Занимательная механика

Когда мы спрашиваем о величине натяжения верёвки, концы которой растягиваются силами в 1 Н, мы спрашиваем, в сущности, о цене 10-копеечной почтовой марки. Ответ содержится в самом вопросе: верёвка натянута с силой 1 Н. Сказать «верёвка растягивается двумя силами в 1 Н» или «верёвка подвержена натяжению в 1 Н» – значит выразить буквально одну и ту же мысль. Ведь другого натяжения в 1 Н быть не может, кроме такого, которое состоит из двух сил, направленных в противоположные стороны. Забывая об этом, впадают нередко в грубые ошибки, примеры которых мы сейчас приведём[10 - Напомним, что величина, в которой измеряется сила, есть килограммы, умноженные на метры в секунду в квадрате (кг ? м/с

).

Такая размерность используется в системе измерения СИ и носит название ньютонов, сокращённо Н. 1 Н = 1 кг ? м/с

. Так, твёрдое тело массой 1 кг действовало бы на опору или подвес (например, на вашу руку) с силой 1 кг ? 9,8 м/с

= 9,8 Н. (Примеч. ред.)].

Задача о двух лошадях

Две лошади растягивают пружинный безмен[11 - Безмен – простейшие весы.

В случае пружинного безмена представляют собой пружину, прикреплённую к измерительной шкале с одной стороны, и к которой с другой стороны подвешивается груз, массу которого хотят узнать. В зависимости от массы – при постоянной силе тяжести – пружина растягивается до определённого уровня, соответствие которого массе смотрят по измерительной шкале. (Примеч. ред.)] с силой 1000 Н каждая. Что показывает стрелка безмена?

Решение

Многие отвечают: 1000 + 1000 = 2000 Н.

Ответ неверен. Силы по 1000 Н, с какими тянут лошади, вызывают, как мы только что видели, натяжение не в 2000, а только в 1000 Н.

Рис. 7. Каждая лошадь тянет с силой 1000 Н. Сколько показывает пружинный безмен?

Поэтому, между прочим, когда магдебургские полушария растягивались 8 лошадьми в одну сторону и 8 в противоположную, то не следует думать, что они растягивались силой 16 лошадей. При отсутствии противодействующих 8 лошадей остальные восемь не произвели бы на полушария ровно никакого действия.

Одну восьмёрку лошадей можно было бы заменить просто стеной.

Задача о двух лодках

К пристани на озере приближаются две одинаковые лодки. Оба лодочника подтягиваются с помощью верёвки. Противоположный конец верёвки первой лодки привязан к тумбе на пристани; противоположный же конец верёвки второй лодки находится в руках матроса на пристани, который также тянет верёвку к себе.