojame slidžiu grindiniu arba kai arklys
slysta asfaltu ir griūva. Nagrinėdami panašius reiškinius,
išsiaiškiname tas pasekmes, kurias duoda trintis. Inžinieriai
kiek galėdami stengiasi pašalinti ją mašinose — ir gerai
daro. Pritaikomoje mechanikoje apie trintį kalbama, kaip
apie itin nepageidaujamą reiškinį, ir tai yra teisinga, — ta-
čiau tik siauroje, specialioje srityje. Visais kitais atvejais
trinčiai turime būti dė-
kingi: ji suteikia mums
galimumą vaikščioti, sė-
dėti ir dirbti be baimės,
kad knygos ir rašalinė
nukris ant grindų, kad
stalas slidinės, kol atsi-
rems į kertę, o kotelis
išslys iš pirštų.
Trintis — tiek pa-
plitęs reiškinys, kad
mums, išskyrus retus
atvejus, netenka šauk-
tis jos į pagalbą: ji pa-
ti ateina pas mus.
Trintis suteikia pa-
stovumą. Dailidės išlygi-
na grindis taip, kad stalai ir kėdės pasilieka ten, kur juos
pastato. Padėti ant stalo dubenys, lėkštės, stiklinės, nejuda
be ypatingų mūsų pastangų, jei visa tai vyksta ne siūbuo-
jančiame laive.
Įsivaizduokime, kad trintis gali būti visiškai pašalinta.
Tada jokie kūnai, ar jie akmens uolų dydžio, ar maži kaip
smėlio grūdelis, niekuomet neissilaikys ant vienas kito: vis-
kas slys ir riedės, kol atsidurs viename lygyje. Jei nebūtų
trinties, Zemė būtų rutulys be nelygumų, lyg iš skysčio".
22 pav. Viršuje — pakrautos rogės le-do kelyje; du arkliai veža 70 t krovinį. Apačioje — ledo kelias: A — vėžė; B — pavaža; C — suspaustas sniegas;
D — kelio pagrindas (žemė)
Prie to galima pridurti, kad nesant trinties vinys ir sraig-
tai išslystų iš sienų, nė vieno daikto nebūtų galima išlaikyti
rankose, jokio pastato nebūtų galima pastatyti, joks sūkurys
niekuomet nenustotų, joks garsas nenutiltų, o skambėtų be-
galiniu aidu, nes nesilpnėdamas atsimuštų nuo kambario
sienų.
Akivaizdžią pamoką, kuri mus įtikina, kad trintis milži-
niškai svarbi, kas kartą mums duoda lijundra. Jos užklupti
gatvėje, pasirodome bejėgiai ir visą laiką rizikuojame griūti.
Stai pamokoma ištrauka iš laikraščio (1927 m. gruodis):
„Londonas, 21. Dėl smarkios lijundros gatvių ir tramva-
jų judėjimas Londone žymiai apsunkintas. Apie 1 400 žmo
nių atgabenta į ligonines su lūžusiomis rankomis, kojomis
ir t. t.".
„Susidūrus netoli Haid-Parko trims automobiliams ir
dviem tramvajų vagonams, mašinos, dėl benzino sprogimo,
buvo visiškai sunaikintos..."
„Paryžius, 21. Lijundra Paryžiuje ir jo priemiesčiuose
sukėlė daug nelaimingų atsitikimų.. ."
Tačiau nežymi trintis ant ledo gali būti technikos sėk-
mingai išnaudota. Jau paprastos rogės yra atitinkamas pa-
vyzdys. Dar geriau tai patvirtina vadinamieji ledo keliai,
įrengiami miško medžiagai išvežti iš kirtimo vietos prie ge-
ležinkelio arba į plukdymo vietas. Tokiu keliu, turinčiu sū-
džius ledinius bėgius, du arkliai traukia roges, prikrautas
70 tonų rąstų (22 pav.).
„Čeliuskino" katastrofos fizikinė priežastis
Iš ką tik pasakytų žodžių nereikia daryti skubios išva-
dos, kad trintis į ledą bet kuriomis sąlygomis nežymi. Netgi,
kai temperatūra yra arti nulio, trintis į ledą dažnai būna ga-
na žymi. Pastaraisiais metais, ryšium su mūsų ledlaužių dar-
bu, buvo kruopščiai tyrinėjama poliarinių jūrų ledo trintis
į plieninį laivo apkalimą. Pasirodė, kad ji netikėtai didelė,
43
nemažesnė už geležies trintį į geležį: naujo plieninio laivo
apkalimo trinties į ledą koeficientas lygus 0,2.
Norėdami suprasti, kokią reikšmę turi tas skaičius lai-
vams plaukiojant leduose, panagrinėsime 23 pav.; jis vaiz-
duoja laivo bortą MN veikiančių jėgų kryptį, kai laivas su-
spaudžiamas ledų. Ledo spaudimo jėga P išsiskaido į dvi
jėgas: R — statmeną bortui ir F — nukreiptą borto liečia-
mosios kryptimi. Kampas tarp P ir R lygus borto palinkimo
kampui α į vertikalę. Ledo trinties į bortą jėga Q yra lygi R,
padaugintai iš trinties koeficiento, t. y. iš 0,2; turime
Q = 0,2 R. Jei trinties jėga mažesnė už F, tai pastaroji jėga
nugramzdina spaudžiantį ledą po vandeniu; ledas slysta iš-
ilgai borto, nespėdamas laivui pakenkti. O jeigu jėga Q di-
desnė už F, tai trintis neleidžia ledo lyčiai slysti, ir ledas
per ilgesnį laiką gali sugniužinti ir pralaužti bortą.
Kada gi Q< F ? Lengva įsitikinti, kad F = Riga; taigi,
turi būti teisinga nelygybė: Q < Rtga; o kadangi Q = 0,2 Ry
tai nelygybė Q <F duoda kitą:
arba ° ' \ R \ R n o g a ' tga > 0,2.
Iš lentelių randame kampą, kurio tangentas lygus 0,2; jis
lygus 11°. Vadinas, Q<F tada, kai a > 11°. Tuo pačiu nu-
statome, koks laivo bortų palinkimas į vertikalę užtikrina
nepavojingą plaukiojimą leduose: palinkimas turi būti ne-
mažesnis kaip 11°.
Dabar panagrinėkime „Celiuskino" žuvimą. Tas laivas,
nebūdamas ledlaužis, sėkmingai praėjo visą šiaurės jūrų
kelią, bet Beringo sąsiauryje buvo ledų suspaustas.
Ledai nunešė „Celiuskiną" tolį į šiaurę ir sutriuškino
(1934 m. vasario mėn.). Du mėnesius trukęs didvyriškas če-
liuskiniečių gyvenimas ant ledo lyties ir didvyrių lakūnų
įvykdytas jų išgelbėjimas yra visiems žinomi.
Štai pačios katastrofos aprašymas:
„Tvirtas korpuso metalas pasidavė ne iš karto, — pra-
nešinėjo per radiją ekspedicijos viršininkas prof. O. J. Štnid-
44
23 pav. „Celiuskinas", įšąlęs ledynuose. Apačioje laivo bortą MN veikiančios jėgos, spaudžiant ledui-
tas. — Galima buvo matyti, kaip bortą įspaudžia ledo lytis
ir kaip ties ja išsipučia apkalimo lakštai, linkdami oro pu-
sėn. Ledas tęsė lėtą, bet neatlaikomą puolimą. Išsipūtę kor-
puso apkalimo geležiniai lakštai siūlių vietose sutrūkinėjo.
Zvangėdamos lakstė kniedės. Vienu akimirksniu kairysis
garlaivio bortas buvo atplėštas nuo pirmagalio triumo lig
užpakalinio denio ga lo . . . "
Iš to, kas buvo šiame skyriuje pasakyta, skaitytojas turi
suprasti fizikinę katastrofos priežastį.
Iš čia seka ir praktiškos išvados: statant laivus, skirtus
plaukioti leduose, reikia suteikti jų bortams atitinkamą pa-
linkimą, būtent ne mažesnį už 11°.
Pusiausvyroje išsilaikanti lazda
Išskėtę rankas, ant smilių padėkite lygią lazdą, kaip
parodyta 24 pav. Dabar stumkite pirštus, artindami juos
vieną prie kito, kol jie susiglaus. Keistas dalykas! Pasirodo,
kad šioje galutinėje padėtyje lazda ne krinta, o išlaiko pu-
siausvyrą. Keisdami pradinę pirštų padėtį, jūs atliekate
bandymą daug kartų, tačiau rezultatas visuomet tas pats:
lazda išsilaiko pusiausvyroje. Gluotną lazdą pakeitę brai-
žomąja liniuote, lazda su buožulu, bilijardo lazda, grin-
dims šluoti šepečiu, — jūs pastebite tą pačią savybę.
Kuo paaiškinamas šis netikėtas finalas?
Visų pirma neabejotina štai kas: jei lazda ant suglaustų
pirštų išlieka pusiausvyroje, tai aišku, kad pirštai susiėjo
ties lazdos svorio centru (kūnas išlieka pusiausvyroje, jei
vertikali linija, išvesta per svorio centrą, eina tarp atramos
ribų).
Kai pirštai išskėsti, didesnis svoris tenka tam pirštui,
kuris arčiau lazdos svorio centro. Drauge su slėgiu auga ir
trintis; trintis į pirštą, esantį arčiau svorio centro, yra di-
desnė. Todėl arčiau svorio centro esąs pirštas neslysta po
lazda; visuomet juda tas pirštas, kuris yra toliau nuo šito
46
taško. Kai tik judantis pirštas atsiduria arčiau svorio centro
už antrąjį, pirštai pasikeičia rolėmis; toks pasikeitimas įvyks
keletą kartų, kol pirštai visiškai susiglaus. Kadangi kas kar-
tą juda tiktai vienas pirštas, kaip tik tas, kurs yra toliau
nuo svorio centro, tai natūralu, kad galutinėje padėtyje abu
pirštai susiduria ties lazdos svorio centru.
Prieš baigdami nagrinėti šį bandymą, pakartokite jį su
grindims šluoti šepečiu (25 pav., viršuje) ir atkreipkite dė-
lėkščių (25 pav., apačioje), tai kuri lėkštė nusvers — su
lazda ar su šepečiu?
Atrodytų, kad abi šepečio dalys, jei sudarė pusiausvyrą
ant pirštų, turi išlaikyti pusiausvyrą ir ant svarstyklių. Ta-
čiau tikrumoje lėkštė su šepečiu persveria. Priežastį nesun-
ku atspėti, turint galvoje tai, kad tuo atveju, kai šepetys
buvo atsvertas ant pirštų, abiejų jo dalių svorio jėgos veikė
nelygaus ilgio sverto pečius; o svarstyklių atveju tos jėgos
veikia lygių pečių sverto galus.
mesį į tokį klausimą: jei per-
plausime šepetį toje vietoje, kur
jis remiasi į pirštus, ir pa-
dėsime abi dalis ant svarstyklių
24 pav. Bandymas su li-niuote. Viršuje — bandy-
mo pabaiga
25 pav. Tas pats bandymas su grindims šluoti šepečiu. Kas
persvers?
47
Leningrado „Įdomiojo mokslo paviljonui" buvau užsakęs
komplektą lazdų su svorio centrais įvairiose padėtyse; laz-
das buvo galima perskirti į dvi, paprastai, nelygias dalis
kaip tik toje vietoje, kur buvo jų svorio centras. Uždėję tas
dalis ant svarstyklių, lankytojai nustebę įsitikindavo, kad
trumpesnioji dalis sunkesnė už ilgąją.
T R E Č I A S I S S K Y R I U S
JUDESYS APSKRITIMU
Kodėl nevirsta besisukantis vilkelis?
Iš tūkstančių žmonių, kurie vaikystėje žaidė vilkeliu,
vargu ar bent vienas sugebės teisingai atsakyti į šį klausi-
mą. Kaip, iš tikrųjų, paaiškinti
tai, kad besisukantis vilkelis,
pastatytas statmenai arba net
įkypai, nevirsta, kaip galima bū-
tų tikėtis. Kokia jėga palaiko j į
tokioje, atrodytų, nepastovioje
padėtyje? Argi svoris jo ne-
veikia?
Cia susidaro labai įdomus
tarpusavis jėgų veikimas. Vilke-
lio teorija sudėtinga, ir į ją nesigilinsime. Nurodysime tik
pagrindinę priežastį, dėl kurios vilkelis nevirsta.
26 pav. pavaizduotas rodyklių kryptimi besisukantis vil-
kelis. Atkreipkite dėmesį į jo lanko dalį A ir į priešingą jai
dalį B. Dalis A juda t o l d a m a n u o m ū s ų , dalis B —-
į m u s. Pasekite dabar, kaip juda tos dalys, kai vilkelio ašį
26 pav. Kodėl vilkelis nevirsta?
12 Įdomioji fizika II kn. 49
palenkiate į save. Siuo stumtelėjimu priverčiate dalj A ju-
dėti viršun, dalį B — apačion; abi dalys gauna postūmį
stafmenai jų savajam judesiui. Bet, vilkeliui greitai su-
kantis, disko dalių apskritiminis greitis (linijinis greitis)
labai didelis, todėl jūsų suteikiamas nežymus greitis, susisu-
muodamas su dideliu ap-
skritiminiu greičiu, duoda
atstojamąjį greitį, kuris la-
bai artimas pirmykščiam
apskritiminiam greičiui —
ir vilkelio judesys beveik
nesikeičia. Iš to aišku, ko-
dėl vilkelis lyg priešinasi
mėginimams jį versti. Juo
didesnė vilkelio masė, ir juo
greičiau jis sukasi, juo at-
kakliau jis priešinasi ver-
timui.
Sio paaiškinimo esmė
betarpiškai susijusi su iner-
cijos dėsniu. Kiekviena vilkelio dalelė juda apskritimu plokš-
tumoje, statmenoje sukimosi ašiai. Pagal inercijos dėsnį
dalelė kiekvieną akimirksnį stengiasi nutrūkti nuo apskriti-
mo jo liečiamosios kryptimi. Bet kiekviena liečiamoji yra
toje pačioje plokštumoje, kurioje yra ir pats apskritimas;
todėl kiekviena dalelė stengiasi judėti taip, kad visą laiką
pasiliktų sukimosi ašiai statmenoje plokštumoje. Iš to išei-
na, kad vilkelyje visos sukimosi ašiai statmenos plokštumos
stengiasi išlaikyti savo padėtį erdvėje, o todėl ir bendras
joms statmuo, t. y. pati sukimosi ašis, irgi stengiasi išlaiky-
ti savo kryptį.
Nenagrinėsime visų vilkelio judesių, kurie atsiranda, kai
j į veikia pašalinė jėga. Reikėtų perdaug smulkių aiškinimų,
kurie, manau, atrodytų nuobodūs. Norėjau tiktai paaiškinti
27 pav. Besisukantis vilkelis išmes-tas į orą išlaiko pirmykštę savo
ašies kryptį
50
priežastį, kodėl kiekvienas besisukantis kūnas stengiasi iš-
laikyti nekintamą sukimosi ašies kryptį.
Sia savybe plačiai pasinaudoja šių dienų technika, [vai-
rūs giroskopiniai (vilkelio savumu pagrįsti) prietaisai —
kompasai, stabilizatoriai ir kt. — įrengiami šiuolaikiniuose
laivuose ir lėktuvuose. Taip naudingai yra taikomas, atrody-
tų, paprastas žaisliukas.
Zonglieravimo menas
Sis tas apie žonglierius: daugelis jų įvairios programos
nuostabių numerių irgi pagrįsti besisukančių kūnų savybe
išlaikyti sukimosi ašies kryptį. Leisiu sau pateikti ištrauką
iš įdomios prof. Džono Perri kny-
gos „Besisukantis vilkelis".
„Kartą rodžiau kai kuriuos sa-
vo bandymus publikai. Aš, kiek
įstengdamas, bandžiau sudominti
savo klausytojus ir pasakojau apie
tai, kad plokščią žiedą reikia įsukti,
jei norima jį mesti aukštyn taip,
kad iš anksto būtų galima nuro-
dyti, kur jis nukris; lygiai taip pat
elgiamasi, kai norima kam nors numesti skrybėlę taip, kad
jis galėtų sugauti ją lazda. Visuomet galima pasitikėti tuo
pasipriešinimu, kuiį rodo besisukantis kūnas, kai keičiama
jo ašies kryptis. Toliau aiškinau savo· klausytojams, kad
gluotnai n u š l i f a v u s patrankos vamzdžio vidų, niekuo-
met negalima tikėtis taikymo tikslumu; dėl to dabar daro
graižtuotus vamzdžius, t. y. vidinėje patrankų vamzdžių
pusėje išpiauna spiralines įraižas, į kurias įsispraudžia svie-
dinio arba šovinio iškišos, ir šis turi įgauti sukamąjį judesį,
kai parako sprogimo jėga priverčia jį judėti patrankos ka-
28 pav. Kaip lekia mesta į viršų besisu-
kanti moneta
51
nalu. Dėl to sviedinys išlekia iš patrankos griežtai nustaty-
tu sukamuoju judesiu.
Tai buvo viskas, ką galėjau padaryti tos paskaitos me-
tu, nes nesugebu mėtyti skrybėlių arba skridinių. Bet po to,
kai pabaigiau savo paskaitą, estradon išėjo du žonglie-
riai, — ir aš negalėjau pageidauti geresnės minėtų dėsnių
iliustracijos už tą, kurią pateikė kiekvienas šių dviejų artistų
parodytas numeris. Jie mėtė vienas kitam besisukančias
skrybėles, lankus, lėkštes, skė-
29 pav. Moneta, mesta aukš-tyn nesisukanti, krinta atsi-
tiktinėje padėtyje
30 pav. Išmestą j orą skry-bėlę lengviau sugauti, jei bu-vo suteiktas jai sukimasis
apie ašį
viršų; mano auditorija, ką tik išklausiusi šių reiškinių pa-
aiškinimą, džiūgavo iš pasitenkinimo; jie pastebėjo suki-
mąsi, kurį žonglierius suteikė kiekvienam peiliui, paleis-
damas jį iš rankų taip, kad galėjo tikrai žinoti, kokioje pa-
dėtyje peilis vėl sugrįš pas jį. Tada buvau nustebintas tuo,
kad beveik visi be išimties tą vakarą žonglierių parodyti nu-
meriai sudarė aukščiau išdėstyto principo iliustraciją".
52
čius. . . Vienas žonglierių mėtė į
orą visą eilę peilių, gaudė juos ir
vėl mėtė su dideliu tikslumu į
Naujas Kolumbo uždavinio sprendimas
Savo garsųjį uždavinį, kaip pastatyti kiaušinį, Kolumbas
išsprendė perdaug paprastai: sugniužino jo kiautą1.
Toks sprendimas, iš esmės, neteisingas: sudaužęs kiauši-
nio kiautą, Kolumbas pakeitė jo f o r m ą ir, vadinasi, pa-
statė ne kiaušinį, o kitą kū-
ną; juk visą uždavinio esmę
sudaro kiaušinio forma: pa-
keisdami formą, kiaušinį
pakeičiame kitu kūnu. Ko-
lumbas išsprendė uždavinį
ne tam kūnui, kuriam rei-
kėjo.
O tuo tarpu didžiojo jū-
rininko uždavinį galime iš-
spręsti nė kiek nepakeisda-
mi kiaušinio formos, pasi-
naudoję vilkelio savybe; pakanka tiktai kiaušinį įsukti apie
ilgąją ašį — ir jis nevirsdamas stovės tam tikrą laiką ant
bukojo arba net ir smailojo galo. Kaip tai padaryti — rodo
paveiksliukas: kiaušiniui pirštais duodamas sukamasis ju-
desys. Atitraukę rankas, pamatysite, kad kiaušinis dar kurį
laiką sukasi stovėdamas: uždavinys išspręstas.
Bandymui būtinai reikia imti virtą kiaušinį. Sis apriboji-
mas neprieštarauja Kolumbo uždavinio sąlygoms: pasiūlęs
jį, Kolumbas paėmė kiaušinį čia pat nuo stalo, o ant stalo,
reikia manyti, buvo padėti ne žali kiaušiniai. Jums vargu
ar pavyks priversti stačiom suktis nevirtą kiaušinį, nes
1 Tačiau tenka pastebėti, kad populiari legenda apie Kolumbo
kiaušinį neturi istorinio pagrindo. Gandai priskyrė garsiajam jūrinin-
kui tai, ką buvo padaręs žymiai anksčiau kitas asmuo ir visiškai kita
proga, — būtent, italų architektas Bruneleski (1377—1446), Florenci-
jos katedros didžiulio bokšto statytojas („Mano bokštas stovės taip
pat tvirtai, kaip laikysis ant smaigalio pastatytas kiaušinis!").
31 pav. Kolumbo uždavinio sprendimas: kiaušinis suka-si, stovėdamas ant galo
53
vidinė skysta masė šiuo atveju sudaro stabdį. Tai, tarp kit-
ko, sudaro paprastą daugeliui šeimininkių žinomą būdą
atskirti nevirtus kiaušinius nuo kietai išvirtų.
Panaikintas svoris
„Vanduo neišsipila iš besisukančio indo, — neišsipila
net tuomet, kai indas atkreiptas dugnu į viršų, nes tai
trukdo sukimasis", — rašė prieš du tūkstančius metų Aris-
totelis. 32 pav. pavaizduotas šis efektingas bandymas,
kuris, be abejo, daugeliui žinomas: pakankamai greitai
sukdami kibiriuką su vandeniu, kaip parodyta paveikslėlyje,
pasiekiate tai, kad vanduo neišsipila ir toje kelio dalyje,
kur kibiriukas apverstas dugnu į viršų.
Paprastai aiškina šį reiškinį „išcentrine jėga"; taip va-
dina tą įsivaizduojamąją jėgą, tartum veikiančią kūną ir
sąlygojančią jo pastangas atitolti nuo sukimosi centro.
Tokios jėgos nėra: nurodytosios pastangos yra ne kas kita,
kaip i n e r c i j o s pasireiškimas, o bet kuris judesys
iš inercijos vyksta jėgai nedalyvaujant. Moksle išcentrine
jėga vadinama truputį kas kita, būtent — ta reali jėga,
kuria besisukantis kūnas įtempia jį palaikantį siūlą arba
spaudžia savo kreivąjį taką. Si jėga veikia ne judantį kūną,
o kliūtį, kuri jam trukdo judėti tiesia kryptimi: siūlą, bėgius
išlenktame kelio ruože ir pan.
Grįždami prie kibiriuko sukimosi, pamėginkime išsiaiš-
kinti to reiškinio priežastį, visiškai nesinaudodami dvipras-
miška „išcentrinės jėgos" sąvoka. Panagrinėkime klausimą:
į kur nukryps vandens čiurkšlė, jei kibiriuko sienelėje pa-
darytume skylę? Jei nebūtų svorio jėgos, vandens čiurkšlė iš
i n e r c i j o s nukryptų apskritimo AB liečiamąja AK
(33 pav.). O svoris verčia čiurkšlę krypti žemyn ir brėžti
kreivę (parabolę AP). Jei linijinis greitis pakankamai dide-
lis, ta kreivė bus apskritimo AB išorėje. Čiurkšlė parodo
54
mums tą kelią, kuriuo, sukantis kibiriukui, judėtų vanduo, jei
netrukdytų jį palaikantis kibiriukas. Dabar suprantame, kad
vanduo visiškai nesiveržia judėti statmenai žemyn, o todėl
ir neišsipila iš kibiriuko. Jis galėtų išsipilti iš jo tik tuo at-
veju, jei kibiriuko anga būtų nukreipta jo sukimosi kryptimi.
Dabar apskaičiuokite, kokiu greičiu šiame bandyme rei-
pagreitis būtų nemažesnis už svorio jėgos pagreitį: tada
kelias, kuriuo stengiasi judėti vanduo, bus kibiriuko brėžia-
mo apskritimo išorėje ir vanduo niekur nuo kibiriuko neat-
siliks. [centriniam pagreičiui W apskaičiuoti yra ši formulė:
kur v — linijinis greitis, R — apskritojo tako spindulys.
Kadangi svorio pagreitis Žemės paviršiuje g = 9,8 mjsek 2,
tai turime nelygybę:
kia sukti kibiriuką, kad vanduo
iš jo neišsipiltų apačion. Sis
greitis turi būti toks, kad be-
sisukančio kibiriuko įcentrinis
32 pav. Vanduo iš apversto kibi-riuko neišsipila, jei pakankamai greitai suksime
33 pav. Kodėl neišsipila van-duo iš besisukančio
kibiriuko? jį virvute
55
Jei imsime R lygų 70 cm, tai
Lengva apskaičiuoti, kad, norint gauti tokį linijinį greitį,
reikia ranka daryti apie pusantro apsisukimo per sekundę.
Toks sukimo greitis visiškai įmanomas, ir bandymas pavyks-
ta be vargo.
Skysčių savybe spaustis prie sienelių to indo, kuriame
jie sukasi apie gulsčiąją ašį, pasinaudojame technikoje va-
dinamajam i š c e n t r i n i a m l i e j i m u i . Cia esminę
reikšmę turi tai, kad nevienalytis skystis susiskirsto sluoks-
niais pagal specifinį svorį; sunkesnės sudėtinės dalys išsi-
dėsto toliau nuo sukimosi ašies, lengvesniosios — užima
vietą arčiau ašies. Dėl to visos dujos, esančios ištirpintame
metale, kurios sudaro lydinyje vadinamąsias „tuštumas", iš-
siskiria iš metalo į vidinę liejamo daikto kiaurumą. Tokiu
būdu pagaminti dirbiniai yra tankūs ir be tuštumų. Išcentri-
nis liejimas yra pigesnis už paprastą liejimą slegiant ir
nereikalauja sudėtingų įrengimų.
Jūs Galilėjaus rolėje
Stiprių pojūčių mėgėjams daugelyje miestų įrengiama la-
bai savotiška pramoga — vadinamos „velnio sūpuoklės".
Buvo tokios sūpuoklės ir Leningrade. Man nėra tekę jomis
pasisupti, todėl pateiksiu čia jų aprašymą iš Fedo mokslinių
žaidimų rinkinio:
„Sūpuoklės pakabintos ant tvirto gulsčio skersinio, nu-
tiesto tam tikrame aukštyje viršum grindų per kambarį. Kai
visi susėda, specialiai prie jų pastatytas patarnautojas užda-
ro įeinamąsias duris, atima lentą, kuria įlipama ir pranešęs,
kad jis tuojau suteiks žiūrovams galimumą atlikti nedidelę
oro kelionę, pradeda iš lengvo supti sūpuokles. Po to jis sė-
dasi sūpuoklių užpakalyje, kaip vežėjas karietos užpakaly-
je, arba visai.išeina iš salės.
56
Tuo tarpu sūpuoklės vis labiau ir labiau įsisiūbuoja; jos
regimai pakyla iki skersinio aukščio, paskui viršum jo vis
aukščiau ir aukščiau ir pagaliau daro pilną apskritimą. Ju-
desys greitėja vis smarkiau, ir besisupą, nors jau ir įspėti,
pergyvena neabejotiną supimo ir greito judesio pojūtį; jiems
atrodo, jog jie lekia erdvėje žemyn galva, ir instinktyviai
griebiasi už sėdynių atlošų,
kad nenukristų.
Bet štai siūbavimas pra-
deda mažėti; sūpuoklės jau
nebepakyla iki skersinio, o
dar po keleto sekundžių vi-
siškai sustoja.
O tikrumoje sūpuoklės,
kol truko bandymas, v i s ą
l a i k ą k a b ė j o n e j u -
d ė d a m o s , o pats kamba-
rys, labai nesudėtingo me-
chanizmo varomas, sukosi
pro žiūrovus apie gulsčią
ašį. Visokie baldai pritvir-
tinti prie salės grindų arba sienų; lempa pritvirtinta prie
stalo taip, jog atrodo, kad ji lengvai gali virsti, ją sudaro
elektros kaitinamoji lemputė, paslėpta po dideliu gaubtu-
vu. P a t a r n a u t o j a s , kuris lyg ir siūbavo sūpuokles,
iš lengvo stumtelėdamas jas, faktiškai derino savo jude-
sius su lengvais salės siūbavimais ir tiktai dėjosi siū-
buojąs. Visos aplinkybės padeda pilnam apgaulės pasise-
kimui".
Iliuzijos paslaptis, kaip matote, juokingai paprasta. Ir
vis dėlto, jei dabar, jau visa tai žinodami, atsidurtumėte
„velnio sūpuoklėse", jūs neišvengiamai pasiduotumėte ap-
gaulei. Tokia stipri iliuzijos jėga!
34 pav. „Velnio supuoklių" įrengimo schema
57
Atsimenate Puškino eilėraštį „Judėjimas"?
Nėr judesio — barzdots 1 galvočius svarstė.
Antrasis2 ėmė vaikščioti ties juo.
Mat, atsikirst stipriau nebuvo kuo,
Visi įmantrų atsaką jo garbstė.
Bet, ponai, įvykis šis nuostabus
Man primena čią pavyzdį dar vieną:
Juk Saulė vaikščioja virš mūs kas dieną.
Bet Galilėjus priešgina — teisus!
Sūpuoklių keleivių tarpe, kurie nežino jų paslapties, bū-
tumėte tam tikros rūšies ,Galilėjus — tiktai atvirkščiai: Ga-
lilėjus įrodinėjo, kad Saulė ir žvaigždės nejuda, o, priešin-
gai tam, ką matome, sukamės mes patys.) o jūs įrodinėsite,
kad mes nejudame, o visas kambarys sukasi aplink mus.
Gali būt, kad jums tektų čia patirti ir liūdną Galilėjaus liki-
mą: į jus žiūrėtų, kaip j žmogų, ginčijantį akivaizdžius da-
lykus. . .
Mano ginčas su jumis
Įrodyti, kad jūs teisūs, bus ne taip lengva, kaip, gal būt,
manote. Įsivaizduokite, kad tikrai atsidūrėte „velnio sū-
puoklėse" ir norite įtikinti savo kaimynus klystant. Siū-
lau jums pradėti tą ginčą su manim. Atsisėsime su jumis
į „velnio sūpuokles", sulauksime momento, kai jos įsisiū-
bavusios pradės tariamai daryti pilnus apskritimus ir pra-
dėkime disputą apie tai, kas sukasi: sūpuoklės ar visas
kambarys? Tik prašau atsiminti, kad ginčo metu neturime
išlipti iš sūpuoklių; visa, kas reikalinga, pasiimsime su
savim iš anksto.
J ū s . Kaip galima abejoti tuo, kad nejudame, o sukasi
kambarys! Jei mūsų sūpuokles tikrai kas apverstų aukš-
tyn kojom, nekabėtume žemyn galva, o iškristume iš jų.
1 Graikų filosofas Zenonas Elejietis (V š. prieš mūsų erą), mo-
kęs, kad viskas pasaulyje yra nejudama ir kad tik dėl jutimų apgau-
lės mums atrodo, jog kuris nors kūnas juda. 2 Diogenas.
Bet mes, kaip matote, nekrintame. Vadinas, sukasi ne sū-
puoklės, o kambarys.
A š. Tačiau, atsiminkite, kad vanduo iš greitai sukamo
kibiriuko neišsipila, nors šis ir apsiverčia dugnu į viršų
(54 psl.). Dviratininkas „velnio kilpoje" (žr. toliau 66 psl.)
irgi nekrinta, nors ir važiuoja žemyn galva.
J ū s . Jei taip, tai apskaičiuokime įcentrinį pagreitį ir
įsitikinsime, ar jis pakankamas tam, kad neiškristume iš
sūpuoklių. Žinodami mūsų atstumą nuo sukimosi ašies ir
apsisukimų skaičių per sekundę, lengvai nustatysime pa-
gal formulę...
A š. Nesivarginkite skaičiuodami. „Velnio sūpuoklių"
įrengėjai, žinodami apie mūsų ginčą, įspėjo mane, kad ap-
sisukimų skaičius bus visiškai pakankamas, kad reiškinį
būtų galima manaip išaiškinti. Taigi, skaičiavimai neišspręs
mūsų ginčo.
J ū s . Tačiau nenustojau vilties jus įtikinti. Matote,
vanduo iš šios stiklinės neišsipila ant gr indų. . . Tiesa, jūs
ir čia pasiremsit bandymu su besisukančiu kibiriuku. Na,
gerai: laikau rankoje svambalą, — jis visą laiką nukreiptas
į mūsų kojas, t. y. apačion. Jei mes suktumės, o kambarys
nejudėtų, svambalas visą laiką būtų nukreiptas į grindis,
t. y. nukryptų čia galvų link, čia į šoną.
A š. Klystate: jei sukamės pakankamu greičiu, tai
svambalas visą laiką yra kreipiamas nuo ašies sukimosi
spindulio kryptimi, t. y. į mūsų kojas, kaip mes ir paste-
bime.
Mūsų ginčo finalas
Dabar leiskite jums patarti, kaip laimėti šitą ginčą.
Reikia pasiimti su savim į „velnio sūpuokles" spyruokli-
nes svarstykles, padėti ant jų lėkštės svarstį, pavyzdžiui,
1 kg ir stebėti jų rodyklę: ji visą laiką rodys tą patį svars-
tyje pažymėtą svorį, būtent — vieną kilogramą. Tai ir yra
sūpuoklių nejudamumo įrodymas.
59
Ir tikrai: jeigu drauge su spyruoklinėmis svarstyklėmis
suktumėmės apie ašį, tai svarstį, be svorio jėgos, veiktų
dar ir išcentrinis efektas, kuris žemutiniuose kelio taškuose
svarsčio svorį d i d i n t ų , o viršutiniuose jį m a ž i n-
t ų; turėtume pastebėti, kad svarstis čia darosi sunkesnis,
čia beveik nieko nesveria. O jei to nepastebime, vadinasi,
sukasi kambarys, o ne mes.
„Užburtame" rutulyje
Viename parke įrengtos labai įdomios ir pamokomos
sūpuoklės rutulinio besisukančio kambario formos. Zmo-
35 pav. Ką junta žmogus ant besisukančios platformos krašto
nės jo viduje išgyvena tokius nepaprastus pojūčius, kokius
laikome esant galimus nebent tiktai sapne arba stebuklin-
goje pasakoje.
Pirmiausia atsiminkime, ką junta žmogus, stovįs ant
greitai besisukančios apskritos platformos.
Sukamasis judesys stengiasi išmesti žmogų laukan;
juo toliau nuo centro stovite, juo smarkiau jus lenks ir
trauks laukan. Jei užmerksite akis, jums atrodys, kad
stovite ne ant gulsčių grindų, o ant nuožulniosios plokš-
tumos, ant kurios sunkiai galite išlaikyti pusiausvyrą. Tai
pasidarys aišku, panagrinėjus, kokios jėgos čia veikia
mūsų kūną (35 pav.). Sukimosi veikimas stumia mūsų kū-
ną laukan, svoris traukia žemyn; abu judesiai, sudėti re-
miantis lygiagretainio taisykle, duoda atstojamąjį veiki-
60"
iną, kuris y r a p a s v i r ę s a p a č i o n . Juo greičiau su-
kasi platforma, juo didesnis atstojamasis judesys ir juo jis
mažiau nuožulnus.
Įsivaizduokite dabar, kad platformos kraštas yra lenk-
tas į viršų ir jūs stovite ant tos atlenktos, nuožulnios da-
lies (36 pav.). Jei platforma nejuda, jūs tokioje padėtyje
neišsilaikysite, o nuslysite arba net pargriūsite. Kitas rei-
kalas, jei platforma sukasi: tuomet ta nuožulnioji plokš-
tuma pasidarys jums, esant tam tikram greičiui, Iyg
gulsčia, nes jus veikiančių abiejų judesių atstojamasis irgi
yra nuožulnus, stačiu kampu palinkęs į atlenktą platformos
dalį i.
Jei besisukančiai platformai suteiksime tokį kreivumą,
kad, esant tam tikram greičiui, jos paviršius k i e k v i e -
n a m e t a š k e bus statmenas atstojamajai, tai žmogus
ant jos visuose taškuose jausis kaip gulsčioje plokštumoje.
Matematiniais skaičiavimais nustatyta, kad toks kreivas
paviršius yra ypatingo geometrinio kūno — p a r a b o l o i -
d o — paviršius. Jį galime gauti greitai sukdami apie sta-
čiąją ašį stiklinę, kuri ligi pusės pripilta vandens: tada
1 Ta proga pastebėkime, kad tai paaiškina, kodėl geležinkelio pa-
sisukimuose išorinis bėgis dedamas aukščiau už vidinį, o taip pat,
kodėl takas dviračių ir motociklų lenktynėms daromas palinkęs j vidų,
ir kodėl lenktynininkai-profesionalai įstengia važiuoti smarkiai pasvi-
rusiu apskritu taku.
36 pav. Žmogus tvirtai stovi ant pasvirusio besisukančios platformos krašto
61
greičiui, toks paviršius
37 pav. Jei šį boka'ą suksime pakankamai greitai, tai rutu-
liukas nenusiris į dugną
sunkiems kūnams sudaro lyg gulsčią plokštumą: bet kuria-
me jo taške padėtas rutuliukas nenurieda žemyn, o išsilaiko
tame lygyje (37 pav.).
Dabar bus lengva suprasti „užburtojo rutulio" konstruk-
ciją. Jo dugną (38 pav.) sudaro didelė besisukanti platfor-
ma, kuri yra paraboloido formos. Nors, veikiant po platforma
paslėptam mechanizmui, judėjimas vyksta labai sklandžiai,
vis dėlto platformoje esantiems žmonėms suktųsi galva, jei
aplinkiniai daiktai nejudėtų drauge su jais; kad žiūrovai ne-
galėtų pastebėti judėjimą, besisukanti platforma įtaisoma
viduje didelio neskaidriomis sienelėmis rutulio, kuris sukasi
tokiu pat greičiu, kaip ir pati platforma.
Taip įrengta ši karuselė, kuri vadinama „užburtąja"
arba „stebuklingąja" sfera. Ką gi juntate, būdami ant plat-
vanduo prie kraštų pakils, o centre nusileis, ir jo paviršius
įgaus paraboloido formą.
Jei vietoj vandens į stiklinę įpilsime ištirpyto vaško ir
suksime ją tol, kol vaškas atauš, tai sukietėjęs jo paviršius
duos mums tikslią para-
boloido formą. Esant
tam tikram sukimosi
38 pav. „Užburtasis rutulys" (piuvis)
62
formos sferos viduje? Kai ji sukasi, grindys po jūsų kojomis
atrodo gulsčios, vis tiek kuriame kreivosios platformos taš-
ke bebūtumėt, — prie ašies, kur grindys tikrai gulsčios, ar
prie krašto, kur jos palinkusios 45°. Akys aiškiai matytų
įlinkimą, o raumenų jutimai liudytų, kad po jūsų kojomis —
lygi vieta. Abiejų jutimų parodymai prieštarautų vienas ki-
tam pačiu ryškiuoju būdu. Jei pereisite nuo vieno platformos
krašto į kitą, tai jums pasirodys, kad visas milžiniškas rutu-
lys jūsų kūno svorio paveiktas muilo burbulo lengvumu
pakrypo į kitą šoną: juk bet kuriame taške jaučiatės kaip
gulsčioje plokštumoje. O kitų žmonių, kurie stovi platformoje
pasvirę, padėtis atrodys jums nepaprastai nuostabi: jums
tikrai pasirodys, kad žmonės kaip musės vaikščioja sieno-
mis (39 pav.).
Ant užburtojo rutulio grindų išpiltas vanduo išsilietų
lygiu sluoksniu jo kreivu paviršiumi. Žmonėms atrodytų,
kad vanduo stovi prieš juos pasvirusia siena.
Įprastinis svorio dėsnių supratimas lyg ir negalioja ta-
me iš tikrųjų užburtame rutulyje, ir mes persikeliame į pasa-
kišką stebuklų pasaulį . . .
63
Panašias jutimus patiria pasisukimuose dideliu greičiu
lekiąs lakūnas. Sakysim, jei lekia jis 200 km per valandą
greičiu 500 m spindulio kreive, tai žemė turi jam atrodyti1
pakilusi ir pasvirusi 16°.
Tokia besisukanti laboratorija buvo įrengta moksliniams
tyrinėjimams. Tai (40 pav.) cilindrinis 3 m skersmens kam-
barys, besisukantis lig 50 apsisukimų per sekundę greičiu.
Kambario grindys plokščios, tad sukimosi metu prie sienos
stovinčiam stebėtojui atrodo, lyg kambarys būtų atvirtęs
atgal, o jis pats pusiau atsigulęs ant pasvirusios sienos
<41 pav.).
Geriausia atspindinčio teleskopo veidrodžio forma — pa-
rabolinė, t. y. kaip tik ta forma, kurią savaime įgauna skys-
čio paviršius besisukančiame inde. Teleskopų konstruktoriai
įdeda daug kruopštaus darbo, norėdami padaryti tokios for-
1 Zr. „Įdomiąją mechaniką", V sk.
40 pav. Besisukanti labo-ratorija — tikroji padėtis
41 pav. Tariamoji tos pačios be-sisukančios laboratorijos
padėtis
Skystas teleskopas
64
mos veidrodį. Teleskopo veidrodžio šlifavimas trunka ištisus
metus. Žinomas fizikas, prof. Vudas, išvengė šio sunkumo,
įtaisęs s k y s t ą v e i d r o d į : plačiame inde sukdamas
gyvsidabrį, gavo idealų parabolinį paviršių, kurį galima
42 pav. Skystas teleskopo veidrodis
3 įdomioji fizika II kn. 65
pavartoti kaip veidrodį, nes gyvsidabris gerai atspindi švie-
sos spindulius. 42 pav.- vaizduoja tokiu būdu pagamintą
teleskopą. Matyti pavara, sukanti indą su gyvsidabriu, ir
Vudo veido atspindys. Tačiau šio teleskopo trūkumas yra
tas, kad mažiausias stumtelėjimas raukšlėja skysto veidro-
džio paviršių ir iškraipo atspindį, be to, gulsčias veidrodis
leidžia betarpiškai stebėti tiktai tuos šviesulius, kurie yra
zenite.
„Velnio kilpa"
Gal būt, jums yra žinomas svaiginamas dviratininkų
triukas, kartais atliekamas cirkuose: dviratininkas važiuo-
ja kilpa iš apačios viršun ir padaro pilną apskritimą, ne-
paisant to, kad viršutine apskritimo dalimi jam tenka v a-
ž i u o t i ž e m y n g a l v a . Arenoje įrengiamas medinis
kilpos pavidalo takelis su viena arba keliomis apvijomis,
kaip pavaizduota mūsų 43 pav. Artistas dviračiu leidžiasi
nuožulniąja kilpos dalimi, po to savo plieniniu žirgu grei-
tai užlekia į viršų apskritimine kilpos dalimi, padaro pilną
apsisukimą, važiuodamas žemyn galva, ir laimingai nusi-
leidžia žemėn.
Sis nutrūktgalviškas dviratininko triukas žiūrovams
atrodo kaip akrobatikos meno šedevras. Apstulbę žiūrovai
nustebę klausia save: kokia paslaptinga jėga išlaiko drą-
suolį žemyn galva? Nepasitikimai nusiteikusieji linkę įtar-
ti čia esant gudrią apgaulę, o tuo tarpu tame triuke nėra
nieko antgamtiško. Jis puikiausiai paaiškinamas mechani-
kos dėsniais. Tuo takeliu paleistas bilijardo rutulys nema-
žiau sėkmingai padarytų tą pati triuką. Mokyklų fizikos ka-
binetuose būna miniatūrinės „velnio kilpos", kuriose tą
kelią apibėga mažas rutuliukas. Didelio masto tokia mirties
kilpa su rutuliu buvo demonstruojama Leningrado CKPP
„Įdomiojo mokslo paviljone".
„Velnio kilpos" tvirtumui išbandyti imamas sunkus ru-
tulys, kurio svoris lygus artisto svoriui drauge su dviračiu.
66
as rutulys paleidžiamas kilpos takeliu, ir jei jis laimingai
apibėga jį, tai artistas ryžtasi padaryti kilpą pats.
Skaitytojas, žinoma, numano, kad keisto reiškinio prie-
žastis yra ta pati, kuri paaiškina visiems žinomą bandymą
43 pav. „Velnio kilpa". Apačioje kairėje — schema skaičiavimams
su besisukančiu kibiriuku (54 psl.). Tačiau triukas pavyks-
ta ne visada: reikia tiksliai apskaičiuoti aukštį, nuo kurio
dviratininkas turi pradėti savo kelionę: priešingai, triukas
baigsis katastrofa.
Matematika cirke
Aš žinau, kad „sausų" formulių eilės atbaido kai ku-
riuos fizikos mėgėjus. Tačiau, atsisakydami pažinti mate-
matinę reiškinių pusę, tokie matematikos priešai atima sau
malonumą iš anksto numatyti reiškinio eigą ir nustatyti
jo sąlygas. Pavyzdžiui, šiuo atveju, dvi-trys formulės padės
mums tiksliai nustatyti, kokiomis sąlygomis įmano-
ma atlikti tokį nuostabų triuką, kaip važiavimas „velnio
kilpa".
Pamėginsime paskaičiuoti.
67
Pažymėkime raidėmis tuos dydžius, su kuriais teks tu-
rėti reikalo skaičiuojant:
raide h pažymėkime a u k š t į , iš kurio dviratininkas
pradeda važiuoti;
raide χ pažymėkime tą aukščio h dalį, kuri yra pakilusi
viršum aukščiausio „kilpos" taško; iš 43 pav. matome, kad
x = h — AB;
raide r pažymėkime kilpos apskritimo spindulį;
raide m — bendrą artisto ir dviračio m a s ę ; jų svorį
tada bus galima išreikšti mg, kur:
raide g pažymėtas Ž e m ė s s v o r i o j ė g o s pa-
g r e i t i s ; jis, kaip žinome, lygus 9,8 m/sek 2;
raide v pažymėkime dviračio g r e i t į tuo momentu,
kai jis pasiekia patį viršutinį apskritimo tašką.
Visus šiuos dydžius galime surišti dviem lygtimis. Pir-
miausia, iš mechanikos žinome, kad greitis, kurį dviratis
įgauna tuo momentu, kai, riedėdamas nuožulniu taku, atsi-
duria taške C taško B lygyje (ši padėtis pavaizduota
43 pav. apačioje), yra lygus greičiui, kurį jis turi viršuti-
nėje kilpos dalyje, taške B. Pirmasis greitis išreiškiamas
formule v — V 2gx, arba v 2 = 2gx. Taigi, ir dviratinin-
ko greitis v taške B yra V t. y. v 2 = 2gx.
Toliau, kad dviratininkas, pasiekęs aukščiausią apskri-
timinio kelio tašką, nenukristų žemyn, reikia (žr. 55 psl.),
jog tuo metu gaunamas įcentrinis pagreitis būtų didesnis
už svorio pagreitį, t. y. reikia, kad
V t
— > £ , arba v 2>gr.
Bet jau žinome, kad v 2 = 2gx; taigi,
> gr, arba χ > .
1 Cia neatsižvelgiame į besisukančių dviračio ratlankių energiją;
šios aplinkybės įtaka skaičiavimo rezultatui nežymi (žr. mano knygą
„Ar jūs mokate fiziką?", § 47).
68
Tokiu būdu sužinojome, jog norint sėkmingai įvykdyti
šį nutrūktgalvišką triuką, reikia įtaisyti „velnio kilpą" taip,
kad nuožulnios kelio dalies viršūnė būtų iškilusi viršum
aukščiausio kilpos taško daugiau kaip Ч2 jos spindulio,
arba daugiau kaip 1U jos skersmens. Nuolydžio statumas,
kaip matote, neturi reikšmės, — reikia tik, kad taškas, iš
kurio dviratininkas pradeda leistis, būtų aukščiau kilpos
viršūnės daugiau kaip lJi jos skersmens. Šį apskaičiavimą
darant, nepaisoma trinties jėgos veikimo dviratyje: laikoma,
kad greičiai taške C ir taške B vienodi. Todėl negalima
labai pailginti kelią ir padaryti labai mažo nuo-
lydžio nusileidimą. Kai nusileidimo nuolydis labai mažas,
dviračio greitis, pasiekus tašką B, dėl trinties, bus mažes-
nis, kaip taške C. Jei, pavyzdžiui, kilpos skersmuo yra 16 m,
tai artistas turi pradėti leistis ne mažiau, kaip iš 20 metrų
aukščio. Nesilaikant šios sąlygos, — joks menas nepadės
jam apvažiuoti „velnio kilpą": nepasiekęs jos viršūtinės da-
lies, jis neišvengiamai nukris.
Reikia pastebėti, kad, darydamas šį triuką, dviratininkas
važiuoja be grandinės, palikdamas dviratį svorio veikimui;
nei pagreitinti, nei sulėtinti savo judėjimo jis negali, net ir
neprivalo. Visas jo menas — išsilaikyti medinio tako vidu-
ryje; padaręs mažiausią nukrypimą, artistas rizikuoja nuva-
žiuoti nuo tako ir būti nublokštas į šalį. Judėjimo greitis
apskritimu labai didelis: esant skersmeniui 16 m, dviratinin-
kas padaro apsisukimą per 3 sekundes. Tai atitinka 60 km
per valandą greitį. Valdyti dviratį važiuojant tokiu greičiu,
žinoma, sunku; bet to ir nereikia; drąsiai galima pasitikėti
mechanikos dėsniais. „Pats savaime dviratininko triukas, —
skaitome profesionalo sudarytoje brošiūroje, — esant teisin-
giems apskaičiavimams ir tvirtai aparato konstrukcijai, ne-
pavojingas. Triuko pavojingumą sudaro pats artistas. Jei
artisto ranka sudrebės, jei bus susijaudinęs, nustos savi-
tvardos, staiga jam pasidarys bloga, tai galima laukti
visko".
69
Tuo pačiu dėsniu pagrįsta visiems žinoma „mirties kil-
pa" ir kitos aukštojo pilotažo figūros. „Mirties kilpoje"
svarbiausią vaidmenį vaidina teisingas piloto „įsibėgėji-
mės" kreivąja ir sumanus variklio valdymas.
Svorio trūkumas
Kažkoks juokdarys kartą paskelbė, kad jis žinąs būdą
be apgaulės neprisverti pirkėjams. Paslaptis yra ta, kad
prekės būtų perkamos pusiaujo šalyse, o parduodamos —
arčiau ašigalių. Jau seniai žinoma, kad prie pusiaujo daiktai
sveria mažiau, negu prie ašigalių; 1 kg, perkeltas nuo pu-
siaujo į ašigalį, pasunkės 5 g. Tačiau, reikia vartoti ne pa-
prastas svarstykles, o spyruoklines, kurios pagamintos (gra-
duotos) pusiaujyje, kitaip jokios naudos nebus: prekės
pasunkės ir lygiai tiek pat pasunkės svarsčiai. Nupirkus to-
ną aukso kur nors Peru, o pardavus jį, sakysime, Islandijo-
je, tur būt, galima šį tą tokiu būdu uždirbti, — aišku,
jei būtų neapmokamas transportas.
Nemanau, kad tokia prekyba galėtų ką praturtinti, bet
iš esmės juokdarys teisus: svorio jėga tolstant nuo pusiaujo
tikrai didėja. Tai įvyksta todėl, kad kūnai pusiaujyje, Že-
mei sukantis, brėžia visų didžiausius apskritimus, o taip pat
ir todėl, kad Žemės rutulys ties pusiauju šiek tiek lyg iš-
pūstas.
Svarbiausia svorio trūkumo dalis priklauso nuo Žemės
sukimosi; prie pusiaujo jis sumažina kūno svorį '/29o dali-
mi, palyginus su to paties kūno svoriu ašigalyje.
Svorio skirtumas, kuris susidaro perkeliant kūnus iš
vienos geografinės platumos į kitą, lengviems kūnams ne-
žymus. Bet sunkiems daiktams jis gali būti gana žymaus
dydžio. Jūs ir neįtarėte, pavyzdžiui, kadį garvežys, kuris
Maskvoje sveria 60 t, atvykęs į Archangelską pasunkėja
60 kg, o į Odesą — tiek pat palengvėja. Iš Špicbergeno
salos kasmet išveža į pietuose nuo jos esančius uostus
70
300 000 t anglių. Jei šis kiekis būtų nugabentas į kurį nors
pusiaujo uostą ir priimant krovinys būtų persvertas iš
Špicbergeno atsivežtomis spyruoklinėmis svarstyklėmis,
tai ten būtų rastas 1 200 t trūkumas. Linijinis laivas, kuris
Archangelske svėrė 20 000 t, atplaukęs į pusiaujo vandenis
pasidaro 80 t lengvesnis; bet tai lieka nepastebima, nes
atitinkamai palengvėja ir visi kiti kūnai, neišskiriant, žino-
ma, ir vandens okeane
Jei Žemės rutulys suktųsi apie savo ašį greičiau, negu
dabar, — pavyzdžiui, jei para truktų ne 24 valandas, o 4
valandas, tai kūnų svorių skirtumas pusiaujyje ir ašiga-
liuose būtų pastebimas ryškiau. Esant keturių valandų pa-
rai, svarstis, kuris ašigalyje sveria 1 kg, pusiaujyje svertų
875 g. Kaip tik tokios maždaug svorio sąlygos yra Satur-
ne: arti tos planetos ašigalių visi kūnai yra 7б sunkesni
kaip pusiaujyje.
Kadangi įcentrinis pagreitis auga proporcingai greičio
kvadratui, tai nesunku išskaičiuoti, kokiu greičiu sukantis
Žemės pusiaujyje jis turės pasidaryti 290 kartų didesnis,
t. y. susilyginti su traukos jėga. Tai atsitiks, esant greičiui
17 kartų didesniam už dabartinį (17 X 17 = beveik 290).
Tuomet svorio jėga bus eikvojama tiktai tam, kad kūnai
būtų laikomi apskritame kelyje, kad jie negalėtų judėti už
jo ribų. Tokioje padėtyje kūnai nustos slėgę savo atramas.
Kitaip sakant, jei Zemė suktųsi 17 kartų greičiau, daiktai
pusiaujyje v i s a i n e t u r ė t ų s v o r i o ! Saturne tai
įvyktų, jei sukimosi greitis būtų 2 ½ karto didesnis už da-
bartinį.
1 Todėl laivas pusiaujo vandenyse yra pasinėręs tiek pat giliai,
kaip ir poliariniuose: nors laivas ir darosi lengvesnis, bet tiek pat
palengvėja ir jo išstumiamas vanduo.
K E T V I R T A S I S S K Y R I U S
VISUOTINĖ TRAUKA
Ar didelė traukos jėga?
Jei kiekvieną minutę nestebėtume kūnų kritimo, jis bū-
tų mums nuostabiausias reiškinys. Įprotis daro tai, kad
visus Žemės kūnus veikianti Žemės trauka atrodo mums
paprastas reiškinys. Bet, kai mums sako, kad kūnai
taip pat traukia ir v i e n a s k i t ą , mes nelinkę tuo
tikėti, nes kasdieniniame gyvenime nieko panašaus ne-
pastebime.
Kodėl iš tikrųjų visuotinės traukos dėsnis nepasireiškia
nuolatos aplink mus normaliose sąlygose? Kodėl nepaste-
bime, kad vienas kitą trauktų stalai, arbūzai, žmonės? To-
dėl, kad nedideliems kūnams traukos jėga nepaprastai ma-
ža. Pateiksiu akivaizdų pavyzdį. Du žmonės, stovį per du
metrus nuo vienas kito, traukia vienas antrą, bet tos traukos
jėga nežymi: vidutinio svorio žmonėms — mažiau kaip Vioo
miligramo. Tai reiškia, kad du žmonės traukia vienas kitą
tokia pat jėga, kokia vienos 100 000-tinės gramo dalies
svarstis slegia svarstyklių lėkštę; tiktai nepaprastai jaut-
rios mokslo laboratorijų svarstyklės parodo tokį menką
krovinėlį! Tokia jėga, aišku, neįstengia pajudinti mus iš
72"
vietos, — tą trukdo mūsų padų trintis j grindis. Išjudinti
mus, pavyzdžiui, ant medinių grindų (padų trinties j grin-
dis jėga lygi 30% kūno svorio), reikia pavartoti ne mažiau
kaip 20 kg jėgą. Net juokinga šią jėgą lyginti su nežymia
-vienos šimtosios mg traukos jėga. Miligramas — tūkstan-
toji gramo dalis; gramas — tūkstantoji kilogramo dalis;
vadinas, 0,01 mg sudaro pusę v i e n o s m i l i j a r d i n ė s
dalies tos jėgos, kurios reikia mus iš vietos pajudinti.
Argi nuostabu, kad normaliomis sąlygomis nepastebime
jokių Žemės kūnų tarpusavio traukos žymių?
Kitas reikalas jei nebūtų trinties; tada net silpnai trau-
kai niekas netrukdytų suartinti kūnus. Tačiau, esant
0,01 mg jėgai, to žmonių suartėjimo g r e i t i s turėtų
būti visiškai nežymus. Galima išskaičiuoti, kad nesant
trinties du žmonės, esantieji 2 m atstu vienas nuo antro,
pirmosios valandos būvyje priartėtų vienas prie kito 3 cm\
sekančios valandos būvyje jie priartėtų dar 9 cm; trečios
valandos būvyje — dar 15 cm. Judesys vis greitėtų, bet
abu žmonės susiglaustų ne anksčiau, kaip per penkias
valandas.
Žemės kūnų trauką galima pastebėti tais atvejais, kail
trinties jėga negali sudaryti kliūties, t. y. pusiausvyrosj
atvejais. Ant siūlo pakabintą krovinį veikia Žemės traukos
jėga, ir todėl siūlas kabo vertikalia kryptimi; bet jei šalia
krovinid'yra koks nors masyvus kūnas, kuris krovinį trau-
kia į save, tai siūlas truputį nukrypsta nuo vertikalios padė-
ties ir eina Žemės traukos jėgos ir, palyginti labai silpnos,
kito kūno traukos atstojamosios kryptimi. Toks svambalo
nukrypimas šalia didelio kalno pirmą kartą buvo stebėtas
1775 metais; svambalo kryptis buvo lyginama su žvaigždėto
dangaus poliaus kryptimi dviejose to paties kalno pusėse.
Vėliau tobulesni Žemės kūnų traukos bandymai specialios
konstrukcijos svarstyklėmis leido tiksliai išmatuoti traukos
jėgą.
73
Nedidelių masių tarpusavio traukos jėga nežymi. Ma-
sėms didėjant, j i auga proporcingai jų sandaugai. Bet čia
daugelis yra linkę pervertinti tą jėgą. Vienas mokslininkas,
tiesa, ne fizikas, o zoologas, bandė mane įtikinti, kad tar-
pusavio trauka, kuri dažnai pastebima tarp laivų jūroje,
yra sukeliama visuotinės traukos jėgos! Nesunku skaičia-
vimais parodyti, kad trauka čia nekalta: du linijiniai laivai,
44 pav. Saulės trauka iškreipia Žemės E taką. Iš inercijos Žemės rutulys stengiasi
nulėkti liečiamosios ER kryptimi
po 25 000 t kiekvienas, 100 m atstume traukia vienas antrą
viso 400 g jėga. Aišku, tokios jėgos nepakanka nors trupu-
tį pajudinti laivus vandenyje. Tikrąją paslaptingos laivų
traukos priežastį vėliau išaiškinsime, skysčių savybių sky-
riuje.
Mažoms masėms nežymi traukos jėga darosi labai jun-
tama, turint reikalo su didžiulėmis dangaus kūnų masė-
mis. Pavyzdžiui, netgi Neptūnas, nepaprastai tolima nuo
mūsų planeta, lėtai skriejanti beveik pačiame Saulės siste-
mos pakraštyje, siunčia mums savo „sveikinimą", trauk-
damas Zemę 18 milijonų tonų jėga! Nepaisant neįsivaiz-
duojamai didelio atstumo, skiriančio mus nuo Saulės, Ze-
mė išsilaiko savo orbitoje vien tik traukos jėgos veikiama.
Jei Saulės traukos jėga dėl kurios nors priežasties išnyktų,
Zemė nulėktų savo orbitos liečiamosios kryptimi ir amžinai
nugrimztų į begalines pasaulio erdvės gelmes.
74
Plieninis lynas nuo Žemės ligi Saulės
Įsivaizduokite, kad galinga Saulės trauka dėl kurios
nors priežasties iš tikrųjų išnyko ir Zemei skirtas liūdnas
likimas — visiems laikams nutolti j šaltas ir tamsias Vi-
satos dykumas. Bandykite įsivaizduoti, — čia būtinai rei-
kalinga fantazija, — kad inžinieriai nutarė, taip sakant,
pakeisti nematomas traukos grandines materialiais ryšiais,
t. y. tiesiog sugalvojo sujungti Zemę su Saule stipriais
plieniniais lynais, kurie turi išlaikyti Žemės rutulį apskriti-
miniame kelyje, kuriuo jis bėga aplink Saulę. Kas gali
būti tvirtesnis už plieną, galintį išlaikyti 100 kg įtampą
kiekvienam kvadratiniam milimetrui? Įsivaizduokite galin-
gą plieninę koloną, kurios skersmuo lygus 5 km. Jos piūvio
plotas, apvaliai imant, lygus 20 000 000 kv. m; taigi tokia
kolona nutrūksta tiktai nuo 2 000 000 000 000 tonų jėgos.
Dabar įsivaizduokime, kad ta kolona tęsiasi nuo Žemės
lig pačios Saulės, jungdama abu šviesulius. Ar žinote,
kiek tokių galingų kolonų reikėtų Zemei išlaikyti jos orbi-
toje? Du milijonai! Kad aiškiau įsivaizduotumėte tą plie-
ninių kolonų mišką, tankiai dengiantį visus žemynus ir
vandenynus, pridursiu, kad, tolygiai paskirsčius jas po visą
j Saulę atgręžtą Žemės rutulio pusę, protarpiai tarp greti-
mų kolonų būtų nedaug platesni už pačias kolonas. Įsivaiz-
duokite jėgą, reikalingą šiam milžiniškam plieninių kolonų
miškui nutraukti, ir turėsite supratimą apie nematomos
tarpusavio Žemės ir Saulės traukos jėgos galingumą.
Ir visa ši milžiniška jėga pasireiškia tik tuo, kad, iš-
kreipdama Žemės judėjimo taką, kiekvieną sekundę verčia
Zemę krypti nuo liečiamosios 3 mm; dėl to mūsų planetos
takas ir darosi uždaras, elipsinis. Ar nekeista: tam, kad
pritrauktų Zemę kiekvieną sekundę 3 mm, t. y. per šios
eilutės aukštį, — reikalinga tokia milžiniška jėga! Tai tik
parodo, kokia didelė Žemės rutulio m a s ė , jei net tokia
milžiniška jėga gali sukelti tik labai nežymų jos pasislin-
kimą.
75
Ar galima pasislėpti nuo traukos jėgos?
Ką tik fantazavome, kas būtų, jei savitarpio trauka tarp
Saulės ir Žemės išnyktų: 2emė, atsipalaidavusi nuo nema-
tomų traukos grandinių, nulėktų į begalinę Visatos erdvę.
Dabar pafantazuokime kita tema: kas atsitiktų su visais
Žemės daiktais, jei nebūtų svorio? Niekas jų nerištų prie
mūsų planetos, ir nuo mažiausio postūmio jie nulėktų to-
lyn j tarpplanetinę erdvę. Netektų laukti ir postūmio: be-
sisukdama mūsų planeta išmėtytų į erdvę visa, kas netvir-
tai surišta su jos paviršiumi.
Rašytojas Uelsas pasinaudojo tokia idėja, aprašydamas
romane fantastinę kelionę į Mėnulį. Tame kūrinyje („Pir-
mieji žmonės Mėnulyje") sąmojingas romanistas nurodo
labai originalų būdą keliauti iš planetos į planetą. Būtent,
šio romano herojus mokslininkas Kevoras išrado ypatingą
junginį, kuris pasižymėjo nuostabiu savumu — nepraleis-
davo traukos jėgos. Kūnas, po kuriuo bus padėtas tokio
junginio sluoksnis, atsipalaiduos nuo Žemės traukos ir
bus veikiamas tiktai likusių kūnų traukos. Tą fantastinę
medžiagą Uelsas pavadino „kevoritu" — jo pramanyto
išradėjo Kevoro vardu.
„Žinome, — rašo romanistas, — kad visuotinę trauką, tai
yra svorio jėgą, praleidžia visi kūnai. Jūs galite pastatyti
kliūtį, kuri neleidžia šviesos spinduliams pasiekti kuriuos
nors daiktus; metalinėmis plokštelėmis galite daiktus ap-
saugoti nuo elektrinių radiotelegrafo bangų, — bet jokio-
mis pertvaromis negalite apsaugoti kūnų nuo Saulės trau-
kos veikimo arba nuo Žemės svorio jėgos. Kodėl, tiesą
sakant, gamtoje nėra kliūčių traukai, — sunku pasakyti. Ta-
čiau Kevoras nematė priežasčių, kodėl negalėtų būti tokios
traukai nepralaidžios medžiagos; jis manė sugebėsiąs dirb-
tinai pagaminti traukai nepralaidžią medžiagą.
76
„Kiekvienas, kuris turi bent krislelį vaizduotės, leng-
vai įsivaizduos, kokias nepaprastas galimybes atskleidžia
mums tokia medžiaga. Jei, pavyzdžiui, reikia pakelti krovi-
nį, tai koks didelis krovinys bebūtų, pakanka patiesti po
juo tos medžiagos lapą — ir krovinį bus galima pakelti
net šiaudeliu".
Turėdami tokią nuostabią medžiagą, romano herojai
įrengia dangaus laivą, kuriuo atlieka drąsų skridimą į Mė-
nulį. Prietaiso įrengimas labai nesudėtingas: jame nėra
jokio varomojo mechanizmo, nes jis juda veikiamas šviesu-
lių traukos.
Stai to fantastinio prietaiso aprašymas:
„Įsivaizduokite rutulio formos prietaisą, pakankamai
erdvų dviem žmonėms su savo kroviniais įtalpinti. Prietai-
sas turės du apvalkalus — vidinį ir išorinį; vidinis — storo
stiklo, išorinis — plieninis. Galima pasiimti su savim su-
spausto oro, koncentruoto maisto atsargą, vandeniui desti-
liuoti aparatus ir pan. Plieninis rutulys iš oro pusės visas
dengtas „kevorito" sluoksniu. Vidinis stiklo apvalkalas iš-
tisinis, išskyrus angą; o plieninis sudarytas iš atskirų dalių
ir kiekvieną tokią dalį galima sutraukti kaip užuolaidą. Tai
lengva įrengti, panaudojant specialias spyruokles; užuolai-
das galima nuleisti ir sutraukti elektros srove, einančia pla-
tinos laidais stiklo apvalkale. Bet tai jau technikinės smulk-
menos. Svarbiausia tai, kad išorinis prietaiso apvalkalas
visas sudėtas lyg iš langų ir „kevoritinių" užuolaidų. Kai
visos užuolaidos aklinai nuleistos, į rutulio vidų negali
prasiskverbti nei šviesa, nei, apskritai, bet kokia spindu-
liuojamosios energijos rūšis, nei visuotinės traukos jėga.
Bet įsivaizduokite, kad viena užuolaida pakelta, — tada bet
kuris masyvus kūnas, atsitiktinai esąs tolumoje ties tuo lan-
gu, pritrauks mus prie savęs. Praktiškai, būdami traukia-
mi čia vieno, čia kito dangaus kūno, įstengsime keliauti vi-
satos erdvėje ta kryptimi, kuria tik panorėsime".
77
Kaip išskrido į Mėnulį Uelso herojai
Romanistas įdomiai aprašė patį tarpplanetinio vagono
kelionėn išvykimo momentą. Plonas „kevorito" sluoksnis,
dengiąs išorinį prietaiso paviršių, daro jį lyg visiškai be-
svorį. Suprantate, kad besvoris kūnas negali ramiai gulėti
oro okeano dugne; su juo turi įvykti tas pats, kas atsitiktų
ežero dugnan paskandintam kamščiui: kamštis greit iš-
plauktų į vandens paviršių. Lygiai taip pat besvoris prietai-
sas, — be to dar stumiamas 2emės rutulio sukimosi inerci-
jos, — turi staiga išlėkti viršun ir, pasiekęs kraštutinę at-
mosferos ribą, laisvai tęsti savo kelią pasaulio erdvėje.
Romano herojai taip ir išskrido. Atsidūrę pasaulio erdvėje,
jie, atidarydami vienas užuolaidas ir uždarydami kitas, leis-
dami čia Saulės, čia Žemės, čia Mėnulio traukai veikti prie-
taiso vidų, pasiekė mūsų palydovo paviršių. Vėliau vienas
keleivių tame pačiame prietaise grįžo į Zemę.
Nenagrinėsime čia Uelso idėjos iš esmės, — tai mano
padaryta kitoje vietoje1, kur išaiškinau jos nepagrįstumą.
Akimirksnį patikėsime sąmojingajam romanistui ir pase-
kime paskui jo herojus Mėnulyje.
Pusvalandis Mėnulyje
Pažiūrėkime, kaip jautėsi Uelso apysakos herojai, atsi-
dūrę pasaulyje, kur svorio jėga silpnesnė negu Žemėje.
Štai tie įdomieji romano „Pirmieji žmonės Mėnulyje"
puslapiai2. Pasakojimas parašytas vieno, ką tik Mėnulin
atvykusio, Žemės gyventojo vardu.
„Aš pradėjau išsukinėti prietaiso dangtį. Atsiklaupęs ant
kelių iškišau galvą pro angą: apačioje, trijų pėdų atstume
nuo mano galvos, gulėjo nepaliestas Mėnulio sniegas.
' „Tarpplanetinės kelionės". 1 2 Ištrauka čia duota su neesminiais praleidimais.
78
Susisupęs j apklotą, Kevoras atsisėdo ant angos krašto
ir ėmė atsargiai leisti kojas žemyn. Nuleidęs jas ligi pusės
pėdos aukščio nuo dirvos, jis, akimirką paabejojęs, nušliau-
žė žemyn ant Mėnulio dirvos.
Stebėjau j į pro stiklinį rutulio apvalkalą. Paėjęs keletą
žingsnių, jis minutėlę pastovėjo dairydamasis aplinkui, pas-
kui pasiryžo ir — šoko į priekį.
Stiklas iškraipė jo judesius, bet man atrodė, kad tai iš
tikrųjų buvo perdaug didelis šuolis. Kevoras iš karto atsi-
dūrė už 6—10 metrų nuo manęs. Stovėdamas ant uolos, jis
darė man kažkokius ženklus; gali būti, kad jis ir rėkė, —
tačiau, garsai nepasiekė manęs. . . Bet kaip jis padarė tokį
šuolį?
Nustebęs išlindau pro angą ir taipogi nusileidau žemyn,
atsidūręs ant sniego duobės krašto. Padaręs žingsnį pir-
myn, pašokau.
Pajutau, kad lekiu, ir greit atsidūriau prie uolos, ant
kurios stovėjo manęs laukęs Kevoras; stvėręs ją, pakibau
nepaprastai nustebęs.
Kevoras pasilenkęs rėkė man spiegiamu balsu, kad bū-
čiau atsargesnis.
Aš ir užmiršau, kad Mėnulyje svorio įtampa šešis kar-
tus silpnesnė negu Žemėje. Tikrovė pati priminė man tai.
Atsargiai, tramdydamas savo judesius, pakilau nuo
uolos viršūnės ir, žengdamas lyg sergąs reumatizmu, atsi-
stojau saulėje šalia Kevoro. Mūsų prietaisas gulėjo ant
tirpstančio sniego pusnies, už trisdešimties pėdų nuo mūsų.
— Pažvelkite, — tariau, kreipdamasis į Kevorą.
Bet Kevoras dingo.
Vieną akimirksnį stovėjau, nustebintas šio netikėtumo,
paskui, norėdamas pažvelgti už uolos krašto, skubiai žen-
giau pirmyn, visiškai užmiršęs, kad esu Mėnulyje. Mano pa-
darytos pastangos būtų pastūmėjusios mane vienu metru,
jei būčiau buvęs Žemėje; o Mėnulyje jos pastūmė mane per
6 metrus, ir atsidūriau per 5 metrus už uolos krašto.
79
Patyriau tokį lėkimo erdve jausmą, kokį tenka išgyventi
sapne, kai sapnuoji, jog krinti į bedugnę. Žemėje žmogus
krisdamas per pirmą sekundę nusileidžia 5 metrus, o Mėnu-
lyje krisdamas per pirmą sekundę nusileidžia 80 centimetrų.
Stai kodėl švelniai nusileidau apačion, kokių devynių metrų
gilumon. Kritimas pasirodė man labai ilgas; jis truko apie
tris sekundes. Nuplaukiau oru ir nusileidau švelniai kaip
pūkelis, ligi kelių įklimpęs į sniego pusnį uoloto slėnio
dugne.
— Kevorai! — sušukau, dairydamasis aplinkui. Bet nie-
kur nebuvo net jo pėdsakų.
— Kevorai! — šūktelėjau garsiau.
Ir staiga pamačiau jį: jis juokėsi ir rodė man ženklus,
stovėdamas ant plikos uolos apie dvidešimt metrų nuo ma-
nęs. Negalėjau girdėti žodžių, bet supratau jo gestų prasmę;
j is kvietė mane šokti pas jį.
Aš abejojau: atstumas atrodė man per didelis. Bet vei-
kiai supratau, jei Kevoras padarė tokį šuolį, tai, tur būt, pa-
vyks toks šuolis ir man.
Atsitraukęs žingsnį atgal, šokau visomis jėgomis. Kaip
strėlė išlėkiau į orą ir, atrodė, niekuomet nenusileisiu že-
myn. Tai buvo fantastiškas skridimas — baisingas, kaip
sapne, bet tuo pačiu metu žaviai malonus.
Šuolis, pasirodo, buvo per stiprus: pralėkiau viršum Ke-
voro galvos".
Šaudymas Mėnulyje
Tolesnis epizodas, mūsų paimtas iš žymaus tarybinio iš-
radėjo K- E. Ciolkovskio apysakos „Mėnulyje", padės mums
išsiaiškinti judėjimo sąlygas, veikiant svorio jėgai. Žemėje
atmosfera, trukdydama kūnams laisvai judėti, uždengia nuo
mūsų paprastus kritimo dėsnius, sukomplikuodama juos
papildomomis sąlygomis. Mėnulyje oro visai nėra. Mėnulis
sudarytų puikiausią laboratoriją kūnų kritimui tirti, jei ga-
lėtume jame atsidurti ir ten daryti mokslinius tyrinėjimus.
Eidami prie apysakos epizodo, paaiškinsime, kad abu to-
liau duodamos ištraukos veikėjai yra Mėnulyje ir nori ištirti
ten, kaip judės išlėkusios iš šautuvo kulkos.
„— Bet ar veiks čia parakas?
— Sprogstamosios medžiagos tuštumoje turi pasireikšti
dar didesne jėga, negu ore, nes pastarasis tiktai trukdo joms
skėstis; o deguonies joms netrūksta, nes visą reikiamą kiekį
jos turi savyje.
— Nustatykime šautuvą stačiai, kad po sprogimo suras-
tume kulką netoliese...
Ugnis, silpnas garsas lengvas dirvos drebėjimas.
— Kur gi šovinio kamštis? Jis turi būti čia netoliese.
— Kamštis nulėkė drauge su kulka ir vargu ar nuo jos
atsiliks, nes tik atmosfera trukdo jam Žemėje lėkti drauge
su švinu; o čia pūkas krinta ir lekia į viršų taip pat smar-
kiai kaip ir akmuo. Paimk iš pagalvio kyšantį pūkelį, o aš
paimsiu ketaus rutuliuką. Tu gali mėtyti savo pūkelį ir pa-
taikyti juo net į tolimą taikinį lygiai taip pat patogiai, kaip
aš rutuliuku. Aš galiu nedidelio svorio rutuliuką numesti
apie 400 metrų; tu gali tiek pat toli numesti savo pūkelį;
tiesa, nieko juo neužmuši ir mesdamas netgi nepajusi, kad
ką nors meti. Švieskime metamuosius savo sviedinius viso-
mis jėgomis, — kurios mūsų nelabai skirtingos, — į vieną
taikinį: štai į tą raudoną grani tą . . .
Pūkelis, lyg smarkaus viesulo stumiamas, truputį pra-
lenkė ketaus rutuliuką.
— Bet kas gi čia? Nuo šūvio momento praėjo trys mi-
nutės, o kulkos nėra!
— Palauk dar dvi minutes, ir ji tikriausiai sugrįš.
Iš tikrųjų, nurodytu laiku pajutome mažą dirvos sukrė-
timą ir pamatėme netoliese šokinėjantį šovinio kamštį.
— Kaip ilgai lėkė kulka! \ kokį aukštį j i turėjo pakilti?
1 Garsas, einąs dirva ir žmonių kūnais, o ne oru, kurio Mėnulyje
nėra.
6 įdomioji fizika II kn. 81
— Apie septyniasdešimt kilometrų. Tą aukštį pasiekti
padeda mažas svoris ir oro pasipriešinimo nebuvimas".
Patikrinkime. Jei tarsime, kad kulkos greitis jos išlėki-
mo iš· šautuvo vamzdžio momentu lygus — imame kuklų
skaičių — 500 m per sekundę (šių laikų šautuvams jis yra
apie pusantro karto didesnis), tai pakilimo aukštis Žemėje,
n e s a n t a t m o s f e r o s , būtų:
t. y. km. O Mėnulyje, kur svorio įtampa 6 kartus silp-
nesnė, vietoj g reikia paimti 10/б'> kulkos pasiekiamas aukš-
tis turi būti lygus:
Bedugniame šulinyje
Apie tai, kas darosi mūsų planetos gelmėse, tuo tarpu
labai maža težinoma. Vieni mano, kad po šimto kilometrų
storumo kieta pluta jau yra ugninė skysta masė; kiti visą
Žemės rutulį laiko sukietėjusiu lig pat centro. Išspręsti šį
klausimą sunku; juk pačios giliausios kasyklos pasiekia ne
daugiau kaip 2'/г km, o Žemės rutulio spindulys lygus
6 400 km. Jei būtų įmanoma kiaurai pro mūsų planetą pra-
gręžti šulinį, kuris eitų Žemės rutulio skersmeniu, — tada
šie klausimai, aišku, būtų išspręsti. Dabartinė technika dar
labai toli nuo tokių projektų įgyvendinimo galimumo, nors
visos Žemės plutoje pragręžti gręžiniai, drauge paimti, su-
darytų ilgį, didesnį už mūsų planetos skersmenį.
Apie tunelio iškasimą kiaurai per Žemės rutulį XVI I I
šimtmetyje svajojo matematikas Mopertiuji ir filosofas Vol-
teras. Prie šio projekto — tiesa, kito, žymiai kuklesnio mas-
to — grįžo prancūzų astronomas Flamarijonas; čia patei-
kiame antraštinį paveikslėlį jo straipsnio, skirto šiai temai
(45 pav.).
82
45 pav. Pragręžus Žemės rutulį išilgai diametro...
Nieko panašaus, žinoma, tuo tafpu nėra padaryta; bet
pasinaudokime įsivaizduojamu bedugniu šuliniu, vienam
įdomiam uždaviniui panagrinėti. Kaip manote, kas jums at-
sitiktų, jei įkristumėte į tokį bedugnį šulinį (apie oro pasi-
priešinimą laikinai užmirš-
kime)? Sudužti dugne ne-
galite, — dugno čia nė-
ra, — bet kur jūs sustosite?
Žemės centre? Ne.
Kai pasieksite centrą,
jūsų kūnas turės tokį mil-
žinišką greitį (apie 8 km
per sek.), kad apie sustoji-
mą tame taške negali bū-
ti nė kalbos. Lėksite toliau ir krisite, palaipsniui
lėtindami judesį, kol pasieksite priešingo šulinio galo kraš-
tą. Cia jums reikės tvirčiau įsikibti į kraštus, priešingu at-
veju vėl krisite per visą šulinį lig kito galo. Jei ir čia jums
nepavyks už ko nors nusitverti, vėl nulėksite į šulinį ir taip
svyruosite be galo. Mechanika moko, kad tokiose sąlygose
(jei tik, kartoju, nekreipsime dėmesio į oro pasipriešinimą
šulinyje) kūnas turi svyruoti ten ir atgal nesustodamas
Kiek ilgai truktų toks vienas svyravimas? Pasirodo, kad
visa kelionė ten ir atgal užtruktų 84 minutes ir 24 sekundes,
t. y., apvaliai imant, pusantros valandos.
„Taip būtų, — tęsia Flamarijonas, — jei šulinys būtų
iškastas išilgai ašies nuo ašigalio iki ašigalio. Bet pakanka
išeities tašką perkelti į kurį nors kitą plotį — į Europos, Azi-
jos ar Afrikos žemyną ir teks atsižvelgti į Žemės sukimosi
įtaką. Yra žinoma, kad kiekvienas Žemės paviršiaus taškas
pusiaujyje nulekia 465 m per sekundę, o Paryžiaus platumo-
je — 300 m. Kadangi linijinis greitis tolstant nuo sukimosi
ašies d i d ė j a , tai, pavyzdžiui, švino rutuliukas, įmestas j
1 Esant oro pasipriešinimui, svyravimai palaipsniui mažės, ir vis-
kas baigsis tuo, kad žmogus apsistos Žemės centre.
83
šulinį, krinta ne stačiai, o truputį nukrypsta į rytus. Iškasus
bedugnį šulinį pusiaujyje, jo plotis turi būti gana žymus,
arba jis turi būti smarkiai nu-
krypęs, nes kūnas, krintąs nuo
Žemės paviršiaus, pralėktų to-
li į rytus nuo jos centro.
„Jei pradinė šulinio anga
būtų viename Pietų Amerikos
plokštikalnių, sakysim, dviejų
kilometrų aukštyje, o galinė
tunelio anga būtų vandenyno
lygyje, tai žmogus, kuris per
neatsargumą įgriūtų pro Ame-
rikos angą, pasiektų priešingą
angą tokiu greičiu, jog išlėk-
tų iš jos dar du kilometrus į
viršų.
„O jei abu šulinio galai
būtų vandenyno lygyje, tai le-
kiančiam žmogui būtų galima
paduoti ranką jo pasirodymo
angoje momentu, kai lėkimo
greitis lygus nuliui. Anksty-
vesniuoju atveju, priešingai,
reikėtų iš atsargumo pasi-
traukti nuo perdaug smarkaus
keleivio".
46 pav. [kritęs į iškastą per Že-mės rutulio centrą šulinį, kūnas nesustodamas svyruos nuo vie-no šulinio galo iki kito, atlikda-mas kiekvieną pilną svyravimą
per 1 valandą 24 minutes
Pasakiškas kelias
Prieš trisdešimt metų Leningrade pasirodė brošiūra su
keista antrašte: „Savaeigis požeminis geležinkelis tarp
S.-Peterburgo ir Maskvos. Fantastinis, tuo tarpu trijų skirs-
nių ir tai neužbaigtų, romanas". Tos brošiūros autorius
84
Α. Α. Rodnych pateikia sąmojingą projektą, su kuriuo įdo-
mu susipažinti fizikos paradoksų mėgėjui.
Projektą sudaro „ne daugiau ir ne mažiau, kaip prave-
dimas 600 kilometrų ilgio tunelio, kuris turi jungti abi mūsų
sostines visiškai tiesia požemine linija. Tokiu būdu žmonija
pirmą kartą turėtų galimumą atlikti kelionę tiesiąja, o ne
vaikščioti kreivais keliais, kaip tai būdavo iki šiol". (Auto-
rius nori pasakyti, kad visi mūsų keliai dėl Žemės pavir-
šiaus kreivumo, eina lankais, tuo tarpu projektuojamasis
tunelis eis tiesia linija — styga.)
Toks tunelis, jei būtų įmanoma jį iškasti, turėtų nuosta-
bų savumą, kokio neturi nė vienas kelias pasaulyje. Būtent
tą, kad bet koks vežimas tokiu tuneliu t u r i j u d ė t i sa-
v a i m e . Atsiminkite mūsų požeminį šulinį, pragręžtą per
Žemės rutulį. Leningrado-Maskvos tunelis — tas pats šu-^
linys, tiktai pragręžtas ne pagal skersmenį, o pagal stygą.
Tiesa, pažvelgus į 47 pav., gali atrodyti, kad tunelis iškastas
gulsčiai ir kad todėl traukiniui nėra pagrindo juo riedėti,
veikiant vien tik svoriui. Bet tai tik regėjimo apgaulė: min-
tyse išveskite spindulius į tunelio galus (spindulio kryptis
yra vertikalioji kryptis); tada suprasite, kad tunelis prakas-
tas ne stačiu kampu į vertikaliąją liniją, t. y. ne gulsčiai,
o pražulniai.
Tokiame nuožulniame šulinyje kiekvienas kūnas, svorio
jėgos veikiamas, turi švytuoti pirmyn ir atgal, visą laiką
spaudžiamas prie dugno. Tunelyje įrengus bėgius, geležin-
kelio vagonas pats riedės jais: svoris atstos garvežio trau-
ką. Pradžioje traukinys judės labai lėtai. Kiekvieną sekundę
savaeigio traukinio greitis didės; veikiai jis pasieks neįsi-
vaizduojamą dydį, ir oras tunelyje jau pastebimai trukdys
jo judėjimą. Bet laikinai užmirškime tą apmaudžią kliūtį,
trukdančią daugelio žavingų projektų įvykdymą, ir paseki-
me traukinį toliau. Atlėkęs į tunelio vidurį, traukinys turės
tokį didelį greitį, — daug kartų didesnį už patrankos svie-
dinio greitį! — kad įsibėgėjęs beveik nuriedės iki priešingo
85
tunelio galo. Jei ne trintis, nebūtų ir to „beveik": traukinys
be garvežio pats nuvažiuotų iš Leningrado į Maskvą. Va-
žiavimas j vieną galą, kaip rodo apskaičiavimai, truktų tiek
pat, kiek ir kūno kritimas išilgai skersmens iškastu tuneliu:
47 pav. Prakastu tuneliu tarp Leningrado ir Maskvos traukiniai važinėtų ten ir atgal be garvežių,
savuoju svoriu
42 min. 12 sek. Keistu būdu tas laikas nepriklauso nuo tune-
lio ilgio; kelionės tuneliu Maskva—Leningradas, Maskva—
Vladivostokas arba Maskva—Melburnas truktų tą patį
laiką
Tas pats reiškinys pasikartotų ir kitą kurį vežimą pa-
ėmus: dreziną, karietą, automobilį ir 1.1. Iš tiesų pasakiškas
kelias, kuris, pats nejudėdamas, varo savimi bet kuriuos
vežimus nuo vieno galo ligi kito neįsivaizduojamu greičiu!
(Tie, kurie domisi matematine šio klausimo puse, gali
rasti išsamų jo nagrinėjimą mano straipsnyje, išspausdin-
tame žurnale: „Matematika i fizika v škole", 1936, Nr. 3,
106—107 psl.)
Kaip kasami tuneliai?
Pažvelkite į 48 pav., kuriame atvaizduoti trys tunelių
tiesimo būdai, ir pasakykite, kuris jų prakastas gulsčiai?
Ne viršutinis ir ne apatinis, o vidurinis, einąs lanku, ku-
ris visuose taškuose sudaro stačius kampus su vertikalių
linijų kryptimis (arba su Žemės spinduliais). Tai ir yra
1 Galima įrodyti dar ir kitą nemažiau įdomią su bedugniu šuliniu
susijusią aplinkybę: svyravimo periodas priklauso ne nuo planetos
d y d ž i o , o tiktai nuo jos t a n k i o .
gulsčiasis tunelis, — jo išlenkimas visiškai atitinka Žemės
paviršiaus kreivumą.
Dideli tuneliai paprastai kasami taip, kaip parodyta
48 pav. viršuje: tiesiomis linijomis, kurios yra Žemės pavir-
šiaus lietėjos kraštutiniuose tunelio taškuose. Toks tunelis
pradžioje eina truput} a u k š•·
t y n, paskui ž e m y n . Jis tuo
patogus, kad jame vanduo ne-
silaiko, o pats nuteka j kraštus.
Jei tunelis būtų kasamas
griežtai gulsčiai, tai ilgas tu-
nelis būtų lanko formos. Vanduo
nebūtų linkęs iš jo tekėti, nes
kiekviename jo taške būtų pu-
siausvyroje. Kai tokio tunelio
ilgis didesnis už 15 km (pavyz-
džiui, Simplono tunelis yra
20 km ilgio), tai, stovėdami vie-
noje jo angoje, negalime matyti antrosios angos: regė-
jimo spindulys atsiremia į lubas, nes vidurinis tokio tune-
lio taškas daugiau kaip 4 m iškyla viršum jo galinių
taškų.
Pagaliau, tunelis, iškastas tiesiąja linija, jungiančia
kraštutinius taškus, abiejuose galuose bus truputį palinkęs
a p a č i o n į vidurį. Vanduo ne tik neišbėgs iš jo, bet, prie-
šingai, susirinks vidurinėje pačioje žemiausioje jo dalyje.
Bet užtat, stovint viename tokio tunelio gale, bus galima
matyti antrąjį. Pateikiamieji paveikslėliai pąaiškina, kas
buvo pasakyta
1 Iš to, kas buvo išdėstyta, tarp kitko, išeina, kad visos gulsčio-
sios linijos — k r e i v o s ; tiesių gulsčiųjų linijų negali būti, o verti-
kaliosios linijos, priešingai, gali būti tiktai tiesės.
48 pav. Trys budai tuneliams pro kalnus tiesti
P E N K T A S I S S K Y R I U S
KELIONE PATRANKOS SVIEDINYJE
Baigdami mūsų pasikalbėjimus apie judesio dėsnius
ir traukos jėgą, panagrinėkime tą fantastinę kelionę į Mė-
nulį, kuri taip įdomiai Žiulio Verno aprašyta jo romanuose
„Iš Žemės į Mėnulį" ir „Aplink Mėnulį". Jūs, žinoma, atsi-
menate, kad Baltimorės Patrankų klubo nariai, kurie pasi-
baigus Siaurės Amerikos karui neteko darbo, nutarė nulie-
dinti milžinišką patranką, užtaisyti ją dideliu tuščiaviduriu
sviediniu ir, pasodinus viduje keleivių, šūviu pasiųsti svie-
dinį-vagoną į Mėnulį.
Ar fantastinė ši mintis? Ir visų pirma: ar galima kūnui
suteikti tokį greitį, kad jis negrįžtamai paliktų Žemės pa-
viršių?
Niutono kalnas
Suteikime žodį Niutonui, atradusiam visuotinės traukos
dėsnį. Savo „Matematiniuose fizikos pagrinduose" jis rašo
(kad lengviau būtų suprasti, tą vietą verčiame laisvai):
„Išmestas akmuo svorio įtakoje nukrypsta nuo tiesaus
kelio ir brėždamas kreivą liniją krinta į "Zemę. Akmuo, iš-
88"
mestas didesniu greičiu, nulėks toliau; todėl gali atsitikti,
kad jis nubrėš dešimties, šimto, ar net tūkstančio mylių lan-
ką ir pagaliau išlėks iš Žemės ribų ir nebegrįš daugiau j ją.
Tegu AFB (49 pav.) yra Žemės paviršius, C — jos centras,
o UD, UE, UF — kreivės, kurias brėžia kūnas, gulsčia link-
me metamas nuo labai aukšto kalno vis didesniu ir didesniu
greičiu. Neatsižvelgiame į
atmosferos pasipriešinimą,
t. y. tariame, kad jos visai
nėra. Kai pradinis greitis
nedidelis, kūnas brėžia krei-
vę UD, kai greitis dides-
nis — kreivę UE, kai grei-
čiai dar didesni — krei-
ves UF, UG. Esant tam
tikro dydžio greičiui, kūnas
skries aplink visą Zemę ir
sugrįš į kalno viršūnę, nuo
kurios jį išmetė. Kadangi
grįžus kūnui į išeities taš-
ką, jo greitis bus n e m a -
ž e s n i s , kaip pačioje pradžioje, tai kūnas ir toliau judės
ta pačia kreive".
Jei ant to įsivaizduojamo kalno būtų patranka, tai iš jos
iššautas sviedinys, esant pakankamam greičiui, niekuomet
nenukristų ant Žemės, o pradėtų nesustojamai skrieti aplink
Žemės rutulį. Gana paprastu skaičiavimu 1 nesunku nusta-
tyti, kad tai turi įvykti, esant greičiui apie 8 km per sekun-
dę. Kitaip sakant, sviedinys, patrankos išmestas aštuonių
kilometrų per sekundę greičiu, amžinai apleidžia Žemės ru-
tulio paviršių ir tampa mūsų planetos palydovu. Jis lėks
17 kartų greičiau, negu bet kuris pusiaujo taškas, ir pilnai
apsisuks aplink mūsų planetą per 1 vai. 24 min.
1 Zr. „Įdomiąją fiziką", 1 kn., II sk.
49 pav. Kaip turi kristi akmenys, dideliu greičiu metami gulsčia
linkme nuo kalno viršūnės
89"
Sviedinys, gavęs didesnį greitį, skries aplink Zemę jau
nebe apskritimu, o daugiau ar mažiau ištęsta elipse, nutol-
damas nuo Žemės milžinišku atstumu. Esant dar didesniam
pradiniam greičiui, sviedinys amžinai atsitolins nuo mūsų
planetos į pasaulio erdvę. Tai turi įvykti, kai pradinis grei-
tis pasieks apie 11 km. (Visuose šiuose samprotavimuose
turima galvoje, kad sviediniai juda t u š č i o j e e r d v ė j e ,
o ne ore.)
Taigi, jei nebūtų atmosferos, permesti į Mėnulį kokį Že-
mės kūną teoriškai butų visiškai įmanoma. Dabar pažiū-
rėkime, ar įmanoma tai įgyvendinti tomis priemonėmis, ku-
rias siūlė Žiulis Vernas. Šiuolaikinės patrankos duoda svie-
diniams greitį nedaugiau kaip dviejų kilometrų per pirmąją
sekundę. Tai penkis kartus mažiau už tą greitį, kuriuo kūnas
gali išlėkti į Mėnulį. Romanų herojai manė, kad pagaminus
milžinišką patranką ir užtaisius ją milžinišku sprogstamųjų
medžiagų kiekiu, jiems pavyks pasiekti greitį, pakankamą
išsiųsti sviediniui į Mėnulį.
Fantastinė patranka
Ir štai Patrankų klubo nariai nuliedina milžinišką pa-
tranką, ketvirties kilometro ilgio, vertikaliai įkastą į žemę.
Pagaminamas atitinkamo dydžio sviedinys, kurio viduje
įrengta kajutė keleiviams. Jo svoris — 8 t. Patranka užtai-
soma medvilnės paraku — piroksilinu, — kurio imama
160 t. Iššovus, jei tikėti romanų autoriui, sviedinys įgauna
16 km greitį per sekundę, bet, dėl oro trinties, tas greitis
sumažėja lig 11 km. Tokiu būdu Žiulio Verno sviedinys, at-
sidūręs už atmosferos ribų, lekia pakankamu greičiu, kad
pasiektų Mėnulį.
Taip aprašoma romane. Ką gi gali apie tai pasakyti
fizika?
Silpnoji Žiulio Verno projekto vieta visai ne ten, kur pa-
prastai krypsta skaitytojo abejonės. Visų pirma, galima įro-
90
dyti (aš tai įrodau knygoje „Tarpplanetinės kelionės"), kad
paraku užtaisyta patranka niekuomet neįstengs duoti svie-
diniams greitį, didesnį negu 3 km.
Be to, Žiulis Vernas nepakankamai įvertino oro pasi-
priešinimą, kuris, esant tokiam dideliam greičiui, turi būti
labai didelis ir visiškai pakeičia lėkimo pobūdį. Bet ir be to,
yra rimtų argumentų prieš skridimą į Mėnulį artilerijos
sviedinyje.
Daugiausia baimės kelia pačių keleivių likimas. Nema-
nykite, kad pavojus jiems gresia skridimo iš Žemės į Mėnulį
metu. Jei jiems pavyktų išlikti gyviems lig to momento, kai
jie išlėks iš patrankos žioties, tai tolimesnės kelionės metu
jiems nebėra ko bijoti. Milžiniškas greitis, kuriuo keleiviai
drauge su vagonu lėks pasaulio erdvėje, tiek pat jiems ne-
kenksmingas, kaip kad mums Žemės gyventojams nekenks-
mingas tas dar didesnis greitis, kuriuo Žemės rutulys lekia
aplink Saulę.
Sunkioji skrybėlė
Patį pavojingąjį momentą mūsų keleiviams sudarytų tos
kelios šimtosios sekundės dalys, kurias kajutė-sviedinys ju-
da patrankos vamzdžiu. Juk per šį nepaprastai mažą lai-
kotarpį greitis, kuriuo keleiviai judės patrankoje, turi iš-
augti nuo nulio iki 16 kmjsek. Neveltui romane keleiviai
su tokia baime laukė šūvio. Ir Barbikenas buvo visiškai
teisus teigdamas, kad momentas, kai sviedinys pradės lėkti,
bus keleiviams tiek pat pavojingas, lyg būtų jie ne sviedinio
viduje, o priešaky. Ir tikrai: šūvio metu apatinė kajutės
aikštelė sutrenks keleivius iš apačios tokia pat jėga, kokia
užlėktų sviedinys ant kiekvieno kūno, pasitaikiusio jo ke-
lyje. Romano herojai perdaug lengvapėdiškai pažiūrėjo į šį
pavojų, manydami, kad blogiausiu atveju pajus tiktai krau-
joplūdį galvon. . .
Reikalas čia žymiai rimtesnis. Vamzdžio kanale sviedi-
nys juda greitėdamas: jo greitis auga nuolat slegiant
91
dujoms, susidarančioms sprogimo metu. Per menką sekun-
dės dalj tas greitis išauga nuo O iki 16 km/sek. Paprastumo
dėlei, tarkime, jog greičio didėjimas vyksta tolygiai; tada
pagreitis, reikalingas per tokį trumpą laiką sviedinio grei-
čiui pakelti lig 16 km/sek, pasiekia čia, apvaliai imant,
600 km/sek2 (apskaičiavimai pateikiami toliau 94—95 psl.).
Pražūtingą šio skaičiaus reikšmę suprasime, atsiminę,
kad normalus svorio jėgos pagreitis žemės paviršiuje lygus
tik 10 Hijsek 2Iš čia išeina, kad kiekvienas daiktas sviedi-
nio viduje šūvio metu slėgtų kajutės dugną jėga, kuri
60 000 kartų būtų didesnė už to kūno svorį. Kitais žodžiais
tariant: keleiviai pajustų, kad pasidarė lyg keliasdešimt
tūkstančių kartų sunkesni. Tokio milžiniško svorio veikiami,
jie būtų momentaliai sugniuždyti. Vien tik misterio Barbi-
keno skrybėlė šūvio metu svertų ne mažiau kaip 15 tonų
(pakrauto vagono svoris); tokios skrybėlės daugiau negu
pakanka sutraiškyti jos savininkui.
Tiesa, romane aprašomos priemonės, kurių buvo imtasi
smūgiui susilpninti: sviedinys aprūpintas spyruokliniais bu-
feriais ir dvigubu dugnu su vandeniu, užpildančiu tarpą
tarp jų. Smūgio tęsimosi laikas nuo to šiek tiek pailgėja ir,
tokiu būdu, greičio augimo tempas sumažėja. Tačiau, atsi-
žvelgiant į milžiniškas jėgas, su kuriomis čia tenka turėti
reikalą, tų įrengimų duodama nauda labai skurdi. Jėga, ku-
ri spaus keleivius į grindis, sumažėja nežymia dalimi, — o
argi ne vis tiek, ar mus sutraiškys 15 ar 14 tonų skrybėlė?!
Kaip susilpninti sukrėtimą?
Mechanika nurodo, kuriuo būdu galima būtų susilpninti
pavojingą greičio augimo staigumą.
Tai galima pasiekti, jei daug kartų p a i l g i n t u m e
p a t r a n k o s v a m z d į .
1 Pridursiu dar, kad lenktyninio automobilio, pradedančio greit
važiuoti, pagreitis neviršija 2—3 m/sek2, o iš stoties pamažu išeinan-
čio traukinio pagreitis 1 m/sek 2.
Tačiau vamzdį pailginti reikės gana smarkiai, jei nori-
me, kad šūvio metu „dirbtinio" svorio jėga būtų lygi nor-
maliam svoriui Žemės rutulyje. Apytikris skaičiavimas pa-
rodo, kad tam reikėtų pagaminti patranką ne mažiau, ne
daugiau, — kaip 6 000 km ilgio! Kitaip tariant, Žiulio Verno
„kolumbiada" turėtų eiti gylin į Žemės rutulį lig pat jo
centro... Tada keleiviai galėtų išvengti bet kokių nemalo-
numų: greičiui lėtai didėjant prie jų normalaus svorio pri-
sidėtų tik dar toks pat tariamasis svoris, ir jie justų, kad
pasidarė tiktai du kartus sunkesni.
Beje, žmogaus organizmas trumpą laikotarpį gali pa-
kelti keleriopą svorio padidėjimą. Kai nušliaužiame nuo ledo
kalno žemyn ir čia staiga keičiame judesio kryptį, mūsų
svoris tą trumpą akimirksnį žymiai padidėja, t. y. mūsų kū-
nas prisispaudžia prie rogučių stipriau negu paprastai. Tri-
gubą svorio padidėjimą pakeliame gana lengvai. Jei tarsi-
me, kad žmogus gali trumpą laikotarpį pakelti netgi dešim-
teriopą svorio padidėjimą, tai pakaks nulieti „viso" tik
600 km ilgio patranką. Tačiau tai mažai džiugu, nes ir toks
įrengimas yra anapus technikos galimybių.
Stai kokiomis sąlygomis įmanoma įgyvendinti viliojantį
Žiulio Verno projektą: patrankos sviedinyje nulėkti į Mė-
nulį
1 Žiulis Vernas, aprašydamas romane sąlygas viduje lekiančio pa-
trankos sviedinio, padarė esminę klaidą, apie kurią išsamiai kalbama
pirmoje „[domiosios fizikos" knygoje. Romano autorius neatkreipė
dėmesio į tai, kad po šūvio visą skridimo laiką, daiktai sviedinio vi-
duje bus visiškai besvoriai, nes svorio jėga suteikia vienodą pagreitį
ir sviediniui ir visiems kūnams jo viduje (žr. taip pat toliau straipsnį
„Trūkstamasis skyrius Žiulio Verno romane"). Besvoriai turi būti ir
daiktai viduje to dangaus laivo, apie kurį buvo kalbama straipsnyje
„Raketa į žvaigždes". Išsamiau apie tai žr. mano knygas „Tarppla-
netinės kelionės", „Raketa į Mėnulį", „Ciolkovskis", o taip pat bai-
giamąjį žodį prie Z. Verno knygos „Iš patrankos į Mėnulį" — „Diet-
gizo" leidinys.
93
Matematikos bičiuliams
Šios knygos skaitytojų tarpe, be abejo, atsiras ir tokių,
kurie panorės patys patikrinti aukščiau minėtus skaičiavi-
mus. Cia juos ir pateikiame. Jie tik apytikriai teisingi, nes
pagrįsti prielaida, kad patrankos vamzdyje sviedinys juda
tolygiai greitėdamas (o iš tikrųjų, greičio didėjimas vyksta
netolygiai).
Skaičiavimuose teks pavartoti šias dvi tolygiai greitė-
jančio judesio formules:
greitis v, praėjus t sekundžių, lygus at, kur a — pa-
greitis
per t sekundžių nueitas kelias 5 išreiškiamas formule
Šiomis formulėmis pirmiausia nustatysime „kolumbia-
dos" vamzdžiu judančio sviedinio pagreitį.
Iš romano žinoma, kokio ilgio ta patrankos dalis, kurios
neužima sviedinys, — 210 m: tai ir yra sviedinio nueitas
kelias S.
Mes žinome ir galinį greitį v= 16 000 m/sek. Duo-
tieji S ir v leidžia nustatyti dydį t, tai yra sviedinio judesio
laiką patrankos kanale (laikant, kad šis judesys tolygiai
greitėjantis). Ir tikrai:
iš kur
94"
Pasirodo, sviedinys slystu patrankos viduje viso tik '/чo
sekundės!
Įstatę t = г/чо į formulę υ = at, turime
1 6 0 0 0 = - į a, 40 '
iš kur
a = 640 000 mjsek2.
Vadinasi, vamzdžiu judančio sviedinio pagreitis lygus
640 000 mĮsek2, t. y. 64 000 kartų didesnis už svorio jėgos
pagreitį. *
O kokio ilgio turi būti patranka, kad sviedinio pagreitis
būtų tik 10 kartų didesnis už krintančio kūno pagreitį (t. y.
būtų lygus 100 m/sek2) ? Tai — uždavinys atvirkščias tam, kurį dabar išsprendė-
me. Duomenys: a = 100 mjsek2, D = I l 000 mjsek (nesant
atmosferos pasipriešinimo, tokio greičio pakanka).
Iš formulės v = at turime: 11 000 = 100 t, iš kur
/ = 110 sekundžių.
Iš formulės .S = ^ - at^ 1 gauname, kad patrankos
ilgis turi būti lygus 1 100q^ 110 = 605 000 m, t. y., apvaliu
skaičiumi reiškiant, 600 km. Tokiais apskaičiavimais gaunami tie skaičiai, kurie su-
griauna viliojančius Žiulio Verno herojų planus.
S Ė S T A S I S S K Y R I U S
SKYSČIŲ IR DUJŲ SAVYBĖS
Jūra, kurioje negalima nuskęsti
Tokia jūra yra šalyje, kurią žmonija žino nuo seniausių
laikų. Tai garsioji Negyvoji jūra Palestinoje. Jos vanduo
nepaprastai sūrus, tiek sūrus, kad jame negali gyventi joks
gyvas padaras. Karštas, be kritulių, Palestinos klimatas su-
kelia smarkų vandens garavimą jūros paviršiuje. Bet išga-
ruoja tik grynas vanduo, o ištirpusios druskos pasilieka jū-
roje ir didina vandens sūrumą. Stai kodėl Negyvosios jūros
vandenyje yra ne 2 ar 3 procentai druskos (pagal svorį),
kaip daugumoje jūrų ir vandenynų, o 27 ir daugiau procen-
tų; giliau, sūrumas didėja. Tokiu būdu, ketvirtąją Negyvo-,
sios jūros turinio dalį sudaro jos vandenyje ištirpusios drus-
kos. Bendras druskų kiekis joje, kaip spėjama, sudaro apie
40 milijonų tonų.
Didelis Negyvosios jūros sūrumas yra susijęs su viena
įdomia jos ypatybe: šios jūros vanduo žymiai sunkesnis už
paprastą jūros vandenį. Nuskęsti tokiame sunkiame skys-
tyje neįmanoma: žmogaus kūnas lengvesnis už jį.
Mūsų kūno svoris žymiai mažesnis už tokio pat tūrio
smarkiai sūraus vandens svorį ir todėl pagal kūnų plūdu-
96
riavimo dėsnį žmogus negali Negyvojoje jūroje nuskęsti;
jis neskęsta joje, kaip neskęsta sūriame vandenyje vištos
kiaušinis (kuris gėlame vandenyje skęsta).
Humoristas Markas Tvenas, pabuvojęs prie šio ežero-jū-
ros, su komišku detališkumu aprašo nepaprastus išgyveni-
mus, kuriuos patyrė jis ir jo bendrakeleiviai, maudydamie-
si sunkiame Negyvosios jūros vandenyje:
„Tai buvo linksmas maudymasis! Mes negalėjome nu-
skęsti. Cia galima visu ilgiu išsitiesti ant vandens, gulėti
ant nugaros, susidėjus rankas ant krūtinės, o didesnė kuno
50 pav. Žmogus Negyvosios juros paviršiuje (iš fotografijos)
dalis bus išsikišusi viršum vandens. Drauge galima visiškai
pakelti ga lvą . . . Galite, priglaudę kelius prie smakro ir ap-
kabinę juos rankomis, labai patogiai atsigulti ant nugaros,
bet greitai persiversite, nes galva nusveria. Galite atsistoti
ant galvos — ir nuo krūtinės vidurio lig kojų galų būsite
išlindę iš vandens, bet neįstengsite toje padėtyje ilgai išlai-
kyti pusiausvyrą. Negalite, plaukdami ant nugaros, bent
kiek žymiau pasistūmėti priekin, nes jūsų kojos kyšo iš
vandens ir jums tenka stumtis tiktai užkulniais. O jei plau-
kiate veidu žemyn, tai judate ne priekin, o atgal. Arklys yra
tiek nepastovus, kad Negyvojoje jūroje negali nei plaukti,
nei stovėti, — jis tuojau virsta ant šono".
7 įdomioji fizika II kn. 97
50 pav. matote žmogų, kuris gana patogiai atsigulęs
Negyvosios jūros paviršiuje; didelis vandens specifinis svo-
ris leidžia jam šioje pozoje skaityti knygą, užsidengus skė-
čiu nuo kaitrių saulės spindulių.
Tokiomis pat nepaprastomis savybėmis pasižymi Kara-
Bogaz-Golo (Kaspijos jūros įlankos)1 vanduo ir nemažiau
sūrus Eltono ežero vanduo, kuriame yra 27% druskų.
Kažką panašaus tenka patirti tiems ligoniams, kurie ima
mineralines vonias. Jei vanduo labai sūrus, — kaip, pa-
vyzdžiui, Starajos Rusos mineraliniuose vandenyse, ligoniui
tenka dėti nemaža pastangų, norint išsilaikyti vonios dug-
ne. Esu girdėjęs, kaip
moteris, kuri gydėsi
Starajos Rusos gy-
dykloje, pasipiktinusi
skundėsi, kad vanduo,
tikra to žodžio pras-
me, „stūmęs ją iš vo-
nios". Rodos, ji buvo
linkusi dėl to kaltinti
kurorto administraci-ją· · ·
Vandens surumo
laipsnis įvairiose jūro-
se šiek tiek svyruo-
ja, — ir dėl to lai-
vai nevienodai giliai
grimzta jūros vande-
nyje. Gal būt, kai kuriems skaitytojams yra tekę matyti ant
laivo borto prie vaterlinijos vadinamąjį „Lloydo ženklą" —
kuris rodo vaterlinijos ribinį lygį įvairaus tankio vande-
1 Kara-Bogaz-Golo vandens specifinis svoris — 1,18 „Tokiame
tankiame vandenyje galima plaukioti be jokių pastangų ir, pagal Ar-
chimedo dėsnį, jame nuskęsti neįmanoma" — pastebi šia proga tyri-
nėtojas (A. D. P e 1 š, Karabugaz, 1934).
51 pav. Pakrovimo ženklas ant laivo bor-to. Ženklai daromi vandens linijos (vater-linijos) lygyje. Kad būtų aiškiau, jie taip pat parodyti didesniu masteliu atskirai.
Raidžių reikšmė paaiškinta tekste
98
nyje. Pavyzdžiui, 51 pav. pavaizduotas pakrovimo ženklas
reiškia vaterlinijos ribinį lygį:
gėlame vandenyje (Fresh Water) . . . . FW
Indijos vandenyne vasarą (India Summer) IS
sūriame vandenyje vasarą (Summer) . . S
sūriame vandenyje žiemą (Winter) . . . W
Siaurės Atlanto vandenyne žiemą (Winter
North Atlantik) WNA
Pas mus šiuos ženklus imta vartoti, palyginti, neseniai
(jie privalomu būdu įvesti tik nuo 1909 m.).
Pabaigoje pažymėsime, kad neseniai buvo atrastas nau-
jos rūšies vanduo, kuris, būdamas grynas, be jokių priemai-
šų, žymiai sunkesnis už paprastąjį: jo specifinis svoris 1,1,
t. y. 10% didesnis už normalųjį; taigi baseine, pripiltame
tokios rūšies vandens, žmogus, net ir nemokėdamas plaukti,
vargu ar galėtų nuskęsti. Naujai atrastoji vandens rūšis
vadinama „sunkiuoju" vandeniu; jo cheminė formulė D 2O
(į jo sudėtį įeinąs vandenilis dvigubai sunkesnis už norma-
lųjį vandenilį ir žymimas raide D) . „Sunkusis" vanduo ne-
žymiais kiekiais yra ištirpęs paprastajame: kibire geriamojo
vandens yra apie 8 gramus „sunkiojo".
Sunkusis vanduo D 2O dabartiniu laiku gaunamas jau
beveik visiškai grynas; paprasto vandens priemaiša jame
sudaro mažiau kaip 1 % ir gali būti sumažinta netgi ligi
0,05%.
Kaip dirba ledlaužis?
Maudydamiesi vonioje, nepraleiskite progos atlikti šitokį
bandymą. Prieš išlipdami iš vonios, atidarykite jos išlei-
džiamąją angą, patys gulėdami vonios dugne. Vis didesnei
jūsų kūno daliai beišsikišant iš vandens, jusite kaip palaips-
niui jis sunkėja. Čia jūs pačiu vaizdžiausiu būdu įsitikin-
site, kad kūno nustojamas vandenyje svoris (atsiminkite,
kaip lengvai jautėtės vonioje!) vėl atsiranda, kai tiktai kū-
nas išlenda iš vandens. Kai nenorom tokį bandymą atlieka
banginis, atoslūgio metu atsidūręs seklumoje, tai pasekmės
99
tam gyvuliui būna katastrofiškos: j j sutriuškina jo paties
milžiniškas svoris. Neveltui banginiai, nors ir žinduoliai,
gyvena vandenyje: skysčio išstumiamoji jėga gelbsti juos
nuo pražūtingo svorio jėgos veikimo.
Tai, kas buvo pasakyta, yra glaudžiai susiję su šio
straipsnelio pavadinimu. Ledlaužio darbas pagrįstas tuo pa-
čiu fizikos reiškiniu: iš vandens išsikišusi laivo dalis nėra
atsveriama išstumiamojo vandens veikimo ir įgauna savo
„sausumos" svorį. Nereikia manyti, kad ledlaužis plaukda-
mas piauna ledą nenutrūkstamu savo priešakinės dalies
spaudimu. Taip dirba ne l e d l a u ž i a i , o l e d p i o -
V i a i, — pavyzdžiui, mūsų garsusis „Litkė". Sis veikimo
būdas tinka tiktai, palyginti, nežymaus storio ledui.
Tikrieji jūrų ledlaužiai — tokie, kaip „Leninas", „Krasi-
nas" arba „Jermakas", — dirba kitaip. Ledlaužis, veikiant jo
galingoms mašinoms, užstumia ant ledo paviršiaus savo
priešakinę dalį, kuri šiam tikslui po vandeniu daroma labai
nuožulni. Atsidūręs viršum vandens, laivo pirmagalys įgau-
na visą svorį, ir tas milžiniškas svoris (pavyzdžiui, „Jer-
mako" siekia 800 tonų) nulaužia ledą. Veikimui sustiprinti
ledlaužio pirmagalio cisternos dažnai dar pripumpuojamos
vandens — „skysto balasto".
Taip veikia ledlaužis, kol ledo storis neviršija pusmetrio.
Storesnis ledas nugalimas s m ū g i n i u laivo veikimu.
Ledlaužis atsitraukia atgal ir visa savo mase užgriūna
ledo briauną. Cia veikia jau ne svoris, o kinetinė judančio
laivo energija; laivas tarytum virsta nedidelio greičio, bet
milžiniškos masės, artilerijos sviediniu, taranu. Keleto met-
rų aukščio ledujai sudaužomi pakartotinių ledlaužio tvirto
pirmagalio smūgių energija.
Garsiosios 1932 m. „Sibiriakovo" ekspedicijos dalyvis,
poliarinis jūrininkas N. Markovas taip aprašo šio ledlaužio
darbą:
„Tarp šimtų ledo uolų, ištisinėje ledo dangoje „Sibiria-
kovas" pradėjo mūšį. 52 valandas iš eilės mašinų telegra-
100
fo rodyklė šokinėjo nuo „pilno atgal" j „pilną priekin".
Trylika keturvalandinių jūrinių pamainų „Sibiriakovas" įsi-
bėgėjęs raižėsi j ledą, trupino jį p i r m a g a l i u , l i p o
a n t l e d o , laužė jį ir vėl traukėsi atgal. Trijų ketvirtadalių
metro storio ledas sunkiai davė kelią. Kiekvienu smūgiu
prasimušdavome per trečdalį korpuso".
Pačius stambiuosius ir galinguosius pasaulyje ledlau-
žius turi TSRS.
Kur guli paskendę laivai?
Yra net tarp jūrininkų paplitusi nuomonė, kad vande-
nyne nuskendę laivai nepasiekią jūrų dugno, o nejudamai
kabą tam tikroje gilumoje, kur vanduo „atitinkamai sutan-
kintas aukščiau gulinčių sluoksnių slėgimu".
Šios nuomonės, matyti, laikėsi ir „20 tūkstančių mylių
jūrų gelmėmis" autorius; viename šio romano skyriuje Žiu-
lis Vernas aprašo nejudamai vandenyje kabantį paskendusį
laivą, o kitame mini laivus, „baigiančius pūti, laisvai ka-
bančius vandenyje".
Ar teisingas šis teigimas?
Tam tikrą pagrindą jis lyg turi, nes vandens slėgis van-
denyno gelmėse tikrai pasiekia milžinišką dydį. 10 m gilu-
moje vanduo slegia panardintą jame kūną 1 kg į 1 kv. cm
jėga. 20 m gilumoje šis slėgis lygus jau 2 kg, 100 m gilumo-
je — 10 kg, 1 000 m — 100 kg. O vandenynas daugelyje
vietų yra keleto kilometrų gylio, pačiose giliosiose Didžiojo
vandenyno vietose pasiekdamas 11 km ir daugiau. Lengva
apskaičiuoti, koks milžiniškas slėgis turi veikti vandenį ir
jame nugrimzdusius daiktus šiose milžiniškose gelmėse.
Tuščią užkimštą butelį nuleidę į didelę gilumą ir paskui
vėl ištraukę, pamatysime, kad vandens slėgis kamštį įvarė į
butelį, ir visas indas pilnas vandens. Okeanografas Džonas
Merėjus savo knygoje „Okeanas" pasakoja, kad buvęs pa-
darytas toks bandymas: trys įvairaus dydžio, iš abiejų galų
užlydyti stikliniai vamzdeliai buvo įvynioti į drobę ir įdėti
101
j skylėtą varinį cilindrą, kad laisvai galėtų įeiti vanduo.
Cilindras buvo nuleistas 5 km gilumon. Kai iš ten ištraukė
jį, pasirodė, kad drobė buvo prisisunkusi sniego pavidalo
masės: tai buvo sugrūstas stiklas. Medžio gabalai, nuleisti
į tokią gilumą, ir paskui ištraukti, skendo vandens statinė-
je kaip akmenys, — taip smarkiai jie buvo suspausti.
Rodos, būtų natūralu laukti, kad toks milžiniškas slėgis
turi tiek sutankinti vandenį dideliuose gyliuose, jog net sun-
kūs daiktai jame neskęs, kaip neskęsta geležinis svarstis gyv-
sidabryje. Tačiau tokia nuomonė visiškai nepagrįsta. Bandy-
mai rodo, kad vanduo, — kaip ir apskritai skysčiai, — ma-
žai tesiduoda suspaudžiami. Vanduo slegiamas 1 kg jėga
į 1 kv. cm, susispaudžia viso tik — ! — savo tūrio dalimi ir, K 22000
apytikriai, tiek pat susispaudžia slėgiui kaskart toliau didė-
jant kiekvienu kilogramu. Vandenį reikėtų sutankinti 8 kar-
tus, norint suteikti tokį tankį, kad jame plūduriuotų geležis.
Tuo tarpu, sutankinti dvigubai, t. y. sumažinti tūriui per-
pus, reikia 11 000 kg slėgio į 1 kv. cm (jei tik minėtasis
spūdumo koeficientas galioja tokiems milžiniškiems slė-
giams). Tai atitinka 110 km gylį žemiau vandenyno lygio!
Iš to aiškėja, jog kalbėti apie kiek žymesnį vandens su-
tankėjimą vandenynų gelmėse visiškai netenka. Pačioje gi-
liojoje jų vietoje vanduo sutankėja tik —- , t. y. '/20 dalimi
22 000
savo normalaus tankio, t. y. viso 5% Tai beveik negali
paveikti įvairių kūnų plaukiojimo sąlygų jame, — juo labiau,
kad tokiame vandenyje nugrimzdę kieti kūnai yra tiek pat
slegiami ir, tokiu būdu, irgi sutankėja.
Todėl negali būti nė mažiausios abejonės dėl to, kad pa-
1 Apskaičiuota, kad Žemės traukai staiga išnykus ir vandeniui
pasidarius be svorio, vandens lygis vandenyne pakiltų vidutiniškai
35 m (dėl to, kad suspaustas vanduo įgautų normalų tūrį). Vande-
nynas užlietų 5000 000 km2 sausumos, kurios egzistencija priklauso
tik nuo ją supančio okeano vandens susispaudimo.
102
skendę laivai rymo vandenyno dugne. „Visa, kas skęsta van-
dens stiklinėje, — sako Merėjus, — turi grimzti į dugną ir
pačiame giliajame vandenyne.
Man teko girdėti tokj prieštaravimą. Stiklinė, atsargiai
panardinta j vandenį a u k š t y n d u g n u , gali pasilikti to-
kioje padėtyje, nes išstums tokį vandens tūrį, kuris sveria
tiek pat, kiek ir stiklinė. Sunkesnis metalinis puodukas gali
išsilaikyti tokioje padėtyje ir žemiau vandens lygio, nenusi-
leisdamas į dugną. Lygiai taip pat lyg ir gali pusiaukelėje
sustoti ir aukštyn laivaskiautere apverstas kreiseris arba
koks kitas laivas. Jei kai kuriose laivo patalpose oras bus
sandariai uždarytas, tai laivas nugrims į tam tikrą gilumą
ir ten sustos. Juk nemaža laivų grimzta į dugną apsivertę —
ir, galimas daiktas, kad kai kurie iš jų taip ir nepasiekia
dugno, pasilikdami kabėti tamsiose vandenyno gelmėse.
Užtektų lengvo smūgio išvesti tokiam laivui iš pusiausvy-
ros, apversti, pripildyti vandens ir priversti nugrimzti į dug-
ną, — bet iš kur gali atsirasti smūgių vandenyno gelmėje,
kur amžinai viešpatauja tyla ir rimtis, ir kur netgi nepra-
siskverbia audrų atgarsiai?
Visi šie sumetimai yra pagrįsti fizikine klaida. Apvers-
ta stiklinė p a t i n e g r i m z t a į v a n d e n į — ją reikia
i š o r i n e j ė g a nugramzdinti į vandenį, kaip medžio ga-
balą arba tuščią užkimštą butelį. Lygiai taip pat ir laiva-
skiautere į viršų apverstas laivas visai nepradės skęsti, o
pasiliks vandens paviršiuje. Atsidurti pusiaukelėje tarp van-
denyno lygio ir jo dugno jis jokiu būdu negali.
Povandeniniai fabrikai
Jų dar nėra, bet galimas daiktas, kad jų atsiradimo ne-
beilgai teks laukti. Mūsų inžinieriai jau galvoja apie juos.
Mintį įrengti fabrikus giliai po vandeniu sukelia ten vyrau-
ją milžiniški slėgiai. Ar nebūtų galima šią milžinišką jėgą,
kuri tuo tarpu dingsta be naudos, priversti tarnauti tech-
nikos reikalams? Juk yra cheminių procesų, kurie nepaly-
103
ginti energingiau vyksta kaip tik padidinus slėgį. Kai kurie
jų turi labai svarbią reikšmę technikoje; tokios, pavyzdžiui,
yra tos cheminės reakcijos, kurios vyksta, jungiant oro azo- №
tą, norint gauti azoto rūgštį trąšoms, arba tos, kurios vyksta
kietą kurą verčiant skystu. Visai natūrali mintis — perkelti
tokią gamybą į jūros dugną ir išnaudoti ten viešpataujantį
didelį slėgį. r
Tokios rūšies projektą 1935 m. iškėlė laikraštis „Tech-
nika", išspausdinęs tarybinio inžinieriaus A. Slivinskio pa-
siūlymą dėl kai kurių cechų įrengimo giliai po vandeniu.
Tinkamiausia vieta galėtų būti — Juodosios jūros dugnas
prie Kaukazo kranto arba Baikalo ežero dugnas; ten yra
pakankamai gilių vietų 100—150 atmosferų slėgiui gauti.
Provizoriniais skaičiavimais galima numatyti, jog pradines
išlaidos, palyginus su įprastiniais įrengimais, bus 50 ir dau-
giau kartų mažesnės.
Didelę reikšmę mūsų nagrinėjamasis projektas gali tu- j
rėti taip pat ir vėjo energijai išnaudoti, dideliame slėgyje
suskaldant vandenį ir sukaupiant deguonies ir vandenilio
atsargas. Vandens gelmių rezervuarai surinktoms smar-
kiai suspaustoms dujoms saugoti neturėtų būti labai ^
dideli.
Projektas numato tokį povandeninių fabriko dalių įren-
gimą, kuriam betarpiškai nereikia personalo aptarnavimo"
stebėjimas ir valdymas vykdomas nuo kranto, iš tolo (tele-
mechanikos priemonėmis). „Jei šiandieną, — sako projekto
autorius, — ši problema tik r e a 1 i p a s a k a, tai yra šan-
sų, kad rytoj jis bus p a s a k i š k a r e a l y b ė".
Kaip įgyvendintos Žiulio Verno ir Uelso svajonės
• Realus musų laikų povandeniniai laivai kai kuriais at-
žvilgiais ne tik pasiekė, bet ir pralenkė Žiulio Verno „Nau-
tilų". Tiesa, dabartinių povandeninių kreiserių greitis dvi-
gubai mažesnis už „Nautilaus" greitį: 24 mazgai prieš 50
104
Žiulio Verno (mazgas — apie 1,8 km per valandą). Ilgiau-
sia dabartinio povandeninio laivo kelionė — kelionė aplink
pasaulį, tuo tarpu, kapitonas Nemo atliko dvigubai ilgesnę.
Bet užtat „Nautilus" buvo tik 1 500 tonų talpos, turėjo ant
denio komandą viso dviejų-trijų dešimčių žmonių ir galėjo
pasilikti po vandeniu be pertraukos ne daugiau kaip 48 va-
landas. O dabartinis povandeninis kreiseris yra daugiau
kaip 3 000 tonų talpos, turi 150 žmonių komandą ir gali
išbūti po vandeniu neiškildamas lig 120 valandų! Toks yra,
pavyzdžiui, prancūzų kreiseris „Siurkuf".
Kelionę iš Prancūzijos uostų ligi Madagaskaro salos šis
povandeninis kreiseris gali atlikti, neužplaukdamas pakelėje
nė į vieną uostą. Jis kapitono Nemo laivą pranoksta ta ne-
abejotina pirmenybe, kad viršutiniame kreiserio denyje
įrengtas vandeniui nelaidus angaras žvalgybiniam hidro-
planui. Taip pat pažymėsime, kad Žiulis Vernas neaprūpino
„Nautilaus" periskopu, leidžiančiu stebėti iš po vandens
horizontą
Tik vienu atžvilgiu realieji povandeniniai laivai dar ilgą
laiką bus atsilikę nuo prancūzų romanisto fantazijos kūri-
nio: būtent, nugrimzdimo gyliu. Tačiau tenka pastebėti, kad
šioje vietoje Žiulio Verno fantazija pralenkė tikrenybės ri-
bas. „Kapitonas Nemo, —- skaitome vienoje romano vieto-
je, — pasiekdavo trijų, keturių, penkių, septynių, devynių
ir dešimties tūkstančių metrų gylį po vandenyno paviršiu-
mi". O kartą „Nautilus" nusileido netgi į negirdėtą gylį —
į 16 tūkstančių metrų gylį! „Aš jutau, — pasakoja romano
herojus, — kaip dreba geležinio povandeninio laivo apkali-
mo sankabos, kaip išsilenkia jo siūlės, kaip vidun įsigaubia
langai, pasiduodami vandens slėgimui. Jei musų laivas
1 Smulkiau apie dabartinius povandeninius laivus, palyginant su
Žiulio Verno „Nautilumi", papasakota B. V. Bilevičiaus ir N. I. Ta-
rasovo paaiškinimuose prie romano „20 000 mylių jūrų gelmėmis" ru-
siškojo vertimo (išleistas „Jaunosios Gvardijos" Leningrado skyr.,
1935).
105
nebūtų tvirtas kaip ištisinis nulietas kūnas, jis akimirksniu
būtų suplotas į sklindį".
Baimė visiškai pagrįsta, nes 16 kilometrų gylyje (jei
toks gylis vandenyne egzistuotų) vandens slėgis turėtų pa-c ipĮ/ į j
16 000 : 10 = 1 600 kg I cm 2,
arba 1 600 technikinių atmosferų; tokia jėga netriuškina ge-
ležies, bet, be abejonės, sugniuždytų konstrukciją. Tačiau
tokio gylio dabartinė okeanografija nežino. Per didelis van-
denyno gylio vertinimas, vyravęs Žiulio Verno epochoje
(romanas parašytas 1869 m.), paaiškinamas gylio matavi-
mo metodų netobulumu. Tais laikas lyniniam svambalui
vartojo ne vielą, o kanapinę virvę; tokį svambalą trintis į
vandenį sulaikydavo juo stipriau, juo giliau jis grimzdo;
dideliame gylyje trintis tiek padidėdavo, kad svambalas nu-
stodavo leidęsis, nepaisant to, kiek betampydavo lyną: ka-
napinė virvė tik susipainiodavo, sudarydama milžiniško
gylio įspūdį.
Mūsų laikų povandeniniai laivai įstengia pakelti ne
daugiau kaip 14 atmosferų slėgį; tai nustato maksimalų
jų nugrimzdimo gylį: 140 metrų. Žymiai didesnį gylį pavyko
pasiekti specialiu aparatu, pavadintu „batisfera" (52 pav.) ir
skirtu vandenyno gelmių faunai tyrinėti. Tačiau šis apara-
tas primena ne Žiulio Verno „Nautilų", o kito romanisto
fantastinį kūrinį, būtent, Uelso giliųjų vandenų rutulį, apra-
šytą apsakyme „Jūrų gelmėje". Sio apsakymo herojus nu-
sileido ligi vandenyno dugno, 9 km gilumon, plieniniame
storomis sienelėmis rutulyje; aparatas leidosi be lyno, o su
nuimamu balastu; pasiekęs vandenyno dugną, rutulys atsi-
palaidavo nuo jį gramzdinusio svorio ir palengvėjęs strima-
galviais išlėkė į vandens paviršių.
Tikrovė beveik realizavo Uelso fantaziją. Batisfera moks-
lininkai jau pasiekė 1 000 metrų gylį
1 1947 metų pradžioje laikraščiuose pasirodė pranešimas, kad du
Briuselio universiteto fizikos profesoriai Pikaras ir Kozinsas rengiasi
106
52 pav. Plieninis rutulio formos aparatas — „batisfera", skirtas nusi-leisti į giliuosius vandenyno sluoksnius. Rutulio sienelių storis — apie
ι 4 cm, skersmuo — 1,5 metro, svoris — 2,5 tonos
nusileisti j vandenyno dugną Gvinėjos įlankoje. Sis nusileidimas
bus vykdomas plieninėje kabinoje, galinčioje išlaikyti 15 tūkstančių
metrų vandens stulpo slėgimą. Mokslininkai tikisi pasiekti 4 tūkstan-
čių metrų gylį.
107
Nuostabusis aparatas yra 1,5 metro skersmens ir sveria
apie 2,5 tonos. Jo sienelėse įtaisyti trys apskriti 20 cm skers- (
mens langai, į kuriuos vietoj stiklo įstatytos storos (7,5 cm)
lydyto kvarco plokštelės. Du langai skirti povandeniniam
gyvenimui stebėti, pro tretįjį prasiskverbia stipraus prožek-
toriaus spinduliai. Batisfera lynu leidžiama iš laivo, su ku-
riuo sėdintieji rutulyje gali palaikyti ryšį telefonu per visą
grimzdimo laiką, kuris tęsiasi daugiau kaip tris valandas.
Kaip buvo iškeltas „Sadko"?
Plačioje vandenyno erdvybėje kasmet žūva tūkstančiai
stambių ir smulkių laivų, ypač karo metu. Vertingiausius
ir prieinamiausius paskendusius laivus pastaraisiais metais
imta kelti iš jūrų dugno. Tarybiniai inžinieriai ir narai, esą
EPRON'o (SPPDE — Specialios paskirties povandeninių
darbų ekspedicijos) sąstate, išgarsėjo visame pasaulyje sėk- i
mingai iškėlę daugiau kaip 150 stambių laivų. Jų tarpe
vienas didžiausių — ledlaužis „Sadko", 1916 m. dėl kapito-
no apsileidimo paskendęs Baltojoje jūroje. Sis puikusis
ledlaužis („Maligino" „brolis"), išgulėjęs jūros dugne ,
17 metų, buvo EPRON'o darbuotojų iškeltas ir vėl stojo
tarnybon.
Iškėlimo technika pagrįsta vien tik Archimedo dėsnio
taikymu. Po nuskendusio laivo korpusu jūros dugno įžemy-
je narai iškasė 12 tunelių ir pro kiekvieną jų ištiesė po tvir-
tą plieninę juostą. Juostų galai buvo pritvirtinti prie tyčia
šalia ledlaužio paskandintų pontonų. Visas šis darbas buvo
atliktas 25 metrų gylyje po jūros lygiu.
Pontonai buvo (53 pav.) tušti, vandens nepraleidžią,
11 metrų ilgio ir 5'/г metrų skersmens geležiniai ritiniai.
Tuščias pontonas svėrė 50 tonų. Pavartojus geometrijos tai-
sykles, lengva išskaičiuoti jo tūrį: apie 250 kubinių metrų.
Aišku, kad toks tuščias ritinys turi plūduriuoti vandenyje:
jis išstumia 250 tonų vandens, o pats sveria tiktai 50; jo ke-
108
Iiarnoji jėga lygi skirtumui tarp 250 ir 50, t. y. 200 tonų.
Pontoną, norint jį priversti leistis į dugną, pripildo van-
dens.
Kai (žr. 53 pav.) 12-os plieninių atotampų galai buvo
stipriai pritvirtinti prie paskandintų pontonų, į ritinius žar-
nomis ėmė pumpuoti su-
spaustą orą. 25 metrų gilu-
25 moje vanduo slegia — + 1,
t. у. З'/г atmosferos jėga. O
oras į ritinius buvo paduo-
damas maždaug 4 atmosfe-
rų slėgio, taigi turėjo iš-
stumti iš pontonų vandenį.
Palengvėję ritiniai supan-
čio vandens milžiniška jėga
buvo stumiami į jūros pa-
viršių. Jie kilo vandenyje,
kaip aerostatas ore. Jų
bendra keliamoji jėga, jei vanduo būtų buvęs visiškai iš jų
išstumtas, būtų lygi 200X24, t. y. 4 800 tonų. Tai viršija
nuskendusio „Sadko" svorį ir todėl, norint, kad jis pamažiau
kiltų, iš pontonų buvo tik dalinai pašalintas vanduo.
Vis dėlto iškėlimas pasisekė tik po keleto nevykusių ban-
dymų. „Keturias avarijas turėjo gelbėjimo komanda, kol
pasiekė laimėjimą, — rašo darbams vadovavęs vyriausias
EPRON'o laivų inžinierius T. J. Bobrickis — Tris kartus,
įtemptai laukdami laivo, vietoj iškylančio ledlaužio, ban-
gų ir putų chaose matėme be tvarkos viršun išsiveržiančius
pontonus ir suplėšytas, kaip gyvatės besirangančias žar-
nas. Du kartus ledlaužis pasirodė ir vėl nyko jūrų gelmė-
se; tik trečią kartą jis išplaukė ir galutinai išsilaikė pa-
viršiuje".
1 Knygoje „Gelmių, užkariavimas", „Jaunosios Gvardijos" leid.
53 pav. „Sadko" iškėlimo schema; parodytas ledlaužio piūvis, ponto-
nai ir atotampos
109
„Amžinasis" vandens variklis
Tarp daugelio „amžinojo variklio" projektų buvo nema-
ža ir tokių, kurie pagrįsti kūnų iškilimu vandenyje. Panag-
rinėsime vieną tokio „išradimo" pavyzdį. Didelis 20 m aukš-
čio bokštas pripildytas vandens. Bokšto viršuje ir apačioje
pritaisyti skriemuliai, per kuriuos permestas tvirtas lynas
begalinio diržo pavidalo. Prie lyno pritvirtinta 14 tuščių
vieno metro aukščio kubinių dėžių, sukniedytų iš geležies
lapų taip, kad į dėžės vidų negali įsiskverbti vanduo. Mūsų
54 ir 55 paveikslėliai duoda išorinį to-
kio bokšto vaizdą ir jo išilginį piūvį.
54 pav. Sekančiame pa- 55 pav. Tariamo „amžinojo" veikslėlyje pavaizduoto vandens variklio projektas
bokšto įrengimas
Kaip gi veikia šis įrengimas? Kiekvienas, žinąs Archi-
medo dėsnį, supras, kad dėžės būdamos vandenyje stengsis
iškilti į viršų. Jas į viršų stumia jėga, lygi dėžių išstumiamo
110
vandens svoriui, t. y. vieno kubinio metro vandens svoriui,
paimtam tiek kartų, kiek dėžių panardinta į vandenį. Iš pa-
veikslėlio matyti, kad vandenyje visada būna 6 dėžės. Va-
dinas, jėga, kuri stumia panardintas dėžes į viršų, lygi
6 kub. m vandens svoriui, t. y. 6 tonoms. O į apačią jas trau-
kia savas dėžių svoris; jis tačiau atsveriamas svorio kitų
6 dėžių, kurios kabo prie išorinės lyno dalies.
Taigi nurodytu būdu permestą lyną vienoje pusėje vi-
suomet veiks nukreipta į viršų 6 i jėga. Aišku, kad ši jėga
piivers nesustojamai suktis skriemuliais slystantį lyną ir
kiekvienu apsisukimu atlikti 6 0 0 0 X 2 0 = 120 000 kilogra-
mometrų darbo.
Dabar suprantama, kad pastačius šalyje daug tokių
bokštų, būtų gaunamas neribotas darbo kiekis, pakankamas
visiems liaudies ūkio poreikiams patenkinti. Bokštai suktų
dinamo mašinų inkarus ir duotų bet kurį elektros energijos
kiekį.
Tačiau, atidžiai panagrinėjus šį projektą, lengva įsiti-
kinti, kad laukiamojo lyno judėjimo visiškai nebus.
Kad begalinis lynas suktųsi, dėžės turi patekti į vandens
bokštą iš apačios ir palikti jį viršuje. Bet gi dėžė, patekda-
ma į baseiną, turi n u g a l ė t i 20 m a u k š č i o v an-
d e n s s t u l p o s l ė g į ! Sis slėgis į vieną dėžės pavir-
šiaus kvadratinį metrą lygus ne daugiau ir ne mažiau
kaip 20 tonų (20 kub. m vandens svoriui). O į viršų trau-
kianti jėga lygi tik 6 t, t. y. aiškiai nepakankama dėžei į
baseiną įtraukti.
Tai tik vienas iš daugelio vandeninių „amžinųjų" varik-
lių pavyzdžių, kurių šimtai buvo sugalvoti nevykėlių-išra-
dėjų. Archimedo dėsnis sudarė didelę pagundą „amžinųjų"
variklių ieškotojų protams ir skatino prasimanyti įvairių
gudragalviškų įrengimų tariamam svorio nuostoliui išnau-
doti kaip mechaninės energijos šaltinį.
I l I
Kas sugalvojo žodžius „gaz" (dujos) ir „atmosfera"?
Zodis „gaz" (dujos) priklauso prie tų žodžių, kurie su-
galvoti mokslininkų, kaip ir žodžiai „termometras", „elekt-
ra", „galvanometras", „telefonas" ir, visų pirma, „atmosfe-
ra". Iš visų sugalvotųjų žodžių „gaz", be abejo, yra pats
trumpasis. Senovės olandų chemikas ir gydytojas Helmon
tas (Galilėjaus amžininkas), gyvenęs nuo 1577 lig 1644 m.,
išvedė žodį „gaz" iš graikų žodžio „chaos". Atradęs, kad
orą sudaro dvi dalys, kurių viena palaiko degimą ir sudega,
o likusioji dalis šios savybės neturi, Helmontas rašė:
„Tokius garus pavadinau „gaz", nes jie beveik nesiskiria
nuo senovės „chaoso" (pirmykštė žodžio „chaos" prasmė —
švytinti erdvė)".
Tačiau naujas žodelis ilgai po to nebuvo vartojamas ir
tik garsiojo Lavuazjė buvo 1789 m. atgaivintas. Jį imta
plačiai vartoti, kai pasirodė pirmieji oro balionai.
Lomonosovas savo raštuose vartojo kitą dujinių kūnų
pavadinimą — „stangrūs skysčiai". Beje, pastebėsime, kad
Lomonosovo nuopelnas yra įvedimas į rusų kalbą visos eilės
terminų, kurie dabar pasidarė standartiniais mokslo kalbos
žodžiais:
Genialusis rusų gamtos mokslų tėvas šia proga rašė:
„Kai kuriems fizikos įrankiams, veiksmams ir natūra-
liesiems daiktams pavadinti, buvau priverstas ieškoti žo-
džių, kurie pradžioje ir atrodys keisti, tačiau tikiuos, kad
bevartodami ilgainiui prie jų priprasite".
Kaip žinome, Lomonosovo viltys visai pasitvirtino.
atmosfera manometras
mikrometras barometras
oro siurblys
klampumas
kristalizacija
materija
optika, optinis
elektrinis
eteris ir kt.
112
Priešingai, vėliau pasiūlytieji V. I. Dalio (garsiojo „Aiš-
kinamojo žodyno" sudarytojo) žodžiai vietoj — „atmosfe-
ros" — riogliškieji „mirokolica" arba „koloziemica" — vi-
siškai neprigijo, kaip neprigijo ir jo „neboziom" vietoj ho-
rizonto bei kiti naujadarai.
Lyg ir paprastas uždavinys
30 stiklinių talpos virtuvas pripildytas vandens. Dedate
stiklinę po jo čiaupu ir su laikrodžiu rankose sekate pagal
sekundžių rodyklę, per kiek laiko stiklinė pribėga ligi kraštų.
Tarsime, kad per pusę minutės. Dabar kelkime klausimą:
per kiek laiko ištuštės visas virtuvas, palikus atsuktą
čiaupą?
Atrodytų, kad čia vaikiškai paprastas aritmetikos užda-
vinys: viena stiklinė išbėga per l'/2 minutės, — taigi 30 stik-
linių ištekės per 15 minučių.
Tačiau padarykite bandymą. Pasirodo, kad virtuvas iš-
tuštėja ne per ketvirtį valandos, kaip tikėtasi, o per pusę
valandos.
Kas gi čia yra? Juk apskaičiavimas toks paprastas!
Paprastas, bet neteisingas. Negalima manyti, kad tekė-
jimo g r e i t i s nuo pradžios lig galo lieka toks pat. Kai
pirmoji stiklinė išbėgo iš virtuvo, srovę veikia mažesnis
slėgis, nes vandens lygis virtuve sumažėjo; aišku, kad
antroji stiklinė tepribėgs per ilgesnį laiką, negu per pusę
minutės; trečioji pribėgs dar lėčiau ir t. t.
Kiekvieno skysčio ištekėjimo greitis pro angą atdarame
inde priklauso nuo viršum angos stovinčio skysčio stulpo
aukščio. Galilėjaus mokinys Toričeli pirmas nurodė šią pri-
klausomybę ir išreiškė ją paprasta formule:
kur υ — ištekėjimo greitis, g — svorio pagreitis, o h —
skysčio lygio aukštis viršum angos. Iš tos formulės išeina,
8 Įdomioji fizika TI kn. 113
kad ištekančios srovės greitis visiškai nepriklauso nuo skys-
čio tankio: lengvas spiritas ir sunkus gyvasis sidabras,
esant vienodam lygiui, išbėga pro angą vienodai greitai
(56 pav.). Iš formulės matyti, kad Mėnulyje, kur svorio
įtampa 6 kartus mažesnė, negu Že-
mėje, stiklinei pripilti reikėtų, apy-
tikriai, 2V2 karto daugiau laiko, ne-
gu Žemėje.
Bet grįžkime prie mūsų uždavi-
nio. Jei, išbėgus iš virtuvo 20 stik-
linių vandens, jo lygis (skaitant
nuo čiaupo angos) nusileido k e-
t u r i s kartus, tai 21-moji stiklinė
pribėgs d v i g u b a i lėčiau negu
1-moji. Ir jei vėliau vandens lygis
nukris 9 kartus, tai paskutinio-
sioms stiklinėms pripildyti reikės
jau t r i g u b a i daugiau laiko, negu
pirmajai. Visi žino, kaip lėtai teka vanduo iš virtuvo čiau-
po, kai jis beveik ištuštėjęs. Sprendžiant šį uždavinį aukšto-
sios matematikos metodais, galima įrodyti, kad laikas, rei-
kalingas indui visai ištuštinti, yra d u k a r t u s d i d e s -
n i s už laiką, per kurį ištekėtų toks pat skysčio tūris, esant
nekintamam pradiniam lygiui.
Uždavinys apie baseiną
Nuo to, kas čia pasakyta, tėra vienas žingsnis ligi „gar-
siųjų" baseino uždavinių, kurių netrūksta nė viename arit-
metikos ir algebros uždavinyne. Visi atsimename klasikiš-
kai nuobodžius scholastinius uždavinius, panašius į šį:
„Į baseiną įvesti du vamzdžiai. Pro vieną pirmąjį tuščias
baseinas gali pribėgti per 5 valandas; pro vieną antrąjį pil-
nas baseinas gali ištuštėti per 10 valandų. Per kiek valandų
pribėgs pilnas baseinas, atidarius abu vamzdžius iš karto?"
56 pav. Kas greičiau iš-tekės: gyvasis sidabras ar spiritas? Skysčių lygis
induose vienodas
114
Sios rūšies uždaviniai turi garbingą amžių — be trupu-
čio 20 šimtmečių, siekdami Heroną Aleksandrietį. Stai vie-
nas Herono uždavinių, — tiesa, ne tiek painus, kaip jo
įpėdiniai:
Ketuii fontanai duoti. Duotas erdvus baseinas.
Per parą pirmasis fontanas lig kraštų jį pripildo.
Dvi dienas ir dvi naktis antrasis dėl to paties turi darbuotis.
Trečiasis trigubai už pirmąjį silpnesnis.
Per keturias paras paskutinysis su juo suspėja.
Atsakyk man, ar greitai jis bus pilnas,
Jeigu vienu laiku jie visi bus atidaryti?
Du tūkstančius metų sprendžiami baseinų uždaviniai
ir — tokia jau rutinos galia! — du tūkstančius metų jie
sprendžiami n e t e i s i n g a i . Kodėl neteisingai, suprasite
patys po to, kas dabar buvo pasa-
kyta apie vandens ištekėjimą. Kaip
mokoma spręsti baseinų uždavi-
nius? Pavyzdžiui, pirmąjį uždavinį
sprendžia taip. Per valandą pirma-
sis vamzdis pripila '/s baseino, ant-
rasis išpila '/ίο baseino; vadinasi,
veikiant abiem vamzdžiams, į basei-
ną patenka V/s — Vio = Vio, iš kur
57 pav. Uždavinys apie baseiną
gauname, kad baseinui pripildyti
reikia 10 valandų laiko. Sis sam-
protavimas neteisingas: jei van-
dens įtekėjimą galima laikyti tolyginiu, nes jis vyksta
pastoviam slėgiui esant, tai jo i š t e k ė j i m a s vyksta kin-
tant vandens lygiui ir, vadinasi, n e t o l y g i a i . Iš to, kad
pro antrąjį vamzdį baseinas ištuštėja per 10 valandų, visiš-
kai neišeina, kad kas valandą išteka '/io baseino dalis; mo-
kyklinis sprendimo būdas, kaip matome, klaidingas. Teisin-
115
gai išspręsti uždavinį elementarinės matematikos priemo-
nėmis neįmanoma, todėl baseinų uždaviniams (su ištekan-
čiu vandeniu) visiškai ne vieta aritmetikos uždavinynuose ·.
Ar įmanoma įrengti tokį indą, iš kurio vanduo visą lai-
ką bėgtų tolygia srove, nelėtindamas srovės greičio, nepai-
sant to, kad skysčio lygis jame krinta? Po to, ką sužinojote
pereitame straipsnelyje, tur būt, esate linkę manyti, kad
šis uždavinys neišsprendžiamas.
Tuo tarpu tai lengvai padaroma. 58 pav. pavaizduotoji
bonka kaip tik ir yra toks nuostabus indas. Tai paprasta
Ьппкя su sifliirii кяк!п r>rn ku-
delis. Atidarius čiaupą C, žemiau vamzdelio galo, skystis te^
kės pro jį nesilpnėjančia srove tol, kol vandens lygis inde
1 Išsamų tokių uždavinių nagrinėjimą skaitytojas gali rasti mano
knygoje „Ar jūs mokate fiziką?".
Nuostabusis indas
59 pav. Patraukus vamzdelį (a) į viršų, vanduo teka smarkia srove (c'); įleidus jį žemai (b), vanduo teka silpna srove (b')
58 pav. Marioto indo įrengi-mas. Pro aneą vanduo teka
tolygiai
116"
nusileis ligi apatinio vamzdelio galo. Įleidę vamzdelį beveik
iki čiaupo lygio, galite priversti visą skystį ištekėti iš indo
tolygia, nors ir labai silpna srove.
Kodėl taip vyksta? Mintimis pasekite tai, kas vyksta
inde, atidarius čiaupą C (58 pav.). Ištekėjimo metu vandens
lygis inde krinta, ir pro stiklo vamzdelį į praretintą viršum
vandens orą įeina išorinis oras; jis burbuliukais prasiskver-
bia pro vandenį ir susirenka viršum jo, viršutinėje indo da-
lyje. Dabar visame lygyje B slėgis lygus atmosferos slėgiui.
Vadinasi, vanduo pro čiaupą C teka slegiant tik sluoks-
niui ВС, nes atmosferos slėgimas iš indo vidaus ir iš oro
pusės išsilygina. Kadangi sluoksnio BC storis lieka pasto-
vus, todėl nenuostabu, kad srovė visą laiką teka vienodu
greičiu.
O dabar pamėginkite atsakyti į klausimą: kaip greit te-
kės vanduo, ištraukus kamštį B vamzdelio galo lygyje?
Pasirodo, kad jis v i s i š k a i n e t e k ė s (aišku, jei sky-
lė tiek maža, kad jos pločio galima nepaisyti; priešingu
atveju vanduo tekės, slegiamas plono, angos pločio sto-
rumo, vandens sluoksnio). Ir tikrai: čia iš vidaus ir iš lauko
slėgis lygus atmosferiniam, ir niekas neverčia vandens
tekėti.
O jei ištrauktumėte kamštį A a u k š č i a u apatinio
vamzdelio galo, tai ne tik vanduo netekėtų iš indo, bet į jį
dar veržtųsi iš lauko oras. Kodėl? Dėl labai paprastos prie-
žasties: viduje tos indo dalies oro slėgis m a ž e s n i s už
atmosferos slėgį iš lauko.
Šis tokių nepaprastų savybių indas buvo sugalvotas fi-
ziko Marioto ir pavadintas jo vardu — „Marioto indu".
Oro krovinys
XVII amžiaus viduryje Regensburgo miesto gyventojai
buvo liudininkai nuostabaus reginio: 16 arklių visomis jė-
gomis stengėsi išskirti du, vienas su kitu suglaustus, pus-
117
rutulius. Kas juos rišo? „Niekas", — oras. Ir to nepaisant,
aštuoni arkliai, traukę j vieną pusę, ir aštuoni, traukę j kitą,
nepajėgė jų išskirti. Taip burmistras Oto fon Gerikė visiems
akivaizdžiai parodė, kad oras — visiškai ne „niekas", kad
jis turi svorį ir žymia jėga slegia visus žemės daiktus.
Tas bandymas buvo atliktas labai iškilmingomis aplin-
kybėmis 1654 m. gegužės 8 d. Mokytasis burmistras suge-
bėjo visus sudominti savo moksliniais tyrinėjimais, nepai-
sant to, kad visa tai vyko politinio sąmyšio ir naikinamųjų
karų įkarštyje.
Garsiojo bandymo su „Magdeburgo pusrutuliais" apra-
šymas duodamas fizikos vadovėliuose. Vis dėlto esu tikras,
kad skaitytojui bus įdomu išklausyti tą pasakojimą iš paties
Gerikės lūpų. Stora knyga, aprašanti ilgą jo bandymų eilę,
išleista lotynų kalba 1672 m. Amsterdame ir panašiai, kaip
ir visos tos epochos knygos, turėjo ilgą antraštę. Stai ji.
ОТО fon GĖRIKE
Vadinamieji naujieji Magdeburgo bandymai su
BEORE ERDVE,
pirmą kartą aprašyti Viurcburgo universiteto matematikos
profesoriaus KASPARO SOTO.
Paties autoriaus leidinys,
patikslintas ir papildytas įvairiais naujais bandymais.
Mus dominančiam bandymui skirtas XXI I I tos knygos
skyrius. Pateikiame jo vertimą pažodžiui.
„Bandymas, įrodąs, kad oro slėgis sujungia du pusru-
tulius taip tvirtai, jog jų neįmanoma išskirti 16 arklių pa-
stangomis".
„Aš užsakiau du varinius pusrutulius, trijų ketvirčių
Magdeburgo uolekties skersmens1. Bet iš tikrųjų jų skers-
1 „Magdeburgo uolektis" lygi 550 mm.
118
muo buvo 67/ioo, nes meistrai, kaip paprastai, neįstengė tiks-
liai pagaminti tai, ko reikėjo. Abu pusrutuliai visiškai ati-
tiko vienas antrą. Prie vieno pusrutulio buvo pritaisytas čiau-
pas; tuo čiaupu buvo galima pašalinti iš vidaus orą ir ne-
leisti įsiskverbti orui iš lauko. Be to, prie pusrutulių buvo
pritvirtinti 4 žiedai, pro kuriuos buvo perverti lynai, rišami
prie arklių pakinktų. Aš taip pat liepiau pasiūti odinį žiedą;
jis buvo išmirkytas vaško terpentino skiedinyje; suspaustas
tarp pusrutulių, jis nepraleido į pusrutulius oro. į čiaupą
buvo įstatytas oro siurblio vamzdelis, ir oras iš rutulio vi-
daus buvo pašalintas. Tada paaiškėjo, su kokia jėga abu
pusrutuliai per odinį žiedą prisispaudė vienas prie antro.
Išorinio oro slėgimas suspaudė juos taip stipriai, kad
16 arklių (piešdami) visai negalėjo jų išskirti, arba pasiek-
davo tai su dideliu vargu. O kai pusrutuliai, pasiduodami
visos arklių jėgos tempimui, išsiskirdavo, tai pasigirsdavo
lyg šūvio trenksmas.
Bet užtekdavo atsukus čiaupą, atidaryti orui laisvą pri-
ėjimą, — ir pusrutulius lengvai galima buvo išskirti ran-
komis".
Nesudėtingas skaičiavimas gali mums paaiškinti, kodėl
reikia tokios didelės jėgos (po 8 arklius iš kiekvienos pu-
sės) tuščio rutulio dalims išskirti. Oras slegia 1 kg jėga
kiekvieną kv. cm; 0,67 uolekties (37 cm) skersmens skritu-
lio1 plotas lygus 1 060 kv. cm. Vadinasi, atmosferos slėgis į
kiekvieną pusrutulį turi viršyti 1 000 kg (1 t). Taigi, kiek-
vienas arklių aštuonetas, kad atsvertų išorinio oro slėgimą,
turėjo traukti vienos tonos jėga.
Atrodytų, 8 arkliams (iš kiekvienos pusės) tai nelabai
didelis svoris. Tačiau neužmirškime, kad veždami, pavyz-
1 Imamas s k r i t u l i o p l o t a s , o ne p u s r u t u l i o p a v i r -
š i u s , nes atmosferos slėgis lygus nurodytam dydžiui tik veikiant
stačiu kampu į paviršių; nuožulniems paviršiams tas slėgis ma-
žesnis. Siuo atveju imame statmeną rutulio paviršiaus projekciją
plokštumoje, t. y; didžiojo skritulio plotąi
119
džiui, 1 tonos krovinį, arkliai nugali ne 1 t jėgą, o žymiai
mažesnę, būtent — ratų trintį į ašis ir į grindinį. O ši jėga
sudaro, pavyzdžiui, plente — viso penketą procentų, t. y.
esant vienos tonos kroviniui, — 50 kg. (Nekalbėsime jau
apie tai, kad, sujungus 8 arklių pastangas, dingsta, kaip
rodo praktika, 50% jėgos.) Va-
dinasi, 8 arkliams 1 t jėga ati-
tinka 20 t krovinį vežime. Stai,
koks tas oro krovinys, kurį tu-
rėjo vežti Magdeburgo burmist-
ro arkliai! Jie tartum turėjo pa-
judinti iš vietos ant bėgių nepa-
statytą nedidelį garvežį.
Išmatuota, kad stiprus sun-
kusis arklys traukia vežimą
viso 80 kg jėga1 . Vadinasi,
Magdeburgo pusrutuliams per-
skirti tolyginiu traukimu r e i k ė t ų = po 13 arklių iš
kiekvienos pusės2.
Skaitytojas, tur būt, nustebs, sužinojęs, kad kai kurie
mūsų skeleto sunėrimai neišyra dėl tos pačios priežasties,
kaip ir Magdeburgo pusrutuliai. Mūsų dubens-šlaunies są-
nariai sudaro kaip tik tokius Magdeburgo pusrutulius. Ga-
lima šį sunėrimą apvalyti nuo raumeninių ir kremzlinių ry-
šių, — ir vis dėlto šlaunis neiškrinta: ją prispaudžia atmos-
feros slėgis, nes tarpsąnarinėje erdvėje oro nėra.
1 Esant 4 km greičiui per valandą. Vidutiniškai imant, prileidžia-
ma, kad arklio traukimo jėga sudaro 15% jo svorio; o sveria arklys:
lengvasis 400 kg, sunkusis — 750 kg. Labai trumpą laiką (pradinės
pastangos) traukimo jėga gali būti kelis kartus didesnė. 2 Paaiškinimą, kodėl iš k i e k v i e n o s pusės reikia po 13 arklių,
skaitytojas ras mano „įdomiojoje mechanikoje".
60 pav. Musų dubens-šlau-nies sunėrimų kaulai nesuyra dėl atmosferos slėgimo, pa-
našiai kaip susispaudžia Magdeburgo pusrutuliai
120
Naujieji Herono fontanai
Paprasta fontano forma, priskiriama senovės mechanikui
Heronui, tur būt, mano skaitytojams jau žinoma. Prieš im-
damas aprašinėti naujausius šio įdomaus prietaiso tipus,
priminsiu jo jrengimą. Herono fontanas
(61 pav.) sudarytas iš 3 indų: viršuti-
nio — atdaro (a) ir dviejų hermetiškai
uždarytų rutulio formos indų b ir c. In-
dai sujungti trimis vamzdeliais, kurių
išdėstymas parodytas paveikslėlyje. Kai
inde a yra truputis vandens, rutulys b
pilnas vandens, rutulys c — oro, fonta-
nas pradeda veikti: vanduo vamzdeliu
teka iš α į c, išstumdamas iš ten orą į
rutulį b; dėl patenkančio oro slėgimo
vanduo iš b veržiasi vamzdeliu į viršų ir
trykšta fontanu viršum indo a. O kai
rutulys b ištuštės, t. y visas vanduo iš
jo pereis į rutulį c, fontanas nustos
veikęs.
Tokia yra senovinė Herono fontano
forma. Jau mūsų laikais vienas mokyto-
jas Italijoje, verčiamas reikalo aprūpinti
menką savo fizikos kabinetą, pasirodė
išradingas, suprastino Herono fontano
konstrukciją ir sugalvojo tokius jo tipus,
kuriuos kiekvienas gali paprasčiausiomis
priemonėmis įsirengti (62 pav.). Vietoj rutulių jis vartoja
vaistų buteliukus; vietoj stiklinių arba metalinių vamzdelių
ima guminius. Viršutinio indo nereikia pradurti: galima
tiesiog įleisti į jį vamzdelių galus, kaip parodyta 62 pav.
viršuje.
Tokios formos prietaisas yra daug patogesnis vartoti:
kai visas vanduo iš bonkos b subėgs per indą a į bonką c,
61 pav. Senovinis Herono fontanas
121"
galima tiesiog sukeisti vietomis bonkas b ir c ir fontanas
vėl veikia; nereikia, aišku, užmiršti perkelti ir antgalį ant
kito vamzdelio.
Kitas pakeisto fontano patogumas tas, kad jis leidžia
laisvai kaitalioti indų padėtį ir tyrinėti, kaip veikia čiurkš-
Norėdami daug kartų padidinti čiurkšlės aukštį, galite
apatinėse aprašytojo prietaiso bonkose vandeni pakeisti
gyvsidabriu, o orą — vandeniu (63 pav.). Prietaiso veikimas
visiškai suprantamas: gyvsidabris, tekėdamas iš bonkos c j
122
63 pav. Gyvsidabrio slė-gimu veikiąs fontanas. Čiurkšlė trykšta bent de-šimtį kartų aukščiau už
gyvsidabrio lygių skirtumą
62 pav. Dabartinis Hero-no fontano variantas. Vir-šuje — lėkštės įrengimo
variantas
bonką b, išstumia iš jos vandenį, versdamas jj trykšti fon-
tanu. Žinodami, kad gyvsidabris 131/* karto sunkesnis už
vandenį, galime apskaičiuoti, į kokį aukštį čia turi pakilti
fontano čiurkšlė. Pažymėkime lygių skirtumą atitinkamai
hi, fa, fa. Dabar išsiaiškinsime, kokioms jėgoms veikiant
gyvsidabris iš indo c (63 pav.) perteka į b. Gyvsidabris
jungiamajame vamzdelyje yra slegiamas iš dviejų pusių.
Iš dešinės jį veikia gyvsidabrio stulpų skirtumo H2 slėgis
(kuris lygus 13'/z karto aukštesnio vandens stulpo slėgiui,
13½ H2) plius vandens stulpo Ht slėgis. Iš kairės slegia
vandens stulpas Нз. Iš viso gyvsidabris yra stumiamas jėgos
1З72Л2 + Л, — ha.
Bet /г3 — H1 = H2, todėl H1 — H3 pakeičiame minus h2 ir gau-
name
13½ A2 — H2,
t. y. 12 1^A2. Taigi gyvsidabris patenka į indą b slegiant
1 2 ½ ^ aukščio vandens stulpo svoriui. Todėl teoriškai fon-
tanas turi trykšti į aukštį, lygų skirtumui gyvsidabrio
lygių abiejuose buteliukuose, padaugintam iš 12½. Trintis
truputį sumažina šį teorinį aukštį.
Siaip ar taip, aprašytasis prietaisas sudaro patogią prie-
monę gauti aukštai į viršų trykštančiai čiurkšlei. Norint pri-
versti fontaną trykšti, pavyzdžiui, į 10 metrų aukštį, pa-
kanka vieną bonką pakelti apytikriai vienu metru viršum
antros. Įdomu tai, kad, kaip matyti iš mūsų skaičiavimų,
lėkštės α pakėlimas viršum stiklinėlių su gyvsidabriu nė
kiek nedaro įtakos čiurkšlės aukščiui.
Apgaulingi indai
Seniau — XVII ir XVII I šimtmečiuose — didikai pra-
mogaudavo su šiuo pamokomu žaisliuku: pasigamindavo
puoduką arba ąsotį, kurio viršutinėje dalyje buvo išpiaustyti
123
stambus papuošimai (64 pav.). Tokį puoduką, pripiltą vyno,
pasiūlydavo nekilmingam svečiui, iš kurio buvo galima be
baimės pasijuokti. Kaip iš jo gerti? Palenkti — negalima:
vynas ims tekėti pro daugybę skylių, o į burną nepateks nė
lašo. Atsitiks kaip pasakoje:
Midų, vyną gėriau,
Burnoj neturėjau.
Bet kas žinojo tokių puodukų įrengimo paslaptį, — kuri
parodyta 64 pav. dešinėje, — tas užkimšdavo pirštu angą B, t
64 pav. Apgaulingas XVII I šimtmečio pabaigos ąsotis ir jo įrengimo paslaptis
imdavo į burną snapelį ir siurbdavo į save skystį nelenkda-
mas indo: vynas pro angą E kildavo kanalu ąsos viduje, to-
liau jo tęsiniu C — puoduko viršutinio krašto viduje, ir pa-
siekdavo snapelį.
Dar ne taip seniai panašūs puodukai buvo gaminami
mūsų puodžių. Man teko vienuose namuose matyti jų darbo
pavyzdį, gana sumaniai slepiantį indo įrengimo paslaptį;
ant puoduko buvo užrašas „gerk, tik neapsiliek!"
Kiek sveria vanduo apverstoje stiklinėje?
-r- Žinoma, nieko nesveria: tokioje stiklinėje vanduo ne-
silaiko, išsipila, — pasakysite.
— O jeigu neišsipila? — paklausiu. — Kas tada?
124
Ir tikrai, juk galima išlaikyti vandenį apverstoje stikli-
nėje taip, kad jis neišsilietų. Sis atvejas pavaizduotas
65 pav. Apversta stiklinė taurė už kojelės pririšta prie vie-
nos svarstyklių lėkštės ir pripil-
ta vandens, kuris neišsilieja,
nes taurės kraštai nugrimzdę
vandenyje. Ant kitos svarstyklių
lėkštės padėta lygiai tokia pat
tuščia taurė.
Kuri svarstyklių lėkštė nu-
svers?
Nusvers ta, prie kurios pri
rišta apverstoji taurė su vande-
niu. Tą taurę iš viršaus veikia
pilnas atmosferos slėgis, o iš 65 pav. Kuri lėkštė nusvers3
apačios — atmosferos slėgis,
susilpnintas taurėje esančio vandens svorio. Lėkščių pu-
siausvyrai gauti reikėtų ant kitos lėkštės padėtą taurę pri-
pilti vandens.
Taigi nurodytomis sąlygomis vanduo apverstoje stikli-
nėje sveria tiek pat, kiek ir pastatytoje.
Kodėl laivai traukia vienas kitą?
1912 m. rudenį vandenyno garlaiviui „Olimpikui" — tuo-
met vienam iš didžiausių pasaulyje laivų — įvyko toks atsi-
tikimas. „Olimpikas" plaukė atvira jūra, o beveik lygiagre-
čiai su juo, šimto metrų atstume, dideliu greičiu plaukė kitas,
žymiai mažesnis, šarvuotasis kreiseris ,,Gaukas". Kai abu
laivai užėmė 66 pav. pavaizduotą padėtį, įvyko kažkas ne-
paprasta: mažesnysis laivas staiga, lyg kokios nematomos
jėgos veikiamas, pasuko iš kelio pirmagaliu į didįjį gar-
laivį ir, neklausydamas vairo, nuplaukė beveik tiesiai į jį.
Įvyko susidurimas. „Gaukas" įsirėžė pirmagaliu „Olirnpi
kui" į šoną; smūgis buvo toks stiprus, kad „Gaukas" pra-
laužė „Olimpiko" borte didelę skylę.
125
Sį keistą atsitikimą nagrinėjant jūrų teisme, kaltininku
buvo pripažintas giganto „Olimpiko" kapitonas, nes, — tei-
gė teismo sprendimas, — jis nedavė jokių parėdymų duoti
kelią skersai plaukiančiam „Gaukui".
66 pav. Garlaivių ,,Olimpi- ^ t a a p l i nkybė — l a i v ų t a r-
kas" ir „Gaukas" padėtis p u s a v i o t r a u k o s i ū r o i e prieš susiduriant . . . . j j
Tokių atsitikimų, tur būt, ir anksčiau ne kartą pasitaiky-
davo, lygiagrečiai judant dviem laivams. Bet kol nestatė
stambių laivų, tai nepasireikšdavo su tokia jėga. Tik pačiais
paskutiniaisiais metais, kai vandenynus ėmė skrosti „plau-
kiojantieji miestai", laivų traukos reiškinys pasidarė žymiai
ryškesnis; manevrų metu į jj atsižvelgia karo laivų
vadai.
Gausios smulkių laivų, plaukiusių didelių keleivinių bei
karo laivų kaimynystėje, avarijos įvykdavo, tur būt, dėl tos
pačios priežasties.
Kuo paaiškinti tą trauką? Žinoma, čia negali būti ir kal-
bos apie trauką pagal Niutono visuotinės traukos dėsnį:
jau matėme (IV skyriuje), kad ši trauka per menka. Čia
priežastis visiškai kito pobūdžio ir paaiškinama skysčių te-
kėjimo vamzdžiuose ir kanaluose dėsniais. Galima įrodyti,
kad skystis, tekąs kanalu, kuriame yra susiaurėjimų bei pa-
platėjimų, siaurose kanalo vietose teka greičiau ir s l e g i a
k a n a l o s i e n e l e s s i l p n i a u negu plačiose vieto-
se, kur teka lėčiau ir slegia sieneles stipriau („Bernulio
principas").
Tas pats galioja ir dujoms. Sis reiškinys d u j ų teori-
joje vadinamas dažnai „aerostatiniu paradoksu". Pirmą kar-
tą šis reiškinys, kaip pasakojama, buvo atsitiktinai pastebė-
Vadinasi, teismas neįžiūrėjo
čia nieko ypatingo: paprastas
kapitono apsileidimas ir tiek. O
tuo tarpu čia pasireiškė nenuma-
reiškinys.
126
tas šitokiose aplinkybėse. Vienoje prancūzų kasykloje dar-
bininkui buvo įsakyta skydu uždaryti išorinio koridoriaus
angą, pro kurią į šachtą paduodavo suspaustą orą. Darbi-
ninkas ilgai kovojo su besiveržiančio į šachtą oro srove, bet
staiga skydas pats savaime su tokia jėga užtrenkė angą,
kad jį, jei butų buvęs nepakankamai didelis, būtų įtraukę į
ventiliacijos angą drauge su išsigandusiu darbininku. Tarp
kitko, šia dujų tekėjimo savybe paaiškinamas pulverizato-
riaus veikimas. Pučiant (68 pav.) į alkūnę a, kuri baigiasi
susiaurėjimu, oras pereidamas į susiaurėjimą, sumažina
savo slėgį. Tokiu būdu ties vamzdeliu b atsiranda sumažinto
slėgio oras, ir todėl atmosferos slėgis varo skystį iš stikli-
nės vamzdeliu aukštyn; prie vamzdelio galo skystis patenka
į pučiamojo oro srovę ir joje išpurkščiamas.
Dabar suprasime, kas sudaro laivų traukos priežastį.
Tarp bortų dviejų garlaivių, kurie plaukia lygiagrečiai vie-
nas kitam, susidaro lyg vandens kanalas. Paprastame ka-
nale nejuda sienelės, bet vanduo; o čia atvirkščiai, nejuda
vanduo, bet sienelės. Tačiau jėgų veikimas dėl to nė kiek
nesikeičia: siaurose judamojo „
kanalo vietose vanduo šiene- 1 • ~
duo teka greičiau bet slegia sieneles silpniau negu plačiose 68 pav. Pulverizatorius
les slegia silpniau, negu "erdvėje aplink garlaivius. Kitaip
sakant: vienas į kitą atgręžti garlaivių šonai yra mažiau
vandens slegiami negu išorinės laivų dalys. Kas gi dėl to
turi įvykti? Dėl išorinio vandens slėgimo, laivai turi judėti
vienas į kitą, ir natūralu, kad mažesnis laivas juda smar-
kiau, tuo tarpu masyvesnis lieka beveik nepajudėjęs. Stai,
67 pav. Siaurose kanalo vietose van
127
kodėl ta trauka pasireiškia ypač stipriai, kai didelis laivas
greitai praeina pro mažutį.
Taigi laivų trauka paaiškinama tekančio vandens siur-
biamuoju veikimu. Tuo pačiu paaiškinamas verpetų siurbia-
masis veikimas ir sraunių vietų pavojingumas besimau-
= dantiesiems. Galima apskaičiuo-
išsilaikyti pusiausvyroje. Pagaliau, visiems gerai žinomas
greit dumiančio traukinio įtraukiamasis veikimas irgi pa-
aiškinamas Bernulio principu: 50 km per valandą greičiu
einąs traukinys traukia arti stovintį žmogų maždaug 8 kg
jėga.
Su „Bernulio principu" susiję reiškiniai nors labai daž-
ni, tačiau nespecialistų tarpe mažai žinomi. Todėl pravartu
ties tuo principu smulkiau sustoti. Žemiau duodame ištrau-
ką straipsnio, įdėto viename populiariame mokslo žur-
nale.
Principas, pirmą kartą 1726 m. paskelbtas Danielio Ber-
nulio, sako: vandens arba oro srovėje slėgis didelis, jei grei-
tis mažas, ir slėgis mažas, jei greitis didelis. Yra tam tikrų
šio principo apribojimų, bet čia prie jų nesustosime.
70 pav. iliustruoja tą principą*
Oras pučiamas vamzdeliu AB. Jei vamzdelio piūvis, —
kaip vietoje a, — mažas, tai oro greitis ten didelis, o ten,
kur piūvis didelis, — kaip vietoje b, — oro greitis mažas.
Ten kur greitis didelis, slėgis mažas, o kur greitis mažas, —
slėgis didelis. Kadangi oro slėgis taške a mažas, skystis
69 pav. Vandens srovė tarp dviejų plaukiančių laivų
ti, kad vandens srovė upėje,
^ esant vidutiniam 1 m per se-
> kundę greičiui, traukia žmo-
gaus kūną 30 kg jėga! Tokiai
jėgai nelengva atsispirti, ypač p vandenyje, kai nuosavas mūsų
kūno svoris nepadeda mums
Bernulio principas ir jo pasekmės
128
vamzdelyje C kyla; tuo pačiu metu stiprus oro slėgis taške
t verčia skystį vamzdelyje D leistis žemyn.
71 pav. vamzdelis T įtvirtintas variniame skridinyje DD;
oras pučiamas pro vamzdelį T ir toliau eina pro šalį laisvo
skridinio dd ·. Oro greitis tarp abiejų skridimų yra didelis,
70 pav. BernuliO principo iliustraci-ja. Susiaurintoje vamzdelio AB vie-
toje (a) slėgis mažsnis negu plačioje (b)
71 pav. Bandymas su skridiniais
bet tas greitis, artėjant prie skridinių kraštų, smarkiai ma-
žėja, nes oro srovės piūvis greitai auga ir tenka nugalėti iš
skridinių protarpio tekančio oro inerciją. Bet skridimus gau-
biančio oro slėgis yra didelis, nes greitis mažas, o oro slėgis
tarp skridinių yra mažas, nes greitis didelis. Todėl gau-
biantis oras stipriau veikia skridinius, stengdamasis juos
suartinti, negu oro srovė tarp skridinių, kuri stengiasi juos
išskirti; rezultatas yra tas, kad skridinys dd tuo stipriau
pritraukiamas prie skridinio DD, kuo stipresnė oro srovė
vamzdelyje T.
72 pav. yra analogiškas 71 pav., tik vietoje oro jame
vartojamas vanduo. Greit skridinių DD judąs vanduo yra
žemame lygyje ir, aplenkdamas skridinio kraštus, pats раку
Ia iki aukštesnio ramaus vandens lygio baseine. Todėl ra-
mus vanduo po skridinių daugiau slegia, negu judąs viršum
skridinio, ir dėl to skridinys kyla. Strypas P neleidžia skri-
dimui slinkti į šalis.
1 Tą patj bandymą galima atlikti paprasčiau, panaudojus ritę ir
popieriaus skritulėlį. Kad skritulėlis neslystų į šalį, jis prikalamas
segtuku, einančiu pro ritės kanalą.
β Įdomioji fizika II kn. 129
73 pav. vaizduoja lengvą rutuliuką, plaukiantį oro srovė-
je. Oro srovė susiduria su rutuliuku ir neleidžia jam kristi.
Rutuliuką, iššokusį iš srovės, gaubiantis oras grąžina atgal
j srovę, nes mažą greitį turinčio aplinkinio oro slėgis yra
didelis, o srovėje oro slėgis ma-
žas, nes greitis didelis. \ 1 ' J ' I >' V » " / / / /
V m i ' , , / ,
W Q l / l ? W f /
72 pav. Skridinys DD kyla ant strypo P, kai ant jo bėga vandens srovė iš bako TT
73 pav. Rutuliukas, kurį laiko oro
srovė
74 pav. vaizduoja du ramiame vandenyje greta vienas
antro judančius laivus, arba, tai yra visai tas pat, du šalia
74 pav. Du lygiagrečiai judą laivai tartum traukia vienas antrą
75 pav. Judant laivams priekin, laivas B pasisuka pirmagaliu
j laivą A
stovinčius ir tekančio vandens aplenkiamus laivus. Sriautas
tarp laivų labiau suspaustas, ir vandens greitis toje vietoje
didesnis negu abipus laivų. Todėl vandens slėgis tarp laivų
mažesnis negu iš abiejų šonų; tfidesnis laivus gaubiančio
130"
vandens slėgis juos ir suartina. Jūrininkai labai gerai žino,
kad du greta plaukią laivai smarkiai traukia vienas kitą.
Rimtesnis įvykis gali atsitikti, kai vienas laivas plaukia
užpakalyje kito, kaip pavaizduota 75 pav. Dvi laivus arti-
nančios jėgos F ir F stengiasi juos
pasukti, ir laivas B didele jėga
pasisuka į A. Susidūrimas tokiu
atveju beveik neišvengiamas, nes
vairas nespėja pakeisti laivo judė-
jimo krypties.
Reiškinį, kuris aprašytas ry-
šium su 74 pav., galima de-
monstruoti, pučiant orą tarp dvie-
jų lengvų guminių sviedinukų,
pakabintų, kaip parodyta 76 pav.
Jie suartėja ir susidaužia vienas į kitą, ėmus tarp jų
pūsti orą.
2uvies pūslės paskirtis
Apie tai, kokį vaidmenį atlieka žuvų plaukiojainoji pūslė,
paprastai kalbama ir rašoma, — atrodytų, visiškai patiki-
mai, — šit ką. Kai žuvis iš gelmės nori išplaukti į viršutinius
vandens sluoksnius, ji išpučia savo plaukiojamąją pūslę;
tada jos kūno tūris padidėja, išstumiamo vandens svoris pa-
sidaro didesnis už jos nuosavą svorį — ir, pagal plūduriavi-
mo dėsnį, žuvis kyla į viršų. O kai ji nori nustoti kilusi arba
nusileisti žemyn, ji, priešingai, suspaudžia savo plaukioja-
mąją pūslę. Kūno tūris, o su juo ir išstumiamo vandens svo-
ris, sumažėja, ir žuvis, sutinkamai su Archimedo dėsniu, lei-
džiasi į dugną.
Toks suprastintas žuvų plaukiojamosios pūslės paskirties
aiškinimas siekia Florencijos akademijos (XVII amž.) moks-
lininkų laikus ir buvo profesoriaus Boreli išreikštas 1685 m.
Daugiau kaip 200 metų būvyje jis buvo priimamas be prieš-
taravimų, suspėjo įsigalėti mokyklų vadovėliuose, — ir tik
76 pav. Du lengvi rutuliai pučiant tarp jų orą suar-
tėja ir net susiliečia
131
naujųjų tyrinėtojų darbai įrodė visišką šios teorijos nepa-
grįstumą.
Pūslė, be abejonės, turi labai glaudų ryšį su žuvies plau-
kiojimu, nes žuvys, kurioms pūslė bandymų metu buvo dirb-
tinai pašalinta, bepajėgė laikytis vandenyje tik įtemptai
dirbdamos pelekais, o nutraukus tą darbą, krito į dugną.
Koks jos tikrasis vaidmuo? Labai ribotas: ji tik padeda
žuviai išsilaikyti tam tikroje gilumoje, — kaip tik toje, kur
žuvies išstumiamo vandens svoris yra lygus pačios žuvies
svoriui. O kai žuvis, darbuodamasi pelekais, nusileidžia ž e-
m i a u to lygio, jos kūnas, veikiamas didelio išorinio van-
dens slėgio, susitraukia, suspausdamas pūslę; išstumiamo
vandens tūrio svoris sumažėja, pasidaro mažesnis už žuvies
svorį, ir žuvis nesulaikomai krinta žemyn. Juo žemiau ji
nusileidžia, — juo stipresnis darosi vandens slėgis (lei-
džiantis, jis didėja 1 atmosfera kas kiekvienus 10 т . ) , juo
labiau susispaudžia žuvies kūnas ir juo smarkiau ji toliau
leidžiasi.
Tas pats, tiktai priešinga linkme, vyksta tada, kai žuvis,
palikusi tą sluoksnį, kuriame ji buvo pusiausvyroje, dirbda-
ma pelekais persikelia į aukštesniuosius sluoksnius. Jos kū-
nas, atsipalaidavęs nuo dalies išorinio slėgio ir, kaip ir
anksčiau, skečiamas iš vidaus plaukiojamosios pūslės (ku-
rioje iki to laiko dujų slėgis buvo pusiausvyroje su gau-
biančio vandens slėgiu), padidėja savo tūriu ir dėl to išky-
la aukščiau. Kuo aukščiau kyla žuvis, tuo labiau išsipučia
jos kūnas, taigi, tuo smarkesnis yra tolesnis jos kilimas.
Sutrukdyti to, „suspausdama pūslę", žuvis nepajėgia, nes
jos plaukiojamosios pūslės sienelės neturi raumeninių
audinių, kurie galėtų aktyviai keisti jos tūrį.
Kad toks p a s y v u s žuvų kūno tūrio skėtimasis tik-
rai vyksta, patvirtinama šiuo bandymu (77 pav.). Chloro-
formu apsvaiginta aukšlė, leidžiama į uždarą indą su van-
deniu, kuriame palaikomas padidintas slėgis, artimas tam,
koks esti tam tikrame natūralaus baseino gylyje. Vandens
132
paviršiuje žuvelė guli nejudėdama pilveliu j viršų. Panar-
dinta truputį giliau, ji vėl išplaukia į paviršių. Nustumta
arčiau dugno, ji leidžiasi į dugną. Bet protarpyje tarp
abiejų lygių yra vandens sluoksnis, kuriame žuvelė lieka
pusiausvyroje — neskęsta ir neiš-
kyla. Visa tai darosi aišku, atsi-
minus ką tik pasakytą apie pasyvų
plaukiojamosios pūslės išsiskėtimą
ir susispaudimą.
Taigi, priešingai paplitusiai
nuomonei, žuvis visiškai negali
laisvai išpūsti ir suspausti savo
plaukiojamosios pūslės. Jos tūrio
pasikeitimas vyksta pasyviai, vei-
kiant sustiprintam arba susilpnin-
tam išoriniam slėgiui (pagal Boi-
Iio-Marioto dėsnį). Tie tūrio kitė-
jimai žuviai ne tik nenaudingi, o,
priešingai, jai kenkia, nes sukelia
arba nesulaikomą, vis greitėjantį
kritimą į dugną, arba tiek pat nesulaikomą ir greitėjantį
kilimą į paviršių. Kitaip sakant, pūslė padeda žuviai neju-
dant išlaikyti pusiausvyrą, bet ta pusiausvyra yra nepastovi.
Žvejų stebėjimai patvirtina tai, kas buvo pasakyta.
Gaudant žuvis didesniame gylyje pasitaiko, kad žuvis
pusiaukelėje išsilaisvina; bet, priešingai negu galima būtų
tikėtis, ji nesileidžia vėl gilyn, iš kur buvo ištraukta, o,
atvirkščiai, greitai kyla į paviršių. Tokioms žuvims, kaip
kartais ir pastebima, pūslė išlenda pro gerklę.
Toks yra tikrasis plaukiojamosios žuvų pūslės vaid-
muo, — kalbant apie jos ryšį su plaukiojimu: ar ji atlieka
taip pat ir kitas funkcijas žuvies organizme ir būtent ko-
kias, — nežinoma, taigi, tas organas lieka tuo tarpu pa-
slaptingas. Ir tik jo hidrostatinė reikšmė dabartiniu metu,
galima sakyti, visai aiški.
77 pav. Bandymas su aukšle
133
Bangos ir sūkuriai
Daugelio kasdieninių fizikos reiškinių negalima išaiš-.
kinti remiantis elementariniais fizikos dėsniais. Net toks
dažnai stebimas reiškinys, kaip jūros bangavimas vėjuotą
dieną, neįmanoma išsamiai išaiškinti mokyklinio fizikos
kurso rėmuose. O dėl ko atsiranda bangos, sklindančios
nuo plaukiančio garlaivio pirmagalio ramiame vandenyje?
Kodėl vėjuotą dieną plevėsuoja vėliavos? Kodėl smėlys
78 pav. Ramus („lamina-rinis") skysčio tekėjimas
vamzdžiu
79 pav. Sūkurinis („tur-bulentinis") skysčio tekė-
jimas vamzdžiu
ant jūros kranto turi banguotą paviršių? Kodėl iš fabriko
kamino išeiną dūmai kyla kamuoliais?
Norint paaiškinti tuos ir kitus į juos panašius reiški-
nius, reikia žinoti vadinamojo s ū k u r i n i o skysčių ir
dujų judesio savybes. Pasistengsime čia truputį papasa-
koti apie sūkurinius reiškinius ir pažymėti pagrindines jų
savybes, nes mokykliniuose vadovėliuose apie sūkurius vos
tik užsimenama.
Įsivaizduokime vamzdžiu tekantį skystį. Kai visos skys-
čio dalelytės juda išilgai vamzdžio lygiagretėmis linijomis,
turime paprasčiausią skysčio judesio atveją — ramią, arba,
kaip fizikai sako, „laminarinę" srovę. Tačiau, tai vi-
siškai ne pats dažnasis atvejas. Priešingai, žymiai dažniau
skysčiai vamzdžiais teka neramiai; nuo vamzdžio sienelių
į jo ašį eina sūkuriai. Tai — sūkurinis arba t u r b u-
l e n t i n i s judesys. Taip teka, pavyzdžiui, vanduo van-
dentiekio tinklo vamzdžiuose (nekalbant apie plonus vamz-
džius, kur tekėjimas laminarinis). Sūkurinis judesys pa-
stebimas kiekvieną kartą, kai kurio nors skysčio tekėjimo
134
greitis vamzdyje (tam tikro diametro) pasiekia tam tikrą
dydį — vadinamąjį k r i t i n į greitį
Vamzdžiu tekančio skysčio sūkurius galima padaryti
pastebimus akiai, į skaidrų stikliniu vamzdeliu tekantį
skystį įbėrus truputį lengvų miltelių, pavyzdžiui, pataiso
(lotyniškai Lycopodium).
Ši sūkurinio tekėjimo ypatybė išnaudojama technikoje,
įrengiant šaldytuvus ir aušintuvus. Skysčio, kuris turbulen-
tiškai teka vamzdeliu su šaldomomis sienelėmis, visos dale-
lės žymiai greičiau susisiekia su šaltomis sienelėmis, negu
judant be sūkurių; reikia atsiminti, kad skysčiai patys sa-
vaime — blogi šilumos laidininkai ir nemaišomi aušta arba
kaista labai pamažu. Pagyvinta šiluminė ir medžiaginė
kraujo apykaita su jo maitinamais audiniais taip pat įma-
noma tik todėl, kad kraujas teka kraujaindžiais ne lamina-
riškai, o sūkuriškai.
Tai, kas buvo pasakyta apie vamzdžius, lygiai tinka ir
atviriems kanalams ir upių vagoms: kanaluose ir upėse
vanduo teka turbulentiškai. Tiksliai matuojant upės srovės
greitį, ypač arti dugno, instrumentas parodo pulsavimą, ku-
ris liudija esant nuolatos kintančią srovės kryptį, t. y. sū-
kurius. Upėje vandens dalelės juda ne tik išilgai upės vagos,
kaip paprastai vaizduojamasi, bet taip pat ir nuo krantų į vi-
durį. Todėl ir neteisingas yra teigimas, lyg upės gilumoje
vanduo ištisus metus turi tą pačią temperatūrą, būtent
+4° C: dėl vandens sluoksnių maišymosi tekančio vandens
temperatūra prie upės (bet ne ežero) dugno yra tokia pat,
kaip ir paviršiuje 2.
Prie upės dugno susidarą sūkuriai neša lengvą smėlį
ir čia sudaro smėlio „bangas". Tą patį galima pastebėti ir
1 Bet kurio skysčio kritinis greitis yra tiesiai proporcingas skys-
čio klampumui ir atvirkščiai proporcingas jo tankiui ir vamzdžio, ku-
riuo skystis teka, diametrui. (Išsamiau tai išdėstyta V. L. Kirpičiovo
knygQje „Pasikalbėjimai apie mechaniką", septintas pasikalbėjimas.) 2 2r. mano knygą „Ar jūs mokate fiziką?" § 133.
135
ant smėlėto jūros kranto, kurį skalauja užliejančios bangos
(80 pav.). Jei vanduo prie dugno tekėtų ramiai, smėlys dug-
ne turėtų lygų paviršių.
Taigi, netoli nuo vandens skalaujamo kūno paviršiaus
susidaro sūkurių. Jų buvimą mums rodo, pavyzdžiui, gyva-
80 pav. Smėlio bangų susidarv- 81 pav. Banguotas virvės jude-mas jūros krante dėl vandens sys tekančiame vandenyje yra
sūkurių veikimo susidariusių sūkurių pasekmė
tiškai išsirangiusi virvė, ištiesta išilgai vandens srovės
(kai vienas virvės galas pririštas, o kitas laisvas). Kas čia
jvyksta? Virvės dalis, šalia kurios susidarė sūkurys, yra jo
nešama; bet sekantį momentą ta dalis yra jau kito sūkurio
82 pav. Vėliava, plevėsuojanti dulkes, šiaudus ir kt.? Tai — ve j y j e sūkurinio oro tekėjimo Žemės
paviršiumi pasireiškimas. O kai oras teka vandens pavir-
šiumi, tai sūkurių susidarymo vietose, oro slėgiui sumažė-
jus, vanduo iškyla kupra — atsiranda bangavimas. Ta pati
priežastis sudaro smėlio bangas dykumoje ir kopų šlaituo-
se (83 pav.).
Dabar lengva suprasti, kodėl vėliava plevėsuoja vėjy-
je: su ja įvyksta tas pat, kaip ir su virve tekančiame van-
denyje. Kieta vėpūtės plokštelė nesilaiko vėjyje pastoviai, o
sūkurių veikiama visą laiką krypuoja. Tokios pat sūkurinės
kilmės yra ir dūmų kamuoliai, kurie veržiasi iš fabriko
stumiama į priešingą pusę —
susidaro gyvatiškas vinguriavi-
mas (81 pav.).
Nuo skysčių pereisim prie
dujų, nuo vandens — prie
oro. Kas nėra matęs, kaip
oro sūkuriai neša nuo Žemės
136
dūmtraukio: degimo dujos teka dūmtraukiu sūkuriniu ju-
desiu, kuris iš inercijos kurį laiką tęsiasi už dūmtraukio
ribų (84 pav.).
Sūkurinis judesys turi didelę reikšmę aviacijoje. Lėk-
tuvo sparnams duodama tokia forma, kad praretinto oro
83 pav. Banguotas smėlio 84 pav. Iš fabriko dumtraukio kylančių paviršius dykumoje dūmų kamuoliai
vietos po sparnais būtų pripildytos sparnų medžiagos, o
sūkurių veikimas viršum sparnų, priešingai, sustiprinamas.
Ir rezultatas tas, kad sparnas iš apačios yra palaikomas,
o iš viršaus prisiurbiamas (85 pav.). Panašūs reiškiniai
būna ir paukščiui skrendant išskėstais sparnais.
Kaip veikia vėjas stogą? Sūkuriai viršum stogo sudaro
praretintą orą; stengdamasis išlyginti slėgimą, oras iš
po stogo veržiasi j viršų ir spaudžia jį. Rezultatas yra toks,
ką, deja, dažnai tenka pastebėti: lengvą, netvirtą stogą vė-
jas nuneša. Dideli langų stiklai dėl tos pačios priežasties
pučiant vėjui išspaudžiami iš vidaus (o ne sutriuškinami
spaudimu iš oro).
137
Tačiau, šie reiškiniai paprasčiau išaiškinami slėgio su-
mažėjimu judančiame ore (žr. aukščiau „Bernulio princi-
pas", 128 psl.).
Kai dvi skirtingos temperatūros ir drėgmės oro srovės
teka išilgai viena kitos, kiekvienoje jų susidaro sūkurių.
Įvairios debesų formos
žymiu laipsniu priklauso
nuo tos pačios prie-
žasties.
Taigi matome, kokia
plati reiškinių grupė yra
susijusi su sūkurinėmis
srovėmis. Tačiau pačių
sūkurinių judesių dėsniai
85 pav. Kokios jėgos veikia lėktuvo d a r t o l i g r a Ž U n ė r a i š t i r " sparnus. Oro sutirštėjimų (-f) ir pra- ti: ši sritis matemati-retėjimų (—) pasiskirstymas sparne n i a m s t v r i n ė i i m a m s su-naujausių bandymų duomenimis. Visų ш а г п ь y J 4
v
remiančių ir siurbiančių pastangų re- daro milžiniškų sunku-zultatas yra tas, kad sparnas trau- ь,,г;11Пс т п к ч Ь ч пят kiamas į viršų. (Ištisinės linijos rodo m ^ Kur iuos moks l a s Oar slėgių pasiskirstymą; punktiras — tą tur i n uga l ė t i . patį, smarkia i^ padidėjus skridimo N o r i n č i a m s m u l k i a u
susipažinti su ką tik nag-
rinėtais reiškiniais, pasiryžusiam rimtai ir sistemingai pa-
dirbėti su knyga, galima pasiūlyti P. M. Sirmanovo „Aero-
dinamikos kursą"; šis vadovėlis pasižymi dėstymo aiškumu
ir nereikalauja iš skaitytojo aukštosios matematikos mokė-
jimo.
Kelionė į Žemės gelmes
Nė vienas žmogus nėra nusileidęs į Zemę giliau kaip
2 1I2 km, — o tuo tarpu Žemės rutulio spindulys lygus
6 400 km. Ligi Žemės centro lieka dar labai ilgas kelias.
Tačiau, išradingasis Žiulis Vernas nuleido giliai į Žemės
gelmes savo herojus — keistuolį profesorių Lidenbroką ir
jo sūnėną Akselį. 'Romane „Kelionė į Žemės centrą" jis ap-
rašė nuostabius tų požeminių keliautojų nuotykius. Tarp
38
jų sutiktų Žemės gelmėse netikėtumų buvo, be kita ko, ir oro
^ tankio padidėjimas. Kylant j viršų oras retėja labai greitai:
jo tankis mažėja geometrine progresija, kai kilimo aukštis
auga aritmetine progresija. Priešingai, leidžiantis žemyn,
žemiau vandenyno lygio, oras, slegiamas aukščiau gulinčių
I sluoksnių, darosi vis tankesnis. Požeminiai keliautojai, aiš-
ku, negalėjo to nepastebėti.
Stai koks pasikalbėjimas vyko tarp dėdės mokslininko
ir jo sūnėno 12 Ije (48 km) gylyje po Žemės paviršiumi.
„— Pažiūrėk, ką rodo manometras? — paklausė dėdė.
— Labai didelį slėgį.
— Dabar matai, kad leisdamiesi pamažu palaipsniui
priprantame prie sutirštinto oro ir nė kiek dėl to neken-
čiame.
— Jei nepaisysime skausmo ausyse.
— Niekis!
5 — Gerai, — atsakiau, nutaręs neprieštarauti dėdei. —
Būti sutirštintame ore netgi malonu. Jūs pastebėjote, kokie
stiprūs jame garsai?
— Žinoma. Šitoje atmosferoje net kurčias galėtų
b girdėti.
— Bet oras darysis vis tankesnis. Ar jis neįgaus pa-
galiau vandens tankio?
— Žinoma: esant 770 atmosferų slėgiui.
— O dar žemiau?
— Tankis didėja dar labiau.
— Kaip mes tada leisimės?
—· Prisikimšime kišenes akmenų.
— Na, dėde, jūs į viską turite atsakymą!
Aš daugiau nebesileidau į spėliojimų sritį, nes, tur būt,
vėl sugalvočiau kokią nors kliūtį, kuri supykintų dėdę.
Tačiau buvo aišku, kad, esant kelių tūkstančių atmosferų
slėgiui, oras gali pereiti į kietą būvį, o tuomet, leidus net,
jog įstengtume ištverti tokį slėgį, teks vis dėlto sustoti. Čia
jau jokie ginčai nepadės".
139
4
Fantazija ir matematika
Taip pasakoja romanistas; bet ne taip yra, patikrinus
faktus, apie kuriuos kalbama toje ištraukoje. Mums šiam
reikalui neteks leistis į Žemės gelmes; mažai ekskursijai
j fizikos sritį visiškai pakanka pieštuko ir popieriaus.
Visų pirma stengsimės nustatyti, į kokį gylį reikia
nusileisti, kad atmosferos slėgis padidėtų tūkstantąja
dalimi. Normalus atmosferos slėgis yra lygus 760 mi-
limetrų gyvsidabrio stulpo svoriui. Jei būtume panar-
dinti ne į orą, o į gyvsidabrį, mums tektų nusileisti viso
760 ^qq
= 0.76 mm, kad slėgis padidėtų vienu tūkstantadaliu.
Oie mes, žinoma, turime nusileisti daug giliau, būtent —
tiek kartų, kiek kartų oras lengvesnis už gyvsidabrį —
10 500 kartų. Vadinas, kad slėgis padidėtų tūkstantąja nor-
malaus slėgio dalimi, teks nusileisti ne 0,76 mm, kaip gyv-
sidabryje, o 0,76X 10 500, t. y. beveik 8 m. O kai nusi-
leisime dar 8 m, tai padidėjęs slėgis vėl padidės tūkstan-
tadaliu savo dydžio ir t. t.1. Kokiame lygyje bebūtume —
prie pat „pasaulio lubų" (22 km), ant Everesto kalno viršū-
nės (9 km) ar prie vandenyno paviršiaus — mums reikia
nusileisti 8 m, kad atmosferos slėgis padidėtų tūkstantąja
pirmykščio dydžio dalimi. Taigi, gauname tokią oro slėgio
didėjimo, leidžiantis gilyn, lentelę:
Žemės paviršiaus lygyje slėgis 760 mm — normaliam
1 Sekantis 8 metrų storio oro sluoksnis yra tankesnis už pirmesnįjį,
o todėl slėgio padidėjimas absoliutiniu dydžiu yra didesnis, negu pir-
mesniajame sluoksnyje. Bet jis ir turi būti didesnis, nes imama tūks-
tantoji stambesnio dydžio dalis.
8 m gilumoje = 1,001 normalaus
2 X 8 m
3 X 8 m
4 X 8 m
= (1,001)2
= (I1OOl)3
= (1,001)*
140
Ir, apskritai, n X 8 m gilumoje atmosferos slėgis di-
desnis už normalųjį (1,001)" kartų; ir kol slėgis nelabai
didelis, tiek pat kartų padidės ir oro tankis (Marioto dės-
nis).
Pastebėsime, kad duotuoju atveju turime reikalo, kaip
matyt iš romano, su nusileidimu į žemę tik 48 km, todėl
svorio jėgos susilpnėjimo ir su juo susijusio oro svorio
sumažėjimo galima nepaisyti.
Dabar galime išskaičiuoti, kokio dydžio, apytikriai, bu-
vo tas slėgis, kurį patyrė požeminiai Žiulio Verno keliau-
tojai 48 km (48 000 m) gilumoje. Mūsų formulėje n yra
l y g u s i ^ = 6 000. Tenka apskaičiuoti 1,00 1 6 000. Kadan-8
gi 1,001 dauginti patį iš savęs 6 000 kartų — gana nuobo-
dus darbas ir sugaištume daug laiko, tai pasinaudosi-
me logaritmais, apie kuriuos Laplasas yra pasakęs,
kad jie, sutrumpindami darbą, padvigubina skaičiuotojų
amžių
Logaritmuodami gauname: nežinomojo logaritmas =
6 000 X Ig 1,001 = 6 000 X 0,00043 = 2,6
Iš logaritmo 2,6 randame ieškomąjį skaičių; jis ly-
gus 400.
Taigi 48 km gilumoje atmosferos slėgis 400 kartų di-
desnis už normalųjį; oro tankis, kaip parodė bandymai,
tokiam slėgiui esant padidėja 315 kartų. Todėl abejotina,
kad mūsų požeminiai keliautojai visai nebūtų kentę, jus-
dami tiktai „skausmą ausyse". Tačiau, Žiulio Verno romane
pasakojama apie tai, kaip žmonės pasiekė dar didesnes
1 Kas iš mokyklos išsinešė antipatijos jausmą logaritmų lente-
lėms, tas, gal būt, pakeis savo nedraugišką nusistatymą jų atžvilgiu,
susipažinęs su charakteristika, duota joms didžiojo prancūzų astro-
nomo. Stai ta vieta jo veikale „Pasaulio sistemos dėstymas": „Loga-
ritmų išradimas, sutrumpindamas kelių mėnesių skaičiavimus iki kelių
dienų darbo, lyg padvigubina astronomų gyvenimą ir atpalaiduoja
juos-nuo paklaidų ir nuovargio, neišvengiamų ilgai skaičiuojant".
141
požemines gelmes, — būtent 120 ir netgi 325 kilometrų.
Oro slėgis ten turėjo pasiekti milžinišką laipsnį, o žmogus
įstengia be žalos savo organizmui pakelti nedaugiau kaip
trijų-keturių atmosferų oro slėgį.
Jei, naudodamiesi ta pačia formule, mėgintume išskai-
čiuoti, kokiame gylyje oras pasidaro tiek tankus, kaip ir
vanduo, t. y. sutirštėja 770 kartų, tai gautume skaičių:
53 km. Bet šis rezultatas neteisingas, nes esant dideliam
slėgiui, dujų tankis jau nebėra proporcingas slėgiui. Ma-
rioto dėsnis visiškai galioja tiktai ne per dideliems slė-
giams, neviršijantiems šimto atmosferų. Štai oro tankio
duomenys, gauti Natererio bandymuose:
Slėgis Tankis
200 atmosferų 190
400 „ 315
600 „ . . 387
1 500 ,. 513
1800 „ 540
2 100 564
Tankio didėjimas, kaip matome, smarkiai atsilieka nuo
slėgio didėjimo. Veltui Žiulio Verno mokslininkas tikėjosi,
pasieksiąs gilumą, kur oras tankesnis už vandenį, — to
jam nebūtų tekę sulaukti, nes oras pasiekia vandens tankį
esant 3 000 atmosferų slėgiui, o toliau beveik nebesusi-
spaudžia. O, kad vienu slėgiu, be stipraus šaldymo (žemiau
minus 146°), paverstume orą kietu kūnu, negali būti nė
kalbos.
Tačiau, teisybės dėlei turime pastebėti, kad minėtas
Žiulio Verno romanas buvo išspausdintas žymiai anksčiau,
negu pasidarė žinomi ką tik suminėtieji faktai. Tai patei-
sina autorių, nors ir nepataiso pasakojimo.
Dar apskaičiuosime anksčiau duotąja formule didžiau-
sią šachtos gylį, kuriame žmogus gali pasilikti be žalos
142
savo sveikatai. Didžiausias oro slėgis, kurj dar įstengia
pakelti mūsų organizmas — 3 atmosferos. Pažymėję ieško-
mąjį šachtos gilumą raide x, gauname lygtį:
X
1,001 3,
iš kur (Iogaritmuodami) apskaičiuojame x. Gauname
χ - 8,9 km.
Tokiu būdu, žmogus be pavojaus galėtų būti beveik
9 km gylyje. Jei Ramusis vandenynas staiga išdžiūtų, žmo-
nės galėtų beveik visur jo dugne gyventi.
Giliausioje pasaulyje šachtoje
Kas — ne romanų autoriaus fantazijoje, o realioje tikro-
vėje — visų arčiausiai yra prasiskverbęs į Žemės centrą? Ži-
noma, kalnakasiai. Žinome jau (IV sk.), kad giliausios pa-
saulyje šachtos pasiekia daugiau kaip dviejų kilometrų gylį.
Cia turima galvoje ne žemės grąžto įsiskverbimo gylis, ku-
ris kai kuriais atvejais pasiekia daugiau 3 ½ km dydį
(86 pav.), o pačių žmonių nusileidimas. Stai ką pasakoja
apie Brazilijos šachtą prancūzų rašytojas dr. Liukas Diur-
tenas, kuris pats buvo į ją nusileidęs.
„Garsiosios Moro Velcho aukso kasyklos yra 400 km
nuotolyje nuo Rio-de-Zaneiro. Pavažiavę 16 valandų gele-
žinkeliu uolėta vietove, nusileidžiate į gilų džiunglių supa-
mą slėnį. Cia anglų kompanija eksploatuoja auksingas
gyslas tokioje gilumoje, į kokią niekuomet anksčiau nėra
buvęs nusileidęs žmogus.
„Gysla gilyn eina nuožulniai. Ją seka šešių slenksčių
šachta. Stačiosios šachtos — šuliniai, gulsčiosios — tune-
liai. Labai būdinga dabartinei visuomenei yra tai, kad gi-
liausioji šachta, kuri buvo iškasta Žemės rutulio plutoje,
pats drąsusis žmogaus bandymas įsiskverbti į planetos
gelmes ·— padarytas ieškant aukso.
143
Apsivilkite brezentiniais darbo drabužiais ir odiniu švar-
ku. Atsargiau: mažiausias į šulinį krintąs akmenukas gali
jus sužeisti. Mus lydės vienas šachtos „ka-
pitonų". [einate į pirmąjį gerai apšviestą
tunelį. Imate drebėti nuo 4° spiginančio vė-
jo: tai — ventiliacija šachtos gelmėms at-
vėsinti.
Siaurame metaliniame narvelyje nusi-
leidę pirmuoju 700 m gilumo šuliniu, pa-
tenkate į antrąjį tunelį. Leidžiatės antruoju
šuliniu; oras darosi šiltesnis. Jau esate že-
miau jūros lygio.
Pradedant sekančiu šuliniu, oras svili-
na veidą. Pagaliau pasiekėte garsųjį šulinį
Nr. 43. Apsipylęs prakaitu, susilenkęs po
žemu skliautu, slenkate gręžiamųjų mašinų
kriokimo link. Tirštose dulkėse dirba nuogi
žmonės; nuo jų teka prakaitas, rankos be
pertraukos perduoda butelį vandens. Ne-
lieskite ką tik atskeltų rūdos gabalų: jų
temperatūra 57°.
Koks šio baisaus, šlykštaus darbo rezul-
tatas? — Apie 10 kilogramų aukso per
dieną. . . "
Aprašydamas fizines sąlygas šachtos dugne ir kraštu-
tinį darbininkų eksploatacijos laipsnį, prancūzų rašytojas
pažymi aukštą temperatūrą, bet nemini padidinto oro slė-
gio. Apskaičiuokime, koks jis 2 300 m gilumoje. Jei tem-
peratūra pasiliktų tokia pat, kaip ir Žemės paviršiuje, tai
pagal mums jau žinomą formulę oro tankis padidėtų
86 pav. Giliausi veikiantieji grę-žiniai pasiekia daugiau 3,5 km
gyli
>300
(1,001) 8 = 1,33 karto.
1 Žurnalas „Za rubežom", 1933, Nr. 13.
144
Tikrumoje temperatūra nepasilieka nekintama, o kyla.
Todėl oro tankis auga ne taip smarkiai, o mažiau. Paga-
liau oras šachtos dugne tankio atžvilgiu skiriasi nuo oro
2emės paviršiuje nedaug daugiau, kaip kaitrios vasaros
dienos oras nuo šalto žiemos oro. Dabar suprantama, kodėl
ši aplinkybė nepatraukė šachtos lankytojo dėmesio.
Užtat didelę reikšmę tokiose giliose kasyklose turi žy-
mus oro drėgnumas, kuris buvimą jose esant aukštai
temperatūrai daro nepakenčiamą. Vienoje Pietų Afrikos
2 553 metrų gylio kasykloje (Johanisburge) drėgmė, esant
50° karščio, siekia 100%; čia dabar įrengiamas vadinama-
sis „dirbtinis klimatas"; šaldomasis įrengimo veikimas ati-
tinka 2 000 tonų ledo veikimą.
Stratostatais į aukštybes
Pirmesniuose straipsniuose, pasinaudodami oro slėgio
priklausomybės nuo gylio formule, mintimis keliavome į
Žemės gelmes. Išdrįskime dabar pakilti į viršų ir, pasinau-
doję ta pačia formule, pažiūrėkime, kaip kinta oro slėgis
dideliuose aukščiuose. Siuo atveju formulė įgauna tokią
išvaizdą: h
p - 0,9998 ,
kur p — slėgis, išreikštas atmosferomis, h — aukštis met-
rais. Trupmena 0,999 čia pakeitė skaičių 1,001, todėl, kad
kylant į viršų, pasislinkus 8 m, slėgis ne padidėja 0,001, o
s u m a ž ė j a 0,001.
Pradžiai išspręskime uždavinį: kaip aukštai reikia pa-
kilti, kad oro slėgis sumažėtų d v i g u b a i ?
Tam tikslui mūsų formulėje paimsime slėgį p = 0,5 ir
ieškosime aukščio h. Gausime lygtį:
J l
0,5 = 0,999 8 ,
10 įdomioji Fizika II kn. 14S
kurią išspręsti skaitytojui, mokančiam vartoti logaritmus,
nebus sunku. Atsakymas h = 5,6 kilometro rodo aukštj, ku-
riame oro slėgis turi sumažėti dvigubai.
Dabar, sekdami drąsiuosius tarybinius oreivius, pasie-
kusius 19 ir 22 kilometrų aukštį, kilkime dar aukščiau. Tos
aukštosios atmosferos sritys sudaro jau vadinamąją „stra-
tosferą". Todėl ir pūslės, kuriomis atliekamos tokios ke-
lionės, vadinamos ne aerostatais, o „stratostatais". Nema-
nau, kad tarp skaitytojų atsirastų bent vienas, kuris ne-
būtų girdėjęs apie tarybinius stratostatus „SSSR" ir
„OACh-1", pasiekusius pasaulinius aukščio rekordus: pir-
masis — 19 km, antrasis — 22 km.
Pamėginkime apskaičiuoti, koks atmosferos slėgis yra
tuose aukščiuose.
19 km aukščiui rasime, kad oro slėgis turi sudaryti
19000
0,999 8 = 0,095 atm «= 72 mm.
22 km aukščiui
22000
0,999 8 = 0,066 atm = 50 mm.
Tačiau žvilgterėję j stratonautų užrašus randame, kad
nurodytuose aukščiuose buvo pažymėti kiti slėgiai: 19 km
aukštyje — 50 mm, 22 km aukštyje — 45 mm.
Kodėl skaičiavimai nepasitvirtina? Kur mūsų daroma
klaida?
Marioto dėsnis, esant tokiam mažam slėgiui, dujoms
visai pritaikomas, bet šį kartą praleidome ką kitą: oro tem-
peratūrą laikėme esant vienodą visame 20 kilometrų sluoks-
nyje, tuo tarpu, ji, kylant į viršų, žymiai krinta. Viduti-
niškai laikoma, kad pakilus vienu kilometru temperatūra
krinta 6,5°; tai galioja ligi 11 kilometrų aukščio, kur tempe-
ratūra lygi minus 56°, o toliau dideliame protarpyje ji
146
nekinta. Atsižvelgę j šią aplinkybę (čia jau nebeužtenka
elementarinės matematikos priemonių), gausime labiau tik-
rovę atitinkančius rezultatus. Dėl tos pačios priežasties į
mūsų ankstyvesnių skaičiavimų rezultatus, liečiančius oro
slėgį gelmėse, reikia irgi žiūrėti kaip į apytikrius.
S E P T I N T A S I S S K Y R I U S
ŠILUMINIAI REIŠKINIAI
Vėduoklė
Kai moterys vėduojasi, joms, žinoma, darosi vėsiau.
Atrodo, kad tas darbas visiškai nekenksmingas kitiems
žmonėms, esantiems patalpoje, ir kad susirinkusieji gali
būti dėkingi moterims už oro atvėsinimą salėje.
Pažiūrėkime, ar tikrai taip yra? Kodėl vėduodamiesi
juntame vėsumą? Betarpiškai su mūsų veidu susiliečiąs
oras įšyla, ir ta Šilta oro kaukė, nematomai dengianti mū-
sų veidą, „šildo" jį, t. y. sulėtina tolesnį šilumos eikvojimą.
Jei oras aplink mus nejuda, tai sunkesnis neįkaitintas oras
tik labai lėtai stumia į viršų nuo veido įšilusį oro sluoksnį.
Bet vėduokle pašalinant nuo veido šiltą oro kaukę, veidas
susiliečia vis su naujomis neįšildyto oro porcijomis ir be
pertraukos atiduoda jam savo šilumą; mūsų kūnas vėsta,
ir mes juntame vėsumą.
Vadinasi, mojuodamos vėduokle, moterys nuolatos šalina
nuo veido įšilusį orą ir keičia jį neįšildytu; tas oras įšilęs,
savo ruožtu, pašalinamas ir vėl pakeičiamas nauja neįkai-
tinto oro porcija ir t. t.
148
Vėduoklių darbas pagreitina oro maišymąsi ir padeda
greičiau išsilyginti temperatūrai visoje salėje, t. y. gaivina
vėduoklių savininkes vėsesniu oru, kuris gaubia kitus salė-
je esančius žmones. Vėduoklės veikimui turi reikšmės dar
viena aplinkybė, apie kurią tuojau papasakosime.
Kodėl vėjui pučiant šalčiau?
Visi, aišku, žino, kad tykiame ore šaltis pakeliamas žy-
miai lengviau negu vėjui pučiant. Tačiau ne visi aiškiai
įsivaizduoja šio reiškinio priežastį. Didesnį šaltį vėjyje jun-
ta tik g y v i p a d a r a i : termometras visiškai nekrinta,
^ai į jį pučia vėjas. Tas faktas, kad šaltą vėjuotą dieną jun-
tame smarkų šaltį, paaiškinamas, visų pirma, tuo, kad šiuo
atveju veidas (ir apskritai kūnas) atiduoda žymiai daugiau
šilumos negu tykiame ore, kai kūno įšildytas oras ne taip
greitai pasikeičia nauja šalto oro porcija. Juo vėjas stip-
resnis, juo didesnis oro kiekis suspėja kiekvieną minutę pa-
liesti odą ir, vadinasi, juo daugiau šilumos kas minutę
atimama iš mūsų kūno. Jau to vieno pakanka sukelti šalčio
jutimui.
Bet yra dar ir kita priežastis. Mūsų oda visuomet, net
šaltame ore, garina drėgmę. Garinimui reikia šilumos; ji
atimama iš mūsų kūno ir iš to oro sluoksnio, kuris susilie-
čia su kūnu. Jei oras nejuda, garavimas vyksta lėtai, nes
su oda susiliečiąs oro sluoksnis greitai prisisotina garų
(drėgmės prisotintame ore garavimas nevyksta). Bet jei
oras juda ir prie odos ateina vis naujų ir naujų jo porcijų,
tai garavimas visą laiką palaikomas labai intensyvus, o
tam reikia eikvoti daug šilumos, kuri atimama iš mūsų
kūno.
Ar labai didelis aušinamasis vėjo veikimas? Jis priklau-
so nuo jo greičio ir nuo oro temperatūros; apskritai imant,
jis žymiai didesnis, negu paprastai manoma. Duosiu pa-
vyzdį, leidžiantį spręsti, kokio dydžio būna temperatūros
HO
kritimas. Tarsime, kad oro temperatūra 4-4°, o vėjo visai
nėra. Tokiose sąlygose musų kūno oda turi temperatūrą 31°.
O jei pučia lengvas vėjelis, vos judinąs vėliavas ir nepa-
krutinąs medžių lapų (greitis — 2 metrai per sekundę), tai
oda ataušinama 7°; pučiant vėjui, kuris priverčia vėliavas
plaikstytis (greitis — 6 metrai per sekundę), oda ataušina-
ma 22°; jos temperatūra krinta iki 9°! Sie duomenys paimti
iš N. N. Kalitino knygos „Atmosferos fizikos pagrindai, tai-
kant juos medicinoje"; smalsaus proto skaitytojas ras joje
daug įdomių smulkmenų.
Taigi to, kaip jusime šaltį, negalime spręsti tiktai iš
temperatūros, o turime atsižvelgti taip pat ir į vėjo greitį.
Tas pats šaltis Leningrade paprastai pakenčiamas sunkiau
negu Maskvoje, nes vidutinis vėjo greitis Baltijos jūros
pakraščiuose lygus 5—6 metrams per sekundę, o Maskvo-
je — tiktai 4,5 metro per sek. Dar lengviau pakenčiami
šalčiai Užbaikalėje, kur vidutinis vėjo greitis siekia tik
1,3 metro. Garsieji Rytų Sibiro šalčiai juntami toli gražu
ne taip aštriai, kaip manome, pripratę Europoje prie paly-
ginti stiprių vėjų; Rytų Sibiras pasižymi beveik visišku vėjų
nebuvimu, ypač žiemos metu.
Karštas dykumos dvelkimas
„Vadinasi, vėjas ir kaitrią dieną turi atvėsinti, — pasa-
kys, gal būt, skaitytojas, paskaitęs pirmesnį straipsnį. —
Kodėl tokiu atveju keliautojai kalba apie k a r š t ą dy-
k u m o s d v e 1 k i m ą?"
Prieštaravimas paaiškinamas tuo, kad atogrąžų klima
te oras būna š i l t e s n i s u ž m ū s ų k ū n ą . Nenuosta-
bu, kad ten, vėjui pučiant, žmonėms darosi ne vėsiau, o
karščiau. Šiluma ten perduodama jau ne iš kuno į orą, o
atvirkščiai — oras šildo žmogaus kūną. Todėl, juo didesnis
oro kiekis suspės kas minutę susisiekti su kūnu, juo stipriau
jusime karštį. Tiesa, garavimas ir čia vėjui pučiant sustip-
150
rėja, bet pirmoji priežastis persveria. Stai kodėl dykumų
gyventojai, pavyzdžiui turkmėnai, nešioja šiltus chalatus
ir kailines kepures.
Ar šildo šydas?
Stai dar vienas uždavinys iš kasdieninio gyvenimo fizi-
kos. Moterys teigia, kad šydas šildo, kad be jo veidas šąla.
Pažvelgę į ploną šydo audinį, dažnai su gana stambiomis
akutėmis, vyrai nelabai yra linkę tikėti šiuo teigimu
ir mano, kad šildantysis šydo veikimas — vaizduotės
padaras.
Tačiau atsiminę, kas buvo aukščiau pasakyta, su dides-
niu pasitikėjimu žiūrėsite į šį teigimą. Kokios stambios be-
būtų šydo akutės, oras pro tokį audinį praeina, vis dėlto,
šiek tiek sulėtinęs greitį. Tas oro sluoksnis, kuris betarpiškai
gaubia veidą ir įšilęs sudaro šiltą oro kaukę, — tas sluoks-
nis yra šydo sulaikomas ir ne taip greitai vėjo nupučiamas,
kaip be jo. Todėl nėra pagrindo netikėti moterims, kad ne-
dideliame šaltyje, pučiant silpnam vėjui, veidas einant su
šydu šąla mažiau negu be jo.
Aušinantieji ąsočiai
Jei jums nėra tekę matyti tokių ąsočių, tai, tur būt,
esate girdėję ar skaitę apie juos. Sių nedeginto molio indų
yra ta įdomi savybė, kad įpiltas į juos vanduo darosi šal-
tesnis negu aplinkiniai daiktai. Tie ąsočiai labai paplitę
pietų tautose (be ko kito, ir pas mus Kryme) ir yra įvairiai
vadinami: Ispanijoje — „alkaracca", Egipte — „goula"
ir t. t.
Sitų ąsočių aušinamojo veikimo paslaptis paprasta:
skystis prasisunkia pro molio sieneles išorėn ir ten lėtai
garuoja, tuo pačiu atimdamas šilumą („slaptąją garavimo
šilumą") iš indo ir jame esančio skysčio.
151
Tačiau netiesa, kad skystis tokiuose induose labai atšą-
la, kaip tenka skaityti kelionių po pietų kraštus aprašymuo-
se. Atšaldymas negali būti žymus. Jis priklauso nuo dau-
gelio sąlygų. Juo kaitresnis oras, juo greičiau ir gausiau
garuoja skystis, drėkinantis indą iš oro ir, vadinasi, juo la-
biau vėsta vanduo ąsočio viduje. Priklauso aušinimas ir nuo
aplinkinio oro drėgnumo: jei jame daug drėgmės, garavimas
vyksta lėtai ir vanduo atvėsta nežymiai; sausame ore, at-
virkščiai, vyksta intensyvus garavimas, sukeliąs žymiai di-
desnį atvėsimą. Vėjas taip pat greitina garavimą ir padeda
aušti: tai visi gerai žino iš to šalčio jutimo, kurį tenka pa-
tirti su šlapiais drabužiais šiltą, bet vėjuotą dieną. Tempe-
ratūros kritimas aušinančiuose ąsočiuose neviršija 5°. Kait-
rią pietų kraštų dieną, kai termometras kartais rodo 33°,
vanduo tokiuose ąsočiuose turi šiltos vonios temperatūrą,
28°. Aušinimas, kaip matome, praktiškai nenaudingas. Ta-
čiau ąsočiai gerai laiko š a l t ą v a n d e n į ; šiam tikslui
juos dažniausiai ir vartoja.
Galima pamėginti apskaičiuoti vandens atvėsimo Iaipsnj
„alkaraccose". Sakysim, turime ąsotį, kur telpa 5 I van-
dens: tarkime, kad 1I10 I išgaravo. 1 / ( 1 kg) vandens išga-
rinti kaitrios dienos (33°) temperatūroje reikia apie 580 ka-
lorijų. Mums išgaravo '/ю kg, vadinas, prireikė 58 kalori-
jų. Jei visa ta šiluma būtų paimta tik iš vandens, kuris yra
ąsotyje, pastarojo temperatūra kristų 58!5, t. y. apie
12 l a i p s n i ų . Bet didesnė dalis garavimui reikalingos
šilumos atimama iš paties ąsočio sienelių ir iš jį gaubiančio
oro; antra vertus, kartu su vandens aušimu ąsotyje vyksta
ir jo kaitinimas prie ąsočio prieinančiu oru. Todėl ataušimas
vos pasiekia pusę gautojo skaičiaus.
Sunku pasakyti, kur ąsotis labiau vėsta, — saulėje ar
šešėlyje. Saulėje greitėja garavimas, bet drauge su tuo
padidėja ir kaitinimas. Geriausia, tur būt, laikyti šaldomuo-
sius ąsočius šešėlyje, silpname vėjelyje.
152
Ledainė be ledo
Aušimu dėl garavimo pagrįstas ir aušinamosios spintos,
tam tikros rūšies ledainės be ledo, produktams laikyti įren-
gimas. [rengti tokį aušintuvą visai nesudėtinga: tai yra
medinė dėžė (geriau cinkuotos skardos) su lentynomis, ant
kurių deda aušinamus produktus. Dėžės viršuje pastatomas
ilgas indas, pripiltas švaraus šalto vandens; į indą įmerkia-
mas drobės kraštas; drobė eina išilgai užpakalinės dėžės
sienelės žemyn, užsibaigdama inde, padėtame po apatine
lentyna. Drobė prisigeria vandens, kuris kaip dagčių visą
laiką teka ja; vanduo lėtai garuoja ir tuo šaldo visus „ledai-
nės" skyrius.
Tokią „ledainę" reikia laikyti vėsioje buto vietoje ir
kiekvieną vakarą keisti šaltą vandenį, kad suspėtų per naktį
gerai atvėsti. Indai su vandeniu ir jo prisigėrusi drobė turi
būti, aišku, visiškai švarūs.
Kokį karštį įstengiame pakelti?
Žmogus daug ištvermingesnis karščio atžvilgiu, negu
paprastai manoma: jis pietų kraštuose įstengia pakelti tem-
peratūrą, žymiai aukštesnę už tą, kurią vidutinio klimato
juostoje laikome vos pakenčiama. Vasarą Vidurinėje Austra-
lijoje dažnai pasitaiko 46° temperatūra šešėlyje; ten buvo
registruota netgi 55° temperatūra (pagal Celsijų) šešėlyje.
Plaukiant Raudonąja jūra į Persijos įlanką temperatūra lai-
vų patalpose, nepaisant nuolatinio vėdinimo, pasiekia 5CP
ir daugiau.
Aukščiausia temperatūra, stebėta gamtoje, Žemės rutu-
lyje neviršija 57°. Ta temperatūra konstatuota vadinama-
jame „Mirties Slėnyje" Kalifornijoje. Kaitra Vidurinėje
Azijoje — pačioje karštojoje mūsų Sąjungos vietoje — ne-
būna aukštesnė kaip 50°.
15S
Ką tik suminėtos temperatūros buvo matuojamos šešė-
l y j e . Beje, ta proga paaiškinsime, kodėl meteorologą do-
mina temperatūra kaip tik šešėlyje, o ne saulėje. Reikalas
tas, kad o r o temperatūrą nustato tiktai šešėlyje padėtas
termometras. Termometras, padėtas saulėje, gali nuo jos
spindulių įkaisti žymiai daugiau negu aplinkinis oras, ir jo
parodymai nė kiek necharakterizuoja oro aplinkos šiluminės
būklės. Todėl ir nėra prasmės, kalbant apie kaitrą, remtis
saulėje kabančio termometro parodymais.
Buvo atliekami bandymai aukščiausiai temperatūrai, ku-
rią gali išlaikyti žmogaus organizmas, nustatyti. Pasirodo,
kad labai pamažu kaitinant orą, mūsų organizmas s a u-
s a m e o r e įstengia išlaikyti ne tiktai vandens virimo
temperatūrą (100°), bet kartais net aukštesnę, iki 160° C,
kaip įrodė anglų fizikai Blagden ir Čentri, kurie bandymo
sumetimais ištisas valandas praleido įkaitintoje kepyklos
krosnyje. „Galima išvirti kiaušinį ir iškepti bifšteksą ore,
kuriame būna žmonės be žalos sau", — pastebi šia proga
Tindalis.
Kuo gi paaiškinamas toks ištvermingumas? Tuo, kad mū-
sų organizmas faktiškai nepriima tos temperatūros, o išlaiko
temperatūrą, artimą normaliajai. Jis kovoja su kaitinimu,
gausiai išskirdamas prakaitą; prakaito garavimas sugeria
iymų šilumos kiekį iš to oro sluoksnio, kuris betarpiškai
susisiekia su oda ir tuo pakankamu laipsniu sumažina jo
temperatūrą. Vienintelė būtina sąlyga yra ta, kad kūnas
betarpiškai neliestų šilumos šaltinio ir kad oras būtų sausas.
Kas yra buvęs mūsų Vidurinėje Azijoje, tas, be abejo,
yra pastebėjęs, kaip, palyginti, lengvai ten pakeliama 37 ir
daugiau laipsnių kaitra. 24 laipsnių karštis Leningrade
pakeliamas žymiai sunkiau. Priežastis, žinoma, — oro drėg-
numas Leningrade ir jo sausumas Vidurinėje Azijoje, kur
lietus — labai retas reiškinys
1 Įdomu, kad ten mano kišeninis higrometras du kartus birželio
mėnesį parodė nulį drėgmės (1930 m. birželio 13 d. ir 16 d.).
154
Termometras ar barometras?
Yra populiarus anekdotas apie naivų žmogų, kuris ne-
siryžo maudytis vonioje dėl šios nepaprastos priežasties:
— Aš įkišau vonion baro-
metrą, o jis parodė — audrą. . .
Pavojinga maudytis!
Bet nemanykite, kad visuo-
met lengva atskirti termometrą
nuo barometro. Yra tokių termo-
metrų, — tikriau, termoskopų,
kurie ne mažiau teisingai galėtų
vadintis barometrais ir atvirkš-
. „ .. . ,. 87 pav. Herono termoskopas
ciai. Pavyzdziu galime imti se-
novinį, Herono Aleksandriečio sugalvotą, termoskopą
(87 pav.). Kai Saulės spinduliai šildo rutulį, oras viršutinėje
rutulio dalyje plėsdamasis slegia vandenį ir išstumia jį
lenktu vamzdeliu laukan; vanduo pradeda varvėti iš vamz-
delio galo į piltuvėlį, o iš jo nuįcTca į apatinę dėžę. O šalta-
me ore, priešingai, oro stangrurftas rutulyje sumažėja, ir iš
apatinės dėžės išorinis oras savo slėgiu stumia vandenį
vamzdeliu į rutulį.
Tačiau šis prietaisas jautrus ir barometrinio slėgio ki-
timams: kai išorinis slėgis silpnėja, oras rutulio viduje,
tebeturėdamas ankstyvesnį aukštesnį slėgį, išsiplečia ir iš-
stumia dalį vandens vamzdeliu į piltuvėlį; o padidėjus
išoriniam slėgiui, dalis vandens iš dėžės dėl didesnio iš-
orinio slėgio įvaroma į rutulį. Kiekvienas temperatūros
skirtumo laipsnis sukels tokį pat oro tūrio kitimą rutulio
760 viduje, kaip —- = apie 2 ½ mm skirtumas barometro (gyv-
273
- sidabrio) stulpo aukštyje. Maskvoje barometro svyravi-
mai siekia 20 ir daugiau milimetrų; tai atitinka 8° C Herono
tenmoskope, — vadinasi, tokį atmosferos slėgio kritimą
lengva palaikyti temperatūros pakilimu 8 laipsniais!
v 155
Taigi matote, kad senovinis termoskopas yra beveik ir
baroskopas. Vienu metu pas mus pardavinėta vandens ba-
rometrai, kurie buvo beveik ir termometrai; to, tačiau, ne-
pastebėjo ne tik pirkėjai, bet, rodos, ir jų išradėjas.
Kam reikalingas lempos stiklas?
Maža kas težino, kokį ilgą kelią praėjo lempos stiklas,
kol jis įgavo dabartinę savo išvaizdą. Ilgą eilę tūkstantme-
čių žmonės apšvietimui vartojo liepsną, nesinaudodami
stiklo paslaugomis. Prireikė Leonardo-da-Vinči (1452—
1519) genijaus tam svarbiam lempos patobulinimui padaryti.
Bet Leonardo apgaubė liepsną ne stikliniu, o metaliniu
vamzdžiu; praėjo dar trys šimtmečiai, kol sugalvojo metalinį
vamzdį pakeisti skaidriu stikliniu cilindru. Kaip matote,
lempos stiklas — išradimas, pareikalavęs dešimties kartų
darbo.
Kokia jo paskirtis?
Kažin, ar visi moka teisingai atsakyti į tokį natūralų
klausimą. Saugoti liepsną nuo vėjo — tai antraeilis stiklo
uždavinys. Svarbiausias jo veikimas — liepsnos š v i e s u -
m o didinimas, degimo proceso pagreitinimas. Stiklo vaid-
muo yra tas pats, kaip ir krosnies ar fabriko dūmtraukio;
jis sustiprina oro tekėjimą į lieosną, sustiprina „traukimą".
Išsiaiškinkime šita. Stiklo· viduje esąs oro stulpas įkais-
ta nuo liepsnos žymiai greičiau, negu lempą gaubiantis
oras. Įšilęs ir tapęs todėl lengvesnis, oras išstumiamas į
viršų sunkesnio neįšildyto oro, kuris ateina pro degiklio
plyšius iš apačios. Tokiu būdu gaunamas nuolatinis oro
tekėjimas iš apačios į viršų, kuris be perstojo pašalina de-
gimo produktus ir atneša gryną orą. Juo stiklas aukštesnis,
juo daugiau skiriasi įšildyto ir neįšildyto oro stulpų svoriai
ir juo energingiau vyksta gryno oro tekėjimas ir, vadinasi,
greitėja degimas. Čia vyksta tas pats, kas ir aukštuose fab-
rikų dūmtraukiuose. Todėl tie dūmtraukiai ir daromi tokie
aukšti.
156
Įdomu, kad jau Leonardo aiškiai suprato šiuos reiški-
nius. Jo rankraščiuose randame tokį įrašą: „Kur atsiranda
ugnis, ten aplink ją susidaro oro srovė:· j i palaiko ją ir
stiprina".
Kodėl liepsna pati savaime negęsta?
Gerai įsigilinus į degimo procesą, nenorom kyla klau-
simas: kodėl liepsna negęsta savaime? Juk degimo pasekmė
yra ta, kad išsiskiria anglies dvideginis ir vandens ga-
rai, — n e d e g a n č i o s medžiagos, nesugebančios pa-
laikyti degimą. Vadinasi, liepsna nuo degimo pradžios mo-
mento turi būti apsupta nedegančių medžiagų, kurios ne-
leidžia orui prieiti; be oro degimas negali vykti toliau ir
liepsna turi užgęsti.
Kodėl tai neįvyksta? Kodėl degimas visą laiką vyksta,
kol yra degamųjų medžiagų atsarga? Tik todėl, kad dujos
šildomos plečiasi ir tuo pačiu d a r o s i l e n g v e s n ė s .
Tik dėl to įkaitę degimo produktai nepasilieka savo susi-
darymo vietoje, betarpiškoje liepsnos aplinkoje, bet tuoj
pat gryno oro išstumiami į viršų. Jei Archimedo dėsnis du-
joms negaliotų (arba jei nebūtų svorio), kiekviena liepsna,
truputį padegusi, gęstų pati savaime.
Labai lengva įsitikinti tuo, kaip naikinamai liepsną vei-
kia jos degimo produktai. Jūs dažnai, patys to nepastebė-
dami, naudojatės tuo, norėdami lempą užgesinti. Kaip už-
pučiame M a t i n ę lempą?Pučiate į ją iš viršaus, t. y. varote
žemyn, liepsnos link, nedegamus jos degimo produktus;
ir ji, nustojusi laisvo oro pritekėjimo, gęsta.
Trūkstamasis skyrius Žiulio Verno romane
Žiulis Vernas mums smulkiai papasakojo, kaip leido lai-
ką trys drąsuoliai viduje sviedinio, kuris lėkė į Mėnulį.
Tačiau nepapasakojo apie tai, kaip Mišelis Ardanas ėjo
virėjo pareigas tomis nepaprastomis sąlygomis. Tur būt,
157
autorius manė, kad valgio gaminimas viduje lekiančio
sviedinio nesudaro nieko tokio, ką vertėtų aprašinėti. Jei
taip, tai jo apsirikta. Reikalas tas, kad viduje lekiančio sviedi-
nio visi daiktai t a m p a b e s v o r i a i 1 . Žiulis Vernas
neatkreipė dėmesio j šią aplinkybę. O turite sutikti, kad
virimas besvorėje virtuvėje — siužetas visai vertas rašy-
tojo plunksnos, ir tenka tik gailėtis, kad talentingasis
„Kelionės į Mėnulį" autorius neskyrė dėmesio šiai temai.
Pamėginsiu, kaip mokėdamas, papildyti trūkstamą roma-
ne skyrių ir duosiu skaitytojui šiokį tokį supratimą apie
tai, koks efektingas jis galėjo išeiti iš po palies Žiulio Ver-
no plunksnos.
Skaitydamas tą skyrių, skaitytojas privalo visą laiką
turėti galvoje, kad sviedinio viduje — kaip jau buvo sa-
kyta — n ė r a s v o r i o : visi daiktai jame b e s v o r i a i .
Pusryčiai besvorėje virtuvėje
— Mano bičiuliai, juk dar nepusryčiavome, — pareiškė
Mišelis Ardanas savo tarpplanetinės kelionės drau-
gams. — Iš to, kad patrankos sviedinyje netekome savo
svorio, visiškai neišeina, kad netekome apetito. Aš ap-
siimu, mano bičiuliai, paruošti jums besvorius pusryčius,
kurie, be abejo, bus iš pačių lengvųjų patiekalų, kokie kada
nors yra buvę gaminami pasaulyje.
Ir, nelaukdamas draugų atsakymo, prancūzas ėmėsi
ruošti valgio.
— Mūsų butelis su vandeniu dedasi esąs tuščias, —
burbėjo po nosim Ardanas1 stengdamasis atkimšti didelį
butelį. — Neapgausi mi.nęs: juk žinau, kodėl esi lengvas...
Taip, kamštis ištrauktas. Teikis išpilti į prikaistuvį savo
besvorį turinį!
Bet kiek jis lenkė butelį, vanduo nebėgo.
1 Smulkus šios įdomios aplinkybės aiškinimas duotas pirmoje
„Įdomiosios fizikos" knygoje, o taip pat mano knygose „Tarpplaneti-
nės kelionės", „Raketa j žvaigždes" ir „Raketa į Mėnulį".
158
— Nesistenk, mielas Ardane, — atėjo į pagalbą Niko-
lis. — Suprask, kad mūsų sviedinyje, kur nėra svorio, van-
duo negali lietis. Turi j j iš butelio i š k r a t y t i , tartum
būtų čia tirštas sirupas.
Ilgai negalvodamas, Ardanas pokštelėjo delnu j apvers-
to butelio dugną. Nauja staigmena: prie kaklelio tuojau
išsipūtė vandens rutulys, sulig kumščiu didumo.
— Kas pasidarė mūsų vandeniui? — nustebo Arda-
nas. — Tai, prisipažinsiu, visiškai nereikalinga staigme-
na! Paaiškinkite, mano mokytieji bičiuliai, kas čia įvyko?
— Tai l a š a s , mielasis Ardane, paprastas vandens la-
šas. Besvoriame pasaulyje lašai gali būti kokio nori didu-
mo. . . Atsimink, kad skysčiai tik svorio veikiami įgauna
indų formą, teka srove ir t. t. Cia nėra svorio, skystis pa-
liktas savo vidinėms molekulinėms jėgoms ir turi įgauti
rutulio formą, kaip-alyva garsiajame Plato bandyme.
— Nerūpi man nei tas Plato, nei jo bandymai! Aš
turiu užvirti vandenį buljonui, ir, prisiekiu, jokios moleku-
linės jėgos nesulaikys manęsl — įsikarščiavęs pareiškė
prancūzas.
Jis įniršęs ėmė kratyti vandenį į ore sklandantį prikais-
tuvį, — bet, matyt, viskas buvo prieš jį. Dideli vandens
rutuliai, pasiekę prikaistuvį, greit šliaužiojo jo paviršiumi.
Tuo reikalas nesibaigė: nuo vidinių sienelių vanduo perėjo
į išorines ir pasklido jomis, — prikaistuvį greit supo storas
vandens sluoksnis. Virti tokio pavidalo vandenį buvo visai
neįmanoma.
— Stai įdomus bandymas, įrodąs kokia yra didelė san-
kabos jėga, — ramiai kalbėjo įsiutusiam Ardanui nesijau-
dindamas Nikolis. — Tu nesinervink: juk čia paprastas kietų
kūnų drėkinimas skysčiais; tik šiuo atveju svoris netrukdo
tam reiškiniui pasireikšti visa jėga.
— Ir labai gaila, kad netrukdo! — atkirto Ardanas. —
Drėkinimas čia ar kas kita, bet man reikia turėti vandenį
prikaistuvio v i d u j e , o ne a p l i n k j į . Sta idarkokios
159
naujienos! Nė vienas virėjas pasaulyje nesutiks virti bul-
joną tokiose sąlygose.
— Tu lengvai gali sustabdyti drėkinimą, jeigu jis tiek
trukdo iau, — raminančiai įterpė misteris Barbikenas. — At-
simink, jog vanduo nevilgo kūnų, dengtų kad ir plonu
riebalų sluoksniu. Aptepk savo prikaistuvį iš oro riebalais
ir sulaikysi vandenį jo viduje.
— Valio! Stai šitą vadinu tikru mokslingumu, — apsi-
džiaugė Ardanas, vykdydamas patarimą. Po to jis pradėjo
kaitinti vandenį ant dujų degiklio liepsnos.
Absoliučiai viskas buvo prieš Ardaną. Dujų degiklis ir
tas ėmė nertėti: silpnai liepsnojęs pusę minutės, dėl ne-
paaiškinamos priežasties užgęso.
Ardanas triūsė prie degiklio, kantriai taisė liepsną, bet
j o pastangos nedavė rezultatų: liepsna geso.
— Barbikenai! Nikoli! Ar nėra priemonių priversti tą
užsispyrusią liepsną degti taip, kaip jai dera pagal jūsų
fizikos dėsnius ir dujų bendrovių nuostatus? — kreipėsi
į bičiulius netekęs pusiausvyros prancūzas.
— Bet čia nėra nieko nepaprasto ir nieko netikėto, —
paaiškino Nikolis. — Si liepsna dega lygiai taip, kaip ir
privalo degti pagal fizikos dėsnius. O dujų bendrovės.. .
aš manau, jos visos subankrutuotų, jei nebūtų svorio. De-
gimo metu, žinai, susidaro angliarūgštė, vandens garai, —
žodžiu, nedegamos dujos; paprastai tie degimo produktai
nepasilieka prie pat liepsnos: būdami šilti ir, tuo pačiu,
lengvesni, jie išstumiami ateinančio gryno oro. Bet čia, pas
mus, nėra svorio, — todėl degimo produktai pasilieka jų
susidarymo vietoje, apsupa liepsną nedegamų dujų sluoks-
niu ir trukdo grynam orui prieiti. Todėl liepsna čia taip
silpnai dega ir taip greitai gęsta. Juk ugnies gesintuvų
veikimas tuo ir pagrįstas, kad liepsna apsupama nedega-
momis dujomis.
— Vadinasi, tavo manymu, — pertraukė jį prancū-
zas, ;— jei Žemėje nebūtų svorio, tai nereikėtų ir gaisri-
160
H
ninku komandų: gaisrai užgęstų savaime, užtrokštų be-
kvėpuodami?
— Visiškai teisingai. O tuo tarpu tvarkykime reika-
lus, uždek dar kartą degiklį, ir imk pusti liepsną. Mums,
tikiu, pavyks sudaryti dirbtinį traukimą ir priversti lieps-
ną degti „žemiškai".
Taip ir padarė: Ardanas vėl uždegė degiklį ir ėmėsi
virimo, ne be pikto džiaugsmo stebėdamas, kaip Nikolis
ir Barbikenas paeiliui pūtė ir vėdavo liepsną, be pelrau-
kos duodami jai gryno oro. Sielos gilumoje prancūzas
laikė savo bičiulius ir jų mokslą esant kaltus dėl „visos
tos velniavos".
— Jūs, palaikydami traukimą, tam tikra prasme, ei-
nate fabriko dūmtraukio pareigas, — tarškėjo Ardanas. —
Man labai gaila jūsų, mano mokytieji bičiuliai, bet jei
norime turėti karštus pusryčius, teks klausyti jūsų fizikos
paliepimų.
Tačiau, praėjo ketvirtis valandos, pusė valandos, va-
landa, — o vanduo prikaistuvyje nė neketino virti.
— Tau teks apsišarvuoti kantrybe, mielas Ardane. Ma-
tai, paprastas, svarus vanduo greit įkaista — kodėl? Tik-
tai todėl, kad jame vyksta sluoksnių maišymasis: įkaitin-
tus, lengvesnius apatinius sluoksnius išstumia šaltieji
viršutiniai ir rezultatas yra tas, kad visas skystis grėitai
įgauna aukštą temperatūrą. Ar yra tekę tau kada kaitinti
vandenį ne iš apačios, o iš viršaus? Tada sluoksnių maišy-
masis nevyksta, nes viršutiniai įkaitinti sluoksniai lieka
vietoje. O vandens šilumos laidumas menkas; viršutinius
sluoksnius galima net užvirinti, tuo tarpu apatiniuose tebe-
bus neištirpę ledo gabalai. Bet mūsų besvoriame pasaulyje
nėra skirtumo, iš kurio šono šildyti vandenį: vandens apy-
kaita prikaistuvyje negali susidaryti, ir vanduo turi šilti labai
pamažu. Jei nori pagreitinti šildymą, turi visą laiką maišyti
vandenį.
11 įdomioj! fizika U kn. 161
Nikolis perspėjo Ardaną, kad šis nekaitintų vandens iki
100°, o pasitenkintų truputį žemesne temperatūra. Esant
100° susidaro daug garų, kurie, turėdami čia tą patį lygi-
namąjį svorį kaip ir vanduo (abu lygūs nuliui), susimai-
šys su juo ir sudarys vienalytę putą.
Keistas dalykas atsitiko su žirniais. Kai Ardanas, at-
rišęs maišiuką, truputį papurtė jį, žirniai išsisklaidė ore ir
ėmė nesustodami lakstyti kajutės viduje, daužydamiesi į
sieneles ir atšokdami nuo jų. Sie skrajoją žirniai vos ne-
padarė didelės nelaimės. Nikolis netyčiomis įkvėpė vieną
jų ir taip užsikosėjo, jog ko neužduso. Norėdami išvengti
tokios nelaimės ir išvalyti orą, mūsų bičiuliai ėmė stropiai
gaudyti lakstančius žirnius tuo tinkleliu, kurį Ardanas
buvo pasiėmęs su savim „Mėnulio peteliškių kolekcijai su-
rinkti".
Nelengva buvo virti tokiose sąlygose. Ardanas buvo
teisus, tvirtindamas, jog čia būtų supasavęs ir labiausiai
prityręs virėjas. Nemaža teko pavargti ir kepant bifštek-
są: visą laiką reikėjo laikyti mėsą šakute, priešingu atveju
stangrūs sviesto garai, susidarą po bifšteksu, stūmė jį iš
keptuvės ir neiškepta mėsa lėkė „į viršų", — jei galima
pavartoti tą žodį ten, kur nebuvo nei „viršaus", nei
„apačios".
Keistą vaizdą sudarė ir patys pietūs šiame besvoriame
pasaulyje. Bičiuliai kabojo ore, ir labai įvairios, be ko kita,
gana įdomios buvo jų pozos ir kas minutę daužėsi galvo-
mis viens į kitą. Sėdėti, žinoma, neteko. Tokie daiktai, kaip
kėdės, suolai, — visiškai nenaudingi besvoriame pasaulyje.
Iš esmės imant, ir stalas būtų buvęs čia visiškai nereika-
lingas, jei ne atkaklus Ardano pasiryžimas būtinai pus-
ryčiauti „prie stalo".
Sunku buvo išvirti buljoną, bet dar sunkiau pasirodė
jį suvalgyti. Jau išpilti besvorį buljoną į puodukus niekaip
nevyko. Ardanas bemėgindamas vos neprarado viso ryto
darbo vaisių; užmiršęs, kad buljonas besvoris, jis supykęs
162
trinktelėjo į apversto prikaistuvio dugną, norėdamas išva-
ryti atkaklų buljoną. Rezultatas buvo tas, kad iš prikaistu-
vio išlėkė didelis rutulio formos lašas — buljonas sferoi-
dinės formos. Ardanui teko parodyti žonglieriaus gabumų,
norint vėl sugauti ir sudėti į prikaistuvj tokiu vargu išvirtą
buljoną.
Mėginimas panaudoti šaukštus buvo be rezultatų: bul-
jonas drėkino visą šaukštą iki pat pirštų ir kabojo ant-jo
ištisine plėve. Kad buljonas nedrėkintų šaukštų, juos aptepė
sviestu, bet reikalai nuo to nė kiek nepasitaisė; buljonas
šaukšte pavirsdavo rutuliuku, ir nebuvo jokio galimumo
tą besvorį rutulį laimingai pakelti iki burnos.
Pagaliau Nikolis surado uždavinio sprendimą: padarė
iš vaškuoto popieriaus vamzdelius ir jais gėrė buljoną,
siurbdami jį į burną. Tokiu pat būdu mūsų bičiuliams teko
visą kelionės laiką gerti vandenį, vyną ir, apskritai, bet
kuriuos skysčius
Kodėl vanduo gesina ugnį?
į tokį paprastą klausimą ne visi moka teisingai atsa-
kyti, ir skaitytojas, tikiuos, nepyks, jei trumpai paaiškin-
sime, kaip iš tikrųjų vanduo veikia ugnį.
1 Daugelis ankstyvesnių šios knygos leidimų skaitytojų kreipėsi
j mane laiškais, kuriuose pareiškė abejojimų dėl to, kaip galima gerti
besvorėje erdvėje — netgi tuo būdu, kuris ką tik buvo nurodytas: juk
oras lekiančiame sviedinyje besvoris, vadinas — neslegia, o nesant
slėgio, esą neįmanoma gerti siurbiant į save skystį. Keistu būdu šis prie-
kaištas buvo kai kurių recenzentų pareikštas ir spaudoje. Tuo tarpu
visiškai aišku, kad duotose sąlygose oro besvoriškumas nė kiek nėra
susijęs su slėgio nebuvimu: oras slegia uždaroje erdvėje visai ne to-
dėl,» kad jis svarus, o todėl, kad jis, būdamas dujinis kūnas, stengiasi
neribotai plėstis. A t v i r o j e erdvėje Žemės paviršiuje plėtimąsi truk-
dančių sienelių vaidmenį atlieka s v o r i s ; ši įprasta priklausomybė
ir suklaidino mano kritikus. Dujos uždaroje erdvėje neturi jokio slėgio
tik absoliutinio nulio (apie —273°) temperatūroje, kurios vagono-
sviedinio Tiduje,- žinoma, nebuvo.
163
Pirmiausia, vanduo, palietęs degantį kūną, virsta ga-
rais, tuo pačiu atimdamas iš degančio kūno daug šilumos;
norint verdantį vandenį paversti garais, reikia išeikvoti
penkis karius daugiau šilumos, negu tam pačiam kiekiui
šalto vandens įšildyti lig 100 laipsnių.
Antra, tuo metu susidarą garai užima šimtus kartų di-
desnį tūrį negu juos sudaręs vanduo; apsupę degantį kūną,
garai atstumia orą, o be oro degimas neįmanomas.
Norėdami sustiprinti vandens gesinamąją jėgą, kartais
prie jo primaišo... parako! Tai gali pasirodyti keista, bet
yra visiškai išmintinga: parakas greit sudega, išskirdamas
didelį kiekį nedegamų dujų, kurios, apsupdainos degančius
daiktus, sunkina degimą.
Kalp ugnis gesinama ugnimi?
Esate, tur būt, girdėję, kad geriausias, o kartais ir vie-
nintelis būdas kovoti su miško arba stepės gaisru — pa-
degti mišką ar stepę iš priešingos pusės. Naujoji liepsna
eina priešais siunlančią ugnies jūrą ir, naikindama dega-
mąją medžiagą, atima ugniai maistą; susitikusios, abi
ugnies sienos tuojau gęsta, tartum surydamos viena antrą.
Aprašymą, kaip tas ugnies gesinimo būdas panaudo-
jamas Amerikos stepių gaisrų atveju, daugelis jūsų, žinoma,
esate skaitę Kuperio romane „Prerija". Ar galima užmiršti
tą dramatišką momentą, kai senis traperis išgelbėjo nuo
mirties ugnyje keleivius, gaisro užtiktus stepėje? Štai ta
vieta iš „Prerijos".
„Senio išvaizda staiga pasidarė ryžtinga.
— Atėjo laikas veikti, — tarė jis.
— Jūs per vėlai susigriebėte, niekingas seni! — sušuko
Midltonas. — Ugnis yra per ketvirtį mylios nuo mūsų, ir
vėjas neša ją į mus baisiu greičiu!
— Stai kaip! Ugnis! Nelabai aš jos bijau. Na, vyru-
čiai, gana! Imkimės darbo ir nuraukime tą išdžiūvusią
žolę.
164
Labai trumpu laiku buvo nuvalyta vieta apie dvidešimt
pėdų skersmens. Traperis nuvedė moteris j vieną šio nedi-
delio ploto kraštą, liepęs joms antklodėmis apdengti savo
drabužius, galinčius greit užsidegti. Ėmęsis šių atsargumo
priemonių, senis priėjo prie priešingo krašto, kur stichija
supo keleivius aukštu pavojingu žiedu, ir uždegė saujelę
88 pav. Stepės gaisro gesinimas ugnimi
pačios sausosios žolės, padėjęs ją ant šautuvo skeltuvo.
Lengvai užsideganti medžiaga iš karto suliepsnojo. Tada se-
nis metė liepsnojančią žolę j aukštus brūzgynus ir, pasitrau-
kęs į skritulio centrą, ėmė kantriai laukti savo darbo rezul-
tatų.
Naikinanti stichija godžiai puolė naują maistą, ir vienu
akimirksniu liepsna ėmė laižyti žolę.
— Na, — tarė senis, — dabar pamatysite, kaip ugnis
sunaikins ugnį.
— Bet ar tai nepavojinga? — sušuko nustebęs Midi to-
nas. — Ar nepriartinate prie mūsų priešo, užuot jį atitolinę?
Ugnis, vis didėdama, ėmė plisti j tris puses, dėl maisto
trūkumo nykdama ketvirtoje. Ugnis, bedidėdama ir vis
165
labiau siautėdama, valė ties savim visą plotą, palikdama
juodą rūkstančią dirvą daug plikesnę, negu būtų buvus toje
vietoje, nupiovus ją dalgiu. Pabėgėlių padėtis būtų tapusi
dar pavojingesnė, jei nuvalyta jų vieta nebūtų didėjusi
tuo metu, kai liepsna supo ją iš kitų pusių. Po kelių minučių
liepsna ėmė visomis kryptimis trauktis, palikdama žmones
apsuptus dūmų debesies, bet išsigelbėjusius nuo ugnies, ku-
ri pasiutusiais šuoliais veržėsi pirmyn.
Žiūrovai stebėjo paprastą traperio pavartotą būdą su to-
kiu nustebimu, kokiu, kaip pasakojama, Ferdinando dvariš-
kiai žiūrėjo į Kolumbą, kai šis pastatė kiaušinį".
Sis stepių ir miškų gaisrų gesinimo būdas betgi nėra toks
paprastas, kaip atrodo pirmu pamatymu. Gaisro gesinimui
naudoti priešingą ugnį gali tik labai prityręs žmogus, —
kitaip nelaimė gali dar padidėti.
Jūs suprasite, kiek čia reikia įgudimo, jei save paklau-
site: kodėl traperio uždegta ugnis slinko prieš gaisrą, o ne
atvirkščia kryptimi? Juk vėjas pūtė nuo gaisro pusės ir varė
ugnį į keleivius! Atrodytų, kad traperio sukeltas gaisras tu-
rėtų slinkti ne priešais ugnies jūrą, o stepe atgal. Jei taip
būtų atsitikę, keleiviai butų buvę ugnies žiedo apsupti ir
neišvengiamai būtų žuvę.
Kur čia visa traperio paslaptis?
Paprasto fizikos dėsnio žinojimas. Nors vėjas pūtė nuo
degančios stepės keleivių kryptimi, — bet p r i e š a k y j e ,
n e t o l i u g n i e s turėjo susidaryti priešinga oro srovė,
p r i e š p r i e š a i s liepsną. Iš tikrųjų: oras, įkaitęs viršum
ugnies jūros, darosi lengvesnis ir yra išstumiamas į viršų
iš visų stepės pusių plaukiančio gryno oro, kuris liepsnos
dar nebuvo paliestas. Todėl arti ugnies ribų susidaro o r o
t r a u k i m a s p r i e š a i s l i e p s j i o s k r y p t į . Už-
degti priešais einančią ugnį reikia tuo momentu, kai gaisras
priartėja tiek, jog yra juntamas oro traukimas. Stai kodėl
traperis neskubėjo imtis darbo prieš reikiamą momentą, o
ramiai jo laukė. Jei jis būtų padegęs žolę truputį anksčiau,
166
kol priešingasis traukimas dar nebuvo nusistojęs, — ugnis
būtų išplitusi atvirkščia kryptimi, o žmonės būtų atsidūrę
beviltiškoje padėtyje. Bet ir pavėlavimas galėjo būti nema-
žiau lemtingas: ugnis būtų priėjusi per arti.
Ar galima vandenį užvirinti verdančiu vandeniu?
Paimkite nedidelį butelį, pripilkite jį vandens ir įkiš-
kite į stovintį ant ugnies puodą su vandeniu taip, kad bu-
telys neliestų puodo dugno; jums, žinoma, teks pakabinti
tą buteliuką vieline kilpa. Kai vanduo p u o d e užvirs,
tai atrodo, kad tuojau po to turėtų užvirti ir vanduo bute-
lyje. Tačiau galite laukti kiek jums patinka, — to nesu-
lauksite: vanduo butelyje bus karštas, labai karštas, bet
nevirs. Verdantis vanduo, pasirodo, nepakankamai karštas
užvirinti vandeniui.
Rezultatas lyg ir netikėtas, tuo tarpu reikėjo tai numa-
tyti. Norint užvirinti vandenį, nepakanka sušildyti jį lig
100°C; reikia dar duoti jam didelę atsargą vadinamosios
„slaptosios šilumos". Grynas vanduo verda esant 100°C;
aukščiau šio taško, kiek jį bekaitintume, jo temperatūra
normaliose sąlygose nepakyla. Vadinasi, šilumos šaltinis,
kuriuo šildome vandenį butelyje, turi 100° temperatūrą; jis
gali įšildyti vandenį butelyje irgi tiktai iki 100°. Kai
įvyks ta temperatūrų lygybė, tolesnio š i l u m o s t e k ė j i -
m o i š p u o d o į b u t e l į n e b e b u s . Taigi, šildyda-
mi tokiu būdu vandenį butelyje, negalime jam suteikti to
„slaptosios" šilumos kiekio, kuris būtinai reikalingas van-
deniui virsti garais (kiekvienas iki 100° įkaitinto vandens
gramas reikalauja dar daugiau kaip 500 kalorijų, kad virstų
garais). Stai kodėl vanduo butelyje nors ir įkaista, bet ne-
verda.
Gali kilti klausimas: kuo skiriasi vanduo butelyje nuo
vandens puode? Juk butelyje yra tas pats vanduo, tik nuo
likusios masės atskirtas stiklo pertvara; kodėl jam nesi-
daro tas pats, kaip ir likusiam vandeniui?
167
Todėl, kad pertvara neleidžia butelio vandeniui daly-
vauti tose srovėse, kurios maišo visą vandenį puode. Kiek-
viena vandens dalelytė puode gali betarpiškai paliesti įkai-
tintą dugną, o butelio vanduo liečia tiktai verdantį vandenį.
Taigi grynu verdančiu vandeniu vandens užvirinti ne-
galima. Bet pakanka į puodą įpilti saują druskos, — ir
dalykas keičiasi. Sūrus vanduo verda esant ne 100°, o tru-
putį aukščiau ir, vadinasi, savo ruožtu gali priversti virti
gryną vandenį stikliniame butelyje.
Ar galima sniegu užvirinti vandenį?
„Jei verdantis vanduo jau netinka tam reikalui, tai ką
bekalbėti apie sniegą!" — atsakys kai kurie skaitytojai.
Neskubėkite atsakyti, o verčiau atlikite bandymą kad ir su
tuo pačiu stikliniu buteliuku, kurį jūs ką tik panaudojote.
Įpilkite į jį iki pusės vandens ir panardinkite į verdantį
s ū r ų v a n d e n į . Kai vanduo butelyje užvirs, išimkite
jį iš puodo ir greit užkimškite iš anksto paruoštu sandariu
kamščiu. Dabar apverskite buteliuką ir laukite, kol vanduo
jame nustos virti. Sulaukę to momento, apipilkite buteliu-
ką verdančiu vandeniu, — vanduo nepradės virti. Bet
padėkite ant jo dugno truputį sniego arba net tiesiog
apipilkite jį šaltu vandeniu, kaip parodyta 89 pav., — ir
pamatysite, kad vanduo ims virti . . . Sniegas padarė tai,
ko negalėjo padaryti verdantis vanduo!
Tai juo paslaptingiau, kad, pačiupinėjus, buteliukas nėra
ypatingai karštas, o tiktai šiltas. Tuo tarpu savo akimis
matote, kaip vanduo jame verda!
Tai paaiškinama tokiu būdu, kad sniegas atšaldė bute-
liuko sieneles; dėl to garai viduje susikondensavo ir virto
vandens lašais. O kadangi oras iš stiklinio butelio buvo
išvarytas dar vandeniui verdant, tai dabar jame vandenį
veikia žymiai mažesnis slėgis. O mes žinome, kad skystis,
mažiau slegiamas, verda žemesnėje temperatūroje. Taigi,
168
turime ir mūsų butelyje, nors v e r d a n t į , b e t ne-
k a r š t ą v a n d e n į .
Jei butelio sienelės labai plonos, tai staigus garų su-
tirštėjimas viduje gali sukelti kažką panašų į sprogimą;
išorinio oro slėgis, nesutikdamas pakankamo atoveiksmio
iš buteliuko vidaus pusės, gali jį sutriuškinti (beje, mato-
te, kad žodis „sprogimas" čia netinka). Todėl geriau imtt
apvalią bonką (ropę iškilu dugnu), kad oras slėgtų
skliautą.
Mažiausiai pavojinga daryti tokį bandymą su skardine
žibalui, aliejui ir pan. Užvirinę joje truputį vandens, san-
dariai užsukite kamštį ir apipilkite indą šaltu vandeniu.
Skardinė su garais išorinio oro slegiama bus tuojau
supliuškinta, nes garai jos viduje vesdami virs vandeniu.
Skardinė oro slėgio bus sulankstyta, lyg per ją kas būtų
sudavęs sunkiu plaktuku (90 pav.).
89 pav. Vanduo verda šaltu vandeniu laistomoje ropėje
90 pav. Netikėtas skardinės ataušimo rezultatas
169
11 Sriuba iš barometro"
Knygoje „Kelionės po užsienį" Markas Tvenas pasakoja
apie vieną savo Alpių kelionės nuotykį — įvykį, kuris,
aišku, sugalvotas.
„Mūsų nemalonumai baigėsi; todėl žmonės galėjo pail-
sėti, o man, pagaliau, buvo proga atkreipti dėmesį į moks-
zultatų. Apžiūrėjęs abu instrumentus, įsitikinau, kad jie
galutinai sugadinti: barometras beturėjo vieną varinę ro-
dyklę, o termometro rutuliuke krutėjo gyvsidabrio la-
šelis. . .
Susiieškojau kitą barometrą; jis buvo visiškai naujas ir
labai geras. Pusę valandos virinau jį puode su pupiene.
kurią virė virėjas. Rezultatas buvo netikėtas: instrumen-
tas visiškai nustojo veikęs, bet sriuba įgijo tokį stiprų
barometro prieskonį, kad vyriausias virėjas — labai išmin-
tingas žmogus — pakeitė jos vardą valgių sąraše. Naujasis
patiekalas visiems labai patiko, ir aš įsakiau kiekvieną die-
ną virti sriubą iš barometro. Žinoma, barometras buvo vi-
siškai sugadintas, bet nelabai jo tesigailėjau. Jei nepadėjo
man nustatyti vietovės aukštį, vadinas, jis man nereika-
lingas".
91 pav. Marko Tveno ,moksliniai tyrinėjimai'
linę ekspedicijos pusę. Vi-
sų pirma norėjau pasinau-
dodamas barometru nusta-
tyti vietovės, kur buvome,
aukštį, bet, deja, negavau
jokių rezultatų. Iš savo
mokslinių skaitymų žino-
jau, kad ar barometrą, ar
termometrą reikia virinti,
norint gauti parodymus.
Kurį tų dviejų virinti, —
tikrai nežinojau, ir todėl
nutariau pavirinti abu. Ir
vis dėlto negavau jokių re-
170
Atmetę juokus į šalį, pasistengsime atsakyti į klausi-
mą: ką iš tikrųjų reikėjo „virinti": termometrą ar baro-
metrą?
Termometrą; ir štai kodėl. Iš pirmesnio bandymo ma-
tėme, kad juo mažesnis yra slėgis į vandenį, juo žemesnė
jo virimo temperatūra. Kadangi kylant į kalnus atmosferos
slėgis mažėja, tai drauge turi mažėti ir vandens virimo
temperatūra. Iš tikrųjų, nustatytos tokios gryno vandens
virimo temperatūros esant įvairiems atmosferos slėgiams:
Virimo temperatūra Barometrinis slėgis
101° 787,7 mm
100° 760
98° 707
96° 657,5
94° 611
92° : 567
90° 525,5
88° 487
86° 450
Berno mieste (Šveicarijoje), kur vidutinis atmosferos
slėgis 713 mm, vanduo atviruose induose verda jau esant
98 laipsniams, o Monblano viršūnėje, kur barometras rodo
424 mm, verdantis vanduo teturi 84'/2 laipsnio tempera-
tūrą. Kylant į viršų, kas kilometras vandens virimo tempe-
ratūra krinta 3°V. Vadinasi, išmatavę temperatūrą, kurioje
verda vanduo (Tveno žodžiais tariant, — jei „virinsime
termometrą"), p a s i n a u d o j ę a t i t i n k a m a l en te-
1 e, galėsime sužinoti vietovės aukštį. Tam, žinoma, būtinai
reikia turėti po ranka iš anksto sudarytas lenteles, apie ku-
rias Markas Tvenas „tiesiog" užmiršo.
Siam tikslui vartojami prietaisai — vadinamieji hipsoter-
•mometrai — ne mažiau patogūs nešiotis kaip metaliniai
barometrai ir duoda žymiai tikslesnius parodymus. Nese-
niai pasirodęs šitokios rūšies prietaisas, skirtas matuoti
171
atmosferos slėgiūf šachtose, duoda parodymus, bent dvide-
šimt kartų tikslesnius negu metalinis barometras.
Aišku, ir barometras gali būti vartojamas vietovės aukš-
čiui nustatyti, nes jis "tiesiog, be jokio „virinimo", rodo
atmosferos,slėgį: juo aukščiau kylame, juo mažesnis slėgis.
Bet ir čia būtinai reikia arba turėti lenteles, kurios rodo,
kaip mažėja oro slėgis, kylant viršum jūros lygio, arba
žinoti atitinkamą formulę. Visa tai tartum susimaišė humo-
risto galvoje ir paskatino jį „virti sriubą iš barometro".
Ar visuomet verdantis vanduo karštas?
Šaunusis tarnas Ben-Zufas, — su kuriuo skaitytojas, be
abejo, susipažino iš Žiulio Verno romano „Hektoras Ser-
vadakas", — buvo tvirtai įsitikinęs, kad verdantis vanduo
visada ir visur vienodai karštas. Tur būt, jis būtų taip gal-
vojęs visą savo gyvenimą, jei jis atsitiktinai nebūtų patekęs
drauge su Servadaku ant . . . kometos. Tas įnoringas švie-
sulys, susidūręs su Zeme, atplėšė nuo mūsų planetos kaip
tik tą vietovę, kur buvo abu herojai, ir nunešė juos tolyn
savo elipsiniu taku. Ir štai tuomet Servadako tarnas pir-
mą kartą praktiškai įsitikino, kad verdantis vanduo toli
gražu ne visur vienodai karštas. Tą atradimą padarė at-
sitiktinai, ruošdamas pusryčius.
„Ben-Zufas įpylė vandens į puodą, pastatė jį ant
ugnies ir laukė, kol vanduo užvirs, kad galėtų įleisti į jį
kiaušinius, kurie jam atrodė tušti, taip mažai jie svėrė.
Mažiau kaip per dvi minutes vanduo jau užvirė.
— Velniai parautų! Kaip ugnis dabar kaitina! — su-
šuko Ben-Zufas.
— Ne ugnis kaitina smarkiau, — atsakė, pagalvojęs,
Servadakas, — o vanduo užverda greičiau.
Ir nukabinęs nuo sienos Celsijaus termometrą, jis įlei-
do jį į verdantį vandenį.
Termometras parodė tiktai šešiasdešimt šešis laipsnius.
172
— Oho! — sušuko karininkas. — Vanduo verda prie
šešiasdešimt šešių laipsnių vietoj šimto!
— Vadinas, kapitone? . .
— Vadinas, Ben-Zufai, patariu tau palaikyti kiaušinius
verdančiame vandenyje ketvirtį valandos.
— Bet jie bus labai kieti!
— Ne, drauguži, jie bus vos išvirę.
Sio reiškinio priežastis buvo, aišku, atmosferos sluoks-
nio aukščio sumažėjimas. Oro stulpas viršum dirvos pavir-
šiaus sumažėjo apytikriai trečdaliu, ir štai kodėl mažiau
slegiamas vanduo virė esant šešiasdešimt šešiems laips-
niams, vietoj šimto. Toks pat reiškinys būtų pastebimas
ant kalno, kurio aukštis siekia 11 ООО m. Ir barometras, jei
kapitonas būtų jį turėjęs, būtų parodęs jam tą oro slėgio
sumažėjimą".
Dėl mūsų herojų stebėjimų nekelsime abejonių: jie tei-
gė, kad vanduo virė esant 66 laipsniams, ir priimsime tai
kaip faktą. Bet labai abejotina, kad jie būtų galėję gerai
jaustis tokioje praretintoje atmosferoje, kurioje jie buvo.
„Servadako" autorius visiškai teisingai pažymi, kad
toks reiškinys būtų pastebimas 11 ООО m aukštyje; ten van-
duo, kaip matome iš apska ič iav imųt ikra i turi virti esant
66° temperatūrai. Bet šiuo atveju atmosferos slėgis turi būti
lygus 190 mm gyvsidabrio stulpo, — lygiai keturis kar-
tus mažiau už normalinį. Iki tokio laipsnio praretintame ore
beveik neįmanoma kvėpuoti! Juk čia jau turima reikalo su
aukščiais, esančiais stratosferoje! Žinome, kad lakūnai, pa-
siekę tokį aukštį be kaukių, dėl oro stokos nustodavo są-
monės, o tuo tarpu Servadakas ir jo tarnas jautėsi patenki-
namai. Gerai, kad Servadakas neturėjo čia pat barometro;
kitaip romanistui būtų tekę priversti šį instrumentą rodyti
ne tą skaičių, kurį turėtų rodyti pagal fizikos dėsnius.
1 Ir tikrai, jei — kaip anksčiau pasakėme (171 psl.) — vandens
virimo taškas krinta 3° pakilus per kilometrą, tai virimo temperatūrai
sumažinti ligi 66° reikia 34 : 3 = apie 11 km.
173
Jei mūsų herojai būtų patekę ne į įsivaizduojamą kome-
tą, o, pavyzdžiui, į Marsą, kur atmosferos slėgis neviršija
60—70 mm, jiems būtų tekę gerti dar mažiau karštą verdan-
tį vandenį — vos 45 laipsnių!
Priešingai, labai karštą verdantį vandenį galima gauti
gilių šachtų dugne, kur oro slėgis žymiai didesnis negu
Žemės paviršiuje. 300 m gilumo šachtoje vanduo verda esant
101°, o 600 m gilumoje — esant 102°.
Žymiai didesniam slėgiui veikiant, vanduo užverda ir
garo mašinos katile. Pavyzdžiui, slegiant 14 atmosferų,
vanduo užverda esant 200 laipsnių temperatūrai! Priešin
gai, po oro siurblio gaubtuvu galima priversti vandenj
smarkiai virti paprastoje kambario temperatūroje, gaunant
„verdantį vandenį", kurio temperatūra 20°.
Karštas ledas
Dabar buvo kalbama apie vėsų verdantį vandenį. Yra ir
nuostabesnis dalykas: k a r š t a s l e d a s . Esame įpratę
manyti, kad vanduo negali būti kietas esant aukštesnei kaip
0° temperatūrai. Fiziko Bridžmeno tyrinėjimai parodė, kad
taip nėra: veikiant labai dideliam slėgiui vanduo darosi
kietas ir lieka toks temperatūroje, žymiai aukštesnėje už 0°.
Apskritai, Bridžmenas parodė, kad gali būti ne viena, o ke-
lios ledo rūšys. Tas ledas, kurį jis vadina „ledu Nr. 5", gau
namas baisiu 20 600 atmosferų slėgiu ir lieka kietas 76° C
temperatūroje. Jis nudegintų mums pirštus, jei galėtume jį
paliesti. Bet jo paliesti neįmanoma: ledas Nr. 5 susidaro
spaudžiant galingam presui geriausio plieno storų sienelių
inde. Jo pamatyti arba paimti į rankas neįmanoma ir apie
„karštojo ledo" savybes sužinoma tik aplinkiniais keliais.
Įdomu, kad „karštasis ledas" yra tankesnis už papras-
tąjį, tankesnis net už vandenį: jo specifinis svoris 1,05. Jis
turėtų skęsti vandenyje, tuo tarpu paprastasis ledas plau-
kioja jame.
174
Šaltis iš anglių
Gauti iš anglies ne karštį, o, priešingai, šaltį nėra ne-
įmanoma: tai kasdien daroma vadinamojo „sausojo ledo"
fabrikuose. Toks fabrikas yra ir TSRS netoli Maskvos (Fi-
liuose). Doneco anglys čia deginamos katiluose, o susidarą
durnai valomi, taip kad juose· esančios anglies dvideginio
dujos sugaunamos šarmo skiediniu. Po to kaitinimu išski-
riamas grynas anglies dvideginis, kuris vėliau šaldomas ir
70 atmosferų slegiamas pereina Į skystą būvį. Tai — ta pati
skysta angliarūgštė, kuri storasieniuose balioniuose tiekiama
gazuotų gėrimų dirbtuvėms ir vartojama pramonės reika-
lams. Ji pakankamai šalta, gali sušaldyti gruntą: tai buvo
daroma statant Maskvos metro; bet daugeliu atvejų reika-
linga angliarūgštė kieta, t. y. vadinamasis s a u s a s i s
l e d a s .
Sausasis ledas, t. y. kietoji angliarūgštė, gaunama iš
skystosios, ją greitai garinant, esant sumažintam slėgiui.
Sausojo ledo gabalai savo išvaizda greičiau primena pre-
suotą sniegą negu ledą ir, apskritai, daug kuo skiriasi nuo
kieto vandens. Angliarūgštės ledas sunkesnis už paprastąjį
ledą ir skęsta vandenyje. Nepaisant labai žemos temperatū-
ros (minus 78°), jo šalčio, atsargiai paėmus gabalą į ran
kas, pirštai nejunta: prisilietus prie mūsų kūno, susidaran
čios angliarūgštės dujos apsaugo odą nuo šalčio veikimo.
Tik uspaudę sauso ledo plytelę, rizikuojame nušaldyti
pirštus.
Pavadinimas „sausasis ledas" labai taikliai pabrėžia
svarbiausią fizinę šio ledo savybę. Jis tikrai niekuomet ne-
būna šlapias ir nieko aplink save nesudrėkina. Šilumos vei-
kiamas, iš karto virsta dujomis, aplenkdamas skystą būvį:
būti skysta, veikiant vienos atmosferos slėgiui, angliarūgštė
negali. Si sausojo ledo savybė drauge su jo žema tempera-
tūra daro jį nepakeičiama šaldomąja medžiaga praktikos
reikalams. Maisto produktai, saugomi angliarūgštės ledu.
175
ne tik nesudrėksta, bet saugomi nuo gedimo dar ir tuo, kad
atsirandančios anglies dvideginio dujos sudaro aplinką,
trukdančią mikroorganizmams vystytis; todėl produktuose
neatsiranda pelėsių ir bakterijų. Vabzdžiai ir graužikai ne-
gali gyventi tokioje atmosferoje. Pagaliau, angliarūgštė yra
patikima priešgaisrinė priemonė: keletas sausojo ledo ga-
balų, įmestų į degantį benziną, gesina ugnį. Visa tai sau-
sajam ledui žada ateityje plačiausią taikymą pramonėje ir
namų apyvokoje.
A S T U N T A S I S S K Y R I U S
MAGNETIZMAS — ELEKTRA
„Mylintysis akmuo"
Tokį poetišką pavadinimą davė kiniečiai natūraliam mag-
netui. Mylintysis akmuo (tšu-ši), — sako kiniečiai, — trau-
kia geležį, kaip švelni motina priglaudžia savo vaikus. Nuo-
stabu, kad prancūzai — tauta, gyvenanti priešingame
Senojo Pasaulio gale — turi panašų magneto pavadinimą:
prancūzų žodis „aimant" reiškia ir „magnetas" Iir „mylintis".
Natūraliųjų magnetų ta „ m e i l ė s" jėga nežymi, ir to-
dėl labai naiviai skamba graikiškas magneto pavadini-
mas — „Heraklo akmuo". Jei senosios Elados gyventojai
taip stebėjosi nežymia natūraliojo magneto traukos jėga,
tai ką jie būtų pasakę, išvydę dabartinėje metalurgijos ga-
mykloje magnetus, pakeliančius keleto tonų svorio gabalus!
Tiesa, tai nenatūralūs magnetai, o „elektromagnetai", t. y.
geležinės masės, įmagnetintos elektros srovės, tekančios jų
apvijomis. Bet abiem atvejais veikia tos pačios prigimties
jėga — magnetizmas.
Nereikia manyti, kad magnetas veikia tiktai geležį. Yra
visa eilė kitų kūnų, kurie irgi yra veikiami stipraus magne-
to, nors i r ne taip stipriai kaip geležis. Metalai: nikelis,
12 Įdomioji fizika II kn. 177
kobaltas, manganas, platina, auksas, sidabras, aliuminis yra
magneto šiek tiek traukiami. Dar įdomesnės yra vadinamų-
jų diamagnetinių kūnų savybės, pavyzdžiui, cinko, švino,
sieros, bismuto: tie kūnai stipraus magneto stumiami!
Skysčiai ir dujos irgi magneto traukiami arba stumiami,
tiesa, labai silpnai; magnetas turi būti labai stiprus, kad
galėtų paveikti šias
medžiagas. Pavyz-
džiui, grynas deguo-
nis paramagnetinis,
t. y. magneto traukia-
mas; muilo burbulas,
pripildytas deguonies
ir būdamas tarp stip-
raus elektromagneto
polių, veikiamas ne-
matomų magnetinių
92 pav. Žvakės liepsna tarp J^SU' pas teb ima i iŠSl
elektromagneto polių tempia nuo vieno po-
liaus lig kito. Žvakės
liepsna tarp stipraus magneto galų pakeičia savo įprastinę
formą, aiškiai parodydama savo jautrumą magnetinėms jė-
goms (92 pav.).
Uždavinys apie kompasą
Esame įpratę galvoti, kad kompaso rodyklė visuomet
vienu galu nukreipta į šiaurę, kitu — į pietus. Todėl mums
atrodys visiškai beprasmis šitoks klausimas:
Kur Žemės rutulyje magneto rodyklė rodo į šiaurę
a b i e m g a l a i s ?
Ir nemažiau absurdiškas atrodys klausimas:
Kur Žemės rutulyje magneto rodyklė abiem galais rodo
į pietus?
Esate pasiryžę teigti, kad tokių vietų mūsų planetoje nė-
ra ir negali būti. Tačiau, vis dėlto jos yra.
178
Atsiminkite, kad Žemės magnetiniai poliai nesutampa su
jos geografiniais ašigaliais — ir, tur būt, patys suvoksite,
apie kurias mūsų planetos vietas kalbama uždavinyje. Kur-
link rodys geografiniame pietų ašigalyje esanti kompaso
rodyklė? Vienas jos galas bus nukreiptas artimiausio mag-
netinio poliaus pusėn, kitas — priešingon. Bet, kurion pusėn
iš pietų ašigalio beeitume, visuomet vyksime š i a u r ė s
k r y p t i m i ; kitos krypties iš pietų ašigalio nėra, —• aplink
jį visur šiaurė. Vadinasi, ten padėta magneto rodyklė savo
abiem galais rodys šiaurę.
Lygiai taip pat, kompaso rodyklė, perkelta į geografinį
šiaurės ašigalį, abiem galais turi rodyti į pietus.
Magnetinių jėgų linijos
Įdomų vaizdą rodo 93 pav., kuris reprodukuotas iš foto-
grafinės nuotraukos: iš rankos, padėtos ant elektromagneto
polių, į viršų, lyg pa-
sišiaušę plaukai, kyšo
stambių vinių kuokš-
tai. Pati ranka nejau-
čia magnetinės jėgos:
nematomos gijos eina
pro ją, nieku neparo-
dydamos savo buvi-
mo. O geležinės vinys
klusniai pasiduoda jų 9 3 p a v M a g n e t o j ė g o s e i n a
veikimui ir išsidėsto pro ranką
tam tikra tvarka, ro-
dydamos mums kreivomis linijomis nuo vieno poliaus į kitą
einančių magnetinių jėgų kryptį.
Žmogus neturi magnetinio jutimo organo; todėl apie
egzistavimą tų magnetinių jėgų, kurios gaubia kiekvieną
magnetą, galime tik spėlioti ·. Tačiau nesunku netiesioginiu 1 Jdomu įsivaizduoti, ką pergyventume, jei turėtume tiesioginį
magnetinį jutimą. Kreidliui pavyko, ta:p sakant, įskiepyti vėžiams tam
tikrą magnetinio jutimo rūšį. Jis pastebėjo, kad jauni vėžiai įsikiša į
179
keliu nustatyti tų jėgų pasiskirstymo vaizdą. Geriausia tai
padaryti naudojant smulkias geležies piuvenas. Pabarsty-
kite piuvenas plonu, lygiu sluoksniu ant lygaus kartono ga-
balo arba ant stiklo plokštelės; pakiškite po kartonu arba
plokštele paprastą magnetą ir lengvais smūgiais sukrėskite
piuvenas. Magnetinės jėgos laisvai praeina pro kartoną ir
stiklą; taigi, geležies piuvenos, magneto veikiamos, įsimag-
tas, kad piuvenos išsidėstys eilėmis, vaizdžiai parodydamos
nematomų magnetinių linijų pasiskirstymą.
Padėkime mūsų plokštelę su piuvenomis viršum magne-
to ir sukrėskime ją. Gausime 94 pav. pavaizduotą figūrą.
Magnetinės jėgos sudaro sudėtingą išlenktų linijų sistemą.
ausį mažų akmenukų; tie akmenukai savo svoriu veikia jautrų plau-
kelį, sudarantį sudėtinę vėžio pusiausvyros organo dalį. Panašūs, oto-
litais vadinami, akmenukai yra ir žmogaus ausyje, netoli nuo pagrin-
dinio klausos organo. Veikdami vertikalės kryptimi, tie akmenukai rodo
svorio jėgos kryptį. Vietoj akmenukų Kreidlis padėjo vėžiams į ausį
geležies piuvenų, ir jie to nepastebėjo. Priartinus magnetą prie vėžio,
pastarasis išsidėstydavo plokštumoje, statmenoje magneto ir svorio
jėgų atstojamajai.
„Pastaruoju laiku atitinkamus bandymus, tik pakeista forma, pa-
vyko padaryti su žmogumi. Keleris prilipdė nedideles geležies da-
leles prie ausies būgnelio plėvelės; dėlei to ausis juto magneto jėgos
virpėjimus kaip garsą". (Prof. O. Vinteris.)
94 pav. Geležies piuvenų išsidėstymas ant kartono, dengiančio magneto po-
lius. (Iš fotografijos.)
netins; kai jas sukre-
čiame, jos akimirks-
niu atsiskiria nuo
plokštelės ir, veikiant
magnetinėms jėgoms,
gali lengvai pasisuk-
ti, užimdamos tą pa-
dėtį, kurią tame taške
užimtų magneto ro-
dyklė, t. y. išilgai
magnetinės „jėgos li-
nijos". Rezultatas bus
180
Matote, kaip jos spinduliais skleidžiasi iš kiekvieno magneto
poliaus, kaip piuvenos susijungia tarp savęs, sudarydamos
čia trumpus, čia ilgus lankus tarp abiejų polių. Geležies
piuvenos akivaizdžiai parodo tai, ką mintimis įsivaizduoja
fizikas ir kas nematomu būdu egzistuoja aplink kiekvieną
magnetą. Juo arčiau poliaus, juo piuvenų linijos tankesnės
ir ryškesnės; priešingai, tolstant nuo poliaus jos retėja ir
nustoja savo ryškumo, vaizdžiai įrodydamos magnetinių
jėgų silpnėjimą.
Kaip įsimagnetina plienas?
Norint atsakyti į šį klausimą, kurį dažnai kelia skaity-
tojai, reikia visų pirma išaiškinti, kuo skiriasi magnetas
nuo nemagnetinio plieno
tašelio. Kiekvieną geležies
atomą, įeinantį į įmagne-
tinto ar neįmagnetinto plie-
no sudėtį, galime vaizduo-
tis kaip mažą magnetėlį.
Neįmagnetintame pliene tie
atominiai magnetėliai iš-
dėstyti netvarkingai, taip
kad kiekvieno jų veikimas
panaikinamas priešingai
nukreipto magnetėlio veiki-
mo (95 pav.). Atvirkščiai,
magnete visi elementariniai iI5 Pav/ A ~ atominių m agnetėlių ь išsidėstymas neįmagnetintame plie-
magnetėliai išdėstyti tvar- no tašelyje, B — tas pats įmagne-
k i nga i , v i e nava rd ž i a i s po- tintame pliene, C - magneto po-ь r liaus veikimas į atominius magne-
liais ta pačia kryptimi, kaip tinamo. plieno magnetėlius
parodyta B pav.
Kas gi vyksta plieno gabale, trinamame magnetu? Sa-
vo traukos jėga magnetas pasuka plieninio tašelio elemen-
tarinius magnetėlius vienvardžiais poliais į vieną pusę.
95, C pav. vaizdžiai rodo, kaip tas vyksta: elementariniai
181"
magnetėliai pradžioje pasisuka pietų poliais į magneto šiau-
rės polių, o paskui, kai magnetas nuslenka toliau, išsidėsto
išilgai tašelio magneto judėjimo kryptimi, pietų poliais į
tašelio vidurį.
Iš to lengva suprasti, ką reikia daryti, magnetu įmag-
netinant plieno tašelį: reikia vieną magneto polių atremti
į tašelio galą ir glaudžiai prispaudus braukti magnetu iš-
ilgai tašelio. Tai vienas paprasčiausių ir seniausių magne-
tinimo būdų, kuris, tačiau, tinka tik silpniems magnetams
gauti. Stiprūs magnetai gaminami panaudojant elektros
srovę.
Tie, kurie domisi magnetų gaminimo detalėmis, gali
rasti naudingų nurodymų B. A. V v e d e n s k i o knygoje
„Pastovūs magnetai ir jų gaminimas" (GIZ, 1922).
Milžiniški elektromagnetai
Metalurgijos gamyklose galima matyti elektromagneti-
nių keliamųjų kranų, kilnojančių milžiniškus svorius. To-
kie kranai, keliant ir perkeliant geležies mases, nepaprastai
patarnauja plieno liejyklose ir kitose panašiose gamyklose.
Masyvūs geležies gabalai arba mašinų dalys dešimčių tonų
svorio tų magnetinių keliamųjų kranų patogiai perkeliamos
be pritvirtinimo. Lygiai taip pat kranai perkelia be dėžių
Ir įpakavimo lakštinę geležį, vielą, vinis, geležies laužą ir
kitas medžiagas, kurių perkėlimas kitomis priemonėmis
būtų labai vargingas.
96 ir 97 pav. matote šią naudingą magneto tarnybą.
Kiek vargo reikėtų, norint surinkti ir pernešti geležies plokš-
telių krūvą, kurią vienu kartu surinko ir pernešė galingas
magnetinis keliamasis kranas, pavaizduotas 96 pav.; čia
gaunama nauda ne tik sutaupant jėgą, bet ir suprastinant
patį darbą. 97 pav. matote, kaip magnetinis kranas perneša
netgi statinėse sudėtas vinis, iš karto pakeldamas po šešias
statines! Vienoje metalurgijos gamykloje neseniai paleisti į
darbą keturi magnetiniai kranai, kurių kiekvienas gali iš
182
karto pernešti dešimtį bėgių; kranai atstoja dviejų šimtų
darbininkų rankų darbą. Netenka rūpintis tų krūvių pritvir-
tinimu prie keliamojo krano, nėra ko bijoti, kad krovinys
nutrūks ir ką nors prislėgs: kol elektromagneto apvijomis
96 pav. Elektromagnetinis kelia- 97 pav. Elektromagnetinis kelia-masis kranas, perkeliąs geležies masis kranas, perkeliąs statines
plokšteles su vinimis
teka srovė, tol nė vienas gabaliukas nenukris nuo jo. Ne-
matomos magnetinės jėgos patikimesnės už stiprius varž-
tus ir grandines.
Bet, jei srovė apvijose dėl ko nors nutrūks, avarija ne-
išvengiama. Tokių atsitikimų pradžioje būdavo. „Viename
Amerikos fabrike, — skaitome technikos žurnale, ·— elektro-
magnetas kėlė vagonais atvežamus geležies gabalus ir
metė juos į krosnį. Staiga srovę tiekiančioje Niagaros
krioklio elektrinėje kažkas atsitiko, srovė buvo nutraukta;
metalo masė atitrūko nuo elektromagneto ir visu savo svo-
riu užgriuvo darbininkui ant galvos. Norint išvengti tokių
nelaimingų įvykių pasikartojimo, o taip pat turint tikslą
sutaupyti elektros energiją, prie elektromagnetų įtaisomi
specialūs įrengimai. Po to, kai perkeliamieji daiktai magne-
183
to pakelti, iš šonų nusileidžia ir sandariai užsidaro tvirtos
plieninės apkabos, kurios paskui pačios palaiko svorį, o sro-
vė transportavimo metu išjungiama".
96 ir 97 pav. pavaizduotų elektromagnetų skersmuo pa-
siekia 1 ½ m; kiekvienas magnetas gali pakelti 16 t (prekinį
vagoną). Vienas toks magnetas perneša per parą 600 t
krovinių. Yra elektromagnetų, įstengiančių iš karto pakelti
lig 75 t, t. y. visą garvežį!
Pažvelgus į tokį elektromagnetų darbą, kai kuriems
skaitytojams, gal būt, dingtelėjo mintis: kaip būtų patogu
magnetais kilnoti į k a i t i n t u s geležies gabalus! Deja,
tai galima tik ligi tam tikros temperatūros, nes į k a i t i n -
t a g e l e ž i s n e į s i m a g n e t i n a . Iki 800° įkaitintas
magnetas nustoja magnetinių savybių.
Sių laikų metalo apdirbimo technika plačiai naudoja
elektromagnetus plieno, geležies ir ketaus (špižiaus) dirbi-
niams palaikyti ir perkelti. Sukonstruota šimtai įvairiausių
laikiklių, stalų ir kitų prietaisų, žymiai suprastinančių ir pa-
greitinančių tą darbą.
Fokusai su magnetu
Elektromagnetų jėgą kartais panaudoja ir fokusininkai:
galima įsivaizduoti, kokius efektingus triukus atlieka jie,
panaudodami tą nematomą jėgą. Žinomos knygos „Elektra
ii jos pritaikymai" autorius Dari duoda tokį vieno prancūzų
fokusininko pasakojimą apie seansą, kurį šis davęs Alžyre.
Nemokšoms žiūrovams fokusas padaręs tikro stebuklo įspūdį.
„Scenoje, — pasakoja fokusininkas, — padėta nedidelė
apkaustyta dėžė su rankena dangtyje. Aš pasikviečiu iš
publikos stipresnį žmogų. \ mano kvietimą atsiliepia viduti-
nio ūgio, bet tvirtai sudėtas arabas, savo kūno sudėjimu
panašus į Heraklą. Jis išeina žvalus ir pasitikįs savimi ir,
tiuputį pajuokiamai šypsodamasis, atsistoja šalia manęs.
— Jūs labai stiprus? — paklausiu jį, apžiūrėjęs nuo gal-
vos lig kojų.
184
— Taip, — atsakė jis nerūpestingai.
— Ar esate įsitikinęs, kad visada būsite stiprus?
— Visiškai įsitikinęs.
— Jūs klystate: vienu akies mirksniu galiu atimti iš
jūsų jėgą ir jū?. pasidarysite silpnas, kaip mažas vaikas.
Arabas pan'ekinamai nusišypsojo, rodydamas nepasiti-
kėjimą mano žodžiams.
98 pav. Stipraus magneto taikymas kūno kulturoje
— Prieikite arčiau, — pasakiau, — ir pakelkite dėžę.
Arabas pasilenkė, pakėlė dėžę ir išdidžiai paklausė:
— Daugiau nieko?
— Palaukite truputį, — atsakiau.
Paskui, padaręs rimtą miną, įsakomai mostelėjau ir iš-
kilmingu tonu pareiškiau:
— Dabar esate silpnesnis už moterį. Pamėginkite vėf
pakelti dėžę.
Stipruolis, nė kiek neišsigandęs mano kerėjimų, vėl su-
čiupo dėžę, bet šį kartą dėžė rodo pasipriešinimą ir, nežiū-
rint nepaprastai didelių arabo pastangų, lieka nepajudina-
ma, tartum prikaustyta vietoje. Arabas stengiasi pakelti
185
dėžę tokia jėga, kurios pakaktų pakelti milžiniškam svo-
riui, bet viskas veltui. Nuvargęs, uždusęs ir paraudonavęs
iš gėdos, jis pagaliau sustoja. Dabar jis ima tikėti kerėjimo
galia".
„Civilizatorių" atstovo kerėjimo paslaptis buvo paprasta.
•Geležinės dėžės dugnas buvo pastatytas ant plokštės, suda-
rančios stipraus elektromagneto polių. Kol srovės nėra,
dėžę pakelti nesunku; bet pakanka paleisti elektromagneto
apvijomis srovę, ir dėžės neįmanoma atplėšti net 2—3 žmo-
nių pastangomis.
Magnetas kūno kultūroje
Netikėtai buvo pritaikytas elektromagnetas ir kūno kul-
tūroje. Sunkiaatlečiai Amerikoje treniruojasi elektromagne-
tiniu aparatu, pavaizduotu 98 pav. Keliamuosiuose kra-
nuose vartojamas elektromagnetas pakabinamas tam tikra-
me aukštyje ties grindimis, truputį aukščiau žmogaus ūgio,
o atletas, laikydamas rankose geležinę laidynę (prosą),
stengiasi nugalėti magneto trauką. Priklausomai nuo sro-
vės, kurią reguliuoja treneris, trauka būna įvairi ir gali
pasiekti tokią jėgą, kad atletas, nenorėdamas išleisti laidy-
nės iš rankų, rizikuoja prikibti prie magneto, jei draugai
bendromis pastangomis nepadės jam išsilaikyti vietoje.
Magnetas žemdirbystėje
Dar įdomesnis yra tas patarnavimas, kurį atlieka mag-
netas žemės ūkyje, padėdamas žemdirbiui atskirti kultūri-
nių augalų sėklas nuo piktžolių sėklų. Piktžolių sėklos yra
šeriuotos, jos įsikabina į pro šalį einančių gyvulių vilnas
ir dėl to plinta toli nuo jas išugdžiusio augalo. Sia piktžo-
lių savybe, kuri išsivystė jose per milijonus metų kovojant
už buvį, pasinaudojo žemės ūkio technika ir magnetu at-
skiria pašiurpusias piktžolių sėklas nuo gluotnų sėklų tokių
naudingų augalų, kaip linai, dobilai, liucerna. Geležies ^
186"
milteliai, jais apibarsčius užterštas kultūrinių augalų sėk-
las, prilips prie piktžolių sėklų, bet nekibs prie gluotnų nau-
dingųjų augalų sėklų. Paskui sėklų mišinys, patekęs į pa-
kankamai stipraus elektromagneto veikimo lauką, automa-
tiškai išsiskirsto j grynas sėklas ir piktžolių priemaišas:
magnetas iš mišinio išgaudo visas tas sėklas, kurios apli-
pusios geležies piuvenomis.
Toks „magnetinis separatorius" linų, dobilų bei liucer-
nos sėkloms valyti neseniai sukonstruotas TSRS žemės
ūkio mechanizacijos ir elektrifikacijos institute: mašina pra-
leidžia apie pusę tonos sėklų per valandą.
Magnetinė skraidomoji mašina
Sios knygos pradžioje esu minėjęs įdomų prancūzų
rašytojo Sirano-de-Beržerako kūrinį „Mėnulio ir Saulės
valstybių istorija". Jame be kita ko aprašyta įdomi skrai-
domoji mašina, kurios veikimas pagrįstas magnetine trauka
ir kuria, pasinaudojęs vienas apysakos herojų, nuskrido į
Mėnulį. Duodu čia tą veikalo vietą pažodžiui:
„Aš įsakiau padaryti lengvą geležinį vežimą; įlipęs į jį
ir patogiai įsitaisęs sėdynėje, pradėjau mėtyti aukštai ties
savimi magnetinį rutulį. Geležinis vežimas tuojau pakilda-
vo į viršų. Kiekvieną kartą, kai priartėdavau prie tos vie-
tos, kur mane traukė rutulys, vėl išmesdavau jį į viršų.
Netgi, kai tiesiog pakeldavau rutulį rankomis, vežimas pa-
kildavo, stengdamasis artėti prie rutulio. Daug kartų rutu-
lį mėtęs į viršų ir vežimui kilus, aš priartėjau prie tos
vietos, kur prasidėjo mano kritimas į Mėnulį. Ir kadangi
tuo momentu stipriai laikiau rankose magnetinį rutulį, ve-
žimas spaudėsi prie manęs ir nepalikdavo manęs. Kad kris-
damas nesusikulčiau, mėčiau savo rutulį tokiu būdu, kad
jo traukos veikiamas vežimo kritimas lėtėtų. Kai buvau
jau viso per du-tris šimtus sieksnių nuo Mėnulio dirvos,
187"
ėmiau mėtyti rutulį stačiu kampu kritimo linkmei, kol ve-
žimas atsidūrė visiškai arti dirvos. Tada iššokau iš vežimo
ir minkštai nusileidau ant smėlio".
Niekas, žinoma, nei romano autorius, nei jo skaitytojai
neabejoja, kad aprašyta skraidomoji mašina visai niekam
tikusi. Bet nemanau, kad daugelis mokėtų teisingai atsa-
kyti, kur, pagaliau, slypi tai, kad šis projektas neįgyvendi-
namas, ar čia ta priežastis, kad būnant geležiniame veži-
me neįmanoma mėtyti magneto, ar tai, kad vežimas neartės
prie magneto, ar kur kitur?
Ne, magnetą išmesti aukštyn galima, ir jis pritrauktų
vežimą, jei tik bus pakankamai stiprus, — o vis dėlto
skraidomoji mašina ne trupučio nekiltų į viršų.
Ar yra jums tekę mesti sunkų daiktą iš valties į krantą?
Jūs tuo metu, be abejo, pastebėjote, kad pati valtis pasi-
traukia nuo kranto atgal. Jūsų raumenys, duodami meta-
mam kūnui stumtelėjimą viena linkme, tuo pačiu metu at-
stumia jūsų kūną (o su juo ir valtį) priešinga kryptimi.
Cia pasireiškia tas veiksmo ir atoveiksmio jėgų lygybės
dėsnis, apie kurį ne kartą mums jau teko kalbėti. Metant
magnetą įvyksta tas pats: važiuojantysis, mesdamas mag-
netinį rutulį į viršų (didelėmis pastangomis, nes rutulį
traukia geležinis vežimas), neišvengiamai atstumia vi-
są vežimą žemyn. O kai po to rutulys ir vežimas, vienas
antrą traukdami, priartėja, jie tiktai sugrįžta į pirmykštę
vietą.
Aišku todėl, kad ir tuo atveju, jei vežimas būtų net
besvoris, magnetinio rutulio metimu tegalima suteikti jam
tiktai svyravimus apie tam tikrą vidutinę padėtį, o priversti
jį tokiu būdu judėti priekin neįmanoma.
Sirano laikais (XVII šimtmečio viduryje) veiksmo ir
atoveiksmio dėsnis dar nebuvo paskelbtas; todėl abejotina,
ar prancūzų satyrikas galėjo aiškiai suvokti savo pašie-
piamojo projekto nepagrįstumą.
188"
Panašiai kaip „Mahometo karstas"
Kartą, dirbant elektromagnetiniam keliamajam kranui,
buvo pastebėtas įdomus reiškinys. Vienas darbininkas pa-
matė, kad elektromagnetas pri-
traukė geležinį rutulį, pririštą
trumpa grindyse įtvirtinta grandi-
ne, kuri neleido rutuliui glaudžiai
prisiartinti prie magneto: tarp ru-
tulio ir magneto pasiliko delno pla-
tumo tarpas. Susidarė nepaprastas
vaizdas: vertikali į viršų stypsanti
grandinė! Magneto jėga pasirodė
tokia d.idelė, kad grandinė išlaikė
savo stačiąją padėtį, net ant jos pa-
kibus darb in inku iNeto l iese pa-
sitaikęs fotografas pasiskubino už-
fiksuoti plokštelėje tokį įdomų
momentą, ir mes duodame čia tą
paveikslėlį su' žmogumi, kabančiu
panašiai kaip legendinis Mahometo
Karstas (99 pav.).
Beje, apie Mahometo karstą.
Tikratikiai musulmonai yra įsitiki-
nę, kad karstas su „pranašo" pa-
laikais rymo ore, kabėdamas be jo-
kios atramos kriptoje tarp grindų ir
l u b ų . 99 pav. Geležinė grandi-
Ar tai įmanoma? n ė su f f ^ ųs t y p s a n "
1 Tai Įrodo milžinišką elektromagneto jėgą, nes traukiamasis mag-
netų veikimas žymiai silpnėja, didėjant atstumui tarp poliaus ir trau-
kiamojo kūno. Pasagos formos magnetas, kuris betarpiškai liesdamas
išlaiko šimto gramų svorį, sumažina keliamąją jėgą dvigubai, kai
tarp jo ir krovinio įdedamas popieriaus lapas. Stai kodėl magneto ga-
lai paprastai nedengiami dažais, nors tai apsaugotų juos nuo rūdžių.
189"
„Pasakojama, — rašė Euleris savo „ L a i š k u o s e
a p i e į v a i r i a s f i z i n e s m e d ž i a g a s " , — kad
Mahometo karstą laikanti tam tikro magneto jėga; tai neat-
rodo negalima, nes yra dirbtinai pagamintų magnetų, kurie
pakelia lig 100 svarų"
Toks paaiškinimas nėra teisingas; jei nurodytu būdu
(t. y. panaudojus m a g n e t o t r a u k ą ) tokia pusiausvy-
ra vieną momentą ir būtų pasiekta, tai pakaktų mažiausio
stumtelėjimo, mažiausio oro pūstelėjimo, ir ji būtų sutrik-
dyta, — ir tuomet karstas arba nukristų ant grindų, arba
būtų pritrauktas prie lubų. Išlaikyti jį nejudamą taip pat
neįmanoma, kaip pastatyti kūgį ant jo viršūnės, nors teo-
riškai tai ir galima prileisti.
Tačiau, „Mahometo karsto" reiškinį galima įvykdyti ir
paėmus magnetus, — bet tiktai naudojantis ne tarpusave
jų t r a u k a , o priešingai — tarpusaviu s t ū m i m u .
(Apie tai, kad magnetai gali ne tiktai vienas kitą traukti,
bet ir stumti, dažnai užmiršta netgi tie žmonės, kurie dar
neseniai yra mokęsi fizikos. Kai Leningrado „Įdomiojo
mokslo paviljone" man tekdavo publikai rodyti magnetų
atsistūmimo reiškinį, — tai jis paprastai sukeldavo didžiau-
sio nusistebėjimo šūksnius.) Kaip žinome, vienavardžiai
magnetų poliai vienas kitą atstumia. Du įmagnetinti taše-
liai, padėti taip, kad jų vienavardžiai poliai yra vienas
ties kitu, stumia vienas kitą; atitinkamu būdu parinkus vir-
šutinio tašelio svorį, nesunku pasiekti tai, kad jis sklandytų
viršum apatinio, laikydamasis pastovioje pusiausvyroje ne-
siliesdamas su juo. Reikia tik nemagnetinės medžiagos,
pavyzdžiui, stiklo spyriais apsisaugoti nuo galimumo, kad
viršutinis magnetas pasisuktų gulsčioje plokštumoje. Pana-
šiose sąlygose galėtų laikytis ore ir legendinis Mahometo
karstas.
Pagaliau, šios rūšies reiškinys įgyvendinamas ir mag-
1 Parašyta 1774 m., kai elektromagnetai dar nebuvo žinomi.
190"
neto t r a u k o s jėga, jei kūnas juda. Sia mintimi pagrįs-
tas įdomus elektromagnetinio geležinkelio be t r i n t i e s
projektas (žr. 100 pav.), pasiūlytas tarybinio fiziko prof.
B. P. Veinbergo. Projektas toks pamokomas, kad kiekvie-
nam, kuris domisi fizika, naudinga su juo susipažinti.
Elektromagnetinis transportas
Geležinkelyje, kurį siūlė įrengti prof. B. P. Veinbergas,.
vagonai bus v i s i š k a i b e s v o r i a i ; jų svoris panaiki-
namas elektromagnetinės traukos. Todėl nenustebsite, jei su-
žinosite, kad pagal projektą vagonai nerieda bėgiais, ne-
plaukia vandeniu, netgi neslysta oru, — jie lekia be jokios
atramos, neliesdami nieko, kabėdami ant nematomų galin-
gų magneto jėgų gijų. Jie nejunta nė mažiausios trinties
ir todėl, kartą paleisti judėti, iš inercijos palaiko savo mil-
žinišką greitį, nereikalaudami garvežio darbo.
Tai įvykdoma šitokiu būdu. Vagonai-juda viduje varinio
vamzdžio, iš kurio išsiurbtas oras, kad jo pasipriešinimas
netrukdytų vagonams judėti. Trintis į dugną panaikinama
tuo būdu, kad vagonai juda tuštumoje, n e l i e s d a m i
v a m z d ž i o s i e n e l i ų , elektromagnetų jėgos palaiko-
mi. Tam tikslui išilgai viso kelio viršum vamzdžio, tam
tikrame atstume vienas nuo kito, išdėstyti labai stiprūs
elektromagnetai. Jie traukia į save viduje vamzdžio judan-
čius g e l e ž i n i u s vagonus ir neleidžia jiems kristi-
Magnetų jėga apskaičiuota taip, kad vamzdžiu lekiąs gele-
žinis vagonas visą laiką pasilieka tarp jo „lubų" ir „grin-
dų", neliesdamas nei vienų, nei kitų. Elektromagnetas pa-
kelia po juo lekiantį vagoną viršun, — bet vagonas nespė-
ja susiduoti į lubas, nes jį traukia svorio jėga; kai tik jis
ruošiasi paliesti grindis, jį pakelia sekančio elektromagneto
trauka.. . Taip, visą laiką elektromagnetų traukiamas, va-
gonas lekia banguota linija tuštumoje be trinties, be trūk-
čiojimų, kaip planeta pasaulio erdvėje.
191"
O kaip atrodo vagonai? Tai — cigariškos formos ci-
lindrai, 90 cm aukščio, apie 2'/2 m ilgio. Žinoma, vagonas
hermetiškai uždarytas, — nes juda beorėje erdvėje, — ir,
100 pav. Be trinties lekiąs vagonas. Prof. B. P. Veinbergo suprojektuotas kelias
panašiai kaip povandeniniai laivai, aprūpintas aparatais
automatiškai orui valyti.
Vagonų paleidimo būdas absoliučiai skiriasi nuo vis.o
to, kas lig šiol buvo vartojama; jį galima palyginti nebent
su patrankos šūviu. Ir tikrai, tie vagonai tiesiog „iššauna-
mi " kaip sviediniai, tik „patranka" čia elektromagnetinė.
Paleidimo stoties įrengimas pagrįstas ta savybe, kad spi-
rališkai susukta ritės forma viela („solenoidas") srovei te-
kant traukia į save geležinį strypą; įtraukimas vyksta taip
staigiai, kad, esant pakankamai ilgai apvijai ir pakanka-
mai didelei srovės jėgai, strypas gali įgauti milžinišką
greitį. Naujajame magnetiniame kelyje ši jėga paleis va-
gonus. Kadangi tunelio viduje nėra trinties, tai vagonų
greitis nemažėja, ir jie lekia iš inercijos, kol juos sulaiko
paskyrimo stoties solenoidas.
Stai keletas projekto autoriaus pateikiamų detalių:
„Bandymai, kuriuos dariau 1911—1913 m. Tomsko
technologijos instituto fizikos laboratorijoje, buvo atlieka-
mi variniame vamzdyje (32 cm skersmens), viršum kurio bu-
vo išdėstyti elektromagnetai, o po jais ant atramos pasta-
tytas vagonėlis — geležinio vamzdžio gabalas su ratais
J 92
priešakyje ir užpakalyje ir su „nosimi", kuria jis, stabdo-
mas, susiduodavo į lentgalį, atsirėmusį į maišą su smėliu.
Tas vagonėlis svėrė 10 kg. Jo greitis siekė iki 6 km per va-
landą, išvystyti didesnį greitį, esant ribotam kambario
ir žiedinio vamzdžio dydžiui (žiedo skersmuo buvo 6 ½ m),
buvo neįmanoma. Bet mano sudarytame projekte, esant
trijų varstų ilgio solenoidams, greitį išvykimo stotyje leng-
va pakelti iki 800—1 000 km per valandą, o kadangi vamz-
dyje nėra oro ir trinties į grindis ir lubas, visiškai netenka
eikvoti energijos greičiui palaikyti.
„Nepaisant įrengimų ir ypač varinio vamzdžio bran-
gumo, vien dėl to, jog nėra išlaidų greičio palaikymo ener-
gijai, bet kuriems mašinistams, konduktoriams ir pan., kilo
metro kaina atseitų nuo kelių tūkstantųjų iki 1—2" šimtųjų
kapeikos; o dvivamzdžio kelio praleidžiamoji galia —
15 000 keleivių arba 10000 tonų per parą viena kryptimi".
Prof. B. P. Veinbergo idėja pakeistu pavidalu buvo
praktiškai pritaikyta Maskvos centriniame pašte lengviems
kroviniams perkelti. Bandomojo ruožo ilgis 120 metrų;
judėjimo greitis 30 metrų per sekundę. Panašus elektro-
magnetinis paštas skaitytojų užsakymams perduoti įren-
giamas Leningrado Viešojoje bibliotekoje.
Marsiečių mūšis su Žemės gyventojais
Senosios Romos gamtos tyrinėtojas Plinijus pateikia jo
laikais paplitusį pasakojimą apie magnetinę uolą, esančią
kažkur ant jūrų kranto Indijoje, kuri nepaprasta jėga
traukianti į save įvairius geležinius daiktus. Vargas jūri-
ninkui, drįsusiam su savo laivu prisiartinti prie tos uolos.
Ji ištrauks iš laivo visas vinis, sraigtus, geležines sąvar-
žas, — ir laivas suirs, liks atskiros lentos. Vėliau šis pada-
vimas pateko į 1 001 nakties pasakas.
Žinoma, tai nedaugiau kaip legenda. Dabar žinome,
kad magnetinių kalnų, t. y. kalnų, turtingų magnetinės
13 įdomioji fizika I l kn. 193
geležies rūdos, tikrai yra, — atsiminkime garsųjį Magnetinį
kalną, kur dabar kyšo Magnitogorsko aukštakrosnės. Ta-
čiau tokių kalnų traukos jėga labai maža, beveik nepaste-
bima. O tokių kalnų arba uolų, apie kokias rašė Plinijus,
Žemės rutulyje niekuomet nėra buvę.
Jei dabartiniu laiku ir statomi laivai be geležinių ir
plieninių dalių, tas daioma ne bijant magnetinių uolų, o
kad būtų patogiau Žemės magnetizmą tyrinėti. Pas mus,
Vyriausioje Siaurės Jūrų Kelių Valdyboje dabar projek-
tuojamas toks laivas, kurio neveikia magnetinės jėgos; vi-
sose jo sankabose, variklyje, inkaruose plienas ir geležis
bus pakeisti variu, bronza, aliuminiu ir kitais nemagneti-
niais metalais.
Mokslinis romanistas Kurtas Lasvicas panaudojo Pli-
nijaus legendos idėją pavojingam karo ginklui sugalvoti,
kurį jo romane „Dviejose planetose" vartoja ateiviai iš
AiIarso kovoje su Žemės kariuomenėmis. Turėdami tokį mag-
netinį (tikriau, elektromagnetinį) ginklą, marsiečiai netgi
nesileidžia į kovą su Žemės gyventojais, o nuginkluoja
juos prieš prasidedant mūšiui.
Stai kaip romanistas aprašo tą mūšio tarp marsiečių ir
Žemės gyventojų epizodą. -
„Žvilgančios raitelių eilės nesulaikomai puolė pirmyn.
Ir atrodė, kad pasiaukojąs kariuomenės ryžtingumas pa-
galiau privertė galingąjį priešą (marsiečius — J. P.) atsi-
t.aukti, nes jo oro laivų tarpe kilo naujas judėjimas. Jie
pakilo į orą, lyg pasiruošę duoti kelią.
Tačiau, tuo pat metu iš viršaus nusileido kažkokia tamsi
plačiai pasklidusi masė, tik dabar atsiradusi virš lauko.
Ta masė, iš visų pusių apsupta oro laivų, kaip plevėsuojąs
apdangalas greitai išsiskleidė ties lauku. Stai pirmoji rai-
telių eilė pateko į jos veikimo sferą, — ir tučtuojau keistoji
mašina išsiskleidė viršum viso pulko. Jos sukeltas veiki-
mas buvo nelauktas ir baisus. Iš lauko pasigirdo skardūs
baimės šauksmai. Arkliai ir raiteliai kulverčiais voliojosi
194"
žemėje, o oras buvo pripildytas tirštos iečių, kardų ir šau-
tuvų masės, kuri su trenksmu lėkė viršun į mašiną, prie ku-
rios ji ir prikibo.
Mašina nuslydo truputį į šalį ir numetė savo geležinį
laimikį ant žemės. Dar du kartus ji sugrįžo ir tartum šie-
naute nušienavo visus lauke buvusius ginklus. Neatsirado
nė vienos rankos, kuri būtų įstengusi išlaikyti kardą ar
ietį.
Si mašina buvo naujas marsiečių išradimas: ji su ne-
atlaikoma jėga traukė į save visa, kas padaryta iš geležies
ir plieno. Siuo ore skraidančiu magnetu marsiečiai išplėšė
iš savo priešininkų rankų ginklus, nė kiek jiems nepa-
kenkdami.
Oro magnetas nulėkė toliau ir priartėjo prie pėstinin-
kų. Veltui kareiviai stengėsi abiem rankom išlaikyti savo
šautuvus, — nenugalima jėga plėšė juos iš rankų; dauge-
lis jų, kurie vis dėlto nepaleido šautuvų, buvo patys pakelti
į orą. Per keletą minučių pirmasis pulkas buvo nugink-
luotas. Mašina nusivijo paskui miestu žygiuojančius pul-
kus, ruošdama jiems tą patį likimą.
Toks pat likimas ištiko ir artileriją".
Laikrodis ir magnetizmas
Skaitant pirmesniąją ištrauką, natūraliai kyla klausi-
mas: ar negalima apsiginti nuo magneto jėgų veikimo,
pasislėpti nuo jų už nepraleidžiančios uždangos?
Tai yra visiškai įmanoma, ir fantastinis marsiečių išra-
dimas galėjo būti padarytas nekenksmingas, jei iš anksto
būtų imtasi reikalingų priemonių.
Nors ir kaip keista, magneto jėgų nepraleidžianti me-
džiaga yra ta pati geležis, kuri taip lengvai įsimagnetina!
Kompaso rodyklė geležinio žiedo v i d u j e , veikiant mag-
netui, esančiam už žiedo, nenukrypsta.
Geležine m a k š t i m i galima plieninį kišeninio laikro-
džio mechanizmą apsaugoti nuo magnetinių jėgų veikimo.
195"
Jei auksinį laikrodį padėtume ant stipraus pasagos pa-
vidalo magneto polių, tai visos plieninės mechanizmo
dalys, visų pirma — plona plaukelio pavidalo spyruoklė prie
balansininko \ įsimagnetintų ir laikrodis sustotų. Pašalinę
magnetą, nebegrąžin-
site laikrodžio į pir-
mykštę padėtį; plieni-
nės mechanizmo dalys
liks įmagnetintos ir
laikrodis reikalaus ra-
dikaliausio remonto, o
daugelį mechanizmo
dalių reiks pakeisti
naujomis. Todėl su
auksiniu laikrodžiu nepatartina daryti tokio bandymo, — jis
atsieis per brangiai.
Priešingai, su laikrodžiu, kurio mechanizmas sandariai
uždengtas geležiniu ar plieniniu dangteliu, galite drąsiai
daryti šį bandymą, — magneto jėgos pro geležį ir plieną
neprasiskverbia. Padėkite tokį laikrodį prie stipriausios di-
namo mašinos apvijų, — jo ėjimo tikslumas nenukentės
nė trupučio. Elektrotechnikams tokie pigūs geležiniai laik-
rodžiai yra idealūs, tuo tarpu auksiniai arba sidabriniai
greitai suges dėl magnetų veikimo.
„Amžinasis" magnetinis variklis
„Amžinojo" variklio išradimų istorijoje magnetas su-
vaidino ne paskutinį vaidmenį. Nevykėliai-išradėjai įvai-
riausiais būdais stengėsi panaudoti magnetą, norėdami
konstruoti mechanizmą, kuris pats savaime judėtų amži-
nai. Štai vienas tokio „mechanizmo" projektų (XVII šimt-
metyje aprašytas anglo Džono Vilkenso).'
1 Jei tik tas plaukelis nėra padarytas iš specialaus lydinio i n v a-
r o, — kuris neįsimagnetina, nors j jo sudėtį ir įeina geležis ir nikelis.
196"
101 pav.
Ant stulpelio (102 pav.) padėtas stiprus magnetas A. Į
jį vienas po kitu atremti du nuožulnūs loveliai M ir N, be
to viršutinis Al viršutinėje dalyje turi nedidelę skylę C,
o apatinyšis N išlenktas. Jei, — samprotavo išradėjas, —
į viršutinį lovelį padėti nedidelį geležinį rutuliuką B, tai
magneto A traukos įtakoje rutuliukas riedės į viršų; ta-
čiau, pasiekęs skylę, jis
nukris į apatinį lovelį N,
nuriedės juo žemyn, pakils
to lovelio užsisukimu D ir
pateks į viršutinį lovelį M;
iš čia, magneto traukia-
mas, jis vėl riedės į viršų,
vėl įkris pro skylę, vėl rie-
dės žemyn ir vėl atsidurs
viršutiniame lovelyje ir
ims judėti iš pradžių. Tokiu
būdu, rutuliukas be pertraukos bėgios pirmyn ir atgal, rea-
lizuodamas „amžinąjį judėjimą".
Kur yra šio išradimo absurdiškumas?
J į nurodyti nesunku. Kodėl išradėjas manė, kad rutu-
liukas, nuriedėjęs loveliu N iki jo apatiniojo galo, dar tu-
rės greitį, pakankamą jam užsisukimu D į viršų pakilti?
Taip būtų, jei rutuliukas riedėtų vien tik svorio jėgos vei-
kiamas: tada jis riedėtų greitėdamas. Bet mūsų rutuliuką
veikia dvi jėgos: svorio ir magneto traukos. Paskutinioji
yra tokia žymi, kad gali priversti rutuliuką iš padėties B
pakilti iki C. Todėl loveliu N rutuliukas riedės žemyn ne
greitėdamas, o lėtėdamas, ir jei netgi pasieks apatinį galą,
tai jokiu būdu nesukaups greičio, reikalingo pasikelti užsi-
sukimu D.
Aprašytasis projektas daug kartų naujai iškildavo vė-
liau įvairiausiais variantais. Vienas tokių projektų, nors
tat ir keista, buvo užpatentuotas Vokietijoje 1878 m., t. y.
trisdešimt metų praėjus *po energijos tvarumo dėsnio
102 pav. Tariamas amžinasis variklis
197"
paskelbimo! Išradėjas taip užmaskavo pagrindinę savo
„amžinojo magnetinio variklio" nevykusią idėją, jog su-
klaidino patentus išduodančią technikinę komisiją. Ir nors
pagal įstatus išradimams, kurių idėja prieštarauja gamtos
dėsniams, patentai neduodami, išradimas šį kartą buvo
formaliai užpatentuotas. Tur būt, laimingasis šio vieninte-
lio tokios rūšies patento savininkas greitai nusivylė savo
kūdikiu, nes jau po poros metų nustojo mokėjęs mokestį ir
kurioziškas patentas nustojo įstatymo galios: „išradimas"
tapo visuotinai prieinamas. Tačiau jis niekam nereikalingas.
Muziejinis uždavinys
Muziejų praktikoje dažnai kyla reikalas perskaityti seno-
vinius ritinius, tiek susenusius, kad jie lūžta ir plyšta, kad ir
kaip atsargiai mėginant atskirti vieną rankraščio sluoksnį
nuo gretimo. Kokiu būdu išskirti tokius lapus?
Prie TSRS Mokslų Akademijos yra dokumentų restaura-
cijos (atstatymo) laboratorija, kuriai ir tenka spręsti tokius
klausimus. Ką tik nurodytu atveju laboratorija klausimą iš-
sprendė elektros pagalba: ritinys elektrizuojamas, gretimos
jo dalys, gaunančios vienavardį krovinį, atsistumia viena
nuo kitos ir tvarkingai be sužalojimų atsiskiria. Tokį atšo-
kusį ritinį palyginti nesunku įgudusiomis rankomis išvy-
nioti ir užklijuoti ant tvirto popieriaus.
Dar vienas įsivaizduojamas amžinasis variklis
Didelį populiarumą mūsų amžinojo variklio ieškotojų
tarpe pastaruoju laiku įgijo idėja dinamo mašiną sujungti
su elektros varikliu. Kasmet gaunu kone pustuzinį tokių
projektų. Visi jie štai kokio pobūdžio. Reikia elektros varik-
lio ir dinamo mašinos skriemulius sujungti diržu, o laidus
nuo dinamo įjungti į variklį. Jei dinamo mašinai duosime
pradinį impulsą, tai jos sukeliama srovė, eidama į variklį,
privers jį suktis; o variklio judėjimo energija diržu bus per-
duodama dinamo mašinos skriemuliui ir ims jį sukti. Tokiu
198"
būdu, — galvoja išradėjai, — mašinos ims varyti viena ant-
rą, ir tas judėjimas nesustos, kol a į i mašinos sudils.
Si idėja išradėjams atrodo ypač viliojanti, tačiau tie, ku-
rie bandė ją įgyvendinti praktikoje, nustebę įsitikindavo, kad
nė viena tų dviejų mašinų tokiose sąlygose bedirba. Nieko
kito iš to projekto negalima buvo ir laukti. Net jei kiekviena
sujungtųjų mašinų turėtų šimtaprocentinį naudingumo
koeficientą, galėtume priversti jas nesustojamai judėti tik
visiškai nesant trinties. Minėtųjų mašinų junginys (jų „ag-
regatas", inžinierių žodžiais tariant) sudaro iš esmės vieną
mašiną, kuri turi pati save varyti. Nesant trinties, agrega-
tas, — kaip ir bet koks skriemulys, — judėtų amžinai, bet
naudos iš tokio judėjimo nebūtų jokios: pakanka priversti
„variklį" atlikti išorinį darbą, ir jis tuojau sustos. Turėtu-
me „amžinąjį judėjimą", bet ne amžinąjį variklį. O esant
trinčiai, agregatas visiškai nejudės.
Keista, kad žmonėms, kuriuos masina ši idėja, neateina
galvon paprastesnis tos pačios minties įgyvendinimas': su
jungti diržu du kokius nors skriemulius ir pasukti vieną jų
Vadovaudamiesi ta pačia logika, kaip ir pirmesniojo mašinų
sujungimo atveju, turime laukti, kad pirmasis skriemulys
suks antrąjį, o nuo antrojo suksis pirmasis. Galima pasi-
tenkinti ir vienu skriemuliu: pasukime jį — dešinioji pusė
ims sukti kairiąją, o kairioji judėdama palaikys dešiniosios
sukimąsi. Paskutiniuose dviejuose atvejuose absurdišku-
mas perdaug aiškus ir todėl panašūs projektai nieko nesu-
vilioja. Bet, iš esmės, visi trys aprašytieji „amžinieji va-
rikliai" kyla iš vienos ir tos pačios klaidos.
Beveik amžinasis variklis
Matematikui posakis „beveik amžinasis" nesudaro nie-
ko viliojamo. Judėjimas gali būti arba amžinas, arba ne-
amžinas; „beveik amžinas" iš esmės reiškia n e a m ž i -
n a s . Bet praktiškame gyvenime taip nėra. Daugelis, be
abejo, būtų visiškai patenkinti, jei gautų savo žinion nevi-
199"
sai amžiną variklį, o „beveik amžiną", galintį judėti, pavyz-
džiui, bent tūkstantį met^. Žmogaus gyvenimas trumpas, ir
tūkstantis metų mums tas pat, kas ir amžinybė. Praktiškai
galvoją žmonės, tur būt, laikytų, kad amžino judėjimo
problema išspręsta, ir kad daugiau nėra ko laužyti galvą.
Tokius žmones galima nudžiuginti žinia, kad 1 000-metis
variklis jau išrastas; kiekvienas, paskyręs tam tikrą pinigų
sumą, gali įsigyti tokį amžiną variklį. Pa-
tento šiam išradimui niekas nėra paėmęs,
ir jis paslapties nesudaro. Prof. Sterto
1903 m. sugalvoto ir paprastai „radžio
laikrodžiu" vadinamo prietaiso konstruk-
cija labai nesudėtinga (103 pav.). Stiklinio
indo, iš kurio išsiurbtas oras, viduje, ant
kvarco siūlo B (nepraleidžiančio elektros)
pakabintas nedidelis stiklinis vamzdelis
A, į kurį įberta keletas tūkstantadalių gra-
mo r a d ž i o d r u s k o s . Prie vamzde-
lio galo pakabinti, kaip elektroskope, du
aukso lapeliai.
Radis, kaip žinoma, skleidžia trijų rū-
šių spindulius: alfa, beta ir gama. Šiuo
atveju pagrindinę rolę vaidina lengvai pro
stiklą praeiną beta spinduliai, kuriuos su-
daro neigiamų elektros dalelių (elektronų)
sriautas. Į visas puses radžio skleidžiamos
103 pav. Radžio dalelytės neša su savim n e i g i a m ą
veikr0dlS,,amžiau krūvį, ir todėl pats vamzdelis su radžiu
prisukimu" 1600 pamažu įsielektrina t e i g i a m a i . Šis m e t 4 teigiamas krūvis pereina į aukso la-
pelius ir priverčia juos prasiskėsti. Prasiskėtę lapeliai
paliečia indo sieneles, nustoja čia savo krūvio (ati-
tinkamose sienelių vietose priklijuotos folijos juostelės,
kuriomis elektra nuteka) ir vėl susiglaudžia. Greit susi-
renka naujas krūvis, lapeliai vėl prasiskečia, vėl atiduoda
200
103 pav. Radžio laikrodis su be-veik „amžinu prisukimu" 1600
metų
krūvį sienelėms ir susiglaudžia, kad vėl įsielektrintų. Kas-
dvi-tris minutes laikrodžio svyruoklės reguliarumu įvyks-
ta vienas aukso lapelių svyravimas, — iš čia pavadinimas
„įadžio laikrodis". Taip slinks ištisi metai, dešimtmečiai,
šimtmečiai, kol vyks radžio spindulių skleidimas. Skaityto-
jas, žinoma, mato, kad tai toli gražu ne „amžinas", o tik-
tai nemokamas variklis.
Ar ilgai radis skleidžia savo spindulius?
Yra nustatyta, kad jau per 1600 metų radžio sugebėji-
mas skleisti spindulius susilpnės du kartus. Todėl radžio
laikrodis eis nesustodamas ne mažiau kaip tūkstantį metų,
tik palengva, elektros krūviui silpnėjant, mažins savo svy-
ravimų dažnumą. Jei Rusijos valstybės atsiradimo epochoje
būtų buvęs įrengtas toks laikrodis, jis tebeveiktų dar ir
mūsų laikais!
Ar galima šį nemokamą variklį panaudoti kokiems nors
praktiškiems tikslams? Deja, ne. Sio variklio galingu-
mas, — t. y. jo per sekundę atliekamo darbo kiekis, — tiek
menkas, kad jis negali varyti jokio mechanizmo. Norint
pasiekti kiok nors apčiuopiamesnių rezultatų, reikia turėti
žymiai didesnę radžio atsargą. Atsiminę, kad radis nepa-
prastai retas ir brangus elementas, sutiksime, jog nemo-
kamas tokios rūšies variklis pasirodytų per brangus.
Grandiozinės energijos atsargos slypi atomo gelmėse,
vadinamajame atomo branduolyje. Jos išnaudojimo proble-
mos išsprendimas duotų neišsemiamas energijos atsargas.
Si problema sprendžiama mūsų akyse.
Kiek metų egzistuoja Zemė?
Radioaktyviųjų elementų irimo dėsnių nagrinėjimas su-
teikė tyrinėtojams patikimą metodą Žemės amžiui išskai-
čiuoti.
Kas tai yra radioaktyvus irimas? Tai „savaimingas"
(t. y. išorinių priežasčių nesukeliamas) vienų atomų virti-
202"
mas kitais. Įdomu, kad tas kitimas nepasiduoda jokio išorės
veikimo įtakai. Temperatūros, slėgio ir pan. kilimas arba
kritimas neturi nė mažiausios įtakos proceso greičiui
Elementai uranas ir toris, esantieji kai kuriuose minera-
luose, yra pradiniai nariai palaipsniui vienas į kitą per-
einančių radioaktyviųjų elementų eilėse. O galutinis šių
kitimų produktas yra: urano eilei — urano švinas, torio
eilei •— torio švinas. Abi tos švino rūšys savo „atominiu
svoriu" šiek tiek skiriasi nuo paprastojo švino: paprasto
švino atomas sunkesnis už vandenilio atomą 207 (su tru-
pučiu) kartus; uraninio švino atomas — 206 kartus, tori-
nio — 208. Todėl atskirti vieną rūšį nuo kitos visiškai įma-
noma.
Nurodytuosius kitimus lydi vadinamųjų alfa spindulių
sklidimas iš yrančių atomų. Tai — medžiagos dalelių —
įelektrintų helio atomų —· srovė (helis — lengvos dujos,
kurios dabar vaidina tokį svarbų vaidmenį dirižablių sta-
tyboje); išlėkdamos iš atomo, tos dalelės turi milžinišką
greitį, iki 19 000 km per sekundę. Sustodamos jos netenka
savo elektros krūvio ir lieka minerale paprasto helio pavi-
dalo. Tuo paaiškinamas helio buvimas visuose radioakty-
viuose mineraluose.
Po to, kas buvo pasakyta, jau nesunku suprasti esmę
to nepaprasto metodo, kuris vartojamas mineralų, o tuo
pačiu ir žemės sluoksnių, kuriuose jie randami, amžiui nu-
statyti. Jau esame minėję, kad jokie veiksniai neįstengia
paveikti radioaktyvaus proceso tempo. Bet kuriose sąlygose
kasmet susiskaido tas pats pradinio elemento atomų skai-
čius, t. y. iš urano arba torio gramo kasmet susidaro tam
tikras, fizikų tiksliai išmatuotas, helio kiekis. Pavyzdžiui,
vienas gramas urano per metus sudaro apie vieną 10-mili-
joninę dalį kubinio centimetro helio. Kitais žodžiais tariant,
1 kub. cm helio kiekvienam urano gramui susirenka mine-
1 Tam reikėtų dešimčių milijardų laipsnių temperatūros.
202"
rale per 10 milijonų metų. Taip eina tas gamtos laikrodis,
kurį gamtos tyrinėjimuose sudaro radioaktyviosios me-
džiagos.
Radioaktyviųjų mineralų analizė nustatė, kad kai ku-
riems jų helio kiekis pasiekia 50 kub. cm vienam gramui
urano. Iš čia betarpiškai išeina, kad urano irimas tęsėsi
čia ne mažiau, kaip 50 X 10 000 000, t. y. 500 milijonų
metų. Ir tai — pats kukliausias vertinimas, nes per mili-
jonus metų dalis helio galėjo išsisklaidyti ir nebūti įskai-
čiuota.
Aprašytasis mineralo amžiaus skaičiavimas yra kon-
troliuojamas kito metodo, kuris pagrįstas minerale susi-
kaupusio uraninio arba torinio švino kiekio nustatymu. Iš
vieno gramo urano per metus susidaro viena 6 000-milijo-
ninė dalis gramo švino. Padaliję minerale surasto uraninio
švino gramų (arba jų dalių) skaičių iš nurodytosios trup-
menos, — kitaip sakant padauginę tą skaičių iš 6 000 mi-
lijonų, — sužinome mineralo amžių. Šis metodas patiki-
mesnis už pirmesnįjį, nes švinas neišgaruoja ir todėl įskai-
čiuojamas pilnutinai. Rezultatus galima sugretinti su tais,
kurie gauti torio mineralų analize (toris yra keturis kartus
lėčiau už uraną).
Ką gi mums davė šis metodas? Jis nustatė, kad radioak-
tyvių mineralų, rastų seniausiose prieškembrinėse nuosė-
dose (dar neturinčiose jokių gyvosios gamtos liekanų) am-
žius siekia 1500 milijonų metų. Bet vandenynai, kurių dug-
ne nusėdo tie sluoksniai, susidarė, žinoma, dar anksčiau.
Todėl minėtas skaičius sudaro žemutinę vandenynų amžiaus
ribą. Geologija moko, kad laiko periodas, praėjęs nuo van-
denynų susidarymo epochos, apima didesnę mūsų planetos
istorijos dalį. Vadinas, radioaktyviųjų mineralų analizė
liudija tai, kad Žemė egzistuoja jokiu būdu n e m a ž i a u
kaip 1500 milijonų metų.·
Galima eiti ir toliau. Padarius labai patikimą prielaidą,
kad visa švino atsarga išorinėje Žemės plutos dalyje yra
203"
atsiradusi yrant urano ir torio atomams, bus nustatyta ir
viršutinė Žemės amžiaus riba. Tuomet sužinome, kad nuo
Žemės plutos susidarymo epochos praslinko n e dau-
g i a u kaip 3000 milijonų metų. Sugretinę abu vertini-
mus — minimalų (1500 milijonų metų) ir maksimalų
(3000 milijonų), gauname Žemės amžiui patikimiausią dy-
dį — apie 2000 milijonų metų.
Du tūkstančiai milijonų metų — svaiginantis skaičius,
palyginus ne tik su atskiro žmogaus gyvenimu, bet ir su vi-
sos žmonijos istorija. Tačiau jis labai nedidelis, palyginus
su mūsų Saulės ir kitų žvaigždžių amžiumi, kurį astrono-
mai vertina ne tūkstančiais milijonų, o milijonais milijonų
metų. Praėjo daug milijardų metų, kol kažkokia kita žvaigž-
dė pralėkė pro mūsų tuomet dar vienišą Saulę tiek arti, jog
sukėlė joje milžinišką įkaitusios medžiagos potvynio bangą.
Sis verpstės pavidalo pirmapradės medžiagos kamuolys,
toli išsitiesęs nuo pagrindinio kūno ir atitrūkęs nuo jo, pas-
kui suskilo į atskirus rutulius, sudarydamas planetų šeimą.
Gal būt, taip prasidėjo mūsų planetos istorija, siekiantį
2000 milijonų metų. . .
Paukščiai ant laidų
Visi žinote, kaip pavojinga žmogui paliesti tramvajaus
arba aukštos įtampos tinklo laidus, kai jais teka srovė.
Toks lietimas mirštamas ne tik žmogui, bet ir stambiems
gyvuliams. Žinoma daug atvejų, kad arkliai bei kar-
vės buvo srovės užmušti, kai juos užkliudydavo nutrūkęs
laidas.
Kuo paaiškinti tai, kad paukščiai ramiai ir visiškai be
pavojaus tupi ant laidų? Tokį vaizdą galima dažnai stebėti
mieste.
Norėdami suprasti priežastį, kodėl stipri srovė nepavo-
jinga paukščiams, atkreipkime dėfnesį štai į ką: ant vielos
tupinčio paukščio kūnas sudaro lyg grandinės atsišakojimą,
kurio varža, palyginus su kita šaka (trumpa atkarpa tarp
204"
paukščio kojų), yra milžiniška. Todėl srovės stiprumas toje
šakoje (paukščio kūne) nežymi ir nekenksminga. Bet jei
104 pav. Paukščiai be pavojaus tupia ant elektros laidų. Kodėl?
paukštis, tupėdamas ant laido, sparnu ar snapu paliestų
stulpą — apskritai, kokiu nors būdu susijungtų su žeme, —
jis akimirksniu būtų
srovės, kuri jo kūnu
tekėtų į žemę, užmuš-
tas. Taip dažnai ir at-
sitinka.
Paukščiai, atsitū-
pę ant aukštos įtam-
pos linijos kronšteino,
turi įprotį valyti sna-
pą į laidą, kuriuo te
ka srovė. Kadangi
kronšteinas neizoliuo
tas, tai įžeminto
paukščio prisilietimas
prie laido, kuriuo teka
srovė, neišvengiamai baigiasi mirtimi. Paukščių apsaugai
kai kur Vokietijoje ant aukštos įtampos linijų kronšteinų
buvo įrengiamos izoliuotos tupyklos, ant kurių paukštis ne
tik galėtų atsitūpti, bet ir be pavojaus valyti į laidus savo
105 pav. Izoliuotos tupyklos ant aukštos įtampos linijos kronšteino
206"
snapą (105 pav.). Kitais atvejais pavojingas vietas ypatin-
gais įrengimais daro neprieinamas paukščiams liesti.
Turint galvoje kasmet TSRS didėjantį aukštos įtampos
linijų tinklą, miškų ir žemės ūkio interesų naudai, reikėtų
pasirūpinti plunksnuočių apsauga nuo naikinamosios elekt-
ros srovės.
Žaibo šviesoje
Ar yra tekę jums perkūnijos metu stebėti judrią miesto
gatvę, apšviečiamą trumpų žaibo švystelėjimų? Žinoma, pa-
stebėjote tuomet vieną keistą aplinkybę: ką tik pilna judesio
gatvė tokiais akimirksniais atrodo lyg sustingusi. Arkliai
sustoja įtemptose pozose, laikydami kojas ore; vežimai -—
irgi nejuda: ryškiai matyti kiekvienas rato stipinas..:
Tariamojo nejudamumo priežastis yra ta, kad žaibo
trukmė labai trumpa. Žaibas, kaip ir bet kokia elektros ki-
birkštis, trunka labai trumpą laiko tarpą — tiek trumpą,
kad paprastomis priemonėmis negalima jo net išmatuoti.
Tačiau, netiesioginiais metodais pavyko nustatyti, kad žai-
bas trunka mažiau kaip d e š i m t t ū k s t a n t ą j ą se-
k u n d ė s d a l į ir jokiu būdu ne daugiau kaip tūkstan-
tąją jos dalį. Per tokį trumpą laiko tarpą maža kas tesuspėja
pasislinkti akiai pastebimu būdu. Todėl nenuostabu, kad
įvairiausių judesių pilna gatvė žaibo šviesoje atrodo visiškai
nejudama: juk joje pastebime vien tai, kas trunka mažiau
dešimttūkstantosios sekundės dalies! Kiekvienas greitai le-
kiančio automobilio rato stipinas suspėja pajudėti tik nežy-
mia milimetro dalimi; akiai tai lygiai tas pats, kas ir visiš-
kas nejudamumas. [spūdis sustiprėja dar dėl to, kad regėji-
mo įspūdis pasilieka akyse dar žymiai ilgesnį laiką, negu
trunka žaibas.
Kiek atsieina žaibas?
Anais senaisiais laikais, kada žaibus siuntė „dievai",
toks klausimas būtų atrodęs šventvagiškai. Bet mūsų blai-
viaisiais laikais, kai elektros energija virto preke, kurią ma-
206"
tuoja ir jkainoja, kaip bet kurią kitą prekę, klausimas, kiek
atsieina žaibas, visiškai neturi atrodyti beprasmis. Užda-
vinys yra išmatuoti elektros energiją, reikalingą žaibo iš-
lydžiui, ir įkainoti ją kad ir pagal elektros apšvietimo taksą.
Stai skaičiavimas. Naujausiais duomenimis žaibo išly-
džio potencialas lygus 1 000 milijonų voltų. Srovės stipru-
mas-vertinamas 20 tūkstančių amperų. (Ta proga pastebė-
sime, kad ją nustato pagal jsimagnetinimo laipsnį plieninio
strypo, kurio apvijomis, žaibui trenkus į žaibolaidį, prabėga
srovė.) Energiją vatais gausime, voltų skaičių padauginę iš
amperų skaičiaus; tačiau, sykiu reikia atsižvelgti į tai, kad
išlydžio metu potencialas krinta iki nulio; todėl, apskaičiuo-
jant išlydžio energiją, reikia imti v i d u t i n į potencialą,
kitaip sakant, — pusę pradinės įtampos.
Turime:
. . . . . . 1 000 000 000 X 20 000 išlydžio galingumas = g »
t. y. 10 000 000 000 000 vatų, arba 10 milijardų kW.
Gavęs tokią įspūdingą nulių eilę, savaime lauki, kad ir
piniginė žaibo vertė bus išreikšta milžinišku skaičiumi. Ta-
čiau, šią energiją pervedę į tas kilovatvalandės, kurios fi-
gūruoja sąskaitose už elektros šviesą, gausime žymiai kuk-
lesnius skaičius. Žaibas trunka ne daugiau kaip tūkstanta-, . . , , . , . .. , . įoooooooooo O Q n r .
dalį sekundes, per tą laiką sunaudojama 3 Ш1)^00 =2 2 800
kilovatvalandžių energijos. Viena kilovatvalandė pagal
veikiantį pas mus tarifą vartotojui atsieina 40 кар. Iš čia
nesunku apskaičiuoti piniginę žaibo vertę:
2 800 X 40 ~ 110 000 кар. = 1 100 rub.
Nuostabus rezultatas: žaibas, kurio energija apie šimtą
kartų didesnė už sunkaus artilerijos pabūklo šūvio energi-
ją, turėtų pagal elektros stoties tarifą atsieiti tik 1 100 rublių!
Įdomu, kiek dabartinė elektrotechnika priartėjo prie ga-
limumo pagaminti žaibą. Laboratorijose dabar pasiekta
207"
10 milijonų voltų įtampa ir gauta 10 m ilgio kibirkštis. Vie-
nas ir kitas dydis vos keletą šimtų kartų mažesni negu gam-
tinio žaibo atveju.
Perkūnijos liūtis kambaryje
Labai lengva namuose įrengti nedidelį fontaną iš kau-
čiuko vamzdelio, kurio vienas galas įmerkiamas į kibirą, pa-
statytą ant paaukštinimo, arba užmaunamas ant vanden-
tiekio čiaupo. Išeinamoji vamzdelio
anga turi būti labai siaura, kad fonta-
nas susiskaidytų plonomis čiurkšlė-
mis; lengviausia tą pasiekti, įstačius į
laisvąjį galą pieštuko gabaliuką, iš
kurio išimtas grafitas. Patogesniam
fontano vartojimui šis laisvasis galas
įtvirtinamas apverstame piltuvėlyje,
kaip parodyta 106 pav.
Paleidę tokį pusmetrio aukščio fon-
taną ir nukreipę čiurkšlę vertikaliai į
viršų, priartinkite prie jo gelumbe
įtrintą lako lazdelę arba ebonito šu-
kas. Tuojau pastebėsite gana nelauktą dalyką: atskiros
krintančios fontano dalies čiurkšlės susilieja į vieną išti-
sinę čiurkšlę, kuri triukšmingai taškosi į pastatytos lėkštės
•dugną. Garsas primena charakteringą perkūnijos liūties
triukšmą. „Netenka abejoti, — pastebi šia proga fizikas
Boisas, — kad kaip tik dėl šios priežasties lietaus lašai
perkūnijos metu pasižymi tokiu didumu". Atitolinkite šu-
kas — ir fontanas vėl išsipurkščia, o charakteringasis bil-
desys virs lengvu susmulkintos čiurkšlės ūžesiu.
Publikos akivaizdoje galite lako lazdele veikti taip, kaip
!fokusininkas „stebuklinga" lazdele.
Tiek nelauktas elektros krūvio veikimas į fontaną pa-
grįstas tuo, kad lašai įelektrinami įtakos keliu taip, jog į
208"
106 pav. Perkūnijos liūtis miniatiūroje
lako pusę atkreiptos lašų dalys įelektrinamos teigiamai,
priešingosios — negiamai; tokiu būdu, įvairiavardžiai įelekt-
rintos lašų dalys atsiduria artimoje kaimynystėje ir, trauk-
damos viena kitą, priverčia lašus susilieti.
Elektros veikimą į vandens čiurkšlę galite paprasčiau
konstatuoti; pakanka per plaukus
perbrauktas ebonito sukas pri-
artinti prie plonos vandens
čiurkšlės, tekančios iš vandentie-
kio čiaupo: čiurkšlė darosi išti-
sinė ir žymiai išsilenkia šukų
kryptimi, ryškiai nukrypdama į - i· / 1πτ \ . . . - . 107 pav. Vandens čiurkšlė sal} (107 p a v . ) . S i o r e i š k i m o nukrypsta, priartinus įlekt-
aiškinimas sudėtingesnis negu rintas šukas
pirmesniojo; jis susijęs su paviršiaus įtempimo kitimu
elektros krūvio įtakoje.
Pastebėsime ta proga, jog tuo, kad trinant lengvai susi-
daro elektros krūvis, yra paaiškinamas ir įsielektrinimas
transmisijos diržų, kurie trinasi į skriemulius. Išsiskirian-
čios elektros kibirkštys kai kuriose įmonėse sudaro rimtą
gaisro pavojų. Kad tai būtų išvengta, transmisijų diržai si-
dabruojami: plonas sidabro sluoksnis paverčia diržą elekt-
ros laidininku, ir krūvio susikaupimas darosi negalimas.
H [domioji Fizika II kn.
107 pav. Vandens čiurkšlė nukrypsta, priartinus įlekt-
rintas šukas
D E V I N T A S I S S K Y R I U S
ŠVIESOS ATSPINDYS IR LŪŽIMAS. REGĖJIMAS
Penkialypė nuotrauka
Vieną fotografijos meno kuriozų sudaro nuotraukos, ku-
riose fotografuojamasis atvaizduotas penkiose skirtingose
padėtyse. Duotame 108 pav., padarytame pagal tokią foto-
grafiją, galima matyti tas penkias padėtis. Tokios fotografi-
jos neabejotinai tuo pranašesnės už paprastąsias, kad duo-
da daug pilnesnį charakteringų originalo bruožų vaizdą:
žinome, kiek daug rūpinasi fotografai tuo, kad būtų suteik-
ta fotografuojamojo veidui pati tinkamiausia padėtis; čia
iš karto gaunamas veidas keliose padėtyse, tarp kurių yra
daugiau galimumų sugauti pačią charakteringiausią.
Kaip gaunamos šios fotografijos? Žinoma, naudojani
veidrodžius (109 pav.). Fotografuojamasis sėdasi nugara į
aparatą A ir veidu į du vertikalius plokščius veidrodžius C,
sudarančius kampą, lygų penktadaliui 360°, t. y. lygų 72°.
Tokia veidrodžių pora turi duoti 4 atvaizdus, įvairiais
būdais atgręžtus aparato atžvilgiu. Šie atvaizdai, plius na-
tūrinis objektas ir yra aparatu fotografuojami taip, kad pa-
čių veidrodžių (be rėmų) nuotraukoje, žinoma, nematyti.
Fotografijos aparatas, kad veidrodžiuose neatsispindėtų, už-
210"
dengiamas dviem ekranais (BB) su nedideliu plyšiu ob-
jektyvui.
108 pav. Vieno veido penkialypė fotografija
Atvaizdų skaičius priklauso nuo kampo tarp veidrodžių:
juo kampas mažesnis, juo gaunamų atvaizdų skaičius di-
desnis. Esant kampui 360° n n o ,
— Į — = 90 , gautume
4 atvaizdus, esant
, . 360° c n o kampui -g—^=60 —
šešis atvaizdus, kam-
pui -^r-= 45°—aštuo-
nis atvaizdus ir t. t.
Tačiau, esant didesniam atspindžių skaičiui, atvaizdai gau-
nami blankūs ir silpni, todėl paprastai apsiribojama pen-
kialypėmis nuotraukomis.
Saulės varikliai ir kaiti ntuvai
Labai viliojanti mintis — išnaudoti Saulės spindulių
energiją variklio katilui kaitinti. Padarykime nesudėtingą
skaičiavimą. Energija, kurią gauna iš Saulės per minutę
109 pav. Būdas penkialypėms fotografi-joms gauti. Fotografuojamasis statomas
tarp veidrodžių CC
211"
kiekvienas mūsų planetos kvadratinis centimetras, esantis
už atmosferos ribų statmenai Saulės spinduliams, yra rūpes-
tingai išmatuota. Jos kiekis, matyt, nekinta; todėl jis ir pa-
vadintas „Saulės konstanta". Saulės konstantos dydis ly-
gus (apvaliu skaičiumi) 2 maž. kalorijoms vienam kv. cm
per minutę. Sis reguliariai Saulės siunčiamas Žemei šilu-
mos davinys ne visas pasiekia jos paviršių: apie pusę kalo-
rijos sugeria atmosfera. Galima laikyti, kad Žemės pavir-
šiaus kvadratinis centimetras, apšviestas statmenai krintan-
čių Saulės spindulių, kas minutę gauna apytikriai 1,4 maž.
kalorijos. Apskaičiavus kv. metrui, tai sudaro 14 000 mažų-
jų, arba 14 didžiųjų kalorijų per minutę, o per sekundę —
apie 1U didž. kalorijos. Kadangi 1 didž. kalorija, pilnutinai
virsdama mechaniniu darbu, duoda 427 kilogramometrus,
tai Saulės spinduliai, statmenai krintą į 1 kv. m žemės
sklypelį, galėtų duoti daugiau kaip 100 kgm energijos kas
sekundę, kitaip tariant, daugiau kaip 17з arklio jėgos.
Tokį darbą galėtų atlikti spinduliuojamoji Saulės ener-
gija pačiose palankiausiose sąlygose —· kai spinduliai krin-
ta statmenai ir jų energija šimtu procentų virsta darbu. Ta-
čiau, iki šiol atliktieji tiesioginio Saulės, kaip varomosios
jėgos, išnaudojimo mėginimai buvo tolimi šioms idealioms
sąlygoms. Jų naudingumo koeficientas neviršijo 5—6%, ir
tiktai pastaruoju metu pavyko sukonstruoti Saulės variklio
įrenginius, kurių naudingumo koeficientas pasiekia 15%.
Spinduliuojamąją Saulės energiją lengviau panaudoti ne
mechaniniam darbui gauti, o šildymui. Kalifornijoje veikia
pramoninė „Saulės vandeninių šildytuvų bendrovė", aprū-
pinanti vartotojus šildomaisiais prietaisais, kurie surenka
Saulės spindulius; šių prietaisų įšildytas vanduo vartojamas
namų ūkyje. Bendrovė konkuruoja su dujų ir kitomis bend-
rovėmis.
Niekur dabar nekreipiama tiek dėmesio į saulės įrengi-
nius („heliotechniką"), kaip TSRS. Pas mus yra specialus
Visasąjunginis helioinstitutas (Samarkande), atliekąs pla-
212"
tų tiriamąjį darbą. Taškente veikia saulės pirtis, kuri per
parą aptarnauja 70 žmonių. Tame pačiame Taškente, kaip
praneša laikraščiai, „ant Taškento Gosplano specialistų na-
mo stogo įtaisytas helio-įrenginys. Čia įrengta 20 Saulės
110 pav. Saulės kaitintuvas 111 pav. Saulės virtuvai Samar-ant stogo (Kalifornijoje) kandę (Trofimovo sistemos)
katilų, kuriuose telpa 200 kibirų vandens, ir kurie pilnu-
tinai aprūpina visą namą. Heliotechnikų teigimu Saulė be
pertraukos šildys katilus 7—8 mėnesius per metus. Likusius
4—5 mėnesius katilai sušildys vandenį tiktai saulėtomis
dienomis".
Puikius rezultatus davė sieros lydymo bandymai, panau-
dojant saulę (lydymosi temperatūra 120°C); numatyta
įrengti sieros lydymo fabriką, veikiantį saulės spindulių
energija. Paminėsime dar saulės garintuvus gėlam vande-
niui gauti Kaspijos ir Aralo jūrų pakraščiuose; saulės van-
dentiekius, pakeičiančius primityvius Vidurinės Azijos či-
girius; saulės džiovyklas vaisiams ir žuviai; virtuvę, kurioje
visi patiekalai gaminami saulės spinduliais ir pan. Visa tai
neišsemia įvairiausių dirbtinai sugaunamų saulės spindulių
taikymų, kuriems teks suvaidinti svarbų vaidmenį Viduri-
nės Azijos, Kaukazo, Krymo, Volgos Žemupio ir pietų Uk-
rainos liaudies ūkyje
1 Smulkmenomis susidomėjusieji ras jų S. M. Gorlenkos straips-
nyje „Saulės energijos panaudojimas", išspausdintame 1935 m. Astro-
nominiame kalendoriuje.
213"
Svajonės apie nematomąją kepuraitę
Žiloji senovė paliko mums legendą apie stebuklingą ke-
puraitę, kuri padaro nematomą kiekvieną, kas ją užsimauna.
Puškinas, „Ruslane ir Liudmiloje" atgaivinęs gilios seno-
vės padavimus, davė klasikinį stebuklingųjų nematomosios
kepuraitės savybių aprašymą:
„Merginai dingtelia mintis.
Nors nerami dar jos širdis, —
Kepurę derint Cernomoro.. .
Ir Liudmila kepurės siekia;
Ją maunas tiesiai, ant šalies,
I užpakalį suka priekį.
Ir ką? Stebuklas anava!
Liudmilos veidrody nebliko,
Atgal apsuko — priešais ją
Vėl Liudmila; kas čia įvyko?
Į užpakalį — vėl nėra;
Numovė — veidrody! „Puikiausia!
Kerėtojau, gerai, gana!
Dabar ir čia esu saugiausia".
Sugebėjimas pasidaryti nematomu buvo vienintelė be-
laisvės Liudmilos apsauga. Dangstydamasi patikimu nema
tomumo apdangalu, ji išsisuka nuo įkyrių savo sargų žvilgs-
nių. Apie nematomos belaisvės buvimą jie galėjo spręsti tik
iš jos veiksmų:
„Visi visur ir nuolat matė
Jos pėdsakus paskutinius:
Paauksintus kažkas vaisius
Nuo šlamančių šakų nukratė,
Šaltinio vandenio lašus
[ nutryptąją lanką šlakstė:
Pily sakyti buvo pratę —
„Stai geria valgo mūs ponia". . .
Vos sklaidosi nakties migla,
Prie krioklio eina Liudmila,
Srove šaltąja nusiprausti.
214"
Nykštukas, ėmus rytui aušti.
Iš rūmų pats išvydo syk:
Nematoma ranka prie kriaušio
Smagiai sau taškėsi kriokly".
Jau seniai įgyvendinta daug masinančių senovės svajo-
nių, nemaža pasakiškų stebuklų pasidarė mokslui prieinamų.
Pragręžiami kalnai, sugaunami žaibai, skraido kilimais-
lėktuvais... Ar negalima išrasti ir „nematomąją kepuraitę",
t. y. rasti būdą padaryti save visiškai nematomą? Apie tai
dabar ir pasikalbėsime.
Nematomas žmogus
Romane, antrašte „Nematomasis žmogus" (pagal kurį
yra pagamintas ir filmas) anglų rašytojas Uelsas stengiasi
įtikinti savo skaitytojus, kad galimumas tapti nematomu vi-
sai realus dalykas. Jo herojus (romano autorius rekomenduo-
ja jį mums kaip „genialiausią fizliką, kokį bet kada yra matęs
pasaulis") išrado būdą daryti žmogaus kūną nematomą.
Stai kaip jis dėsto pažįstamam gydytojui savo išradimo pa-
grindus:
„Matomumas priklauso nuo to, kaip matomieji kūnai
reaguoja į šviesą. Jūs žinote, kad kūnai arba sugeria švie-
są, arba atspindi, arba laužia ją. Kūnas, kuris nesugeria,
neatspindi ir nelaužia šviesos, negali būti pats savaime ma-
tomas. Pavyzdžiui, neskaidrią raudoną dėžę matai todėl,
kad dažai sugeria tam tikrą šviesos dalį ir atspindi (išsklai-
do) likusius spindulius. Dėžė, jei nesugertų jokios šviesos
dalies, o atspindėtų ją visą, atrodytų blizganti balta, si-
dabrinė dėžė. Brilijantinė dėžė sugertų maža šviesos, bend-
ras paviršius atspindėtų jos irgi nedaug; tiktai vietomis
briaunose, šviesa atsispindėtų ir lūžtų, sudarydama mums
blizgantį tviskančių atspindžių matomumą — kažką pana-
šaus į šviesos griaučius. Stiklinė dėžė blizgėtų mažiau, bū-
tų ne taip ryškiai matoma, kaip brilijantinė, nes joje būtų
215"
mažiau atspindžių ir mažiau lūžių. O jei panertume papras-
to balto stiklo gabalą į vandenį ir, juo labiau, jei panertume
iį į kokį už vandenį tankesnį skystį, — jis išnyktų beveik
visiškai, nes pro vandenį į stiklą patenkanti šviesa lūžta
5r atsispindi labai silpnai. Stiklas
dėl tos pačios priežasties darosi
lygiai tiek pat nematomas, kaip
angliarūgštės arba vandenilio
srovė ore.
— Taip, — tarė Kempas (gy-
dytojas), — visa tai labai pa-
prasta ir mūsų laikais žinoma
kiekvienam moksleiviui.
— O štai dar vienas faktas,
taipogi žinomas kiekvienam
moksleiviui. Stiklo gabalas su-
grūstas ir paverstas milteliais,
darosi labiau matomas ore, —
jis virsta neskaidriais baltais
milteliais. Tai įvyksta dėl to, kad
grūdimas padaugina stiklo sie-
nelių skaičių, kurios sukejia at-
spindį ir lūžį. Plokštelėje yra tik dvi sienelės, o milteliuose
šviesą atspindi ir laužia kiekviena kruopelytė, pro kurią
ji eina, ir k i a u r a i pro miltelius prasiskverbia labai ma-
ža šviesos. Bet baltas grūstas stiklas, įdėtas į vandenį — iš
karto išnyksta. Grūstas stiklas ir vanduo turi apytikriai vie-
nodą lūžio rodiklį, tad, pereidama iš vieno į kitą, šviesa
lūžta ir atsispindi labai mažai.
Panėrę stiklą į kokį nors skystį su beveik tokiu pat lūžio
rodikliu, darote jį nematomą: k i e k v i e n a s s k a i d r u s
d a i k t a s , e s ą s t o p a t i e s l ū ž i o r o d i k l i o ap-
l i n k o j e , d a r o s i n e m a t o m a s . Pakanka truputį pa-
galvoti, kad įsitikintume, jog stiklą galima padaryti nema-
112 pav. Nematoma stiklo lazdelė
216"
tomą ir ore: reikia padaryti taip, kad jo lūžio rodiklis būtų
lygus oro lūžio rodikliui, nes tuomet šviesa, pereidama iš
stiklo į orą, visiškai neatsispindės ir neluš
— Taip, taip, — tarė Kempas. — Bet juk žmogus ne
stiklas.
— Ne, jis skaidresnis.
— Nesąmonė!
— Ir tai sako gamtininkas! Argi per dešimtį metų su-
spėjote visai užmiršti fiziką? Pavyzdžiui, popierius sudary-
tas iš skaidrių pluoštelių, jis yra baltas ir neskaidrus dėl tos
pačios priežasties, dėl kurios yra balti ir neskaidrūs stiklo
milteliai. Išsviestuokite baltą popierių, pripildykite sviesto
pluoštelių tarpus, kad lūžimas ir atspindys vyktų tiktai pa-
viršiuose, — ir popierius pasidarys skaidrus kaip stiklas. Ir
ne tik popierius, bet ir drobės pluošteliai, vilnų pluošteliai,
medžio pluošteliai, mūsų kaulai, raumenys, plaukai, nagai
ir nervai! Žodžiu, visas žmogaus sąstatas, išskyrus raudoną
1 Visiškai skaidraus daikto visišką nematomumą galime pasiekti,
jį apsupę sienelėmis, kurios sklaido šviesą griežtai tolygiai. Akis, kuri
žiūri vidun pro nedidelę šoninę skylę, gaus tuomet iš visų daikto taš-
kų lygiai tiek šviesos, lyg daikto visiškai nebūtų: jokie blikai ar še-
šėliai nerodys jų buvimo.
Stai kaip gali būti atliktas toks bandymas. Pusmetrio diametro
balto kartono piltuvėlis pastatomas, kaip parodyta 112 pav., tam tikrame
atstume nuo 25 žvakių elektros lemputės. Iš apačios įkišama stiklo laz-
delė kiek galima griežtai vertikaliai. Mažiausias nukrypimas nuo ver-
tikalios padėties veikia taip, kad lazdelė atrodo tamsi ašyje ir šviesi
iš kraštų, arba atvirkščiai, šviesi išilgai ašies ir tamsi iš kraštų. Abu
apšvietimo vaizdai pereina vienas į kitą, truputį pakeitus lazdelės pa-
dėtį. Po keleto mėginimų galima pasiekti visiškai tolygų lazdelės ap-
švietimą, — ir tuomet ji akiai, žiūrinčiai pro siaurą (ne platesnį už
1 cm) šoninę skylę, v i s i š k a i i š n y k s t a . Tokiose bandymo ap-
linkybėse pasiekiamas visiškas stiklinio daikto nematomumas, nors
jo laužimo galia smarkiai skiriasi nuo oro laužimo galios. Kitas bū-
das, kurį panaudojus galima padaryti nematomą, pavyzdžiui, briau-
noto stiklo gabalą, yra toks: reikia, padėti jį į dėžę, iš vidaus dengtą
šviečiančiais dažais.
217"
medžiagą jo kraujyje ir tamsų plaukų pigmentą, — visa su-
daryta iš skaidraus bespalvio audinio; štai kiek nedaug daro
mus vienas kitam matomus!"
Patvirtinti šiuos samprotavimus gali tas faktas, kad vil-
nomis nepadengti gyvuliai-albinosai (kurių audiniuose nėra
dažomųjų medžiagų) pasižymi dideliu skaidrumu. Zoologas,
kuris 1934 m. vasarą gyvenvietėje Detskoje Selo atrado
baltos varlės-albinoso egzempliorių, aprašo ją taip: „ploni
odos ir raumenų audiniai skaidrūs: matomi viduriai, griau-
čiai. . . Varlėje-albinose pro pilvo sienelę labai gerai matyti
širdies ir žarnų susitraukimas".
Uelso romano herojus išrado būdą padaryti skaidrius
visus žmogaus organizmo audinius ir netgi jo dažomąsias
medžiagas (pigmentus). Jis sėkmingai pritaikė savo atra-
dimą nuosavam kūnui. Bandymas pavyko puikiausiai, —
išradėjas pasidarė visiškai nematomas.
Tolesnį šio nematojo žmogaus likimą tuojau sužino-
sime.
Nematomojo galia
Romano „Nematomasis žmogus" autorius su nepaprastu
sąmojingumu ir nuoseklumu įrodinėja, kad žmogus, tapęs
skaidrus ir nematomas, įgyja beveik neribotą galią. Jis gali
nepastebimai įsiskverbti į bet kurią patalpą ir nebaudžia-
mas grobti bet kuriuos daiktus; dėl savo nematomumo jis
nesugaunamas, sėkmingai kovoja su ištisu ginkluotų žmo-
nių būriu. Grasindamas visiems matomiems žmonėms ne-
išvengiama sunkia bausme, nematomasis žmogus laiko vi-
sus miesto gyventojus visiškoje savo valdžioje. Nesugauna-
mas ir nepažeidžiamas, jis tuo pačiu metu turi visišką
galimumą kenkti likusiems žmonėms; kaip jie begudrautų
norėdami apsiginti, nematomas priešas anksčiau ar vėliau
pasiekia juos ir sunaikina. Tokia išimtinė padėtis likusiųjų
218"
žmonių tarpe įgalina anglų romano herojų kreiptis į įgąs-
dintus savo miesto gyventojus, pavyzdžiui, tokio turinio įsa-
kymais:
„Miestas nuo šiol nebėra karalienės valdžioje! Pasaky-
kite tai savo pulkininkui, policijai ir visiems; jis mano val-
džioje! Si diena — pirmoji diena pirmų naujosios eros me-
tų, Nematomojo eros! Aš — Nematomasis Pirmasis. Pra-
džioje mano valdymas bus gailestingas. Pirmą dieną bus
įvykdyta tik viena mirties bausmė, dėl pavyzdžio, mirties
bausmė žmogui, kuris vadinasi Kempas. Šiandien pat jis
susilauks mirties. Tegu užsirakina, tegu slepiasi, tegu ap-
sirūpina sargyba, tegu apkausto save šarvais, — mirtis, ne-
matoma mirtis žengia prie jo! Tegu griebiasi apsaugos prie-
monių, — tai sudarys įspūdį mano liaudžiai. Mirtis žengia
prie jo! Nepadėki jam, mano liaudie, kad ir tave neištiktų
mirtis".
Ir pirmosiomis dienomis nematomasis žmogus triumfuo-
ja. Tik su didžiausiu vargu pavyksta įgąsdintiems gyvento-
jams susidoroti su nematomu priešu, svajojusiu tapti jų
valdovu.
Skaidrieji preparatai
Ar teisingi tie fizikiniai samprotavimai, kurie padėti šio
fantastinio romano pagrindan? Be abejonės. Kiekvienas
skaidrus daiktas skaidrioje aplinkoje darosi nematomas jau
tada, kai lūžio rodiklių skirtumas mažesnis kaip 0,05. Ρζβ-
slinkus dešimčiai metų po to, kai buvo parašytas romanas
„Nematomasis žmogus", buvo praktiškai gauti skaidrūs
kūno dalių preparatai. Tokių preparatų dabar galima matyti
daugelyje muziejų.
Skaidriųjų preparatų paruošimo būdo esmė tokia, kad
po tam tikro apdorojimo, — baltinimo ir plovimo, — prepa-o
ratas permirkomas metilinio salicilo rūgšties eterio (tai be-
spalvis skystis, pasižymįs stipriu spindulių laužimu). Tokiu
219"
būdu paruoštą žiurkės, žuvies ir pan. preparatą paneria į
to paties skysčio pripildytą indą
Cia, žinoma, nesistengiama pasiekti pilno preparatų
skaidrumo, nes tokiu atveju jie pasidarytų visiškai nema-
tomi, o todėl ir nenaudingi anatomui. Bet, norint, galima
būtų ir tai pasiekti.
Žinoma, nuo to dar toli iki įgyvendinimo Uelso utopijos
apie g y v ą žmogų, kuris yra tiek skaidrus, kad jis visiškai
nematomas. Toli todėl, kad, pirma, reikia rasti būdą pri-
sunkti skaidrinamojo skysčio g y v o organizmo audinius,
nesutrikdant jo funkcijų. Antra, gautieji preparatai tik skaid-
rūs, bet nėra nematomi; tų preparatų audiniai gali būti ne-
matomi tol, kol jie įmerkti į indą su atitinkamo lūžio rodik-
lio skysčiu. Jie bus nematomi ore tik tada, kai jų lūžio ro-
diklis bus lygus o r o lūžio rodikliui, o kaip šitą pasiekti,
dar nežinome.
Bet leiskime, kad ilgainiui pavyks pasiekti vieną ir kitą
ir tuo pačiu įgyvendinti anglų romanisto svajonę. Ar bus
tada nematomų karių, nematomų batalijonų, kurie netikėtai
atsiduria priešo užnugaryje ir sukelia paniką ištisoje armi-
joje savo nesuvokiamais antgamtiniais veiksmais?
Romane autoriaus viskas numatyta ir apgalvota taip rū-
pestingai, kad nenorom pasiduodi aprašomųjų įvykių su-
gestijai. Atrodo, kad nematomasis žmogus iš tiesų turi būti
galingiausias iš mirt ingųjų. . .
Bet tikrumoje taip nėra.
Yra viena mažytė aplinkybė, kurią praleido sąmojinga-
sis „Nematomojo žmogaus" autorius.
Tai yra klausimas:
1 Tų mano skaitytojų-gamtininkų žiniai, kurie norėtų patys pasi-
gaminti skaidrius preparatus, pranešu pavadinimą brošiūros, duodan-
čios reikalingų praktinių nurodymų: Prof. D. K. T r e t j a k o v a s.
Skaidrieji Spalteholco preparatai, 1914. Brošiūra buvo išleista Bende-
rų m. ir dabar gali būti randama tik bibliotekose (drauge su kitais
ikirevoliucinio žurnalo „Mokyklinės ekskursijos ir mokykliniai muzie-
jai" leidiniais).
220"
Ar nematomasis gali matyti?
Jei Uelsui būtų kilęs šis klausimas prieš pradedant ra-
šyti romaną, tai nuostabioji „Nematomojo žmogaus" isto-
rija niekuomet nebūtų buvusi parašyta...
Ir tikrai, čia griūva visa nematomojo žmogaus galingu-1 mo iliuzija. N e m a t o m a s i s t u r i b ū t i a k l a s !
Kodėl romano herojus nematomas? Todėl, kad visos jo
kūno dalys — tame skaičiuje ir akys — pasidarė skaidrios,
ir be to jų lūžio rodiklis lygus oro lūžio rodikliui. Atsimin-
kime, kokį vaidmenį atlieka akis: jos lęšiukas, stiklakūnis
ir kitos dalys laužia šviesos spindulius taip, kad tinklainėje
gaunamas išorės daiktų.vaizdas. Bet jei akies ir oro lūžio
rodikliai vienodi, tai tuo pačiu pašalinama vienintelė lūžimą
sukelianti priežastis: spinduliai, pereidami iš vienos aplin-
kos į kitą, jei jų l ū ž i o r o d i k l i a i l y g ū s , nekeičia
t savo krypties ir todėl negali susirinkti viename taške. Spin-
duliai, pigmento n e s a n t e i s pro nematomojo žmogaus akis
visiškai be kliūčių, nelūždami ir nesusilaikydami jose, —
taigi jo sąmonėje jie negali sukelti jokio vaizdo.
Tokiu būdu, n e m a t o m a s i s ž m o g u s n e g a l i
n i e k o m a t y t i . Visi jo privalumai, pasirodo, jam nenau-
dingi. Nuožmusis pretendentas į valdovus slankiotų apgrai-
bomis, prašydamas išmaldos, kurios niekas negalėtų jam
paduoti, nes prašytojas būtų nematomas. Vietoj galingiausio
1 Kad sukeltų gyviui kokį jutimą, šviesos spinduliai turi atlikti
jo akyje kokį nors, kad ir patį nežymiausią, kitimą, t. y. atlikti tam
tikrą darbą. O tam spinduliai turi būti nors iš dalies s u l a i k o m i .
Bet visiškai skaidri akis, žinoma, negali sulaikyti spindulių, — prie-
šingu atveju ji nebūtų skaidri. Visų gyvių, kurie ginasi tuo, kad yra
skaidrūs, akys — jei tokias turi — nebūna pilnutinai skaidrios „Be-
tarpiškai po jūros paviršiumi, — rašo žymus okeanografas Mere-
jus, — dauguma gyvių skaidrūs ir bespalviai; sugautus tinklu juos
galima atskirti t i k t a i i š m a ž ų j u o d ų a k i ų , nes jų kraujas
neturi hemoglobino (dažomosios medžiagos), ir yra visiškai skaidrus".
221"
iš visų mirtingųjų prieš akis turėtume vargšą luošį, pa-
smerktą apgailėtinai vegetuoti
Dabartinio povandeninio laivo galia irgi jo nematomu-
mas, — tai, kad jis nepastebimai prislenka prie ginkluoto
plieninio milžino ir paleidžia į jį naikinančią torpedą. Bel
gana taikliu šūviu pažeisti povandeninio laivo akį — pe-
riskopą, — ir jis darosi nebepavojingas: „aklumas" atima
iš jo galimumą pasinaudoti nematomumo privalu-
mais.
Taigi, ieškant „nematomosios kepuraitės", beprasmiška
eiti Uelso nurodytuoju keliu, — tas kelias, net pilnutinai
pavykus ieškojimams, negali vesti prie tikslo.
Apsauginė spalva
Bet yra ir kitas kelias „nematomosios kepuraitės" užda-
viniui spręsti. J į sudaro daiktų nudažymas atitinkama spal-
va, darančia juos akiai nepastebimus. J į dažnai naudoja
gamta: teikdama savo kūriniams „apsauginę" spalvą, gam-
ta ko plačiausiai naudoja tą paprastą priemonę ginti savo
kūriniams nuo priešų arba lengvinti jiems sunkią kovą dėl
būvio.
Tai, ką kariškiai vadina „slepiamąja spalva", zoologai
nuo Darvino laikų vadina apsaugine arba globojamąja
spalva. Tokios apsaugos pavyzdžių gyvių pasaulyje gali-
ma surasti tūkstančius; sutinkame jų kone kiekviename
žingsnyje. Gyviai, gyveną dykumoje, yra daugiausia cha-
rakteringos gelsvos „dykumos spalvos"; matote, kad ta
1 Galimas daiktas, kad romanistas padarė šią esminę klaidą vi-
siškai sąmoningai. Yra žinoma, kokių literatūrinių priemonių paprastai
griebiasi Uelsas savo fantastiniuose kūriniuose: jis realistinių smulk-
menų gausumu pridengia skaitytojui pagrindinį fantastinio kūrinio de-
fektą. Įžangoje į amerikoniškąjį savo fantastinių romanų leidimą tie-
siog rašo: „Kai tiktai magiškasis fokusas atliktas, reikia visa kita
vaizduoti patikimai ir paprastai. Pasitikėti reikia ne logiškų įrodinėji-
mų jėga, o meno sukuriama iliuzija".
222"
spalva pasižymi ir liūtas, ir paukštis, ir driežas, ir voras,
ir kirmėlė — žodžiu, visi dykumų faunos atstovai. Priešin-
gai, šiaurės sniego lygumų gyvūnija — ar tai būtų pavo-
jingasis poliarinis lokys ar nekenksmingoji gagara — iš
prigimties yra baltos spalvos, darančios juos nepastebimus
sniego fone. Drugiai ir vikšrai, gyveną medžių žievėje, yra
atitinkamos spalvos, su nuostabiu tikslumu priderintos prie
medžių žievės spalvos.
Kiekvienas vabzdžių rinkėjas žino, kad juos sunku rasti
dėl jų „apsauginės spalvos", kurią jiems teikia gamta. Mė-
ginkite sugauti žalią žiogelį, čirškiantį prie jūsų kojų pie-
voje, — jūs neįstengsite jo atskirti žaliame fone, nustel-
biančiame jį visiškai.
Tas pat tinka ir vandens gyventojams. Jūrų gyviai, gy-
veną tarp rusvų dumblių, visi yra „apsauginės" rusvos spal-
vos, darančios juos akiai nepastebimus. Raudonų dumblių
juostoje vyraujanti „apsauginė spalva" raudona. Sidabrinė
žuvų žvynų spalva — irgi „apsauginė". Ji saugoja žuvis ir
nuo plėšriųjų paukščių, medžiojančių jas iš viršaus, ir nuo
vandens grobuonių, grasinančių joms iš apačios: vandens
paviršius turi veidrodžio išvaizdą ne tik žiūrint iš viršaus,
bet dar labiau žvelgiant iš apačios, iš pat vandens gelmių
(„visiškas atspindys"), ir kaip tik su blizgančiu metaliniu
fonu susilieja sidabriniai žuvų žvynai. O medūzos ir kiti
skaidrūs vandens gyventojai — kirmėlės, vėžiniai, molius-
kai, šalpai — pasirinko savo „apsaugine spalva" visišką be-
spalviškumą ir skaidrumą, darančius juos nematomus gau-
biančiame bespalviame ir skaidriame vandenyje.
Gamtos „išmonės" šiuo atžvilgiu toli pralenkia žmogaus
išradingumą. Daugelis gyvių sugeba keisti savo „apsaugi-
nės" spalvos atspalvį pagal gaubiančios aplinkos kitimus.
Sidabriškai baltas šermuonėlis, nepastebimas sniego fone,
nustotų visų apsauginės spalvos privalumų, jei tirpstant
sniegui nepakeistų savo kailiuko spalvos; ir štai, kiekvieną
pavasarį baltas žvėrelis gauna naujus rudos spalvos kaili-
223"
nius, kurie susilieja su netekusia sniego dirva, o ateinant
žiemai — vėl pražilsta, apsivilkdamas baltą kaip sniegas
žiemos apdarą.
Slepiamoji spalva
Žmonės perėmė iš išradingosios gamtos tą naudingą
sugebėjimą daryti savo kūną nepastebimą, susiliejantį su
aplinkiniu fonu. Margosios blizgančių senųjų laikų mundurų
spalvos, tiek grožio teikusios bataliniams paveikslams, am-
žinai liko praeityje: jas išstūmė žinomoji vienspalvė sle-
piamosios spalvos („chaki") mundiruotė. Pilka karinė mili-
nė nugalėjo išsiuvinėtą mundurą, — ir būsimuose mūšių
laukuose nebus matyti nė vienos ryškios dėmės. Pilka plie-
ninė dabartinių karo laivų spalva — irgi slepiamoji spalva,
daranti laivus sunkiai išskiriamus jūros fone.
Cia priskiriamas ir vadinamasis „taktinis kamufliažas":
karinis atskirų objektų — įtvirtinimų, pabūklų, tankų, lai-
vų, — maskavimas, dirbtinis rūkas ir panašios priemonės
priešui suklaidinti. Stovyklą maskuoja specialiais tinklais,
į kurių akutes įpintos žolių puokštės; kariai apsivelka cha-
latus su karnų pluoštais, nudažytais žolės spalva ir t. t.
Plačiai taikoma slepiamoji spalva ir maskavimas šių lai-
kų karo aviacijoje.
Lėktuvas, nudažytas ruda, tamsiai žalia ir violetine
spalva (atitinkančia žemės paviršiaus nuspalvinimą), stebi-
mas iš viršuje esančio lėktuvo, darosi sunkiai atskiriamas
nuo žemės paviršiaus fono.
O apatinių lėktuvo paviršių maskavimas nuo stebėjimo
iš žemės pasiekiamas, nudažant juos dangaus foną atitin-
kančia spalva: šviesiai mėlyna, šviesiai rožine ir balta. Sie
dažai išdėstomi lėktuvo paviršiuje nedidelėmis dėmėmis.
750 m aukštyje tos spąlvos susilieja į bendrą mažai paste-
bimą foną. 3 000 m aukštyje taip užmaskuoti lėktuvai darosi
nematomi. Naktiniams skraidymams skiriami bombonešiai
nudažomi juoda spalva.
224"
Slepiamoji spalva, tinkanti b e t k u r i a i a p l i n k a i ,
galėtų būti foną atspindįs v e i d r o d i n i s paviršius. Daik-
tas, turįs tokį paviršių, automatiškai įgauna gaubiančios
aplinkos spalvą; pastebėti jį iš tolo beveik neįmanoma. Vo-
kiečiai pirmojo pasaulinio karo metu taikė šį principą cepe-
linams: daugelio cepelinų paviršius buvo blizgantis aliumi-
ninis, atspindįs dangų ir debesis; pastebėti skrendant tokį
cepeliną labai sunku, jei tik jo neišduoda variklio birz-
gimas.
Taip gamtoje ir karo technikoje įgyvendinamos liaudies
pasakų svajonės apie nematomąją kepuraitę.
Žmogaus akis po vandeniu
Įsivaizduokite, kad jums duotas galimumas pasilikti po
vandeniu kiek patinka ir kad laikote atmerktas akis. Ar ga-
lėtumėte ten matyti?
Atrodytų, jei vanduo skaidrus, niekas neturėtų trukdyti
matyti po vandeniu taip pat gerai, kaip ir ore.
Tačiau atsiminkite aklumą „nematomojo žmogaus", ku-
ris neįstengia matyti todėl, kad jo akies ir oro lūžio rodik-
liai vienodi. Po vandeniu esame apytikriai tose pačiose
sąlygose, kaip ir Uelso „Nematomasis" ore. Pažvelkime į
skaičius, — dalykas žymiai paaiškės. Vandens lūžio rodik-
lis — 1,34. O štai skaidriųjų žmogaus akies dalių lūžio ro-
dikliai:
Ragenos ir stiklakūnio 1,34
Lęšiuko . 1 , 4 3
Vandeningojo skysčio 1,34
Taigi matote, kad laužiamoji lęšiuko galia vos Vio di-
desnė už vandens, o likusiose mūsų akies dalyse ji v i e n o-
α a su vandens laužiamąja galia. Todėl po vandeniu spin-
dulių židinys žmogaus akyje susidaro toli už tinklainės; va-
dinasi, pačioje tinklainėje atvaizdas išsiskiria neryškiai, ką
nors įžiūrėti galima tik su dideliu vargu. Tik trumparegiai
žmonės mato po vandeniu maždaug normaliai.
13 įdomioji fizika Il kn. 225
Jei norite aiškiai įsivaizduoti, kaip turi mums atrodyti
daiktai po vandeniu, — užsidėkite akinius su smarkiai sklai-
dančiais ( a b i p u s į g a u b t a i s ) stiklais; tada akyje
lūžtančių spindulių židinys atitols toli už tinklainės, ir ma-
tomu daiktai atrodys jums neaiškūs ir migloti.
Ar negali žmogus po vande-
niu pagerinti savo regėjimo, pa-
naudojęs stipriai laužiančius
stiklus?
Paprasti, akiniams vartojami
stiklai čia mažai tetinka: papras-
to stiklo lūžio rodiklis 1,5, t. y.
tik labai nedaug didesnis už van-
dens lūžio rodiklį (1,34); tokie
akiniai po vandeniu lauš labai
silpnai. Reikia ypatingos rūšies
stiklų, pasižyminčių labai dide-
le laužimo galia (vadinamasis
„sunkusis flintglasas" turi lūžio
rodiklį, beveik lygų dviem). Pro
tokius akinius galėtume daugiau
ar mažiau aiškiai matyti po van-
deniu (apie specialiuosius akinius nardantiems — žiūrėk
toliau).
Dabar suprantama, kodėl žuvų lęšiukas nepaprastai iš-
kilios formos; jis rutuliškas, ir jo lūžio rodiklis — pats di-
džiausias iš visų, kokie mums žinomi gyvių akyse. Jei to
nebūtų, akys žuvims, pasmerktoms gyventi smarkiai Iau-
žiančioje aplinkoje, būtų beveik nenaudingos.
Kokiu būdu mato narai?
Daugelis, tur būt, paklaus: o kokiu būdu po vandeniu
gali matyti narai, dirbą apsivilkę skafandrais, jei mūsų akys
vandenyje beveik nelaužia šviesos spindulių? Juk narų šal-
113 pav. Žuvies akies piūvis. Lęšiukas — rutulinės formos, ir akomodacija jo nekeičia. Užuot pasikeitus formai, kei-čiasi lęš uko padėtis akyje, kaip parodyta punktirinėmis
linijomis
muose visada dedami plokšti, o ne iškili stiklai. . . Toliau,
ar galėjo Žiulio Verno „Nautilaus" keleiviai pro savo po-
vandeninės kajutės langą gėrėtis povandeninio pasaulio
landšaftu?
Prieš mus naujas klausimas, j kurj tačiau nesunku at-
sakyti. Atsakymas aiškėja, atsižvelgus j tai, kad mums
esant po vandeniu be naro apdaro, vanduo b e t a r p i š k a i
liečia mūsų akį; o naro šalme (arba „Nautilaus" kaju-
tėje) akį s k i r i a n u o v a n d e n s o r o (ir stiklo)
s l u o k s n i s . Tai esminiu būdu keičia padėtį. Šviesos spin-
duliai, išėję iš vandens ir praėję pro stiklą, pirmiausia pa-
tenka į orą ir tik iš čia patenka į akį. Krisdami iš vandens
i lygiagrečių sienelių stiklo plokštelę bet kuriuo kampu,
spinduliai pagal optikos dėsnius išeina iš stiklo n e k e i s -
d a m i k r y p t i e s ; bet toliau, eidami iš oro j akį, spindu-
liai, žinoma, lūžta, •— ir akis šiose sąlygose veikia lygiai
taip pat, kaip ir sausumoje. Cia ir slypi mums nesuprantamo
prieštaravimo paslaptis. Geriausia jos iliustracija — tai,
kad visai gerai matome akvariume plaukiojančias žuvis.
Stiklo lęšiai po vandeniu
Ar esatę mėginę atlikti tokį paprastą bandymą: panerti
abipus iškilą („didinamąjį") stiklą į vandenį ir žiūrėti pro
jį į vandenin panertus daiktus? Pamėginkite, — jus nuste-
bins netikėtumas: didinamasis stiklas vandenyje beveik ne-
didina! Panerkite į vandenį „mažinamąjį" (t. y. abi-
pus įgaubtą) stiklą, — ir pasirodys, kad jis žymiu laipsniu
ten nustos savybės mažinti. Jei darysite bandymą ne su van-
deniu, o su skysčiu, turinčiu lūžio rodiklį, didesnį negu stik-
las, tai abipus iškilas stiklas daiktus m a ž i n s , abipus
įgaubtas — d i d i n s .
Tačiau atsiminkite šviesos spindulių lūžimo dėsnius, —-
ir šie stebuklai nestebins jūsų savo nepaprastumu. Abipus
iškilas lęšis didina ore todėl, kad stiklas laužia šviesą stip-
227"
liau, negu jį gaubiąs oras. Bet skirtumas tarp stiklo ir van-
dens lūžimo galios nedidelis: todėl panėrus stiklo lęšį į
vandenį, šviesos spinduliai, eidami iš vandens į stiklą, ne-
115 pav. Iškreiptas pusiau panerto i vandens stiklą šaukšto vaizdas
114 pav. Nardančiųjų aki-nius sudaro tušti plokš-čiai įgaubti lęšiai. Spin-dulys MN lūždamas ein« keliu MNOP, viduje lęšio t o l d a m a s nuo kritimo statmens ir a r t ė d a -m a s prie jo (t. y. prie OP) lęšio išorėje. Todėl lęšis veikia kaip spindu-
lius glaudžiąs stiklas
rodys žymesnio nukrypi-
mo. Dėl to po vandeniu
didinamasis stiklas žy-
miai silpniau didina ne-
gu ore, o mažinamasis — silpniau mažina.
Monobromnaftalinas, pavyzdžiui, laužia spindulius
s t i p r i a u už stiklą, — ir todėl šiame skystyje „didina-
mieji" stiklai mažina, o „mažinamieji" didina. Taip pat vei-
kia po vandeniu ir tušti (tikriau, oro) lęšiai: įgaubtieji di-
dina, iškilieji — mažina. Nardančiųjų akinius sudaro kaip
tik tokie tušti lęšiai (114 pav.).
Neprityrę maudyklininkai
Neprityrusiems besimaudantiems žmonėms dažnai gre-
sia didelis pavojus tik todėl, kad jie užmiršta vieną įdomią
šviesos lūžio pasekmę: jie nežino, kad lūžimas tartum pa-
kelia visus į vandenį panertus daiktus aukščiau jų tikrosios
228"
116 pav. Bandymas su moneta puoduke
padėties. Tvenkinio, upokšnio, kiekvieno vandens baseino
dugnas akiai atrodo p a k e l t a s beveik t r e č d a l i u
gylio; pasitikėdami tuo apgaulingu seklumu, žmonės dažnai
patenka pavojingon padėtin. Ypač svarbu tai žinoti vaikams
ir apskritai neaukšto
ūgio žmonėms, ku-
" М Й ; tii riems klaida, nusta-
tant gylį, gali būti
lemtinga.
Priežastis — šv ie-
s o s spindulių lūži-
mas. Tas pats opti-
kos dėsnis, kuris duoda pusiau panertam į vandenį šaukš-
tui laužytą išvaizdą, sąlygoja dugno pakilimą (115 pav.).
Jūs galite tą reiškinį patikrinti ir namie, prie stalo.
Pasodinkite savo draugą taip, kad jis negalėtų matyti
ties juo stovinčio puoduko
dugno. Padėkite dugne mo-
netą, kuri, žinoma, bus
puoduko sienelės uždengia
nuo jūsų draugo akių. Da-
bar paprašykite draugą ne-
nukreipti galvos ir įpilkite
j puoduką vandens. Įvyks
kažkas n e l a u k t a : mo-
neta pasidarys jūsų svečiui
matomai Švirkštu pašalin-
kite vandenį iš puoduko, — ir dugnas su moneta vėl nusileis
(116 pav.).
117 pav. paaiškina, kaip tai įvyksta. Dugno sklypeli? m
stebėtojui (kurio akis yra viršum vandens, taške A) atrodo
pakilusioje padėtyje: spinduliai lūžta ir, eidami iš vandens
į orą, patenka į akį, kaip parodyta paveikslėlyje, o akis mato
tą sklypelį tų linijų tęsinyje, t. y. viršum nt. Juo įkypiau eina
117 pav. Kodėl moneta 116 pav. bandyme atrodo pakelta
229"
spinduliai, juo aukščiau pakyla m. Stai kodėl, pavyzdžiui,
stebint iš valties lygų tvenkinio dugną mums visuomet at-
rodo, kad jis giliausias ties mumis, o aplink — vis sekles-
nis ir seklesnis.
Taigi tvenkinio dugnas atrodo mums įgaubtas. At-
virkščiai, jei galėtume nuo tvenkinio dugno žiūrėti į per-
eilė turi žuvims atrodyti ne tiesia greta, o lanku, savo
iškila puse nukreiptu į žuvį. Apie tai, kaip mato žuvys, ar-
ba, kaip jos turėtų matyti, jei turėtų žmogaus akis, greit
pakalbėsime smulkiau.
Įsmeikite segtuką į plokščią kamščio skridinėlį ir padė-
kite jį segtuku žemyn ant vandens paviršiaus dubenėlyje.
Jei kamštis neperdaug siauras, tai kiek nelenktumėte gal-
vos, jums nepavyks segtuko pamatyti — nors, atrodytų,
kad jis pakankamai ilgas ir kad kamštis neuždengia jo
nuo jūsų (119 pav.).
118 pav. Šitaip atrodo esančiam van denyje stebėtojui geležinkelio tiltas,
permestas per upę
mestą per jį tiltą, jis
atrodytų mums iškilas
(kaip parodyta 118 pav.;
apie būdą, kuriuo gauta
ši fotografija, bus pasa-
kyta vėliau). Siuo atve-
ju spinduliai eina iš
silpnai laužiančios ap-
linkos (oro) į stipriai
laužiančią (vandenį), to-
dėl ir efektas gaunamas
atvirkščias negu einant
iš vandens į orą. Dėl tos
pačios priežasties, pa-
vyzdžiui, ir prie akva-
riumo stovinčių žmonių
Nematomas segtukas
230"
Kodėl šviesos spinduliai nuo segtuko nepasiekia jūsij
akies? Dėl to, kad jiems atsitinka tai, kas fizikoje vadinama
„visišku atspindžiu".
Priminsime, kuo pasižymi tas reiškinys. 120 pav. gali-
ma pasekti spindulių eigą, kai jie pereina iš vandens į orą
(apskritai —· iš labiau laužiančios aplinkos į mažiau Iau-
žiančią aplinką) ir atgal. Spinduliai,
kada jie eina iš o r o į v a n d e n j ,
priartėja prie „kritimo statmens"; pa-
vyzdžiui, spindulys, krintąs j vandeni,
sudarydamas kampą β su kritimo plokštu-
mos statmeniu, įeina į jį jau kampu a,
kuris m a ž e s n i s už kampą β
(120 pav., I, kur rodykles reikia dabar nukreipti priešinga
linkme). Bet kas įvyksta, kai spindulys, slysdamas van-
dens paviršiumi, krinta į vandenį beveik stačiu kampu su
statmeniu? Jis įeina į vandenį mažesniu kampu negu sta-
tusis, o būtent kampu, lygiu tik 48V2 laipsnio. Didesniu negu
4872 laipsnio kampu statmens atžvilgiu spindulys patekti į
vandenį negali; tai yra vandeniui „ribinis" kampas. Norint
suprasti tolimesnes, visiškai netikėtas ir nepaprastai įdo-
mias lūžimo dėsnio pasekmes, būtinai reikia išsiaiškinti
šiuos nesudėtingus santykius.
119 pav. Pandymas su vandenyje ne-matomu segtuku
m
120 pav. Įvairūs spindulio lūžimo atvejai, jam einant iš vandens į org. 11 brėž. pavaizduotu atveju, kai spin-dulys krinta r i b i n i u kampu į kritimo statmenį, jis išeina iš vandens, slysdamas jo paviršiumi. I I I brėž.
pavaizduotas visiško atspindžio atvejas
Ką tik sužinojome, kad įvairiausiais kampais į vandenį
krintantieji spinduliai p o v a n d e n i u susispaudžia į
231"
gana ankštą kūgį, kurio prasiskėtimo kampas lygus 48½ +
+ 487г = 97°. Paseksime dabar, atvirkščiai, — iš v a n-
d e n s į o r ą einančių spindulių eigą (121 pav.). Pagal
optikos dėsnius keliai bus tie patys, ir visi spinduliai,
įterpti minėtame 97 laipsnių kūgyje, išeis į orą įvairiais
121 pav. Spinduliai, kurie eina iš taško P, sudarydami su kritimo statmeniu kampą, didesnį už ribinį (van-deniui — 48'/2 laipsnio), neišeina iš vandens į orą,
o visiškai atsispindi vidun
kampais, išsiskirstydami visoje 180 laipsnių erdvėje
viršum vandens paviršiaus.
Bet kur gi dings povandeninis spindulys, esąs už minė-
tojo kūgio? Pasirodo, j i s v i s a i n e i š e i s i š v a n-
d e n s , o v i s i š k a i a t s i s p i n d ė s n u o j o p a v i r -
š i a u s k a i p n u o v e i d r o d ž i o . Apskritai, kiekvie-
nas povandeninis spindulys, susiduriąs su vandens
paviršiumi didesniu kampu už „ribinį" (t. y. didesniu kaip
48½ laipsnio), nelūžta, o atsispindi: jis, kaip sako fizikai,
„visiškai atsispindi"
Jei žuvys tyrinėtų fiziką, tai svarbiausias optikos sky-
rius joms būtų „visiško atspindžio" teorija, nes jų povan-
deniniame regėjime jis vaidina pirmaeilį vaidmenį.
1 Atspindys šiuo atveju vadinamas v i s i š k u todėl, kad čia at-
sispindi v i s i krintą spinduliai, tuo tarpu net pats gerasis veidrodis
(poliruoto magnio arba sidabro) atspindi tiktai d a l į į jį krintančių
spindulių, o likusius sugeria. Vanduo nurodytose sąlygose yra idea-
liškiausias veidrodis.
232"
Tikriausiai, ryšium su povandeninio regėjimo savotiš-
kumais yra ir ta aplinkybė, kad daugelis žuvų yra sidabri-
nės spalvos. Zoologų nuomone, ši spalva yra žuvų prisi-
taikymo prie jas dengiančio vandens paviršiaus spalvos
122 pav. Išorės pasaulis po-vandeniniam stebėtojui susi-spaudžia j kugj, kurio prasi skėtimo kampas lygus 97°
ιβ" СT /ff*
123 pav. Tolimesnis 122 pav paaiški-nimas: išorinio pasaulio 180° lankas povandeniniam stebėtojui susitraukia iki 97° lanko: susitraukimas yra juo· didesnis, juo toliau lanko dalis nutolu-
si nuo zenito taško (0°)
rezultatas: žiūrint iš a p a č i o s vandens paviršius, kaip
žinome, dėl „visiško atspindžio", atrodo veidrodinis; o to-
kiame fone sidabrinės spalvos žuvys lieka nepastebimos
jas medžiojantiems grobuonims.
Pasaulis, žiūrint iš po vandens
Daugelis nė neįtaria, koks nepaprastas atrodytų pasau-
lis, jei žiūrėtume į jį iš po vandens: jis stebėtojui atrodytų
tiek pasikeitęs ir iškreiptas, jog būtų beveik nepažįstamas.
Įsivaizduokite, kad esate pasinėręs į vandenį ir žiūrite
iš po vandens apdangalo į antvandeninį pasaulį. Debesis,
kabąs padangėje tiesiai viršum jūsų galvos, nė kiek nepa-
keis savo išvaizdos: statmenas spindulys nelūžta. Bet visf
kiti daiktai, kurių spinduliai krinta į vandens paviršių smai-
liaisiais kampais, atrodys iškreipti: jie lyg susispaus į
aukštį — juo stipriau, juo smailesnis spindulio kampas su·
vandens paviršiumi. Tai visiškai suprantama: visas mūsų
antvandeninis matomas pasaulis turi sutilpti ankštame
23"
povandeniniame kūgyje; 180 laipsnių turi susispausti beveik
dvigubai — iki 97°, ir atvaizdai neišvengiamai išsikreips.
Daiktai, kurių spinduliai krinta į vandens paviršių 10 laips-
nių kampu, susispaudžia vandenyje tiek, kad darosi beveik
neišskiriami.
Bet visų labiausiai jus nustebintų pačio vandens pavir-
šiaus vaizdas: iš po vandens jis atrodo visiškai ne plokš-
čias, o kūgio formos! Jums atrodys, kad jūs esate milžiniš-
ko piltuvėlio dugne, kurio šonai palinkę vienas į kitą kam-
pu, truputį didesniu už statųjį (97 laipsnių). Viršutinis to
kūgio kraštas apsuptas vaivorykštės žiedu, sudarytu iš rau-
donos, geltonos, žalios, mėlynos ir violetinės juostelės.
Kodėl? Baltą Saulės šviesą sudaro įvairios spalvos: kiek-
viena spalva turi savo lūžio rodiklį, o todėl ir savo „ribinį
kampą". Dėl to visi daiktai, žiūrint iš po vandens, atrodo
esą apsupti marga vaivorykštės spalvų aureole.
Kas gi matyti toliau, už to kūgio, kuris suima į save
visą antvandeninį pasaulį? Ten skleidžiasi blizgantis van-
dens paviršius, kuriame kaip veidrodyje atsispindi p o-
v a n d e n i n i a i daiktai.
Labai nepaprastą išvaizdą įgytų povandeniniam stebė-
tojui tie daiktai, kurie iš dalies panerti į vandenį, o iš dalies
kyšo viršum jo. Sakysime, kad į upę įstatyta vandens ma-
tuoklė (124 pav.). Ką matys stebėtojas, esąs po vandeniu
taške A? Suskirstykime jo stebimąją erdvę — 360 laips-
nių — į sklypelius ir panagrinėkime kiekvieną sklypelį at-
skirai. Kampo 1 ribose jis matys upės dugną, — jei tik,
žinoma, jis pakankamai apšviestas. Kampe 2 jis matys po-
vandeninę matuoklės dalį neiškraipytą. Maždaug kampe 3
jis matys matuoklės tos pačios dalies atspindį, t. y. apvers-
tą jos panertąją dalį (atsiminkite, kas buvo pasakyta apie
„visišką atspindį"). Dar aukščiau povandeninis stebėtojas
pamatys išsikišusią matuoklės dalį, — bet ji nesudarys po-
vandeninės dalies tęsinio, o pakils žymiai aukščiau, visiškai
atsiskyrusi nuo savo pagrindo. Žinoma, stebėtojas nė nepa-.
234"
galvos, kad ši skrajojanti matuoklė yra pirmosios tęsinys!
Be to, matuoklė atrodys smarkiai suspausta, ypač apatinėje
dalyje, — ten padalinimai bus žymiai suglausti. Ant pot-
124 pav. Kaip atrodo vandens matuoklė povandeniniam stebėtojui, kurio akis yra taške A. Kampe 2 miglotais bruožais matoma panertoji matuoklės dalis. Kampe 3 — jos atspindys nuo vidinio vandens pavir-šiaus. Dar aukščiau matoma išsikišusi matuoklės dalis — sumažinta ir be to atskirta tarpu nuo likusios jos dalies. Kampe 4 — atsispindi dugnas. Kampe 5 — matomas visas antvandeninis pasaulis kūginio vamzdžio pavidalo. Kampe 6 — matomas dugno atspindys nuo apa-
tinio vandens paviršiaus. Kampe / — neryškus dugno vaizdas
vynio užlieto kranto medis iš po vandens turi atrodyti toks,
koks jis pavaizduotas 125 pav.
O vietoje matuoklės esąs žmogus iš po vandens atrodytų
kaip 126 pav. figūra. Taip turi atrodyti žuvims besimaudantis
žmogus. Joms, mes eidami sekliu dugnu, susidvejiname, virs-
tame dviem padarais: viršutinis — be kojų, apatinis — be
galvos keturiomis kojomis! Kai tolstame nuo povandeninio
stebėtojo, antvandeninė mūsų kūno dalis vis smarkiau su-
sispaudžia apatinėje dalyje; tam tikrame atstume beveik
visas viršum vandens kyšąs kūnas dingsta, — lieka tik
viena laisvai kabanti galva. . .
Ar galima betarpiškai bandymu patikrinti šias nepa-
prastas išvadas? Nardydami vandenyje pamatytume labai
maža, netgi įsipratinę laikyti atmerktas akis. Pirma, van-
235"
dens paviršius n e s p ė j a nurimti per tą nedaugelį se-
kundžių, kurias įstengiame išbūti po vandeniu, o pro b a n -
g u o j a n t į paviršių sunku ką nors įžiūrėti. Antra, —
kaip jau anksčiau aiškinome, vandens lūžimas maža ski-
riasi nuo mūsų akies skaidriųjų medžiagų lūžimo, ir todėl
sąlygose: prieš patekdami į jo akį, šviesos spinduliai šia'is
atvejais, praėję stiklą, v ė l p a t e n k a į o r ą ir, vadi-
nas, lūžta priešinga linkme; tokiu atveju arba atstatoma
ankstyvesnioji spindulio kryptis, arba jis įgauna naują
kryptį, bet jokiu atveju ne tą, kurią turėjo vandenyje. Stai
kodėl stebėjimai pro stiklinius povandeninių patalpų lan-
gus negali duoti t e i s i n g o s u p r a t i m o apie „povan-
deninio regėjimo" sąlygas. Tačiau nėra reikalo p a č i a m
būti po vandeniu, norint susipažinti su tuo, koks atrodo
pasaulis iš po vandens. Povandeninio regėjimo sąlygas
galima tyrinėti naudojantis specialia fotografine kamera,
kuri pripildyta vandens. Vietoj objektyvo čia vartoja meta-
linę plokštelę su pragręžta joje skylute. Lengva suprasti,
kad visą erdvę tarp angos ir šviesai jautrios plokštelės
125 pav. Kaip iš po vandens atrodo pusiau apsemtas medis (plg. su
124 pav.)
tinklainėje susidaro
labai neryškus atvaiz-
das; aplinka atrodys
miglota, išblukusi
(226 psl.). Stebėjimas
iš nardomojo varpo,
šalmo arba pro po-
vandeninio laivo lan-
gą irgi negalėtų duo-
ti norimų rezultatų.
Siais atvejais, — kaip
irgi jau esame išaiški-
nę, — stebėtojas nors
ir yra po vandeniu,
bet visiškai ne „po-
vandeninio regėjimo"
236"
pripildžius vandens, išorinio pasaulio vaizdas turi gautis
plokštelėje toks, koks jis atrodo povandeniniam stebėtojui.
Sj būdą vartojant galima gauti nepaprastai Įdomių foto-
grafijų, vieną kurių ir pavaizdavome 118 pav. Kas dėl prie-
žasties, dėl kurios povandeniniam stebėtojui atrodo iškreip-
tos antvandeninių daik-
tų formos (tiesios gele-
žinkelio tilto linijos foto-
grafijoje gautos lanko
pavidalo), esame ją nu-
rodę aiškindami, kodėl
plokščias tvenkinio dug-
nas atrodo išgaubtas
(230 psl.).
Yra dar ir kitas bū-
das betarpiškai susipa-
žinti su tuo, koks atro-
do pasaulis povandeni-
niams stebėtojams: į ra-
maus tvenkinio vandenį
galima panardinti veid-
rodį ir, atitinkamai jį pa-
lenkus, stebėti jame ant-
vandeninių daiktų at-
spindžius.
Tokių stebėjimų re-
zultatas detališkai pa-
tvirtina tuos teorinius samprotavimus, kurie buvo išdėstyti
aukščiau.
Taigi, skaidrus vandens sluoksnis tarp akies ir daiktų,
•esančių to sluoksnio išorėje, iškreipia visą antvandeninio
pasaulio vaizdą, duoda jam fantastinius bruožus. Padaras,
kuris gyvenęs sausumoje atsidurtų vandenyje, nepažintų
gimtojo pasaulio, — taip jis būtų pasikeitęs, žiūrint iš skaid-
raus vandens gilumos.
126 pav. Kaip povandeniniam ste-bėtojui atrodo besimaudantis žmo-gus iki krutinės įbridęs į vandenį
(plg. su 124 pav.)
237"
Spalvos vandens gilumoje
Šviesos atspalvių pasikeitimą po vandeniu vaizdžiai ap-
rašo biologas Bijbas.
„Pasinėrėme „batisfera" j vandenį, ir staigus perėjimas
iš auksiškai geltono pasaulio į žalią buvo netikėtas. Po to,
kai putos ir burbulai nuslinko nuo langų, mus apšvietė
žalia šviesa; mūsų veidai, balionai, netgi išjuodintos sienos
buvo ja nudažytos. Tuo tarpu, nuo denio atrodė, kad grimz-
tame j tamsų ultramariną.
„Pasinėrimas j vandenį nuo pat pradžios atima akiai
šiltuosius 1 (t. y. raudonus ir oranžinius) spektro spindu-
lius. Raudonos ir oranžinės spalvų lyg nebūtų nė buvę, o
greit geltonieji tonai buvo nustelbti žaliųjų. Nors malonūs
šiltieji spinduliai sudaro tik nedidelę regimojo spektro dalį,
bet kai jie 30 ar daugiau metrų gilumoje išnyksta, lieka
tik šaltis, tamsa ir mirtis.
„Leidžiantis gilyn, palaipsniui nyko ir žalieji tonai;
60 metrų gilumoje jau nebegalima buvo pasakyti, ar van-
duo buvo žalsvai-mėlynas ar mėlynai-žalias.
„180 metrų gilumoje visa atrodė nudažyta tiršta, švy-
tinčia mėlyna spalva. Joje buvo toks silpnas apšvietimas,
kad rašyti ir skaityti buvo nebeįmanoma.
„300 metrų gilumoje pamėginau apibrėžti vandens spal-
vą — juodai-mėlyna, tamsiai-pilkai-mėlyna. Keista, kad
mėlynai spalvai dingstant, jos nepakeičia, violetinė —
paskutinioji regimajame spektre: ji, matyt, jau sugerta.
Paskutinieji mėlynumo pėdsakai pereina į neapibrėžtą
pilką spalvą, o pilkoji, savo ruožtu, į juodą. Pradedant
šiuo lygiu Saulė yra nugalėta, ir spalvos galutinai iš-
gintos, kol prasiskverbia čia žmogus ir elektros spinduliais
1 Cia žodis „šiltas" pavartotas ta prasme, kurią duoda tam žo-
džiui dailininkai, charakterizuodami spalvų atspalvius; „šiltomis" jie
vadina rflii|pą ir oranžinę, skirdami jas nuo „šaltųjų" — tamsiai ir
šviesiai' mėlynos.
238"
apšviečia tai, kas per du milijardus metų buvo absoliučiai
juoda".
Apie tamsą didelėje gilumoje tas pats tyrinėtojas kito-
je vietoje rašo štai ką:
„Tamsa 750 metrų gilumoje atrodė juodesnė, negu ga-
lima įsivaizduoti — ir vistik dabar (apie 1 000 metrų gilu-
moje) ji atrodė juodesnė už juodą. Atrodė, kad visas būsi-
mas naktis viršutiniame pasaulyje laikysime tik tam tikro
laipsnio sutemomis. Ir niekuomet daugiau negalėjau tvir-
tai įsitikinęs pavartoti žodį „juodas"
Mūsų akies akloji dėmė
Jei jums pasakys, kad jūsų regėjimo lauke yra sklypelis,
kurio visiškai nematote, nors jis yra tiesiai prieš jus, tuo,
žinoma, nepatikėsite. Ar gali būti, kad visą gyvenimą ne-
pastebėtume tokio di-
delio savo regėjimo
trūkumo? O tačiau
štai paprastas bandy-
mas, kuris gali jus
tuo įtikinti.
Laikykite 127 pav.
apie 20 centimetrų
atstume nuo jūsų dešiniosios akies (uždengę kairiąją) ir
žiūrėkite į kryželį, esantį kairėje. Lėtai artinkite piešinį priė
akies: būtinai bus momentas, kai didelė juoda dėmė apskri-
timų susikirtime i š n y k s be p ė d s a k ų ! Jos nematysi-
te, nors ji bus jūsų regėjimo lauko ribose, o a b u a p s k r i -
t i m a i į d e š i n ę i r į k a i r ę n u o j o s b u s
r y š k i a i m a t o m i .
Sis bandymas, pirmą kartą garsiojo fiziko Marioto pa-
darytas (kiek kita forma) 1668 m., labai patiko Liudviko
1 Smulkiau apie spalvas jūrų gelmėse žr. akad. Sufcikino knygą
,.Jūrų fizika".
240"
127 pav. Figūra aklajai dėmei nustatyti
XIV dvariškiams. Mariotas bandymą darydavo taip: paso-
dindavo du didikus 2 m atstume vieną priešais antrą ir pra-
šydavo juos viena akimi žiūrėti į tam tikrą tašką šone, —
128 pav. Ziurint į namą v i e n a akimi, ned delis regėjimo lauko sklypelis c. atitinkąs akies a k l ą j ą d ė m ę (c'), musų visiškai
nesuvokiamas
tuomet kiekvienam jų atrodė, kad priešais sėdintysis neturi
galvos.
Kad ir kaip keista, bet žmonės tik XVII amžiuje suži-
nojo, kad akių tinklainėje yra „akloji dėmė", apie kurią
240"
niekas anksčiau nė negalvojo. Tai yra ta tinklinio apvalka-
lo vieta, kur regėjimo nervas įeina į akies obuolį ir dar ne-
išsiskaido smulkiomis skaidulomis, turinčiomis Šviesai
jautrius elementus.
Juodos skylės mūsų regėjimo lauke nepastebime dėl il-
galaikio įpročio. Vaizduotė nejučiomis užpildo šią spragą
aplinkinio fono smulkmenomis: štai, 127 pav., nematydami
dėmės, mintyse pratęsiame apskritimų linijas ir esame įsiti-
kinę, jog aiškiai matome tą vietą, kurioje jie susikerta.
Jei nešiojate akinius, galite padaryti tokį bandymą:
prilipdykite ant akinių stiklo popieriaus gabaliuką (ne pa-
čiame viduryje, o iš šono). Pirmąsias dienas popieriukas
trukdys žiūrėti; bet praeis savaitė kita, ir taip priprasite
prie jo, kad net nebepastebėsite jo. Beje, šita gerai žino
kiekvienas, kuriam yra tekę nešioti akinius su įskilusiu
stiklu: įskilimas pastebimas tik pirmomis dienomis. Lygiai
taip pat dėl ilgalaikio įpročio nepastebime musų akies ak-
losios dėmės. Be to, abi aklosios dėmės atitinka skirtingas
kiekvienos akies regėjimo lauko vietas, tad žiūrint abiem
akim nėra spragos bendrame jų regėjimo lauke.
- Nemanykite, kad mūsų regėjimo lauko akloji dėmė ne-
žymi; kai žiūrite (viena akimi) į namą, esantį 10 m atstu-
me, tai dėl aklosios dėmės nematote gana plačios jo fasa-
do dalies, turinčios daugiau kaip metrą skersmens; joje
telpa ištisas langas. O danguje lieka nematomas plotas,
lygus 120 pilno Mėnulio skritulių!
Kokio dydžio mums atrodo Mėnulis
Siek tiek apie regimąjį Mėnulio dydį. Ėmę klausinėti
pažįstamus, kokio dydžio a t r o d o jiems Mėnulis, gausi-
te įvairiausių atsakymų. Dauguma pasakys, kad Mėnulis
lėkštės didumo, bet atsiras ir tokių, kuriems jis atrodo
dydžio sulig lėkštele uogienei, sulig vyšnia, ar obuoliu.
Vienam moksleiviui Mėnulis visuomet atrodė „didumo
13 įdomioji fizika Il kn. 241
sulig apskritu stalu dvylikai asmenų". O vienas šių laikų
beletristas teigia, kad danguje buvo „aršino skersmens mė-
nulis".
Iš kur toks skirtumas nusakant to paties objekto dydį?
Jis priklauso nuo skirtumo v e r t i n a n t a t s t u m ą
(nesąmoningai). Žmogus, matąs Mėnulį sulig obuoliu di-
dumo, įsivaizduoja jį esant žymiai mažiau nutolusį, negu
tie žmonės, kuriems jis atrodo lėkštės arba apskrito stalo
didumo.
Dauguma žmonių įsivaizduoja Mėnulį didumo sulig
lėkšte. Iš to galima padaryti įdomią išvadą. Apskaičiavus
(skaičiavimo būdas paaiškės vėliau), per kokį atstumą turi
būti atitrauktas Mėnulis, kad įgautų tokį r e g i m ą j į di-
dumą, pasirodys, jog nuotolis neviršija 30 m. Stai kokiame
kukliame nuotolyje nesąmoningai pastatome mūsų nakties
šviesulį!
Klaidingu atstumo vertinimu pagrįsta nemaža regėjimo
iliuzijų. Gerai atsimenu optinę apgaulę, kurią patyriau
vaikystėje, „kai man
buvo nauji visi bū-
ties įspūdžiai". Gi-
męs mieste, kartą pa-
vasarį, vaikščiodamas
užmiestyje, pirmą kar-
129 pav. Kas yra regėjimo kampas tS gyvenime pama-
čiau pievoje karvių
bandą; kadangi neteisingai įvertinau nuotolį, karvės man
atrodė, kaip nykštukai! Tokių mažyčių karvių nuo to laiko
nė karto nesu matęs ir, žinoma, niekuomet nebematysiu
' Beje, ir suaugusieji kartais pasiduoda tokiai iliuzijai. Apie tai
liudija ši ištrauka iš Grigorovičiaus apysakos „Artojas":
„Apylinkė atsivėrė kaip ant delno; medžiai atrodė esą prie pat til-
to; namas, kalva ir beržynas atrodė dabar susisiekią su kaimu. Visa
tai — ir namas, ir sodas, ir kaimas — įgijo išvaizdą tų žaisliukų, ku-
riuose samanų stiebeliai vaizduoja medžius, veidrodžio gabaliukai —
upelį".
242"
Regimąjį šviesulių didumą astronomai nustato iš dydžio
to kampo, kuriuo juos matome. „Kampiniu dydžiu", „regė-
jimo kampu" vadinamas kampas, kurį sudaro dvi tiesės,
išvestos į akį iš kraštutinių regimojo kūno taškų (129 pav.).
O kampai, kaip žinome, matuojami laipsniais, minutėmis
ir sekundėmis. Į klausimą dėl regimojo Mėnulio skritulio
didumo astronomas neatsakys, kad skritulys lygus obuo-
liui arba lėkštei, o atsakys, kad jis lygus pusei laipsnio; tai
reiškia, kad tiesiosios linijos, išvestos iš Mėnulio skritulio
kraštų į mūsų akį, sudaro pusės laipsnio kampą. Toks re-
gimųjų dydžių nustatymas yra vieninteliai teisingas, ne-
keliąs nesusipratimų.
Geometrija m o k o k a d daiktas, nutolęs nuo akies per
atstumą, 57 kartus didesnį už jo skersmenį, yra stebėtojo
matomas 1 laipsnio kampu. Pavyzdžiui, 5 cm skersmens
obuolys turės kampinį dydį 1 laipsnį, jei j į laikysime per
5 X 57 cm atstumo nuo akies. Per dvigubai didesnį atstu-
mą jis bus matomas '/2 laipsnio kampu, t. y. tokio pat
dydžio, kokio matome Mėnulį. Jei norite, galite pasakyti,
kad Mėnulis jūms atrodo obuolio dydžio, — bet su sąly-
ga, kad tas obuolys yra nutolęs nuo akies per 570 cm
(apie 6 m) . Norint palyginti regimąjį Mėnulio dydį su
lėkšte, jums teks atitolinti lėkštę apie 30 metrų. Dauguma
žmonių nenori tikėti, kad Mėnulis atrodo toks mažas; bet
pamėginkite padėti 10 kapeikų monetą per tokį atstumą
nuo akies, kuris 114 kartų didesnis už jo diametrą: ji kaip
tik uždengs Mėnulį, nors bus nutolusi nuo akies per 2
metrus.
Jei ju.tns pasiūlytų popieriuje nupiešti skrituliuką, vaiz-
duojantį paprasta akimi matomą Mėnulio skridinį, užda-
vinys jumę pasirodytų nepakankamai apibrėžtas: skrituliu-
1 Skaitytojas, susidomėjęs regėjimo kampą liečiančiais geometri-
niais skaičiavimais, ras paaiškinimų ir pavyzdžių mano knygoje „[do-
mioji geometrija".
243"
kas gali būti ir didelis ir mažas, priklausomai nuo to, kaip
toli jis nutolęs nuo akies. Bet sąlygos paaiškės, jei pasi-
rinksime tą atstumą, kokiame paprastai laikome knygas,
brėžinius ir pan., — t. y. geriausio matymo nuotolį. Nor-
maliai akiai jis lygus 25 cm.
Taigi, apskaičiuosime, kokio skersmens turi būti skritu-
lėlis kad ir šios knygos lape, kad jo regimasis dydis būtų
lygus Mėnulio diskui. Skaičiavimas paprastas: reikia 25 cm
nuotolį padalyti iš 114. Gausime gana nežymų dydį — tru-
putį daugiau kaip 2 mm! Apytikriai tokio pločio yra šios
knygos tipogrqfinio šrifto raidė „o". Tiesiog nenori žmogus
tikėti, kad Mėnulis, — o taip pat r e g i m o j o dydžio at-
žvilgiu lygi jam Saulė — mūsų matomi tokiu nedideliu
kampu!
Tur būt, esate pastebėję, kad po to, kai jūsų akis buvo
nukreipta į Saulę, regėjimo lauke ilgai mirguliuoja spalvoti
skrituliukai. Sie vadinamieji „optiniai pėdsakai" yra to pa-
ties kampinio didumo, kaip ir Saulė. Bet regimasis jų didu-
mas kinta: kai žiūrite j dangų, jie Saulės disko didumo; o
kai metate žvilgsnį į prieš jus gulinčią knygą, Saulės „pėd-
sakas" užima lape apie 2 mm skersmens skrituliuko vietą,
vaizdžiai patvirtindamas mūsų skaičiavimų teisingumą.
Regimieji šviesulių dydžiai
Jei, laikydamiesi to mastelio, panorėtume pavaizduoti
ponWiuip D'Hviitt'u Grigo Ratu žvaigždyną, tai gautume
figūrą, pavaizduotą 130 pav. Žiūrėdami į jį iš geriausio ma-
120 pav. Didžiųjų Grigo Ratų žvaigždynas natūralaus kampinio mastelio. Paveikslą reikia laikyti per 25 cm
atstu nuo akies
244"
tymo atstumo, matome žvaigždyną tokį, koks jis atrodo
mums dangaus skliaute. Tai yra, taip sakant, Grigo Ratų
atvaizdas natūraliu kampiniu masteliu. Jei jums gerai ži-
nomas regimasis šio žvaigždyno įspūdis, — ne tik f i g ū-
r a, o betarpiškas regimasis į s p ū d i s , — tai įsižiūrėję
į duotąjį paveikslėlį, lyg iš naujo pergyvenate tą įspūdį.
Žinodami visų žvaigždynų svarbiausiųjų žvaigždžių kampi-
ninius nuotolius (jie pateikiami astronominiuose kalendo-
riuose ir panašiuose leidiniuose), galite nubraižyti „natū-
raliu masteliu" ištisą astronomijos atlasą. Tam užtenka
paimti milimetrinį popierių ir kiekvienus 4V2 mm laikyti
jame vienu laipsniu (žvaigždes vaizduojančių skritulėlių
plotus reikia braižyti proporcingus jų ryškumui).
Pažvelkime dabar į planetas. Regimieji jų dydžiai, kaip
ir žvaigždžių, tiek maži, kad plika akimi žiūrint jos atrodo
lyg spinduliuoją taškai. Tai visiškai suprantama, nes nė
viena planeta (gal tik išskyrus Venerą jos didžiausio ryš-
kumo periode), paprasta akimi žiūrint, nesudaro didesnio
už 1 minutę kampo, t. y. to ribinio dydžio, kurio atveju ga-
lime apskritai įžiūrėti daiktą, kaip kūną turintį močius
(esant mažesniam kampui, kiekvienas daiktas atrodo mums
kaip neturįs griežtų ribų taškas).
Stai įvairių planetų dydžiai, išreikšti kampinėmis sekun-
dėmis; ties kiekviena planeta nurodyti du skaičiai, — pir-
masis atitinka mažiausią šviesulio atstumą nuo Žemės, ant-
rasis — didžiausią: Sekundės
Merkuras 13 — 5
Venera 64 — 10
Marsas 25 — З'/г
Jupiteris SO — 31
Saturnas 2 0 — 1 5
Saturno žiedai . . . 4 8 — 35
Nubraižyti šiuos dydžius popieriuje „natūraliu masteliu"
neįmanoma: netgi visa kampo minutė, t. y. 60 sekundžių,
geriausio matymo nuotolyje atitinka tik 0,04 mm — dydį,
245"
kuris paprasta akimi neįžiūrimas. Todėl planetų skridinius
pavaizduosime tokius, kokie jie atrodo pro 100 kartų didi-
nantį teleskopą. 131 pav. matote regimųjų planetų dydžių
lentelę esant tokiam padidinimui. Apatinis lankas vaizduoja
Mėnulio (arba Saulės) disko kraštą teleskope, kuris didina
100 kartų. Viršum jo — Merkuras, kai jis mažiausiai nutolęs
nuo Žemės. Dar aukščiau Venera įvairiose fazėse; artimiau
šioje mums padėtyje ta planeta visiškai nematoma, nes at-
kreipta į Zemę neapšviesta puse1; paskui tampa matomas
jos siauras piautuvas, — tai yra didžiausias visų planetų
„diskų"; tolesnėse fazėse Venera vis mažėja, ir pilnas jos
diskas turi 6 kartus mažesnį skersmenį, negu siauras piau-
tuvas.
Viršum Veneros atvaizduotas Marsas. Kairėje matote jį
artimiausioje prie Žemės padėtyje; tokį jį mums parodo
Saturnas su didž. palydovu
c i T Iuplterls su 1 ryškiausiais palydovais
246"
131 pav. Laikant šį brėžinį per 25 cm atstu nuo akies, jame nubraižytieji planetų skridiniai atrodys mums tiksliai tokio dydžio, kokio matomos planetos pro
100 kartų didinantį teleskopą
100 kartų didinantis vamzdis. Ką galima įžiūrėti tame ma-
žame skridinėlyje? Įsivaizduokite tą patį skridinėlį padidin-
tą 10 kartų ir turėsite vaizdą, kokį mato astronomas, tyri-
1 Ją šioje padėtyje galima matyti tik tais nepaprastai retais mo-
mentais, kai jos projekcija krinta j Saulės diską juodo skritulio pa
vidalo (vadinamasis „Veneros perėjimas").
nėjąs Marsą pro galingiausią 1 000 kartų didinantį telesko-
pą. Ar įmanoma tokiame ankštame plote neabejotinai su-
gauti tokias smulkias detales, kaip garsieji „kanalai", arba
pastebėti lengvą spalvos pakitimą, lyg ir susijusį su aug-
menija to pasaulio „okeanų" dugne? Nenuostabu, kad vienų
stebėtojų liudijimai iš esmės skiriasi nuo kitų parodymų, ir
vieni laiko optine iliuzija tai, ką lyg ir aiškiai mato kiti.
Milžinas Jupiteris su savo palydovais užima labai žymią
vietą mūsų lentelėje: jo diskas žymiai didesnis už kitų pla-
netų diskus (išskyrus Veneros piautuvą), o keturi svar-
biausieji palydovai yra išsidėstę linijoje, kuri lygi beveik
pusei Mėnulio disko. Cia Jupiteris atvaizduotas artimiau-
sioje padėtyje prie Žemės. Pagaliau, Saturnas su žiedais ir
pačiu stambiuoju jo mėnuliu (Titanu) didžiausio priartėji-
mo prie mūsų momentais sudaro irgi gana žymų objektą.
Po to, kas pasakyta, skaitytojui aišku, kad kiekvienas
matomas daiktas atrodo mums juo mažesnis, juo arčiau jj
vaizduojamės. Ir atvirkščiai: jei dėl kurios nors priežasties
pervertinsime atstumą iki daikto, tai pats daiktas atrodys
mums atitinkamai didesnis.
Toliau pateikiamas pamokomas Edgaro Po apsakymas,
kuriame aprašoma kaip tik tokia regėjimo iliuzija. Ji visiš-
kai ne fantastinė, nors ir nepatikima. Aš pats kartą buvau
beveik tokios pat iliuzijos auka, — o ir daugelis mūsų skai-
tytojų, tur būt, atsimins panašių atsitikimų savo gyvenime.
Sfinksas
E d g a r o P o a p s a k y m a s
„Baisaus choleros siautėjimo metu Niujorke gavau iš
vieno savo giminaičio pakvietimą praleisti porą savaičių
jo nuošaliame vasarnamyje. Būtume neblogai praleidę laiką,
jei ne kasdieną gaunamos baisios žinios iš miesto. Nebuvo
dienos, kuri nebūtų atnešusi mums žinios apie kurio nors
pažįstamo mirtį. į galą su baime laukdavome laikraščio. Net
φ 247"
vėjas iš piety, atrodė mums, buvo prisisunkęs mirties. Ta
baisi mintis visiškai pavergė mano sielą. Mano šeimininkas
buvo ramesnio temperamento žmogus ir stengėsi mane ra-
minti.
Karštą dieną, saulei leidžiantis, sėdėjau su knyga ran-
kose prie atdaro lango, pro kurį tolumoje, už upės, buvo ma-
tyti kalnas. Mano mintys jau seniai nukrypo nuo knygos į
neviltį, viešpatavusią kaimyniniame mieste. Pakėlęs akis,
atsitiktinai žvilgterėjau į nuogą kalno šlaitą ir — pamačiau
kažką keistą: biauri pabaisa greitai leidosi nuo kalno vir-
šūnės ir dingo miške jo papėdėje. Pirmą momentą, pamatęs
pabaisą, suabejojau savo proto, arba bent akių sveikata ir,
tik praėjus kelioms minutėms, įsitikinau, kad nekliedžiu.
Bet jei aprašysiu tą pabaisą (kurią mačiau visiškai aiškiai
ir kurią stebėjau visą laiką, kol ji leidosi nuo kalno), mano
skaitytojai, gal būt, ne taip lengvai tuo patikės.
*
132 pav. Pabaisa leidosi nuo kaina viršūnės"
Nustatydamas tos pabaisos dydį, palyginus su milžiniš-
kų medžių diametru, įsitikinau, kad ji savo dydžiu toli gražu
pralenkia linijinį laivą. Sakau linijinį laivą, todėl kad pa-
baisos forma priminė laivą: septyniasdešimt keturių patran-
248"
kų laivo korpusas gali duoti gana aiškų jos bruožų vaizdą.
To gyvio nasrai buvo gale straublio, šešiasdešimt ar septy-
niasdešimt pėdų ilgio ir apytikriai tokio storio, kaip papras-
to dramblio liemuo. Prie straublio pagrindo buvo tiršta
gauruotų plaukų masė, o iš jos, išsilenkdamos apačion ir j
šoną, kyšojo dvi blizgančios, panašios j šerno, tik nepalygi-
namai didesnės, iltys. Iš abiejų straublio pusių buvo du mil-
žiniški tiesūs ragai, trisdešimt ar keturiasdešimt pėdų ilgio,
matyt, krištoliniai; jie akinamai spindėjo saulės spinduliuo-
se. Liemuo buvo pleišto formos, kurio viršūnė nukreipta į
žemę. Ji turėjo dvi, viena viršum kitos esančias poras spar-
nų, kurių kiekvienas buvo apie 300 pėdų ilgio. Sparnai buvo
tankiai nusėti metalinėmis plokštelėmis; kiekviena jų buvo
dešimties-dvylikos pėdų diametro. Bet svarbiausią šio bai-
saus padaro savybę sudarė negyvos galvos vaizdas, užimąs
beveik visą krūtinės paviršių; ji savo ryškiai balta spalva
griežtai skyrėsi tamsiame paviršiuje, Iyg būtų buvusi nu-
paišyta.
Kol su baimės jausmu žiūrėjau j tą baisų gyvį, ypač į
nelaimę lemiančią figūrą jo krūtinėje, jis staiga praskėtė
nasrus ir garsiai sudejavo... Mano nervai neišlaikė ir, kai
pabaisa išnyko miške kalno papėdėje, aš be sąmonės nu-
griuvau ant gr indų. . .
Kai atsigavau, pirmiausia ryžausi papasakoti savo drau-
gui tai, ką buvau matęs. Išklausęs manęs iki galo, jis pra-
džioje pratrūko juokais, o paskui visiškai surimtėjo, lyg bū-
tų nė kiek neabejojęs tuo, kad išėjau iš proto.
Tą akimirksnį vėl pamačiau pabaisą ir šaukdamas ro-
džiau ją savo draugui. Jis pažiūrėjo, bet tikino nieko nema-
tąs, nors smulkiai dėsčiau jam gyvio padėtį, kol jis leidosi
nuo kalno.
Užsidengiau veidą rankomis. Kai atitraukiau jas, pabai-
sa jau buvo dingusi.
Mano šeimininkas ėmė klausinėti mane apie išorinę pa-
baisos išvaizdą. Kai papasakojau jam viską smulkiai, jis
250"
atsiduso, Iyg nusikratęs kažkokio nepakeliamo sunkumo, pri-
ėjo prie knygų spintos ir ištraukė gamtos mokslo .vadovė-
lį. Paskui, pasiūlęs man pasikeisti vietomis, nes prie lango
jam lengviau įžiūrėti smulkų knygos šriftą, jis atsisėdo ant
kėdės ir, atskleidęs vadovėlį, tęsė:
— Jei nebūtumėte taip smulkiai aprašęs man pabaisos,
aš, gal būt, niekuomet nebūčiau įstengęs paaiškinti jums,
kas tai buvo. Pirmiausia, leiskite, aš paskaitysiu jums iš šio
vadovėlio aprašymą Insecta (arba vabzdžių) klasės, Lepi-
doptera (žvyniasparnių arba drugių) grupės, Crepusculariae
(suteminių) šeimos Sphinx giminės. Stai jis:
„Dvi poros plėvėtų sparnų, padengtų smulkiais metali-
nio blizgesio žvyneliais; burnos organai, susidarę iš pail-
gintų apatinių žiaunų; jų šonuose pūkuotų čiuptuvų užuo-
mazgos; apatiniai sparnai sujungti su viršutiniais stipriais
plaukeliais; ūseliai prizminių ataugų pavidalo; pilvelis su-
smailintas. Sfinksas Negyvoji Galva savo skleidžiamu liūd-
nu garsu ir kaukuolės figūra krūtinėje tamsių žmonių tar-
pe kartais kelia prietaringą baimę
Cia jis užskleidė knygą ir pasilenkė prie lango toje pat
pozoje, kurioje sėdėjau, kai pamačiau „pabaisą".
— Aha, štai ji! — sušuko jis — ji kyla kalno šlaitu ir,
prisipažinsiu, atrodo labai kurioziškai: Bet ji visiškai ne to-
kia didelė ir ne tokia tolima, kaip vaizdavotės, nes kopia į
viršų siūlu, pritvirtintu kurio nors voro prie mūsų lango!
Kodėl mikroskopas didina?
„Todėl, kad jis, kaip rašoma fizikos vadovėliuose, tam
tikru būdu pakeičia spindulių eigą", — štai ką dažniausiai
1 Dabar tą drugį priskiria Acherontia giminei. Tai vienas nedau-
gelio drugių, sugebančių skleisti garsus — švilpimą, primenantį pelių
cypimą, — ir vienintelis, kuris tuos garsus sukelia, naudodamasis bur-
nos organais. Jo balsas gana skardus, — jis girdimas per daugelį
metrų. Siuo atveju jis galėjo stebėtojui pasirodyti ypač stiprus, nes
garso šaltinis mintyse buvo perkeltas į labai didelį atstumą (žr. „[do-
miąją fiziką", 1 kn., X sk., „Garso kuriozai").
250"
tenka išgirsti atsakant j šį klausimą. Bet tokiame atsakyme
nurodoma tolima priežastis, o pati dalyko esmė neliečiama.
Kas yra pagrindinė mikroskopo ir teleskopo didinamojo
veikimo priežastis?
Aš sužinojau ją ne iš vadovėlio, o atsitiktinai, kai kartą,
būdamas dar mokinys, pastebėjau nepaprastai įdomų ir
smarkiai mane suintrigavusį reiškinį. Sėdėjau prie uždaro
lango ir žiūrėjau j mūrinę namo sieną priešingoje siauro
skersgatvio pusėje. Staiga atšokau iš siaubo: nuo plytų sie-
nos — tat aiškiai mačiau! — į mane žiūrėjo milžiniška keleto
metrų platumo žmogaus akis. . . Tuo metu dar nebuvau skai-
tęs čia duoto Edgaro Po apsakymo ir todėl ne iš karto su-
vokiau, kad milžiniška akis buvo manosios atspindys, kurį
projektavau į tolimą sieną ir todėl vaizdavausi esant atitin-
kamai padidintą.
Suvokęs, koks reikalas, ėmiau galvoti, ar nebūtų gali-
ma įrengti mikroskopą, pagrįstą šia regėjimo apgaule. Ir
štai tada, kai šita man nepavyko, pasidarė aišku, kur yra
mikroskopo didinamojo veikimo esmė: čia visai ne tas, kad
tyrinėjamasis daiktas atrodo didesnių matmenų, o tas, kad jį
matome d i d e s n i u r e g ė j i m o k a m p u , o tuo pa-
čiu, — ir tai visų svarbiausia, — jo vaizdas u ž i m a dau-
g i a u v i e t o s m ū s ų a k i e s t i n k l a i n ė j e .
Kad suprastume, kodėl tokią esminę reikšmę čia turi re-
gėjimo kampas, turime atkreipti dėmesį į šią svarbią mūsų
akies savybę: kiekvienas daiktas arba kiekviena jo dalis, ku-
ri matoma kampu, mažesniu už vieną kampinę minutę, nor-
maliam regėjimui susilieja į t a š k ą , kuriame neįžiūrime
nei formos, nei dalių. Kai daiktas yra taip toli nuo akies
arba pats tiek mažas, kad visas ar atskiros jo dalys mato-
mos regėjimo kampu, mažesniu už 1', nebeįžiūrime jo san-
daro detalių. O įvyksta tai todėl, kad, esant tokiam regėji-
mo kampui, daikto vaizdas akies dugne (arba kurios nors
daikto dalies vaizdas) apima tinklainėje ne daugybę nervų
galūnių iš karto, o pilnutinai sutelpa viename jutimo ele-
251"
mente: formos ir struktūros detalės tada išnyksta, — ma-
tome tiktai t a š k ą .
Mikroskopo ir teleskopo vaidmuo yra tas, kad, pakeis-
dami spindulių eigą iš žiūrimo daikto, jie rodo mums tą
daiktą didesniu regėjimo kampu; vaizdas tinklainėje išplin-
ta, apima daugiau nervų galūnių, ir jau įžiūrime daikte to-
kias smulkmenas, kurios anksčiau buvo susiliejusios į tašką.
„Mikroskopas arba teleskopas didina 100 kartų", — tai reiš-
kia, kad jis rodo mums daiktus 100 kartų didesniu regėjimo
kampu, negu matome juos be instrumento. Jei optikos
instrumentas nedidina regėjimo kampo, tai jis n ė k i e k
n e d i d i n a , n o r s m u m s i r a t r o d y t ų , k a d m a t o -
m e p a d i d i n t ą d a i k t ą . Akis plytų sienoje atrodė man
milžiniška, — bet nemačiau joje nė vienos priedinės smulk-
menos, palyginus su tuo, ką matau žiūrėdamas į veidrodį.
Mėnulis žemai prie akiračio atrodo mums žymiai d i d ė s -
n i s negu aukštai danguje, — bet ar tame padidintame
skridinyje pastebime bent vieną naują dėmelę, neįžiūrimą,
kai Mėnulis yra aukštai?
Grįžę prie padidinimo atvejo, kuris aprašytas Edgaro Po
apsakyme „Sfinksas", įsitikinsime, kad ir čia padidintame
objekte nebuvo įžiūrėta jokių naujų detalių. Regėjimo kam-
133 pav. Lęšis padidina vaizdą akies tinklainėje
252"
pas pasiliko nepakitęs, drugelis matomas tuo pačiu kampu,
vis vien ar nukeliame jį toli į mišką ar arti prie lango rėmo.
O jei nesikeičia regėjimo kampas, tai daikto padidėjimas,
kiek jis bestebintų jūsų vaizduotę, neatidengia stebėtojui nė
vienos naujos smulkmenos. Kaip tikras menininkas, Edga-
ras Po lieka ištikimas gamtai net ir šioje savo apsakymo
vietoje. Ar pastebėjote, kaip jis aprašo „pabaisą" miške·
atskirų vabzdžio kūno dalių sąraše nėra nė vieno naujo bruo-
žo, palyginus su tuo, ką rodo „negyvoji gamta", stebint ją
plika akimi. Palyginkite abu aprašymus, — jie ne be tikslo
duoti apsakyme, — ir jūs įsitikinsite, kad jie skiriasi tik žo-
diniais įvaizdžiais (10 pėdų plokštelės — žvyneliai; milži-
niški ragai — ūseliai; šerno iltys — čiuptuvėliai ir t. t.),
bet jokių naujų paprasta akimi neįžiūrimų smulkmenų pir-
majame aprašyme nėra.
Mikroskopas, jeigu jo veikimas tepasireikštų t o k i u
padidinimu, būtų mokslui nenaudingas ir virstų įdomiu
žaisliuku ir tiek. Tačiau mes žinome, kad tikrumoje taip nė-
ra, kad mikroskopas atidengė žmogui naują pasaulį, žy-
miai išplėtęs mūsų natūralaus regėjimo ribas.
Nors mums gamta ir aštrų žvilgsnį dovanojo,
Tačiau nepaprastai jo galią apribojo,
Ir daugel tvarinių įžvelgti neįstengia,
Kuriuos nuo mūsų jų mažytis ūgis dengia —
rašė pirmasis mūsų gamtininkas Lomonosovas „Laiške apie
stiklo naudą". Bet „dabartiniais amžiais" mums mikrosko-
pas atidengė smulkiausių, nematomų būtybių struktūrą:
Nors plonos gyslos, smulkios kitos kūno dalys
Ir nervai, kuriuose gyvybės slypi galios,
Mus nemažiau, kaip jūroje sunkus banginis,
Nustebina gyvūnų kūnas sudėtinis,
Nes mikroskopas daug parodė paslapčių;
Nematomų mūs kūne gyslų ir dalių.
Dabar jau galime aiškiai suprasti, kodėl, būtent, mikros-
kopas atidengia mums „paslaptis", kurių neįžiūrėjo savo
253"
pabaisoje-drugelyje Edgaro Po apsakymo stebėtojas; dėl to
kad — susumuosime tai, kas buvo pasakyta — mikroskopas
ne vien tik duoda mums daiktus padidintos formos, o rodo
juos d i d e s n i u r e g ė j i m o k a m p u ; dėl to už-
pakalinėje akies sienelėje susidaro p a d i d i n t a s d a i k-
t o v a i z d a s , veikiąs didesnį nervų galūnių skaičių ir tuo
suteikiąs mūsų sąmonei didesnį atskirųjų regėjimo įspūdžių
skaičių. Trumpai tariant: mikroskopas padidina ne daiktus,
o jų vaizdus akies dugne.
Regėjimo apgaulės
Dažnai kalbama apie „regėjimo apgaulę", „klausos ap-
gaulę", bet tie posakiai neteisingi. J u t i m ų apgaulių nėra.
Filosofas Kantas šia proga taikliai yra pasakęs: „Jutimai
neapgaudinėja mūsų, — ne todėl, kad jie visuomet teisingai
sprendžia, o todėl, kad jie visiškai nesprendžia".
Kas gi tuomet apgaudinėja mus vadinamosiose jutimų
„apgaulėse"? Žinoma, tas, kas šiuo atveju s p r e n d ž i a ,
135_ pav. Kas šioje 134 pav. Kuri figūra platesnė figūroje didesnis —
A ar B? aukštis ar plotis?
t. y. mūsų pačių smegenys. Tikrai, didesnė dalis regėjimo
apgaulių priklauso vien nuo to, kad ne tiktai m a t o m e ,
bet ir nesąmoningai s a m p r o t a u j a m e ir drauge ne-
norom suklaidiname save. Tai — s p r e n d i m ų , o ne ju-
timų apgaulės.
254"
Dar prieš du tuksiančius metų poetas Lukrecijus rašė:
Mūsosios akys pažinti daiktų prigimties nepajėgia,
Joms todėl tu ir nepriskirk paklaidų savo proto.
Imkime visiems žinomą optinės iliuzijos pavyzdį: figūra
A (134 pav.) atrodo siauresnė negu figūra B, nors abi griež-
tai vienodų kvadratų apribotos. Priežastis čia yra ta, kad
figūros A a u k š č i o vertinimas susidaro mums nesąmo-
ningai atskirus protarpius sumuojant ir todėl atrodo dides-
nis už jam lygų tos pačios figūros p l o t į . Atvirkščiai, fi-
gūroje B, dėl to paties nesąmoningo samprotavimo, plotis-
atrodo didesnis už a u k š t į . Dėl tos pačios priežasties fi-
gūros aukštis 135 pav. atrodo didesnis už jos plotį.
Siuvėjams naudinga iliuzija
Jei ką tik aprašytą regėjimo iliuziją panorėsite pritaikyti
stambesnėms figūroms, kurių negalima iš karto apžvelgti
akimi, tai jūsų lūkesčiai nepasitvirtins. Visiems žinoma, kad
žemas drūtas žmogus apsivilkęs eilute su skersiniais dry-
žiais atrodo ne tik ne plonesnis, o priešingai, dar platesnis.
Ir, atvirkščiai, apsivilkę eilutę su išilginiais dryžiais ir
raukšlėmis, drūti žmonės gali tam tikru laipsniu nuslėpti
savo drūtumą.
Kuo 'paaiškinti tą prieštaravimą? Tuo, kad žiūrėdami j
tokią eilutę, negalime apžvelgti jos iš
karto nejudindami akių; nejučiom slen-
kame akimis išilgai dryžių, akių raume-
nų įtempimas šiuo atveju verčia mus ne-
sąmoningai pervertinti daikto didumą
dryžių kryptimi; esame įpratę su akies . . . i . j . , 1. IOU UdV. X\U11 CllU-
raumenų pastangomis jungti didelių s ė djdeSnė — ара-
daiktų vaizdus, kurie nesutelpa regėjimo tinė ar vidinė virr
lauke. Tuo tarpu, kai žiūrinėj ame m a- SUJe?
ž u t į dryžuotą brėžinį, mūsų akys pasilieka nejudamos ir jų
raumenys neįvargsta.
255"
Kuri didesnė?
Kuri elipsė 136 pav. didesnė: apatinė ar vidinė viršuje?
Sunku nusikratyti minties, kad apatinė didesnė už viršutinę.
Tuo tarpu a b i y r a l y g i o s jr tik išorinė, apsupanti
3 m
elipsė sudaro iliuziją, lyg joje įterpta elipsė mažesnė už
apatinę. Iliuziją sustiprina ir tai, kad visa figūra mūsų ma-
toma ne plokščia, o erdvinė — kibiro pavidalo: elipsės ne-
jučiom mūsų paverčiamos perspektyviškai suplotais apskri-
timais, o šoninės tiesiosios linijos — kibiro sienelėmis.
137 pav. atstumas tarp taškų a ir b atrodo didesnis, ne-
gu tarp taškų m ir n. Trečioji iš tos pačios viršūnės einanti
tiesė sustiprina iliuziją.
Vaizduotės galia
Dauguma regėjimo apgaulių, kaip buvo nurodyta, pri-
klauso nuo to, kad mes ne tik ž i ū r i m e , bet drauge ir
nesąmoningai s a m p r o t a u j a m e . „Mes žiūrime ne aki-
mis, о smegenimis", — sako fiziologai. Jūs mielai sutik-
site su tuo, kai susipažinsite su iliuzijomis, kur žiūrinčiojo
vaizduotė s ą m o n i n g a i dalyvauja regėjimo procese.
Apsistokime kad ir ties 138 pav.
256"
137 pav. Kuris atstumas didesnis — ab ar mri>
Parodę šį paveikslėlį kitiems, į klausimą, ką jis vaizduo-
ja, gausite trijų rūšių atsakymus. Vieni pasakys, jog tai
138 pav. Ką čia matote -laiptus, nišą ar juostelę,
sulankstytą „armonikėle"?
139 pav. Kaip čia iš-dėstyti kubai? Kur yra du kubai — viršuje
ar apačioje?
laiptai; kiti — jog tai sienon įlindusi niša; treti, pagaliau,
pamatys čia popieriaus juostelę, sulankstytą „armonikėle"
ir ištemptą įstrižai baltame kvadrato lauke.
V
•N.»
Į40 pav. Kas ilgesnis: AB ar AC?
Kaip nenuostabu, visi trys atsakymai teisingi! Patys
galite pamatyti visus išvardintuosius daiktus, jei, žiūrėdami
į piešinį, įvairiais būdais nukreipsite savo žvilgsnį. O bū-
13 įdomioji fizika Il kn. 257
tent: žiūrėdami brėžinį, pamėginkite pirmiausia nukreipti
žvilgsnį į k a i r i ą j ą piešinio pusę, — pamatysite laip-
tus. Jei jūsų žvilgsnis slenka piešiniu iš dešinės kairėn, —
pamatysite nišą. Jei jūsų žvilgsnis eina nuožulniąja įstrižai-
nės kryptimi nuo apatinio dešiniojo krašto į viršutinį kai-
rįjį. — pamatysite „armonikėle" sulankstytą popieriaus
juostelę.
Beje, ilgai žiūrint dėmesys nuvargs, ir jūs matysite pa-
kaitom čia vieną, čia antrą, čia trečią, jau nepriklausomai
nuo jūsų noro.
Ta pačia ypatybe pasižymi 139 pav.
Įdomi iliuzija duota 140 pav.: nejučiomis pasiduodame
įspūdžiui, kad nuotolis AB Iyg ir yra trumpesnis už AC.
Tuo tarpu jie lygūs.
Dar viena regėjimo iliuzija
Ne visas regėjimo iliuzijas įstengiame paaiškinti. Daž-
nai negalima nė atspėti, kokios rūšies samprotavimas ne-
141 pav. Dvi iš dešinės į kairę einančios vidurinės linijos — lygia-gretės tiesės, nors atrodo kaip lankai, iškilimais atkreipti vienas į kitą. Iliuzija dingsta: 1) jei, pakėlus figūrą akių lygin, žiūrėti į ją taip, kad žvilgsnis slinktų išilgai linijų; 2) jei, įbedus pieštuko galą į kurį nors
figūros tašką, sukoncentruoti žvilgsnį tame taške
sąmoningai vyksta mūsų smegenyse ir sukelia vieną ar
kitą regėjimo apgaulę. 141 pav. ryškiai matomi du lankai,
išgaubimais atgręžti į vienas kitą. Kad taip yra, nekyla
jokių abejonių. Bet gana pridėti liniuotę prie tariamųjų
259"
lankų arba pažvelgti į juos išilgai, laikant figūrą akių ly-
gyje, — kad įsitikintume jų tiesumu. Paaiškinti šią iliuziją
ne taip paprasta.
Nurodysime dar keletą šios rūšies iliuzijos pavyzdžių.
142 pav. tiesė atrodo padalinta į nelygias atkarpas; ma-
tuodami įsitikinsite,
kad atkarpos lygios.
143 ir 144 pav. lygia-
gretės tiesės atrodo
nelygiagretės. 145
pav. apskritimas su-
daro ovalo įspūdį.
Pažymėtina, kad
141, 143 ir 144 pav.
parodytosios optinės
iliuzijos nustoja ap-
gaudinėjusios akį, jei
jas žiūrinėti elektros
kibirkšties šviesoje.
Matyti, tos iliuzijos
yra susijusios su akių
judėjimu: trumpalai-
kiuose kibirkšties žyb-
telėjimuose toks jude-
sys nespėja įvykti.
Stai nemažiau įdo-
mi iliuzija. Pažvelki-
te į 146 pav. ir pasa-
kykite: kurie brūkšne-
liai ilgesni, — ar tie,
142 pav. Ar j lygias šešias dalis padalinta ši atkarpa?
143 pav. Lygiagretės tiesės atrodo nelygiagretės
144 pav. Iliuzijos, pavaizduotos 143 pav., variantas
kurie kairėje, ar tie, kurie dešinėje pusėje?
Pirmieji atrodo ilgesni, nors vieni ir kiti griežtai ly-
gūs Si iliuzija vadinama „pypkės" iliuzija.
1 Brėžinys sudaro žinomojo KavaIjeri geometrinio principo iliustra-
ciją (abiejų „pypkės" dalių užimti plotai lygūs).
259"
Buvo pasiūlyta daug šių įdomių iliuzijų paaiškinimų,
bet čia jų nedėstysime, nes jie nevisai įtikinami. Viena, ma-
tyti, neabejotina: šių iliuzijų priežastis slypi nesąmoninga-
me samprotavime, gudragalviavime, trukdančiame mus ma-
tyti tai, kas yra tikrumoje'.
Kas čia yra?
Pažvelgę į 147 pav. vargu ar iš karto susivoksite, ką jis
vaizduoja. „Tiesiog juodas tinklelis, nieko daugiau", pa-
sakysite. Bet padėkite knygą ant stalo, atsitraukite 3—4
žingsnius atgal ir žiūrėkite iš ten. Pamatysite žmogaus
a k į . Prieikite arčiau, — prieš jus vėl atsiras nieko nereiš-
kiąs tinklelis...
Jūs, žinoma, pamanysite, kad tai koks miklus išradingo
graverio „triukas", Ne, čia paprastas pavyzdys regėjimo
iliuzijos, kuriai pasiduodame kiekvieną kartą, kai žiūrinėja-
me vadinamąsias „tonines" iliustracijas arba „autotipus".
Knygose ir žurnaluose piešinio fonas visuomet mums atrodo
ištisinis; bet pažiūrėkite į jį pro didinamąjį stiklą, — ir jūs
1 Susidomėjusius regėjimo iliuzijomis nukreipsiu į mano sudarytą
mažę albumą „Regėjimo apgaulės", kur surinkta 60 su viršum įvairiu
optinių iliuzijų.
260"
145 pav. Ar tai apskritimas? 146 pav. „Pypkės" iliuzija. Dešinie-ji brūkšneliai atrodo trumpesni,
negu jiems lygūs kairieji
pamatysite toki pat tinklelį, koks pavaizduotas 147 pav. Sis
jus nustebinęs piešinys sudaro ne ką kitą, kaip 10 kartų
padidintą paprastos toninės iliustracijos gabaliuką. Skirtu-
mas tik toks, kad smulkus tinklelis susilieja į ištisinį foną
147 pav. Žiūrint j šį tinklelį iš tolo, lengva jarne pa-stebėti akį ir į deš nę nukreipto moters profilio
nosies dalį
jau iš arti, — iš to atstumo, kuriame paprastai laikome kny-
gą skaitydami. O stambus tinklelis susilieja žiūrint iš dides-
nio atstumo.
Nepaprastieji ratai
Ar yra tekę jums pro tvoros plyšius arba, dar geriau,
kino ekrane stebėti greit judančio vežimo ar automobilio
ratų stipinus? Tur būt esate pastebėję keistą reiškinį: au-
261"
tomobilis lekia svaiginamu greičiu, o jo ratai vos sukasi,
arba net ir visai nesisuka. Maža to: jie kartais sukasi netgi
priešinga kryptimi! ,
Si regėjimo iliuzija tiek nepaprasta, kad nustebina visus,
kas pirmą kartą ją pastebi.
Ji paaiškinama tokiu būdu. Stebėdami rato sukimąsi pro
plyšius tvoroje (slinkdami žvilgsniu išilgai tvoros), matome
rato stipinus ne be perstojo, o per lygius laiko tarpus, nes
tvoros lentos kiekvieną akimirksnį uždengia juos nuo mūsų.
Lygiai taip pat ir kino kaspine užfiksuojamas ratų vaizdas
su pertraukomis, atskirais momentais (per 15-tąją sekundės
dalį). Cia galimi t r y s a t v e j a i , kuriuos dabar iš eilės
ir išnagrinėsime.
Visų pirma, gali atsitikti, kad pertraukos metu ratas su
spės padaryti s v e i k ą a p s i s u k i m ų s k a i č i ų , — ne-
svarbu kiek: 2 ar 20, — tik kad tas skaičius būtų sveikas.
Tada rato stipinai naujoje nuotraukoje užims tą pačią pa-
dėtį, kaip ir ankstyvesnėje. Per sekantį laiko tarpą ratas vėl
padarys s v e i k ą apsisukimų skaičių (nes tarpo dydis ir
automobilio greitis nesikeičia), ir stipinų padėtis liks tokia
pat. Matydami visą laiką tą pačią stipinų padėtį, darome iš-
vadą, kad ratas visiškai nesisuka (žr. 148 pav. vidurinį
stulpelį).
Antras atvejas: ratas per kiekvieną protarpį suspėja pa-
daryti sveiką apsisukimų skaičių ir dar labai nedidelę a p-
s i s u k i m o d a l į . Stebėdami tokių atvaizdų keitimąsi,
sveiko apsisukimų skaičiaus net ir neįtarsime, o matysime
tik lėtą rato sukimąsi (kiekvieną kartą nedidele apsisukimo
dalimi). Dėl to mums atrodys, kad, nepaisant greito auto-
mobilio judėjimo, ratai sukasi lėtai.
Trečias atvejas. Protarpio tarp nuotraukų metu ratas da-
ro nepilną apsisukimą, kuris skiriasi nuo pilnojo nedidele
dalimi (pavyzdžiui, pasisuka 315° kampu, kaip 148 pav. tre-
čiajame stulpelyje). Tada kuris nors vienas stipinas atrodys
262"
besisukąs p r i e š i n g a ^ k r y p t i m i . Sis klaidinantis
įspūdis tęsis tol, kol ratas pakeis sukimosi greitį.
Belieka truputį papildyti mūsų aiškinimą. Pirmuoju at-
veju dėl paprastumo kalbėjome apie rato p i l n ų a p s i s u -
k i m ų skaičių; bet kadan-
gi rato stipinai panašus
vienas į kitą, tai pakan-
ka, kad ratas pasisuktų
sveiku protarpių tarp stipi-
nų skaičiumi. Tas pats ga-
lioja ir kitiems atvejams.
Yra galimi ir kiti ku-
riozai. Jei ant ratlankio
yra žymė, o stipinai visi
panašus vienas į kitą, tai
buna, kad ratlankis juda
viena kryptimi, o stipinai
bėga į p r i e š i n g ą pu-
sę! O jei žymė yra ant sti-
p i n o , tai stipinai gali ju-
dėti priešinga linkme, negu
žymė, — ji lyg peršokinės
nuo vieno stipino ant kito.
Kai kine rodo papras-
tas scenas, tai ta iliuzija
mažai tekenkia įspūdžio
natūralumui. Bet jei ekra
ne norima paaiškinti kokio
nors mechanizmo veikimą, tai ta regėjimo apgaulė gali su-
kelti rimtų nesusipratimų ir netgi visiškai iškreipti supra-
timą apie mašinos darbą.
Pastabus žiūrovas, matydamas ekrane tariamai neju-
dantį važiuojančio automobilio ratą, suskaičiavęs jo stipi-
nus, lengvai gali Iig tam tikro laipsnio spręsti, kiek apsi-
sukimų jis daro per sekundę. Normalus kaspino slinkimo
148 pav. Keisto ratų judėjimo kino filmose priežastis
263"
greitis — 16 nuotraukų per sekundę. Jei automobilio rato
stipinų skaičius lygus 12, tai jo apsisukimų per sekundę
skaičius lygus 16 : 12, t. у. 4/з, arba po vieną pilną apsisu-
kimą per ' iU sekundės. Tai — mažiausias apsisukimų skai-
čius; jis gali būti ir sveiką skaičių kar-
tų (t. y. dvigubai, trigubai ir t. t.) di-
desnis. Nustačius rato skersmens dydį,
galima daryti išvadas ir apie auto-
mobilio judėjimo greitį. Pavyzdžiui,
esant rato skersmeniui 80 cm, turime
išnagrinėtame atvejyje valandinį
greitį 12 km, arba 24 km, arba 36 km
ir t. t.
Cia išnagrinėtoji regėjimo iliuzija yra technikoje panau-
dojama greitai besisukančių velenų apsisukimų skaičiui nu-
statyti. Paaiškinsime, kuo pagrįstas tas būdas. Kintamąja
srove maitinamos lempos šviesos stiprumas nelieka pasto-
vus; kiekvieną 100-tąją sekundės dalį šviesa silpnėja, nors
paprastai jokio mirksėjimo nepastebime. Bet įsivaizduoki-
me, kad tokia šviesa apšviečiamas besisukąs skridinys,
pavaizduotas 149 pav. Jei skridinys sukasi taip, kad daro 1U apsisukimo per 100-tąją sekundės dalį, tai įvyks kaž-
kas nepaprasta: vietoj paprasto lygaus pilko skritulio akis
matys juodas ir baltas išpiovas, lyg skridinys stovėtų ne-
judėdamas.
Reiškinio priežastis, tikiuos, skaitytojui bus supranta-
ma, jei jis susivokė iliuzijoje su automobilio ratais. Taip
pat lengva suvokti, kaip galima pritaikyti šį reiškinį besi-
sukančio veleno apsisukimams skaičiuoti.
„Laiko mikroskopas" technikoje
Pirmoje „įdomiosios fizikos" knygoje aprašytasis „lai-
ko lęšis" yra pagrįstas kino aparato panaudojimu. Cia pa-
pasakosime apie kitą tokio pat efekto gavimo būdą, kuris
remiasi pirmesniajame straipsnyje išnagrinėtu reiškiniu.
264"
149 pav. bhTidinys variklio sukimosi greičiui nustatyti
Jau žinome, kad darąs 25 apsisukimus per sekundę skri-
dinys su nujuodintomis išpiovomis (149 pav.), jeigu kas
sekundę vra apšviečiamas šimtu lempos žybtelėjimų, akiai
atrodo nejudantis. Tačiau Įsivaizduokite, kad žybtelėjimų
skaičius per sekundę pasidarė lygus 101. Per laikotarpį tarp
dviejų tokių, vienas po kito sekančių, sudažnintų žybtelėjimų
skridinys nesuspės, kaip anksčiau, pasisukti pilnu apsisuki-
mo ketvirtadaliu ir, vadinasi, atitinkama išpiova nepasieks
pradinės padėties.
Akis pamatys ją atsilikusią 100-ja apskritimo dalimi.
Sekančio žybtelėjimo metu ji atrodys atsilikusi dar viena
100-ja apskritimo dalimi ir 1.1. Mums atrodys, kad skridinys
sukasi a t g a l , darydamas vieną apsisukimą per sekundę.
Judesys sulėtėjo 25 kartus.
Nesunku suvokti, kokiu būdu galima pamatyti tą patį
sulėtintą sukimąsi ne į priešingą pusę, o normalia linkme.
Tam tikslui šviesos žybtelėjimų skaičių reikia ne padidinti, o
s u m a ž i n t i . Pavyzdžiui, esant 99 žybtelėjimams per se-
kundę skridinys atrodys besisukąs pirmyn, darydamas vie-
ną apsisukimą per sekundę.
Cia turime 25 kartus lėtinantį „laiko mikroskopą". Bet
galima gauti ir dar didesnį sulėtinimą. Jei, pavyzdžiui, žyb-
telėjimų skaičius pasiekia 999 per 10 sekundžių (t. y. 99,9
per sek.), tai skridinys atrodys atliekąs 1 apsisukimą per
10 sekundžių; vadinasi jo judėjimas bus 250 kartų sulė-
tintas.
Bet kurį greitą periodinį judesį išdėstytuoju būdu gali-
ma mūsų akiai sulėtinti iki norimo laipsnio. Tai sudaro pa-
togią priemonę labai greitų mechanizmų ypatybėms tyrinėti,
sulėtinant jų greitį mūsų „laiko mikroskopu" 100, 1 ООО
ir t. t. kartų
1 Tokių įrengimų („stroboskopų") gamybą neseniai įsisavino Ry-
šių mokslinis tiriamasis institutas Leningrade; įrengimai naudojami
Leningrado telegrafe, turbinų statyboje ir kt.
265"
Pabaigoje aprašysime būdą kulkos lėkimo greičiui matuo-
tuoti, pagrįstą galimumu tiksliai nustatyti besisukančio
skridinio apsisukimų skaičių. Ant greitai besisukančio ve-
leno uždeda kartoninį skridinį su nujuodintomis išpiovomis
ir užlenktais kraštais, taip kad skridinys yra atviros cilind-
rinės dėžutės formos (150 pav.). Šaulys paleidžia kulką iš-
ilgai tos dėžutės skersmens, pramušdamas jos sienelę dvie-
jose vietose. Jei dėžutė nejudėtų, abi skylės būtų vieno
skersmens galuose. Bet dėžutė sukosi ir per tą laiką, kol
kulka lėkė nuo krašto iki krašto, dėžutė suspėjo truputį pa-
sisukti, atkreipdama kulkai vietoj taško b tašką c. Žinodami
dėžutės apsisukimų skaičių ir jos skersmenį, galime iš lanko
bc dydžio apskaičiuoti kulkos judesio greitį. Tai — nesudė-
tingas geometrijos uždavinys, kurį lengvai išspręs bent
kiek matematiką mokantieji skaitytojai.
Puikų regėjimo apgaulės technikinį pritaikymą sudaro
vadinamasis „Nipkovo skridinys", vartojamas dabartiniuose
televizijos įrengimuose. 151 pav. jūs matote ištisinį skritulį,
kurio kraštu išmėtyta tuzinas 2 mm skersmens skylučių;
jos išdėstytos tolygiai, spiraline linija, kiekviena skersmens
ilgiu arčiau centro negu kaimyninė. Toks skridinys lyg ir
nežada nieko ypatingo. Bet įtaisykite jį ant ašies, įrenkite
ties juo langelį, o užpakalyje padėkite tokio pat dydžio pa-
150 pav. Kulkos lėkimo greičio matavimas
Nipkovo skridinys
266"
veiksliuką (152 pav.). Dabar, ėmus greitai sukti skridinj,
įvyks nelauktas reiškinys: nejudančio skridinio dengiamas
paveiksliukas, jam sukantis, pasidaro aiškiai matomas pro
151 pav. 152 pav.
priešakinį langelį. Sulėtinkite sukimąsi — paveiksliukas
pasidarys miglotas ir, pagaliau, sustojus skridimui, visiškai
išnyksta; dabar iš paveikslo
lieka matoma vien tai, ką ga-
lima įžiūrėti pro mažytę dvie-
jų milimetrų skylutę.
Išsiaiškinkime, kas yra šio
skridinio keistojo efekto pa-
slaptis. Sukime skridinį lėtai
ir pasekime paeiliui kiekvie-
nos atskiros skylutės praėjimą
pro langelį. Labiausiai nuo
centro nutolusi skylutė praei-
na arti viršutinio langelio
krašto; jei tas judesys greitas, 153 p a v
j i padarys matomą ištisą
paveiksliuko juostelę, gretimą su viršutiniu kraštu. Sekan-
ti skylutė, žemiau pirmosios, greitai praeidama langelio
lauku, atidengs antrą paveiksliuko juostelę, gretimą su pir-
mąja (153 pav.j; trečioji skylutė padarys matomą trečią
267"
juostelę ir t. t. Dėl to, pakankamai greitai sukantis skridi-
mui, darosi matomas visas paveiksliukas; ties langeliu iš·
skridinio lyg išpiaunama atitinkama anga.
Nipkovo skridinį nesunku pačiam pasidaryti; norint
greitai jį sukti galima pavartoti ant jo ašies užvyniotą
virvelę; geriau, žinoma, pasinaudoti mažo elektromotoro
patarnavimu.
Žmogus — vienas nedaugelio padarų, kurių akys pritai-
kytos vienu metu žiūrėti į kokį nors vieną daiktą: jo deši-
niosios akies regėjimo laukas tik tru-
putį nesutampa su kairiosios akies re-
gėjimo lauku.
O dauguma gyvių žiūri kiek-
viena akimi atskirai. Jų matomi
daiktai nepasižymi tuo reljefiškumu, prie kurio esame įpra-
tę, bet užtat jų regėjimo laukas žymiai platesnis, negu mū-
sų. 154 pav. pavaizduotas žmogaus regėjimo laukas: kiek-
viena akis mato — g u l s č i ą j a kryptimi — 120° kampo
ribose ir abu kampai beveik dengia vienas kitą (leidus, kad
akys nejuda).
Palyginkite šį brėžinį su 155 pav., vaizduojančiu kiškio
regėjimo lauką; nepasukdamas galvos kiškis savo išspro-
gusiomis akimis mato ne tik tai, kas yra priešakyje, b e t
Kodėl kiškis žvairas?
155 pav. Abiejų kiškio akių regė-
jimo laukas
i54 pav. Abiejų žmogaus akių regėjimo laukas
268
i r t a i , k a s j o u ž p a k a l y j e . Abu jo regėjimo laukai
susijungia ir priešakyje ir užpakalyje. Dabar jums supran-
tama, kodėl taip sunku prisėlinti prie kiškio, jo nepabai-
•džius. Užtat kiškis, kaip matyti iš brėžinio, visiškai nema-
to to, kas yra b e t a r p i š k a i ties jo snukiu; jam tenka,
norint pamatyti labai artimą daik-
tą, pakreipti galvą j šoną.
Beveik visi be išimties naguo-
ciai ir gromuliuojantieji gyvuliai tu-
ri tokią „visapusiško" regėjimo
savybę. 156 pav. parodyta arklio re-
gėjimo laukų padėtis; jie užpakaly-
je nesusieina, bet gyvuliui pakan-
ka tik truputį pasukti galvą,
rorint pamatyti užpakalyje esančius daiktus. Regimieji
vaizdai čia, tiesa, ne tokie aiškūs, bet už tai nuo gyvulio ne-
pasislepia nė mažiausias judesys, vykstąs toli aplinkui. Jud-
rūs plėšrieji žvėrys, kuriems paprastai tenka patiems pul-
ti, — neturi šio sugebėjimo matyti aplink save; jie turi
„dviakį" regėjimą, leidžiantį už tai tiksliai įvertinti nuotolį
šuoliui.
Kodėl tamsoje visos katės pilkos?
Fizikas pasakytų: „tamsoje visos katės j u o d o s", to-
dėl, kad be Šviesos daiktų visiškai nematyti. Bet priežodyje
turima galvoje ne visiška tamsa, o tamsuma įprastine to
žodžio prasme, t. y. labai silpnas apšvietimas. Visiškai
tiksliai priežodis skamba taip: naktį visos katės pilkos. Pir-
mykštė, neperkeltinė priežodžio prasmė yra ta, kad esant
nepakankamam apšvietimui mūsų akis nebeatskiria spal-
vų — kiekvienas paviršius atrodo pilkas.
Ar tikrai taip yra? Ar tikrai prietemoje ir raudona vėlia-
va ir žali medžių lapai atrodo vienodai pilki? Lengva įsiti-
kinti to teiginio teisingumu. Kas yra bandęs prietemoje įžiū-
26»
156 pav. Abiejų arklio akių regėjimo laukas
rėti daiktų spalvą, tas, žinoma, bus pastebėjęs, kad spalvų
skirtumai išdyla ir visi daiktai atrodo daugiau ar mažiau
tamsiai pilki: ir raudonas apklotas ir mėlyni apmušalai ir
violetinės gėlės ir žali lapai.
„Pro nuleistas užuolaidas, — skaitome Čechovo „Laiš-
ke", — čia neprasiskverbė saulės spinduliai, buvo prietema,
taip kad visos rožės didelėje puokštėje atrodė vienos
spalvos".
Tikslūs fizikos bandymai visiškai patvirtina šį stebėji-
mą. Jei spalvotą paviršių apšviesime silpna balta šviesa
(arba baltą paviršių — silpna spalvota šviesa) ir palaips-
niui stiprinsime apšvietimą, tai pradžioje akys matys tie-
siog pilką spalvą be jokio atspalvio. Ir tik kai apšvietimas
sustiprėja iki tam tikro laipsnio, akis pradeda pastebėti,
kad paviršius yra spalvotas. Sis apšvietimo laipsnis vadi-
namas „apatiniu spalvų jutimo slenksčiu".
Taigi, tiesioginė ir visiškai teisinga priežodžio (žinomo
daugelyje kalbų) prasmė yra ta, kad žemiau spalvų jutimo
slenksčio visi daiktai atrodo pilki.
Nustatyta, kad egzistuoja ir viršutinis spalvų jutimo
slenkstis. Ypatingo ryškaus apšvietimo atveju akis vėl ne-
beskiria spalvų atspalvių: visi spalvoti paviršiai atrodo
vienodai b a l t i .
Ar yra šalčio spindulių?
Yra paplitusi nuomonė, kad greta šildančiųjų spindu-
lių esama ir šaldančiųjų spindulių, šalčio spindulių. Min-
tį, kad jie egzistuoja, kelia, pavyzdžiui, toks faktas, kad
ledo gabalas skleidžia aplink save šaltį lygiai taip pat, kaip
krosnis sudaro aplink save šilumą. Argi nesako tai, kad iš
ledo eina šalčio spinduliai, kaip nuo krosnies eina šildan-
tieji spinduliai?
Bet toks aiškinimas klaidingas. Šalčio spindulių nėra.
Kaimyniniai su ledu daiktai darosi šaltesni ne „šalčio spin-
270"
dūliams" veikiant, o todėl, kad šilti daiktai spindulių sklei-
dimo keliu nustoja daugiau šilumos, negu patys gauna iš
ledo. Ir šiltas kūnas ir šaltas ledas spinduliavimo keliu
skleidžia šilumą; labiau už ledą įšildytas kūnas atiduoda
daugiau šilumos negu jos gauna. Šilumos gaunama mažiau
negu atiduodama, ir kūnas darosi šaltesnis.
Yra efektingas bandymas — jis rodomas Įdomiojo
mokslo namuose Leningrade, — kuris irgi gali sukelti min-
tį apie šalčio spindulius. Prie dviejų priešingųjų ilgos sa
lės sienų pastatyti dideli įgaubti veidrodžiai. Jei arti vieno
veidrodžio, vadinamajame „židinyje", įtaisyti stiprų šilumos
šaltinį, tai jo skleidžiami spinduliai, atsispindėję nuo veid-
rodžio, eina į antrąjį veidrodį, vėl atsispindi ir jo yra su-
koncentruojami viename taške — „židinyje"; toje vietoje
padėtas tamsus popierius užsidega. Tai akivaizdžiai liudija
šildančių spindulių buvimą. Bet jei vietoj šilumos šaltinio
pirmojo veidrodžio židinyje padėti ledo gabalą, tai pasiro-
do, kad antrojo veidrodžio židinyje esąs termometras rodys
šaltį. Bet ar tai reiškia, kad ledas skleidžia šaltus spindu-
lius, atsispindinčius nuo veidrodžių ir susikoncentruojan-
čius ant termometro rutuliuko?
Ne, ir šiuo atveju reiškinį galima paaiškinti be paslap-
tingų šalčio spindulių. Termometro rutuliukas spinduliavi-
mo keliu atiduoda ledui daugiau šilumos, negu pats gauna
iš ledo; todėl gyvasis sidabras jame atšąla. Taigi, čia irgi
nėra priežasties leisti, kad yra ir šaldančių spindulių. Jokių
šalčio spindulių gamtoje nėra: visi spinduliai teikia energi-
ją, o ne atima ją.
D E S t M T A S I S S K Y R I U S
GARSAS. — BANGINIS JUDESYS
Garsas ir radijo bangos
Garsas sklinda apytikriai milijoną kartų lėčiau už švie-
są; o kadangi radijo bangų greitis sutampa su šviesos vir-
pesių sklidimo greičiu, tai garsas milijoną kartų lėtesnis
už radijo signalą. Iš to seka įdomi išvada, kurios esmė pa-
aiškinama tokiu uždaviniu:
Kas anksčiau išgirs pirmąjį pianisto akordą: koncertų
salės lankytojas, sėdįs per 10 metrų nuo pianino, ar radijo
klausytojas, priimąs pianisto skambinimą savo bute, 100
kilometrų atstume nuo salės?
Nors ir labai keista, bet radijo klausytojas išgirs akor-
dą anksčiau, negu koncertų salės lankytojas, nors pirmasis
sėdi 10 000 kartų toliau nuo muzikos instrumento. Ir tik
rai: radijo bangos prabėga 100 kilometrų nuotolį per 10" , 1
s e k
300 000 3 000
O garsas praeina 10 metrų atstumą per
— = — sek. 340 34
272"
Iš to matome, kad šiuo atveju perdavimas per radiją
reikalauja beveik šimtą kartų mažiau laiko, negu garso
perdavimas oru.
Garsas ir kulka
Žiulio Verno sviedinio keleiviai, išlėkę j Mėnuli, buvo
nustebinti, kad negirdėjo milžiniškos patrankos, kuri juos
išsviedė iš savo žioties, šūvio garso. Kitaip ir būti nega
Įėjo. Koks kurtinąs bebūtų trenksmas, jo sklidimo greitis
(kaip ir apskritai kiekvieno garso ore) būtų lygus tik
340 m per sekundę, — o sviedinys judėjo 11 000 m/sek grei-
čiu. Suprantama, kad šūvio garsas negalėjo pasiekti kelei-
vių ausų: sviedinys pralenkė garsą.
O kaip yra tikrumoje su nefantastiniais sviediniais ir
kulkomis: ar jie juda greičiau už garsą, ar, priešingai, gar-
sas pralenkia juos ir įspėja auką, kad artinasi mirtį nešąs
sviedinys?
Sių laikų šautuvai suteikia kulkoms greitį, beveik tris
kartus didesnį už garso greitį ore, — būtent apie 900 m
per sekundę (garso greitis esant 0° lygus 332 т . ) . Tiesa,
garsas sklinda tolygiai, o kulka lekia lėtindama savo greitį.
Tačiau didesnėje kelio dalyje kulka vis dėlto juda greičiau
už garsą. Iš čia tiesiog seka išvada, kad susišaudymo me-
tu, jei girdite šūvio garsą arba kulkos zvimbimą, galite
nebesijaudinti: t a k u l k a j u s a p l e n k ė . Kulka pra-
lenkia šūvio garsą, ir auka, į kurią ji pataiko, krinta anks-
čiau, negu pasiekia jos ausį garsas šūvio, kuris tą kulką
paleido.
Tariamasis sprogimas
Greičio lenktynės tarp lekiančio kūno ir jo keliamo gar-
so verčia mus kartais nenorom daryti klaidingas išvadas,
dažnai visiškai neatitinkančias tikrąjį reiškinio vaizdą.
Įdomų pavyzdį sudaro bolidas (arba patrankos sviedi-
nys), pralekiąs aukštai viršum mūsų galvos. Į mūsų pla-
13 įdomioji fizika Il kn. 273
netos atmosferą iš pasaulio erdvės patenką bolidai turi
milžinišką greitį, kuris, net sumažintas atmosferos pasi-
priešinimo, vis dėlto d e š i m t i s k a r t ų d i d e s n i s
u ž g a r s o g r e i t į .
Skrosdami ir įkaitindami orą, bolidai dažnai sukelia
triukšmą, kuris primena griaustinį. Įsivaizduokite, kad esa-
me taške C (157 pav.), o viršuje mūsų linija AB lekia boli-
das. Bolido taške A sukeltas garsas pasieks mus (taške C)
tiktai tada, kai pats bolidas suspės jau persikelti į tašką B;
kadangi bolidas lekia žymiai greičiau už garsą, tai jis gali
suspėti pasiekti tam tikrą tašką D ir iš čia pasiųsti mums
garsą anksčiau, negu mus pasieks garsas iš taško A. Todėl
išgirsime pradžioje garsą iš taško D ir tik paskui iš taško A.
Ir kadangi iš taško B garsas pasieks mus irgi vėliau, kaip
iš taško D, tai kažkur ties mūsų galva turi būti toks taškas
K, kuriame būdamas bolidas duoda savo garso signalą visų
anksčiausia. Matematikos mėgėjai gali apskaičiuoti to taš-
ko padėtį, jei priims tam tikrą bolido ir garso greičių san-
tykį.
274
157 pav. Tariamasis bolido sprogimas
Stai rezultatas: tai, ką i š g i r s i m e , bus visiškai ne-
panašu į tai, ką p a m a t y s i m e . A k i a i bolidas pasiro-
dys pirmiausia taške A ir iš čia pralėks linija AB. Bet
ausiai bolidas pirmiausia atsiranda kažkur viršum mūsų gal-
vos taške K, paskui išgirsime vienu metu du garsus, nutils-
tančius priešingomis kryptimis — iš K į A ir iš K į B.
Kitais žodžiais sakant, išgirsime, lyg bolidas būtų suskilęs
į dvi dalis, kurios nulėkė į priešingas puses. Tuo tarpu tik-
rumoje jokio sprogimo neįvyko. Stai kiek augaulingi gali
būti klausos įspūdžiai! Gali būti, kad daugelis „liudininkų"
paliudytų bolidų sprogimų — kaip tik yra tokios rūšies klau-
sos apgaulės.
Laimingas atsitiktinumas
Jei garsas sklistų ore ne 340 m per sekundę greičiu, o
žymiai lėčiau, tai apgaulingi klausos įspūdžiai pasitaikytų
žymiai dažniau.
Įsivaizduokite, pavyzdžiui, kad garsas per sekundę nu-
eina ne 340 m, o, sakysim, 340 mm, t. y. juda lėčiau už pės-
čiąjį. Sėdėdami kėdėje, klausote savo bičiulio pasakojimo,
kuris turi įprotį kalbėdamas vaikščioti pirmyn ir atgal po
kambarį. Normaliose aplinkybėse tas vaikščiojimas nė kiek
netrukdo jums klausyti; bet, esant sumažintam garso grei-
čiui, jūs visiškai nieko nesuprasite iš jūsų svečio kalbos:
anksčiau ištarti garsai pavys naujus ir susimaišys su jais, —
susidarys beprasmė garsų painiava.
Tarp kitko, tais momentais, kai svečias į jus artėja, jo
žodžių garsai pasieks jus a t v i r k š č i a t v a r k a : pra-
džioje jus pasieks ką tik ištarti garsai, paskui anksčiau
ištartieji, paskui — dar ankstyvesni ir t. t., nes kalbantysis
pralenkia savo garsus ir visą laiką yra jų priešakyje, skleis-
damas vis naujus garsus. Iš visų panašiose sąlygose ištar-
tų frazių galėtumėt, gal būt, suprasti tiktai tą, kuria perau-
gęs bursos auklėtinis kažkada nustebino jaunąjį Pomia-
lovskio Karosą.
13 įdomioji fizika Il kn. 275
Ja idu s mečiom, sudija*.
Turime būti dėkingi likimui už tokį laimingą atsitikti-
numą, kad garsas kiekvieną sekundę prabėga oru šimtus
metrų: esant žymiai mažesniam jo greičiui, mums, gali bū-
ti, tektų atsisakyti nuo žodinės kalbos. Be to, reikia dar
turėti galvoje garso aukščio kitimą dėl Doplerio reiškinio
(žr. toliau 288 psl.).
Pats lėtasis pasikalbėjimas?
Tačiau, jeigu manote, kad tikrasis garso greitis ore —
trečdalis kilometro per sekundę — yra visuomet pakanka-
mas, tai tuojau pakeisite savo nuomonę.
Įsivaizduokite, kad tarp Maskvos ir Leningrado vietoj
elektrinio telefono įrengtas paprastas kalbamasis vamzdis,
panašus į tuos telefonus, kuriais būdavo seniau sujungia-
mos didelių parduotuvių patalpos arba kuriuos vartojo gar-
laiviuose susisiekti su mašinų skyriumi. Jūs stovite prie to
650 kilometrų ilgio vamzdžio galo Leningrade, o jūsų drau-
gas Maskvoje. Duodate klausimą ir laukiate atsakymo.
Praeina penkios, dešimts, penkiolika minučių, — atsakymo
nėra. Pradedate nerimauti ir manote, kad jūsų bičiulį išti-
ko nelaimė. Bet jūsų baimė be pagrindo: klausimas d a r
n e p a s i e k ė M a s k v o s ir yra dabar pusiaukelėje. Pra-
eis dar 15 minučių, kol jūsų pažįstamasis Maskvoje išgirs
klausimą ir galės duoti atsakymą. Bet ir jo replika eis iš
Maskvos į Leningradą ne mažiau kaip pusvalandį, tokiu
būdu atsakymą į savo klausimą gausite tiktai praslinkus
valandai.
Galite patikrinti skaičiavimus: atstumas nuo Leningra-
do iki Maskvos 650 km; garsas per sekundę nueina '/3 km;
vadinasi, atstumą tarp tų miestų jis nueis per 1 950 sekun-
* „Einu su kardu, teisėjau". Si rusiška frazė pasižymi tuo, kad
ją galima skaityti į abu galus (Vert.).
276"
džių arba per 32 minutes su viršum. Tokiose sąlygose, kal-
bėdami visą dieną nuo ryto iki vakaro, vos tesuspėsitė
pasikeisti dešimtimi sakinių.
Greičiausiu keliu
Buvo laikas, beje, kad net ir toks žinių perdavimo būdas
būtų buvęs laikomas labai greitas. Prieš šimtą metų nie-
kas dar nė nesvajojo apie elektrinį telegrafą ir telefoną ir
žinios perdavimas 650 km atstumu per keletą valandų
būtų laikomas greičio idealu.
Pasakojama, kad, vainikuojant carą Povilą I, žinia apie
ceremonijos pradžią Maskvoje buvo perduota į šiaurinę
sostinę tokiu būdu. Išilgai viso kelio tarp abiejų sostinių
buvo sustatyti kareiviai per 200 m vienas nuo kito; tuoj su-
skambėjus soboro varpui, artimiausias kareivis iššovė į orą;
io kaimynas, išgirdęs signalą, taipgi tuoj pat paleido šūvį,
po jo šovė trečiasis sargybinis, — ir tokiu būdu žinia buvo
perduota į Leningradą (tuomet Peterburgą) viso tik per
tris valandas. Praėjus trims valandoms nuo pirmojo varpo
skambesio Maskvoje, jau trinksėjo Petropavlovsko tvirto-
vės patrankos už 650 km nuo Maskvos.
Jei varpų skambėjimą Maskvoje būtų galima betarpiš-
kai girdėti Leningrade, tai tas garsas, kaip jau žinome,
pasiektų šiaurinę sostinę tik pusvalandžiu pavėlavęs. Va-
dinas iš trijų valandų, sunaudotų signalui perduoti, 2'/г
valandos sunaudota tam, kad kareiviai priimtų garsų įspū-
džius ir atliktų šūviui būtinus judesius: nepaisant šio su-
trikimo trumpumo, vis tik iš tūkstančių tokių mažučių lai-
kotarpių susidarė 2'/г valandos.
Panašiu būdu senovėje veikė optinis telegrafas, perduo-
damas šviesos signalus iki artimiausios stoties, kuri savo
ruožtu perdavinėjo juos tolyn. Šviesos signalų perdavimo
sistemą caro laikais dažnai vartojo revoliucionieriai po-
grindininkų susirinkimams apsaugoti: revoliucionierių
277"
grandinė tęsėsi nuo susirinkimo vietos iki policijos patal-
pų ir, pasirodžius pirmiesiems pavojaus ženklams, duodavo
apie tai žinią susirinkimui kišeninių elektros lempučių
žybtelėjimais.
Būgnų telegrafas
Žinių perdavimas garso signalais ir dabar dar yra pa-
plitęs tarp pirmykščių Afrikos, Vidurinės Amerikos ;r
Polinezijos gyventojų. Pirmykščiosios gentys tam tikslui
vartoja specialius būgnus, kuriais perduoda garso signalus
per milžiniškus atstumus: sutartinis ženklas, išgirstas vie-
158 pav. Fidži salų čiabuvis susikalba būgnų „telegrafu"
noje vietoje, tokiu pat būdu perduodamas toliau, — ir trum-
pu laiku plati apylinkė sužino apie kurį nors svarbų įvykį
(158 pav.).
Pirmojo Italijos su Abisinija karo metu apie bet kurį ita-
lų kariuomenės judėjimą greit sužinodavo negusas Meneli-
kas; ši aplinkybė labai stebino italų štabą, kuris neįtarė
priešą turint būgnų telegrafą.
Antrojo Italijos su Abisinija karo pradžioje tokiu pat
būdu buvo paskelbtas Adis-Abeboje išleistasis visuotinės
278"
mobilizacijos įsakymas: per keletą valandų jis buvo žino-
mas labiausiai nutolusiose krašto vietovėse.
Tas pats buvo stebima ir anglų-būrų karo metu: kafrų
„telegrafu" visos karinės žinios nepaprastu greičiu sklido
Kaplando gyventojų tarpe, keletu parų pralenkdamos oficia-
linius pranešimus per kurjerius.
Keliautojai pasakoja (Leo Frobenius), kad garso signalų
sistema kai kuriose afrikiečių gentyse taip ištobulinta, jog
galima laikyti jas turint telegrafą, tobulesnį už europiečių
optinį telegrafą, kuris buvo vartojamas prieš elektrinį.
Štai kas buvo parašyta apie tai viename žurnale. R. Ga-
seldenas, Britų muziejaus archeologas, buvo Nigerijos gi-
lumoje esančiame Ibados mieste. Nuolatinis duslus būgnų'
dundesys be perstojo gaudė dieną ir naktį. Kartą rytą moks-
lininkas išgirdo, kad juodieji apie kažką gyvai kalbasi. Jo
klausinėjamas vienas seržantas atsakė: „Didelis baltųjų
žmonių laivas nuskendo; daug baltųjų žuvo". Tokia buvo
žinia, kuri būgnų kalba buvo perduota iš pajūrio. Moksli-
ninkas neteikė šiam gandui jokios reikšmės. Tačiau po trijų
dienų jis gavo pavėluotą (dėl ryšių nutrūkimo) telegramą
apie „Luizitanijos" žuvimą. Tada jis suprato, kad negrų ži-
nia buvo teisinga ir kad ji būgnų kalba, „nuskambėjo" per
visas žemes nuo Kairo iki Ibados. Tai buvo juo labiau nuo-
stabu, kad gentys, perdavusios viena kitai šią žinią, kalba
visiškai skirtingomis tarmėmis ir kai kurios jų tuo metu
tarp savęs kariavo.
Garsiniai debesys ir oro aidas
Garsas gali atsimušti ne tik nuo kietų daiktų, bet ir nuo
tokių švelnių kūnų, kaip debesys. Dar daugiau: netgi visiš-
kai skaidrus oras gali tam tikrose sąlygose atmušti garso
bangas, — būtent tuo atveju, kai jis dėl kurios nors prie-
žasties skiriasi nuo likusios oro masės savo sugebėjimu pra-
280"
leisti garsą. Čia įvyksta reiškinys, panašus į tą, kuris opti-
koje vadinamas „visišku atspindžiu". Garsas atsimuša nuo
nematomos kliūties, ir mes girdime paslaptingą aidą, einan-
tį nežinia iš kur.
Tindalis atsitiktinai atrado šį įdomų faktą, atlikdamas
bandymus su garso signalais jūros krante. „Visiškai skaid-
riame ore susidarė aidas, — rašo jis. — Aidas ėjo į mus, lyg
burtų būdu, iš nematomų garsinių debesų".
Garsiniais debesimis jis vadino tas skaidraus oro sritis,
kurios sulaiko garsą ir verčia jį atsimušti, sudarydamos
„aidą iš oro". Stai ką jis šia proga sako:
„Garsiniai debesys nuolatos plaukioja ore. Jie neturi
nieko bendro su paprastais debesimis, rūku ar migla. Pati
skaidrioji atmosfera gali būti jų pripildyta. Tokiu būdu gali
susidaryti oro aidas; priešingai vyraujančiai nuomonei, jis
gali rastis ir visiškai giedrioje atmosferoje. Tokio oro aido
buvimas įrodytas stebėjimais ir bandymu. Jis gali būti su-
keltas skirtingai įšildytų ar skirtingą garų kiekį turinčių
oro srovių".
Garso nepraleidžiančių garsinių debesų egzistavimas pa-
aiškina mums kai kuriuos paslaptingus reiškinius, kartais
pastebimus mūšių metu. Tindalis pateikia tokią ištrauką iš
prancūzų-prūsų 1871 m. karo dalyvio atsiminimų:
„6-tosios dienos rytas absoliučiai skyrėsi nuo vakarykš-
čio ryto. Vakar buvo spiginantis šaltis ir rūkas, neleidžiąs
nieko matyti toliau kaip už pusės mylios. O 6-tą buvo gied-
ra, šviesu ir šilta. Vakar oras buvo pripildytas garsų, o
šiandieną viešpatavo karų nežinančios Arkadijos tyla. Nu-
stebę žiūrėjome į vienas kitą. Argi be pėdsakų dingo Pary-
žius, jo fortai, pabūklai, bombardavimas? . . Aš nuvykau į
Monmoransi, iš kur mano akims atsiskleidė plati šiaurinės
Paryžiau^ pusės panorama. Tačiau ir čia buvo kapų ty la . . .
Sutikau tris kareivius, ir ėmėme svarstyti padėtį. Jie buvo
linkę manyti, kad prasidėjo taikos derybos, nes nuo pat ryto
negirdėjome nė vieno šūvio. . .
280"
„Išvykau toliau į Gonesą. Nustebęs sužinojau, kad vo-
kiečių baterijos energingai šaudė nuo 8 valandos ryto. Pie-
tų pusėje bombardavimas prasidėjo apie tą pačią valandą.
Tačiau Monmoransyje negirdėjome nė vieno garso!.. Visa
tai priklausė nuo oro: šiandien jis praleido garsą lygiai
taip blogai, kaip gerai praleido vakar".
Panašūs reiškiniai ne kartą buvo stebimi ir didelių mū-
šių metu 1914—1918 m.
Begarsiai garsai
Yra žmonių, kurie negirdi tokių aštrių garsų, kaip svirp-
lio svirpimas arba šikšnosparnio cypimas. Tie žmonės nėra
kurti, — jų klausos organai tvarkoje, ir vis dėlto jie negirdi
labai aukštų tonų. Tindalis teigė, kad kai kurie žmonės ne-
girdi netgi žvirblio čirškimo!
Apskritai, mūsų ausis suvokia toli gražu ne visus arti
mūsų vykstančius virpesius. Jei kūnas daro per sekundę
mažiau kaip 16 virpesių, garso negirdime. Jei jis daro dau-
giau kaip 15—22 tūkstančius virpesių irgi garso nebegirdi-
me. Viršutinė tonų suvokimo riba įvairiems žmonėms skirtin-
ga; seniems žmonėms ji sumažėja iki 6 tūkstančių virpesių
per sekundę. Todėl ir susidaro toks keistas reiškinys, kad rė-
žiantis aukštas tonas, aiškiai girdimas vieno asmens, kitam
visiškai neegzistuoja.
Daugelis vabzdžių (pavyzdžiui, uodas, svirplys) skleidžia
garsus, kurių tonas atitinka 20 tūkstančių virpesių per se-
kundę; vienoms ausims tie tonai egzistuoja, kitoms — ne.
Tokie aukštiems tonams nejautrūs žmonės gėrisi visiška ty-
la ten, kur kiti girdi ištisą chaosą šaižių garsų. Tindalis
pasakoja, kad kartą stebėjęs panašų atsitikimą Šveicarijoje,
vaikščiodamas su savo draugu: „Pievos abiejose kelio pusė-
se knibždėjo vabzdžių, kurie mano klausai pripildė orą savo
skardaus dūzgimo, bet mano draugas nieko negirdėjo: vabz-
džių muzika buvo už jo klausos ribų".
281"
Šikšnosparnio cypimas yra visa oktava žemesnis už kai
kurių vamzdžių spiegiamą zirzimą, t. y. oro virpesiai šiuo
atveju dvigubai retesni. Bet pasitaiko ir tokių žmonių, ku-
riems tonų suvokimo riba dar žemiau, ir šikšnosparniai
jiems — bebalsiai padarai.
Priešingai, šunys, kaip nustatyta akademiko Pavlovo la-
boratorijoje, suvokia tonus iki 38 tūkstančių virpesių per se-
kundę.
Ultragarsas technikos tarnyboje
Mūsų laikų fizika ir technika turi priemonių sukelti „be-
garsius garsus" daug didesnio dažnio negu tie, apie ku-
riuos ką tik kalbėjome: šių vadinamųjų ultragarsų virpesių
skaičius pasiekia iki 700 000 per sekundę. Toks „tonas" yra
apytikriai 18 oktavų aukštesnis už patį aukščiausią for-
tepijono „la", — toną, duodantį 3 480 virpesių per se-
kundę.
Ultragarsinių virpesių gavimas remiasi ta iš kvarco kris-
talo tam tikru būdu išpiautų plokštelių savybe, kad jos spau-
džiamos elektrizuojasi savo paviršiuje'; o jei, atvirkščiai,
periodiškai įelektrinti tokios plokštelės paviršių, tai elektros
krūvių veikiama ji pakaitom čia susispaudžia, čia išsiskečia,
t. y. virpa: susidaro ultragarsiniai virpesiai. Tas plokšteles
elektriną radiotechnikoje vartojamu lempiniu generatoriu-
mi, kurio dažnis parenkamas sutinkamai su „nuosavu"
plokštelės virpesių dažniu.
Nors ultragarsas mums yra begarsis, jis rodo mums savo
veikimą kitais, labai juntamais pasireiškimais. Pavyzdžiui,
virpančią plokštelę panėrus į indą su alyva, ant ultragarsi-
nio bangavimo apimto skysčio paviršiaus iškyla apie 10 cm
aukščio kalnelis, o alyvos lašeliai taškomi iki 40 cm aukš-
1 Si kristalų savybė vadinama pjezoelektra.
282"
čio. Panėrę į tokią alyvos vonią metro ilgio stiklinio vamz-
delio galą ir kitą jo galą laikydami ranka, pajusime smarkų
deginimą, paliekantį pėdsakus odoje. Liesdamas medį, vir-
pąs vamzdelio galas pradegina skylę: ultragarso energija
virsta šilumine energija. Aukšto dažnio virpesiai vartojami
betonui sutankinti ir 1.1.
Ultragarsą dabar nuodugniai studijuoja tarybiniai ir už-
sienio tyrinėtojai. Tie virpesiai stipriai veikia gyvą organiz-
mą: dumblių gijos sutrūksta, gyvių ląstelės sproginėja,
kraujo kūneliai yra; smulkias žuvis ir varles ultragarsas už-
muša per 1—2 minutes; bandomųjų gyvių kūno temperatūra
pakyla, — pavyzdžiui, pelių iki 45° C. Ilgainiui ultragarso
virpesiai, tur būt, vaidins svarbų vaidmenį medicinoje; ne-
girdimus ultragarsus ištiks nematomų ultravioletinių spin-
dulių likimas -— ateiti į pagalbą gydymui.
Technika naudoja ultragarsus jau ir dabartiniu metu.
Jais rūko metu laivai gauna nuo kranto povandeninius įspė-
jimo ženklus. Juos naudoja priešo povandeniniams laivams
surasti.
Ypač sėkmingai ultragarsas vartojamas metalurgijoje
nevienalytiškumui, pūslėms, plyšiams ir panašiems trūku-
mams metalo masėje nustatyti. Metalo „peršvietimo" ultra-
garsu metodas, atrastas mūsų centrinės radijo laboratori-
jos, yra tas, kad bandomąjį metalą suvilgo alyva ir veikia
ultragarsiniais virpesiais. Garsas nevienalyčių metalo da-
lių yra išsklaidomas, jos duoda lyg garso šešėlį; nevienodų
sluoksnių apybraižos taip ryškiai pasirodo alyvos sluoksnį
dengiančio tolyginio raibuliavimo fone, kad gautąjį vaizdą
galima net nufotografuoti.
„Peršviesti" ultragarsu galima metro ir didesnio storio
metalo sluoksnį, — tat visiškai neįmanoma šviečiant Rent-
geno spinduliais; tuo būdu nustatomi labai smulkūs — iki
vieno milimetro dydžio — nevienalytiškumai. Neabejotina,
kad ultragarso virpesiai turi dideles perspektyvas.
283"
Liliputų ir Gulivero balsai
Tarybiniame filme „Naujasis Guliveras" liliputai kalba
aukštais balsais, atitinkančiais jų mažas gerkles, o milži-
nas — Petia — žemu balsu. Filmuojant už liliputus kalbėjo
suaugę artistai, o Petią vaidino vaikas; kuriuo gi būdu buvo,
pasiekta reikiamo balsų tono pakeitimo? Aš buvau labai
nustebintas, kai režisierius Ptuško man pareiškė, kad fil-
muojant artistai kalbėjo natūraliais balsais; o tono pakeiti-
mo filmavimo metu buvo pasiekta originaliu būdu, pagrįstu
fizinėmis garso savybėmis.
Norėdamas padaryti liliputų balsus aukštus, o Gulivero
balsą — žemą, filmo režisierius užrašinėjo liliputus vaidinu-
sių artistų balsus s u l ė t i n t a i slenkant kaspinui, o Pe-
tios balsą, priešingai, kaspinui judant p a g r e i t i n t a i .
Ekrane filmas projektuojamas normaliu greičiu. Nesunku
suprasti, kas iš to turi išeiti. Liliputų balsai klausytojo gir-
dimi s u d a ž n i n t u , palyginus su normaliuoju garso vir-
pesių tempu; dėl to jų tonas turi pasidaryti a u k š t e s n i s .
. O Petios balsas, priešingai, girdimas s u l ė t i n t u virpe-
sių tempu ir, vadinas, turi įgauti ž e m e s n į toną. Rezul-
tatas, buvo tas, kad liliputai „Naujajame Gulivere" kalba
visa kvinta a u k š t e s n i u balsu už normalaus suaugusio
žmogaus balsą, o pats Guliveras — Petia — kvinta ž ε-
πί i a u normalaus tono.
Taip savotiškai buvo pavartotas „laiko lęšis" gar-
sui. Sis reiškinys dažnai pastebimas, kai patefono plokšte-
lė yra griežiama didesniu arba mažesniu už normalųjį
(78 apsisuk./min.) greičiu.
Kam dienraštis išeina du kartus per dieną?
Dabar panagrinėsime klausimą, kuris, pirmu pamatymu,
jokio ryšio nei su garsu, nei apskritai su fizika neturi. Ta-
čiau prašysiu atkreipti į jį dėmesį: jis padės jums lengviau
išsiaiškinti tolesnius klausimus.
284"
Tikriausiai, jau esate susidūrę su šiuo uždaviniu viena-
me iš jo gausių variantų. Iš Leningrado į Vladivostoką
kiekvieną vidurdienį išeina traukinys (taip nėra, bet įsi-
vaizduokite, kad taip gali būti). Ir kiekvieną vidurdienį iš
Vladivostoko į Leningradą irgi išeina traukinys. Kelionė
trunka, leiskime, 20 dienų. Klausiama: kiek tolimos kelionės
traukinių sutiksime, keliaudami iš Vladivostoko į Lenin-
gradą?
Dažniausiai atsakoma: 20. Taip atsakė netgi kai kurie
mokslininkai, kai matematikų suvažiavime vienas jų pusry-
čių metu pasiūlė likusiems šį uždavinį. Tačiau tas atsaky-
mas neteisingas: jūs sutiksite ne tik tuos 20 traukinių, ku-
rie išeis iš Leningrado p o jūsų išvykimo, bet ir tuos 20,
kurie jūsų išvykimo momentu jau buvo kelyje. Taigi, teisin-
gas atsakymas 40, o ne 20.
Toliau. Kiekvienas Leningrado traukinys veža naujus
centrinių laikraščių numerius. Ir jei domins jus Leningrado
naujienos, žinoma, stotyse stropiai pirksite laikraščius. Kiek
naujų laikraščių numerių nusipirksite per 20 kelionės dienų?
Jūs lengvai randate teisingą atsakymą: 40. Juk kiekvie-
nas jūsų sutinkamas traukinys veža naujus numerius, o ka-
dangi sutiksite 40 traukinių, tai perskaitysite taipogi 40 nu-
merių! Keliaujate viso 20 dienų, — vadinas j ū s s k a i t y -
s i t e d i e n r a š t į d u k a r t u s p e r d i e n ą .
Išvada truputį netikėta, ir, tur būt, ne iš karto patikė-
tumėte ja, jei praktikoje nebūtų pasitaikę įsitikinti jos tei-
singumu. Prisiminkite kad ir tai, jog dviejų dienų kelionės
iš Sevastopolio į Leningradą metu suspėdavote perskaityti
Leningrado laikraščius ne už d v i , o už k e t u r i a s die-
nas: tuos du numerius, kurie jau buvo išėję Leningrade jūsų
išvykimo momentu ir dar du numerius, kurie išeina iš spau-
dos per dvi kelionės dienas.
Taigi, jau žinote, kam centriniai dienraščiai išeina du
kartus per dieną: visų į sostinę važiuojančių traukinių ke-
leiviams.
285"
Garvežių švilpukų uždavinys
Jeigu turite gerą muzikinę klausą, tai, tur būt, būsite
pastebėję, kaip kinta garvežio švilpuko tonas (ne garsumas,
o kaip tik t o n a s , jo aukštis), kai priešais einantis trauki-
nys pralekia pro jūsiškį. Kol abu traukiniai artėjo, tonas
buvo žymiai a u k š t e s n i s už tą, kurį girdite, kai trauki-
niai tolsta vienas nuo kito. Jei traukiniai eina greitai
(50 km per valandą), tai garso aukščio skirtumas sudaro be-
veik visą toną.
Kodėl taip vyksta?
Bus nesunku suvokti priežastį, jei atsiminsite, kad tono
aukštis priklauso nuo virpesių skaičiaus; sugretinkite tai su
tuo, ką sužinojote nagrinėdami pirmesnįjį uždavinį. Sutikto-
jo traukinio švilpukas visą laiką leidžia tą patį tam tikro
virpesių skaičiaus garsą. Bet jūsų ausį, priklausomai
nuo to ar važiuojate priešais, ar stovite vietoje, ar tols-
tate nuo virpesių šaltinio, pasiekia skirtingas virpesių
skaičius.
Ir panašiai, kaip važiuodami į Leningradą, skaitote
dienraštį dažniau negu vieną kartą per dieną, taip ir čia,
artėdami prie garso šaltinio, sugaunate virpesius d a ž-
n i a u , n e g u j i e i š e i n a i š g a r v e ž i o š v i l p u k o .
Bet čia jau nebesamprotaujate: jūsų ausin patenka padidin-
tas virpesių skaičius, — ir betarpiškai g i r d i t e a u k š -
t e s n į t o n ą . Toldami gaunate mažesnį virpesių skai-
čių — ir girdite ž e m e s n į t o n ą .
Jei šis paaiškinimas negalutinai įtikino jus, pamėgin-
kite betarpiškai pasekti (žinoma, mintyse), kaip sklinda
garso bangos iš garvežio švilpuko. Pradžioje panagrinėkite
n e j u d a n t į garvežį (159 pav.). Švilpukas sukelia oro
bangas; mes, paprastumo dėlei, panagrinėsime tik 4 ban-
gas (žr. viršutinę banguotą liniją): iš nejudančio garvežio
per kurį nors laiko tarpą jos suspės pasklisti tuo pačiu atstu-
mu visomis kryptimis. Banga Nr. 0 pasieks stebėtoją A per
286"
tą patį laiką, kaip ir stebėtoją B\ paskui abu stebėtojus vienu
laiku pasieks banga Nr. 1, Nr. 2, paskui Nr. 3 ir 1.1. Abiejų
stebėtojų ausys per sekundę gauna tą patį virpesių skaičių,
ir todėl abu išgirs vienodą toną.
Kitas reikalas, jei švilpiąs garvežys juda iš β į Л (apa-
tinė banguota linija). Tegu tam tikru momentu švilpukas
159 pav. Garvežių švilpukų uždavinys. Viršuje nejudančio, apačioje — iš kairės j dešinę judančio garvežio skleidžiamos garso bangos
yra taške C', o per tą laiką, per kurį jis išleido keturias
bangas, jis suspėjo pasiekti tašką D.
Dabar palyginkite, kaip sklis garso bangos. Banga Nr. O,
išėjusi iš taško C', vienu laiku pasieks abu stebėtojus A' ir
B'. Bet ketvirtoji banga, susidariusi taške D, pasieks juos
jau nebe vienu laiku: kelias DA' mažesnis už kelią DB', ir
todėl tašką A' ji pasieks anksčiau negu B'. Tarpinės ban-
gos — Nr. 1 ir Nr. 2 — irgi į B' ateis vėliau negu į A',
bet pavėlavimas bus mažesnis. Kas gi susidaro? Stebėtoją
taške A' garso bangos pasieks d a ž n i a u negu stebėtoją
taške B'·, pirmasis išgirs a u k š t e s n į t o n ą negu'antra-
287"
sis. Drauge su tuo — kaip lengva matyti iš brėžinio —
taško A' kryptimi sklindančių bangų ilgis bus atitinkamai
trumpesnis negu sklindančių į B'
Doplerio reiškinys
Reiškinys, kurį ką tik aprašėme, buvo atrastas fiziko
Doplerio ir amžiams liko susijęs su šio mokslininko vardu.
Jis pastebimas ne tik garso, bet ir šviesos reiškiniuose, nes
šviesa irgi sklinda bangomis. Bangų sudažnėjimas (garso
bangų atveju suvokiamas kaip tono pakilimas) akiai atrodo
s p a l v o s pakitimu.
Doplerio taisyklė duoda astronomams stebuklingą prie-
monę ne tik nustatyti, ar žvaigždė artėja į mus, ar nuo mūsų
tolsta, bet leidžia netgi išmatuoti tokio pasislinkimo greitį.
č ia astronomui ateina į pagalbą spektro juostoje pasi-
skirsčiusių tamsių linijų pasislinkimas į šalį. Atidus tyrinė-
jimas, į kurią pusę ir kiek pasistūmėjo tamsiosios linijos
dangaus šviesulio spektre, leido astronomams padaryti visą
eilę nuostabių atradimų. Pavyzdžiui, pasinaudoję Doplerio
reiškiniu, dabar žinome, kad ryški žvaigždė Sirijus kiek-
vieną sekundę tolsta nuo mūsų 75 km. Ta žvaigždė yra
tokiame neįsivaizduojamai dideliame atstume nuo mūsų, kad
nutolimas netgi per milijardus kilometrų žymiau nepakeičia
jos regimojo ryškumo. Tur būt, niekuomet nebūtume suži-
noję apie šio šviesulio judesį, jei mums nebūtų padėjęs Dop-
lerio reiškinys.
Nuostabiai akivaizdžiai šis pavyzdys parodo, kad fizika
iš tiesų yra v i s k ą a p i m ą s mokslas. Nustačiusi dėsnį
g a r s o bangoms, turinčioms keleto metrų ilgį, ji taiko jį
1 Reikia turėti galvoje, kad banguotos linijos brėžinyje visiškai
neatvaizduoja garso bangų f o r m o s : oro dalelių virpėjimas vyksta
i š i l g a i garso sklidimo krypties, o ne skersai. Bangos čia pavaiz-
duotos s k e r s i n ė s tiktai vaizdumo dėlei.
288"
nepaprastai trumpoms š v i e s o s bangoms, vos keleto
dešimttūkstantųjų milimetro dalių ilgio bangoms ir panau-
doja šias žinias gigantiškų saulių veržliems judesiams ne-
įtikimuose visatos toliuose matuoti.
Vienos pabaudos istorija
Kai Dopleris pirmą kartą (1842 m.) surado, jog tarpu-
savis stebėtojo ir garso arba šviesos šaltinio artėjimas arba
atitolimas privalo sukelti suvokiamą garso arba šviesos
bangų ilgio kitimą, jis pareiškė drąsią mintį, kad kaip tik
tai sudaro žvaigždžių spalvos priežastį. Visos žvaigždės,
manė jis, pačios savaime baltos spalvos; o daugelis jų atro-
do spalvotos todėl, kad jos mūsų atžvilgiu greitai juda.
Greitai artėjančios baltos žvaigždės siunčia Žemės stebėto-
jui sutrumpintas šviesos bangas, sukeliančias žalios, žydros
arba violetinės spalvos įspūdį; priešingai, greitai tolstan-
čios baltos žvaigždės atrodo mums geltonos arba raudonos.
Tai buvo originali, bet be abejonės klaidinga mintis. Vi-
sų pirma, kad akis galėtų pastebėti žvaigždžių spalvų pa-
sikeitimą, reikėtų žvaigždėms priskirti milžiniškus greičius,
siekiančius dešimtis tūkstančių kilometrų per sekundę. Bet
ii to dar nepakaktų: reikalas toks, kad tuo pačiu metu, kai,
pavyzdžiui, žydrieji artėjančios baltos žvaigždės spinduliai
virsta violetiniais, žali spinduliai virsta žydrais, ultravio-
letinių vietą užima violetiniai, raudonųjų — infraraudonie-
ji; žodžiu, baltosios šviesos sudėtinės dalys visos pasilieka,
tad, nepaisant bendro visų spektrų spalvų pasistūmėjimo,
akis neturėtų pastebėti jokio spalvos pasikeitimo.
Kitas reikalas — tamsiųjų linijų pasistūmėjimas stebė-
tojo atžvilgiu judančių žvaigždžių spektre: šiuos pasistū-
mėjimus lengva nustatyti tiksliais instrumentais, ir tat lei-
džia spręsti apie žvaigždžių judesį regėjimo spindulio link-
me. (Geras spektroskopas nustato žvaigždės greitį, lygų
netgi 1 km per sekundę.)
289"
Doplerio klaidą atsiminė šių laikų fizikas Vudas, kai
polismenas kartą norėjo uždėti jam pabaudą už tai, kad jis,
nepaisydamas raudono ženklo, nesustabdė savo greitai du-
miančio automobilio. Vudas, kaip pasakoja, ėmė tuomet įti-
kinėti tvarkos saugotoją, kad greitai važiuojant signalo link,
raudona spalva atrodo žalia. Polismenas, jei būtų daugiau
mokėjęs fizikos, būtų galėjęs apskaičiuoti, kad mokslininko
žodžiams pateisinti automobilis būtų turėjęs dumti visiš-
kai neįtikimu 135 milijonų kilometrų per valandą greičiu.
Stai tas apskaičiavimas. Jei raide I pažymėti šaltinio
(šiuo atveju — signalinio žibinto) skleidžiamų šviesos ban-
gų ilgį, raide I' — stebėtojo (profesoriaus automobilyje)
sugaunamų bangų ilgį, raide v — automobilio greitį, o rai-
de c — šviesos greitį, tai teorijos nustatytasis sąryšis tarp
tų dydžių yra toks:·
Žinodami, kad pati trumpiausia, raudoną spalvą atitinkanti,
banga lygi 0,00063 mm, o pati ilgiausia žalios spalvos
banga lygi 0,00056 mm, įstatome šias reikšmes į formulę;
šviesos greitis mums irgi žinomas: 300 000 km/sek. Gau-
name:
290
iš kur automobilio greitis:
arba 135 000 000 kilometrų per valandą. Tokiu greičiu va-
žiuodamas, Vudas per valandą su trupučiu būtų nutolęs
nuo polismeno toliau, negu iki Saulės. Kalbama, kad jį
vis dėlto nubaudė už „leidžiamo greičio peržengimą".
Garso greičiu
Ką išgirstumėte, jei garso greičiu toltumėte nuo grie-
žiančio orkestro?
Žmogus, važiuojąs pašto traukiniu iš Leningrado, mato
visose stotyse laikraščių pardavėjus turint tuos pačius laik-
raščių numerius — būtent tuos, kurie išėjo jo išvykimo die-
ną. Tai ir suprantama, todėl kad laikraščių numeriai vyksta
drauge su keleiviu, o nauji laikraščiai vežami iš paskos ei-
nančiais traukiniais. Šiuo pagrindu galima būtų, atrodo,
spręsti, kad, garso greičiu toldami nuo orkestro, mes visą
laiką girdėsime tą pačią gaidą, kurią orkestras paėmė mūsų
judesio pradiniu momentu.
Tačiau šis sprendimas neteisingas; jei tolstate garso
greičiu, tai garso bangos, pasilikdamos jūsų atžvilgiu ra-
mybėje, visiškai neveikia jūsų būgnelio plėvelės ir, tokiu
būdu, negalite girdėti jokio garso. Manysite, kad orkestras
nustojo griežęs.
Bet kodėl palyginimas su laikraščiais davė kitą atsaky-
mą? O tik todėl, kad šiuo atveju neteisingai sprendėme iš
panašumo (iš analogijos). Keleivis, visur atrasdamas tuos
pačius laikraščių numerius, įsivaizduos (t. y. galėtų įsivaiz-
duoti, jei užmirštų savo judėjimą), kad naujų numerių lei-
dimas sostinėje nuo jo išvykimo dienos visiškai sustojo.
Jam laikraščių leidyklos būtų nutraukusios savo veiklą,
kaip nustojo gyvavę garsai judančiam klausytojui.
įdomu, kad šį klausimą spręsdami gali kartais susipai-
nioti netgi mokslininkai, — nors, iš esmės, jis ne toks jau
sudėtingas. Ginčydamasis su manimi -— buvau tada dar
moksleivis — vienas, dabar jau miręs, astronomas nesutiko
su tokiu ką tik nagrinėto uždavinio sprendimu ir teigė, kad
toldami garso greičiu privalome visą laiką girdėti tą patį
toną. Jis įrodinėjo savo teiginį tokiu samprotavimu (duodu
jo laiško ištrauką):
„Tegu skamba tam tikro aukščio gaida. J i skambėjo
taip iš senų laikų ir skambės neribotai. Erdvėje išmėtyti
292"
stebėtojai girdi ją nuosekliai ir, leiskime, nesilpnėjamai. Ko-
dėl gi negalėtumėte jos girdėti, jei garso arba netgi min-
ties greičiu persikeltumėte į bet kurią tų stebėtojų vietą?"
Lygiai taip pat jis įrodinėjo, kad šviesos greičiu nuo
žaibo tolstąs stebėtojas visą laiką nenutrūkstamai matys ią
žaibą:
„Įsivaizduokite sau, — rašė jis man, — nenutrūkstamą
eilę akių erdvėje. Kiekviena jų gaus šviesos įspūdį po pir-
mesnės; įsivaizduokite, kad galite mintyse paeiliui pabūti
kiekvienos tų akių vietoje, — ir aišku, jūs visą laiką maty-
site žaibą".
Suprantamas daiktas, nei vienas nei kitas tvirtinimas
neteisingas: nurodytomis sąlygomis neišgirsime garso ir
nepamatysjme žaibo. Tatai matyti, beje, iš formulės 290 psl.;
jei joje įrašysime vietoj v = — c, tai pagaunamos bangos
I1 iigis bus begalinis, o tai tolygu bangų nebuvimui.
„Įdomioji fizika" baigta.
Jeigu ji sužadino skaitytojo norą arčiau susipažinti su
neaprėpiama to mokslo sritimi, iš kurios pasemta šita mar-
ga sauja paprasčiausių žinių, tai autoriaus uždavinys įvyk-
dytas, tikslas pasiektas, ir su pasitenkinimo jausmu jis deda
paskutinį tašką po žodžio „pabaiga".
SIMTAS KLAUSIMŲ
ANTRAJAI „[DOMIOSIOS FIZ IKOS" KNYGAI
1. Ar galima iš oro pūslės pastebėti, kaip sukasi Žemės
rutulys?
2. Ar lakūno skridimo metu paleistas iš rankų akmuo
krinta stačiai žemyn?
3. Ar galima taip padaryti, kad keleiviai be pavojaus iš-
eitų iš greitai einančio traukinio?
4. Kai ledpiovis pirmagaliu trumpina ledą, ar jo veiks-
mas yra lygus ledo atoveiksmiui?
5. Kodėl raketa kyla? Ar pakiltų uždegta raketa beorėje
erdvėje?
6. Ar yra gyvių, judančių raketos principu?
7. Ar visuomet priešingomis linkmėmis atkreiptos jė-
gos neduoda kūnui jokio judesio?
8. Kodėl skliautas tvirtesnis už plokščias lubas?
9. Kokiu būdu vėjas stumia burinę valtį?
10. Ar įmanoma, turint ilgą svertą ir atramos tašką,
pakelti Žemės rutulį?
11. Kuo paaiškinama tai, kad mazgas tvirtai laiko juo
surištas virves?
12. Ar būtų galima panaudoti mazgus, jei nebūtų trin-
ties?
13. Nurodykite trinties nebuvimo gerąsias ir blogąsias
puses?
20 įdomioji fizika II kn, 294
14. Kai grindims šveisti šepetys yra pusiausvyroje ant
kėdės nugarėlės, kuri jo dalis sunkesnė: trumpoji
ar ilgoji?
15. Kodėl nevirsta besisukantis vilkutis?
16. Kada vanduo neišsipila iš apverstos stiklinės?
17. Kada laisvas rutulys nerieda žemyn nuožulniąja
plokštuma?
18. Kur svorio jėga yra didesnė: Leningrade ar
Maskvoje?
19. Kodėl nepastebime kambario daiktų tarpusavės
traukos?
20. Kokio ilgio šuolį galėtumėte padaryti Mėnulyje?
21. Į kokį aukštį išlėktų Mėnulyje šiuolaikinio šautuvo
kulka, iššovus ją į viršų? Kulkos pradinis greitis
900 mjsek:.
22. Jei pragręžtume Žemės rutulį išilgai skersmens ir
į susidariusią kiaurąją šachtą įmestume svarstį, kur
jis sustotų nesant oro pasipriešinimo?
23. Kaip reikia iškasti tunelį pro kalną, kad lietaus van-
duo jo neužtvindintų?
24. Ar galima taip išmesti kūną nuo Žemės, kad jis ne-
nukristų ant Žemės paviršiaus?
25. Kokiuose vandenyse TSRS teritorijoje neskęsta netgi
nemokąs plaukti žmogus?
26. Kaip ledlaužis triuškina ledą?
27. Ar pasiekia vandenyno dugną paskendę laivai?
28. Kokiu fizikos dėsniu buvo pagrįstas „Sadko" iškė-
limas?
29. Kas į rusų kalbą įvedė žodžius „gaz", „materija",
„atmosfera", „barometras"?
30. Kokia yra „baseino uždavinio" esmė, ir ar teisingai
Ц uždavinį sprendžia mokykliniai aritmetikos va-
dovėliai?
31. Ar galima taip įrengti, kad skystis tekėtų iš indo
nesilpnėjančia srove?
£94
32. Ar pertrūkių „Magdeburgo pusrutuliai", jei juos
iš kiekvienos pusės trauktų ne 8 arkliai, o 8 dramb-
liai, — skaitant, kad dramblys penkis kartus stip-
resnis už arklį?
33. Kuo paaiškinamas pulverizatoriaus veikimas?
34. Kodėl du šalia plaukiantieji laivai traukia vienas
kitą?
35. Kokią reikšmę žuvies plaukiojimui turi jos pūslė?
36. Kokias dvi skysčių tekėjimo rūšis skiria fizika?
37. Kodėl dūmai iš fabriko dūmtraukio kyla kamuo-
liais?
38. Kodėl vėliava vėjyje plazda?
39. Kodėl dykumos smėlyje susidaro bangos?
40. Kiek metrų reikia pakilti atmosferoje, kad jos slėgis
sumažėtų tūkstantadaliu?
41. Ar pritaikomas Marioto dėsnis orui, suspaustam
500 atmosferų?
42. Ar vėjuotą dieną termometras rodo žemesnę tem-
peratūrą, negu rodytų nesant vėjo?
43. Kodėl vėjuotame ore šaltį sunkiau pakelti negu ra-
miame?
44. Ar visuomet karštyje vėjas atvėsina?
45. Kuo pagrįstas aušinančių ąsočių veikimas?
46. Kaip nevartojant ledo įrengti šaldomąją spintą?
47. Ar gali mūsų organizmas pakelti 100° karštį?
48. Kodėl 36° kaitra Taškente pakeliama lengviau, ne-
gu 24° karštis Leningrade?
49. Kam reikalingas stiklas žibalinei lempai?
50. Kodėl degimo produktai negesina žibalinės lempos
arba žvakės liepsnos?
51. Kaip degtų lempa, jei nebūtų svorio jėgos?
52. Kaip kaistų ant primuso vanduo, jei nebūtų svorio?
53. Kodėl vanduo gesina ugnį?
54. Kuo pagrįstas stepių gaisro gesinimas padegant
žolę?
295"
55. Ar užvirs grynas vanduo inde, kuris kaitinamas ver-
dančiu vandeniu?
56. Ar užšals vanduo butelyje, panardintame į vandens
ir ledo mišinį?
57. Ar gali vanduo virti kambario temperatūroje?
58. Kaip termometru nustatomas atmosferos slėgis?
59. Ar gali buti karštas ledas?
60. Kokie magnetai stipresni: natūralūs ar dirbtiniai?
61. Kurie metalai, be geležies, yra magneto traukiami?
62. Ar yra metalų, kuriuos stiprus magnetas stumtų?
63. Ar veikia magnetas skysčius ir dujas?
64. Kaip taikomas technikoje magneto veikimas elektros
lankui?
65. Kas traukia stipriau: magnetas geležį ar geležis
magnetą?
66. Koks jutimų organas junta magneto jėgos veikimą?
67. Ar galima elektromagnetiniu keliamuoju kranu pa
kelti įkaitusius gelžgalius?
68. Kodėl auksiniam laikrodžiui kenkia priartinimas prie
stipraus magneto? Kokiam laikrodžiui jis nekenks-
mingas?
69. Kas tai yra radžio laikrodis? Ar galima jį pavadinti
„amžinuoju varikliu"?
70. Kokiu būdu, remiantis radioaktyviu irimu, nustato-
mas mineralų senumas ir Žemės amžius?
71. Kodėl paukščiai be pavojaus tupia ant aukštos įtam-
pos elektros laidų?
72. Kiek laiko trunka žaibas?
73. Kuriuo kampu vienas kito atžvilgiu reikia pastatyti
du veidrodžius, kad daiktas duotų juose septynis at-
vaizdus?
74. Koks skirtumas tarp saulės variklio ir saulės kai-
tintuvo?
75. Kas tai yra '„heliotechnika"?
296"
76. Kodėl žuvų akių lęšiukas apvalus?
77. Ar galima pasinėrus į vandenį skaityti knygos raštą?
78. Kas po vandeniu geriau įžiūri daiktus: naras su šal-
mu ant galvos ar žmogus, pasinėręs be šalmo?
79. Ar gali abipus iškilas lęšis būti mažinamasis stik-
las? O abipus įgaubtas — didinamasis stiklas?
80. Kodėl tvenkinio dugnas akiai atrodo pakeltas?
81. Kas yra „ribinis kampas"?
82. Kas yra „visiškas atspindys"?
83. Ar naudinga žuvims jų sidabrinė spalva?
84. Kas yra „akloji dėmė" mūsų akyje? Kaip galima įsi-
tikinti jos buvimu?
85. Kas yra „regėjimo kampas"?
86. Kokiame atstume nuo akies reikia laikyti vienos
kapeikos monetą, kad ji kaip tik uždengtų Mėnulio
pilnatį?
87. Kiek plačiai išsiskečia Γ kampo kraštinės 10 metrų
nuotolyje nuo viršūnės?
88. Jupiterio skersmuo apytikriai 10 kartų didesnis už
Žemės skersmenį. Kokiame atstume nuo mūsų yra ta
planeta, kai jos diskas matomas 40" kampu?
89. Kaip reikia suprasti posakius: „mikroskopas didina
300 kartų"; „teleskopas priartina 500 kartų"?
90. Kodėl automobilio ratai kino filme dažnai sukasi
atgal, kai automobilis dumia pirmyn?
91. Ar galima taip padaryti, kad greitai besisukąs skri-
dinys mūsų akiai atrodytų nejudamas?
92. Ar teisybė, kad kiškis nepasukdamas galvos mato
užpakalyje esančius daiktus?
93. Ar tiesa, kad „naktį visos katės pilkos"?
94. Kas sklinda greičiau: radijo signalas ar garsas ore?
95. Kas juda greičiau: šautuvo kulka ar šūvio garsas?
96. Kokių garso virpesių nesuvokia mūsų ausis?
297"
97. Ar vartojami technikoje begarsiai garsai?
98. Kas yra „garsinis debesis"?
99. Kaip keičiasi artėjančio garvežio švilpuko tonas?
100. Ką girdėtume, toldami nuo orkestro garso greičiu?
KĄ SKAITYTI TOLIAU
„[domioji fizika" parašyta ne tam, kad smalsaus proto skaitytojas
liktų patenkintas. Priešingai, ji stengiasi sužadinti pažinimo troškimą,
sukelti norą toliau skaityti. Tikiuos, kad mano knyga tą tikslą pasiekė
ir todėl duodu čia sąrašą visiems prieinamų knygų, kurios įves skai-
tytoją j fizikos sritį giliau, negu galėjo tai padaryti duotasis veikalas.
S G i 1 j o m. Vvedenije v mechaniku (yra keli leidimai rusų
kalba).
G. T i m e r d i n g. Zakony padenija.
K. L. B a j e v . Vsemirnoje tiagotenije, 1936
N. T i u r i n. V poiskach točnosti, 1935.
A. P a v š a. Centrobežnaja sila, 1930.
Dž. P e r r i. Vraščajuščijsia volčok, 1936.
F. I c h a r-R u b i n e r. Večnyj dvigatelj.
N. A n d r e j e v. Zakon sochranenija energiji, 1920.
J. P e r e 1 m a n. Zanimatelnaja mechanika.
M. J. P i o t r o v s k i j. Po promyšlennym masterskim. I dalis. Ra-
boty po derevu. StoIiarnoje i tokarnoje delo, rezjba i dolblenije, 1926.
U dalis. Raboty po metallu. Kuznečnoje, slesarnoje i žestianickoje
delo, 1927.
D. D. B i z i u k i n. Na železnodorožnoi stanciji, 1924.
Т. В е к . Očerki po istoriji mašinostrojenija, 1933.
G. D i 1 j s. Antičnaja technika, 1934.
O. A. R i v o š . Teoretičeskaja mechanika, 1936.
A. R y k o v l e v. Vodiannyje dvigateli i elektrifikacija, 1928.
T. B o b r i c k i j. Zavojevanije glubin, 1934
V. D e m b o v e c k i j. Kratkaja teorija korablia, 1932.
L. A n t o n o v. Noveišije navigacionnyje instrumenty, 1934.
V. S u 1 e i k i n. Fizika moria.
C. B o i s. Mylnyje puzyri, 1922.
P. S i r m a n o v . Kurs aerodinamiki, 1936.
299"
B. V a s i I j e v. Aeronavtika, 1930.
K. V e i g e l i п. ZanimateInaja aviacija, 1934.
G M i k 1 a š e v s k i j. Sputnikjunogo aviastroitelia, 1936.
K l a d o i S v i a t s k i j. ZanimateInaja meteorologija, 1934.
C. P. D a r l i n g . Kapli, ich obrazovanije i dviženije, 1937.
M. S a sk o I s k a j a. KristaIIy, 1945.
N. K a 1 i t i n. Osnovy fiziki atmosfery, 1935.
K. L e o n t j e v. Temperatūra i ejo izmerenije, 1918.
N. L a m b i n. Termometry1 1933.
B V e i n b e r g Sneg, inei, grad, Iiod i ledniki, 1936.
To p a t i e s . SoInce — istočnik mechaničeskoi i teplovoi energi-
ji, 1934.
T. K a m e n š č i k o v. Parovyje mašiny, 1926.
S. B a r a n o v . Deistvujuščije modeli teplovych mašin, 1936.
V. V i n o g r a d o v . Fizičeskije principy ustroistva priborov otop-
lenij a, 1927.
B. V v e d e n s k i j. Postojannyje magnity i ich izgotovlenij'e, 1922.
D. S a c h a r o v . V pomoščj tem, kto „plocho ponimaet" elektri-
čestvo, 1931.
To p a t i e s . Električeskaja lampočka i fizičeskije opyty s ne-
ju, 1932.
V. Z i b e r. Zagadki električestva, 1926.
D. G a 1 a n i n. Telegraf, 1929.
V. F r i d m an. Električeskoje osveščenije, 1926.
To p a t i e s . Električeskij tramvai, 1926.
A. K u l a k o v. Groza, grad i zaščita ot nich, 1931.
y . B r e g g. Mir sveta, 1935.
R. C h a u s t e n. Svet i cveta, 1935.
N. N j u b e r g. Kurs cvetovedenija, 1932.
L. B e 1 k i n d. Načatki svetotechniki, 1935.
M. L e k i š . Svet i rabota, 1934.
J. P e r e I m a n . Obmany zrenija, 1924.
V. C h a n e v s k i j. Svetovyje javlenija v atmosfere, 1930.
V. B r e g g. Mir zvuka, 1927.
A. V u d. Zvukovyje volny i ich primenenija, 1934
S. R ž e v k i n. Metody issledovanija šumov.
To p a t i e s . SIuch i rečj, 1928.
V. B r e g g. V mire atomov i molekul, 1926.
D. T o m so n. Atom, 1932.
L. B o g o j a v 1 e n s k i j. Radij1 kak ego dobyvajut i izmeriajut,
1933
J. P e t r i a n o v . Kak izmerili atom, 1935.
300"
A. K a z a č e n k o . Elektron, 1934.
О. C h v о 1 s o n. Fizika našich dnei, 1932.
V. B re g g. Staraja technika i novyje znanija, 1928.
M. P i o t r o v s k i j. Fizika v letnich ekskursijach, 1922.
T o p a t i e s . Fizika na atkrytom vozduche, 1924.
V. Z i b e r . Zivyje zadači po fizike (2 dalys), 1925 ir 1926.
V. V n u k o v. Fizika i oborona strany, 1934.
J. P e r e 1 m a n. Fizika na každom šagu, 1936.
To p a t i e s . Znajete Ii vy fiziku? 1935.
D. B l o c h i n c e v . Cto takoję teorija otnositelnosli, 1936.
V. N. B a k u š i n s k i j . Teorija otnositelnosti, 1936.
Iš fizikos kursų, pilnesnių už mokyklinius vadovėlius, bet vis dėl
to suprantamų skaitytojui su vidutiniu pasiruošimu, nurodysiu Dobron
ravovo, Frederikso, Piorovskio, Berlinerio, Sonderso, Grimzelio ir Noul
tono vadovėlius. Iš uždavinynų vertas ypatingo dėmesio Cingerio „Za
dači i voprosy po fizike".
Žurnalai: „Matematika i fizika v škole". „Nauka i žiznj". „Tech
nika — molodioži".
T U R I N Y S
Autoriaus pratarmė tryliktam leidimui . . . . 3
Pirmasis skyrius. Pagrindiniai mechanikos dėsniai . Б
Pigiausias būdas keliauti . . . . 5 „Zeme, sustoki" . . . . 7 Laiškas iš lėktuvo . . . . 10 Bombų mėtymas . . . . . 11 Nesustojamas geležinkelis . 12 Ateities gatvės 15 Priemonė apsisaugoti nuo katastrofų . 16 Nesuvokiamas dėsnis 16 Kodel žuvo karžygis Sviatogoras? 19 Ar galima judėti be atramos? . . . 19 Kodėl lekia raketa? . 20 Kaip juda sepija? . . . . 2 4 Raketa į žvaigždes . . 25
Antrasis skyrius. Jėga. Darbas. Trintis . 27
Gulbės, vėžio ir lydekos uždavinys . 27 Priešingai Krylovui 29 Ar lengva suspausti kiaušinio kiautą? . 31 Iškeltomis būrėmis prieš vėją 34 Ar Archimedas būtų galėjęs pakelti Zemę? 35 Žiulio Verno stipruolis ir EuIerio formulė . 38 Nuo ko priklauso mazgų tvirtumas . . . 41 Jei nebūtų trinties , 4 1 „Celiuskino" katastrofos fizikinė priežastis 43 Pusiausvyroje išsilaikanti lazda . . . 46
Trečiasis skyrius. Judesys apskritimu . . . 49
Kodėl nevirsta besisukantis vilkelis? . . . 49 Zonglieravimo menas . . 51 Naujas Kolumbo uždavinio sprendimas . 53 Panaikintas svoris . . , 54 Jūs Galilėjaus rolėje . . . . . . 56 Mano ginčas su jumis . . . 5 8 Mūsų ginčo finalas . . . . . 59 . „Užburtame" rutulyje . . 6 0 Skystas teleskopas . . . 64
303
,.Velnio kilpa" . . . . 66 Matematika cirke . 67 Svorio trūkumas 70
Ketvirtasis skyrius. Visuotinė trauka 72
Ar didelė traukos jėga? 72 Plieninis lynas nuo Žemės ligi Saulės . . 75 Ar galima pasislėpti nuo traukos jėgos? . . 76 Kaip išskrido j Mėnulį Uelso herojai? 78 Pusvalandis Mėnulyje . . . . . . 78 Šaudymas Mėnulyje . 80 Bedugniame šulinyje . 82 Pasakiškas kelias . . . 84 Kaip kasami tuneliai? . . . . . . 86
Penktasis skyrius. Kelionė patrankos sviedinyje 88
Niutono kalnas . . . 8&
Fantastinė patranka . . 90 Sunkioji skrybėlė 91 Kaip susilpninti sukrėtimą? . 92 Matematikos bičiuliams . . . 94
šeštasis skyrius. Skysčių ir dujų savybės 96
Jūra, kurioje negalima nuskęsti . 96 Kaip dirba ledlaužis? . 9 9 Kur guli paskendę laivai? 101 Povandeniniai fabrikai 103 Kaip įgyvendintos Žiulio Verno ir Uelso svajonės . 104 Kaip buvo iškeltas „Sadko"? . . . . 108 .,Amžinasis" vandens variklis 110 Kas sugalvojo žodžius „gaz" (dujos) ir „atmosferą"? . . 112 Lyg ir paprastas uždavinys . . 113 Uždavinys apie baseiną . . . 114 Nuostabusis indas . . . '116 Oro krovinys 117 Naujieji Herono fontanai . . . . . . 121 Apgaulingi indai 123 Kiek sveria vanduo apverstoje stiklinėje? . 124 Kodėl laivai traukia vienas kitą? . . . 125 Bernulio principas ir jo pasekmės . 128 Žuvies pūslės paskirtis . . 131 Bangos ir sūkuriai 134 Kelionė į Žemės gelmes . . . . . . 138 Fantazija ir matematika 140 Giliausioje pasaulyje šachtoje . 143 Stratostatais į aukštybes . . . . 145
Septintasis skyrius. Šiluminiai reiškiniai 148
Vėduoklė 148 Kodėl vėjui pučiant šalčiau? 149 Karštas dykumos dvelkimas . . . 1 5 0 Ar Šildo šydas? . . . 151 Aušinantieji ąsočiai 151
304
Ledainė be ledo . . 153 Kokį karštį įstengiame pakelti? . . 153 Termometras ar barometras? . . 155 Kam reikalingas lempos stiklas? . . . 156 Kodėl liepsna pati savaime negęsta? . . . . . 1 5 7 Trūkstamasis skyrius Žiulio Verno romane 157 Pusryčiai besvorėje virtuvėje . . . . . . . . . . . 158 Kodėl vanduo gesina ugnį? . . . . 163 Kaip ugnis gesinama ugnimi? . . 164 Ar galima vandenį užvirinti verdančiu vandeniu? . 167 Ar galima sniegu užvirinti vandenį? 168 „Sriuba iš barometro" . . . 170 Ar visuomet verdantis vanduo karštas? . ^-r. 172 Karštas ledas . . . . c • Šaltis iš anglių . ." . i 175
Aštuntasis skyrius. Magnetizmas — Elektra . . . 177
„Mylintysis akmuo" . . . . . 177 Uždavinys apie kompasą . ~ t?8 Magnetinių jėgų linijos . . . 1 7 9 Kaip įsimagnetina plienas? . . . . 1 8 1 Milžiniški elektromagnetai . 182 Fokusai su magnetu . . 184 Magnetas kūno kultūroje . . . 186 Magnetas žemdirbystėje . . . 186 Magnetinė skraidomoji mašina . . . . . 187 Panašiai kaip „Mahometo karstas" . . 189 Elektromagnetinis transportas . 1 9 1 Marsiečių mūšis su Žemės gyventojais . . 193 Laikrodis ir magnetizmas . . . . 195 „Amžinasis" magnetinis variklis . 196 Muziejinis uždavinys . . 198 Dar vienas įsivaizduojamas amžinasis variklis . 198 Beveik amžinasis variklis . . . . 1 9 9 Kiek metų egzistuoja Zemė? . . 201 Paukščiai ant laidų . . . . . . . . . . 204 Zaibo šviesoje . . . 206 Kiek atsieina žaibas? . . . . 206 Perkūnijos liūtis kambaryje . 208
Oevintasis skyrius. Šviesos atpindys ir lūžimas. Regėjimas . 210
Penkialypė nuotrauka . . . 210 Saulės varikliai ir kaitintuvai . . . 2 1 1 Svajonės apie nematomąją kepuraitę . 214 Nematomas žmogus 215 Nematomojo galia . . . 2 1 8 Skaidrieji preparatai . . . . . . . . . . 219 Ar nematomasis gali matyti? . . . . 221 Apsauginė spalva 222 Slepiamoji spalva . . . . . . . 224
* Žmogaus akis po vandeniu . . . 226 Kokiu būdu mato narai? . . . . . 226 Stiklo lęšiai po vandeniu 227
305
Neprityrę maudyklininkai . . . 228 Nematomas segtukas 230 Pasaul.s, žiūrint iš po vandens 233 Spalvos vandens gilumoje . . . 238 Mūsų akies akloji dėmė 239 Kokio dydžio mums atrodo Mėnulis . 241 Regimieji šviesulių dydžiai . . 244 SiinKsas. Edgaro Po apsakymas 247 Kodėl mikroskopas didina? . . 250
• Regėjimo apgaulės . . . 254 Siuvėjams naudinga iliuzija . 255 Kuri didesnė? 256 Vaizduotės galia . . . . 256 Dar viena regėjimo iliuzija . 258 Kas čia yra? 260 Nepaprastieji ratai 261 „Laiko mikroskopas" technikoje . 264 Nipkovo skrid nys 266 Kodėl kiškis žvairas? 268 Kodėl tamsoje visos katės pilkos? . 269 Ar yra šalčio spindulių? 270
Dešimtasis skyrius. Garsas. — Banginis judesys 272
Garsas ir radijo bangos . . . . 272 Garsas ir kulka 273 Tariamasis sprogimas . . . . 273 Laimingas atsitiktinumas . . 275 Pats41ėtasis pasikalbėjimas . 276 Greičiausiu keliu 277 Būgnų telegrafas 278 Garsiniai debesys ir oro aidas . 279 Begarsiai garsai . . 281 Ultragarsas technikos tarnyboje 282 Liliputų ir Gulivero balsai . - 284 Kam dienraštis išeina du kartus per dieną? . 284 Garvežių švilpukų uždavinys . 286 Doplerio reiškinys . . 288 Vienos pabaudos istorija . . . . 289
ι Garso greičiu 291 Šimtas klausimų antrajai „Įdomiosios fizikos" knygai . . . 293 Ką skaityti toliau . . . 299
Viršelio dailininkas L. Rymeikis Redaktorius M. Gotleris
Techn. redaktorius V. čečytė Korektorius O. Griškevičienė
Leidinys Nr. 2486. Tiražas 8 000 egz. Duota rinkti 1953.XII.18.
Pasirašyta spausdinti 1954.X.6. LV 50553. Popier. 84X108/32=4,8125 pop. lapo 15,78 sp. lanko. 17,1 apsk. leid. lanko.
43 346 ž. 1 sp. lanke. Kaina Rb. 6,15.
Spaudė valst. „Vaizdo" sp. Vilniuje, Strazdelio g. Nr. 2. Užs. Nr. 1374.