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

VALSTYBINĖ

POLITINĖS IR MOKSLINES LITERATOROS LEIDYKLA

VILNIUS — 1954

Atsiprašome už skaitmeninimo klaidas

Versta iš penkioliktojo

rusų kalbos leidimo

AUTORIAUS PRATARMĖ TRYLIKTAJAM LEIDIMUI

Si 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

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 į 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 Šiaurės Amerikos žemyne, Kanadoje! Tačiau

tą netikėtą Atlanto vandenyno perskridimą prancūzų rašy-

tojas laiko visiškai natūraliu. Jis aiškina jį 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-

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 neatsiskirtame 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 gal ima 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 d ve l k ima s J u k 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 Žemės 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 kurį fantazavo prancūzų 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?

— Bet kodėl gi nepamėginus? — spyrėsi Meidigas

(taip vadino bičiulį — J . P.). Jis, žinoma, nesustos, jūs

tiktai sustabdysite 2emės 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.

„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

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 p o 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

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

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?

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, j o 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.

Šis įdomus įrengimas parodytas duodamuose paveiks-

lėliuose. 4 pav. raidėmis A ir B pažymėtos galinės stotys.

Kiekvienoje stotyje įreng- ^šas^

ta apskrita n e j u d a m a

a i k š t e l ė , kurią supa di- H (D j y ® 1

delis besisukančio žiedo pa- ^ ^ ^

vidalo diskas. Aplink abie-

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

jų stočių besisukančius dis-

kus eina lynas, prie kurio

prikabinti vagonai. Dabar

pasekite, kas vyksta su-

4 pav. Nesustojamojo geležinke-lio tarp stočių A ir B įrengimo schema. Stoties įrengimas pa-

rodytas sekančiame paveikslėlyje

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 gal ima išvengti, jei elektros va-

rikliai stabdant bus perjungti tokiu būdu, kad jie veiks kaip d inamo

mašinos, grąžinančios srovę į tinklą. Tokiu būdu gal ima sumažinti ener-

gijos suvartojimą tramvajų judėj imui 30-čia %.

telius, kurie jungtų abiejų traukinių vagonus, — ir pagal-

binio traukinio keleiviai galės ramiai pereiti į 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".

Štai tokio įrengimo brėžinys (6 pav.). Jūs matote pen-

kias uždaras šaligatvių juostas, kurias specialūs mechaniz-

iVeįudamasis gatvės ruožas

6 pav. Judamiej i šaligatviai

mai varo įvairiais greičiais viduje viena kitos. Pati kraštu-

tinė juosta slenka gana lėtai — 5 km per valandą greičiu;

tai normalus pėsčiojo greitis, ir, aišku, pereiti nuo žemės į

tokią lėtai šliaužiančią juostą nesunku. Šalia 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, 5 km

per valandą greičiu slenkančios, pirmosios juostos atžvilgiu

a n t r o j i , bėganti 10 km greičiu, juda iš viso tiktai 5 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 juos-

ta juda jau 15 km greičiu, 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. Ši 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 jį 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

dėsnis, — visuomet yra lygus ir priešingas atoveiksmiui.

Tai reiškia: kai arklys traukia vežimą, vežimas traukia arklį

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,

Jatr m,\ — arklio masė, m2 — vežimo masė, a — bendras

vieno ir antro pagreitis. Tokiu būdu, jėga / susideda iš dvie-

jų dėmenų: f = m1a + m2a.

Cia m ta — 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 = m1a,

kuri, nepaisant vežimo atoveiksmio, ir duoda arkliui pa-

greitį.

2 įdomioji fizifca ii 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 Žemę. 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.).

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 j is pakėlė maišą:

Ir iki kelių grimzdo žemėn Sviatogoras,

O per baltą veidą ne ašaros, bet kraujas teka,

Į grimzdęs 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.

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 it

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-

si? — į 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

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-

sveriamas 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 ( I I 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".

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

(3 (7 pav.) vamzdeliu e-e-ų 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.).

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-

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 i r 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!

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 įrengto

mu patikimumu atvaizduoti 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.

11 pav. Raketos pavyzdžiu įrengto tarpplanetinio dirižablio projektas

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 Zemę.

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-

kioj imą skaitytojai gali rasti mano knygoje „Tarpplanetinės kelionės",

1935 m. leid., o taip pat mano knygose: „Raketa į Mėnul į " , „Raketa

į 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.

*Cia 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 (OC), — 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-

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 šono (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.

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. įVeikiant 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-

kai kiekviena skruzdėlė dirba pati sau, visai nė negalvoda-

ma padėti kitoms.

Stai 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 j 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.

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 j 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".

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 17 pav. Skliauto atsparumo

priežastis

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 iš 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 įie 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-

k'mu 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 jį? vcias

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. Sią jėgą išskaidykime į dvi: burei statmeną jėgą Q

18 pav. Vėjas stumia burę visuomet stačiu kampu jos plokštumai

19 pav. Kaip iškeltomis

burėmis galima plaukti

prieš vėją

Ir išilgai jos nukreiptą jėgą P (18 pav., dešinėje). Pastaroji

jėga niekur nestumia burės, nes vėjo trintis į 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 jos

plokštuma dalintų kampą tarp laivaskiaute-

rės ir vėjo krypties pusiau. Pasekite 19 pav.

jėgų išskaidymą. Vėjo slėgj į burę pa-

vaizduojame jėga Q, kuri, žinome, turi būti

statmena burei. Šią jėgą išskaidysime į 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 Zemę!" —

tokį posakį legenda priskiria genialiajam senovės mecha-

nikui Archimedui, atradusiam sverto dėsnius. „Kartą Archi-

medas, — skaitome Plutarcho raštuose — parašė Sirakūzų

1 Ga l ima įrodyti, kad jėga S įgauna didžiausią reikšmę tada,

kai burės plokštuma dali ja kampą tarp laivaskiauterės ir vėjo krypčių

pusiau.

20 pav. Burinio laivo laviravi-

mas

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

jį 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.

Ir tikrai. Žemės 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. „ Įdomią ją astronomiją".

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.).

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 karti.

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:

F=fe k a

Čia F yra ta jėga, prieš kurią nukreiptos mūsų pastan-

gos f. Raide e pažymėtas skaičius 2,728... (natūraliųjų

logaritmų pagrindas), k—trinties tarp lyno ir karties koefi-

cientas. Raide a 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 ry 10; tuo-

met lyną veikė ne pilnas laivo svoris, o '/įo jo, t. y. 5 t, arba

5 000 kg.

Toliau, dydį k — lyno trinties į geležinę tumbą koefi-

cientą — laikysime lygų V3- Dydį a lengvai nustatysime, jei

leisime, kad Matifu apvyniojo lyną apie tumbą viso tris

kartus. Tada:

įstatę visas šias reikšmes į aukščiau duotą Eulerio formulę,

gausime lygtį:

5 000 = f. 2,7267C •'/» = /, 2,722"

Nežinomąjį f (t. y. reikiamų pastangų dydį) galima nu-

statyti iš šios lygties, panaudojus logaritmus:

lg 5 000 = Ig/ + 2jtlg2,72,

iš kur

f = 9,3 kg.

Taigi, norint atlikti žygdarbį, milžinui pakako traukt!

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-

« jį-

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. Čia 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-

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.

Štai 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

i r 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 sli-

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,

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 Z7 — nukreiptą borto liečia-

mosios kryptimi. Kampas tarp P ir R lygus borto palinkimo

kampui a 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 = /?tga; taigi,

turi būti teisinga nelygybė: Q < Rtga; o kadangi Q = 0,2 R,

tai nelygybė Q <F duoda kitą:

arba 0,2 /? ^ - tga, tga > 0,2.

Iš lentelių randame kampą, kurio tangentas lygus 0,2; jis

lygus 11°. Vadinas, Q<F tada, kai ct> 11°. Tuo pačiu nu-

statome, koks laivo bortų palinkimas į vertikalę užtikrina

nepavojingą plaukiojimą leduose: palinkimas turi būti ne-

mažesnis kaip 11°.

Dabar panagrinėkime „Čeliuskino" žuvimą. Tas laivas,

nebūdamas ledlaužis, sėkmingai praėjo visą šiaurės jūrų

kelią, bet Beringo sąsiauryje buvo ledų suspaustas.

Ledai nunešė „Čeliuskiną" 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.

Stai pačios katastrofos aprašymas:

„Tvirtas korpuso metalas pasidavė ne iš karto, — pra-

nešinėjo per radiją ekspedicijos viršininkas prof. O. J. Smid-

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

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?

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 jį

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?

palenkiate į save. Siuo stumtelėjimu priverčiate dalj A ju-

dėti viršun, dalį B — apačion; abi dalys gauna postūmi

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

jį 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

priežastį, kodėl kiekvienas besisukantis kūnas stengiasi iš-

laikyti nekintamą sukimosi ašies kryptį.

Sia savybe plačiai pasinaudoja šių dienų technika. Įvai-

rūs giroskopiniai (vilkelio savumu pagrįsti) prietaisai —

kompasai, stabilizatoriai ir kt. — įrengiami šiuolaikiniuose

laivuose ir lėktuvuose. Taip naudingai yra taikomas, atrody-

tų, paprastas žaisliukas.

Žonglieravimo 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

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-

čius. .. Vienas žonglierių mėtė į

29 pav. Moneta, mesta aukš-tyn nesisukanti, krinta atsi-

tiktinėje padėtyje

30 pav. Išmestą j orą skry-bėlę lengviau sugauti, jei bu-vo suteiktas ja i 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".

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. Ganda i 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

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

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

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:

„Supuoklės 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.

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

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 Gali lėjus 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 į 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 jut imų 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.

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-

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, lyg

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 į vidų,

ir kodėl lenktynininkai-profesionalai įstengia važiuoti smarkiai pasvi-

rusiu apskritu taku.

36 pav. Žmogus tvirtai stovi ant pasvirusio besisukančios platformos krašto

greičiui, toks paviršius

37 pav. Jei šį bokalą 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)

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 . . .

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

inos 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.

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.

vis 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.

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 x 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?;

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

formule1: v—^/2gx, arba v 2 = 2gx. Taigi, ir dviratinin-

ko greitis v taške B yra V 1gx, 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

c 8

— > g, arba v 2 > gr.

Bet jau žinome, kad v 2 = 2gx; taigi,

2gx > gr, arba x> \ -

1 Cia neatsižvelgiame į besisukančių dviračio ratlankių energiją;

šios aplinkybės įtaka skaičiavimo rezultatui nežymi (žr. mano knygą

„Ar jūs mokate fiziką?", § 47 ) .

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 l/2 jos spindulio,

arba daugiau kaip 1/4 jos skersmens. Nuolydžio statumas,

kaip matote, neturi reikšmės, — reikia tik, kad taškas, iš

kurio dviratininkas pradeda leistis, būtų aukščiau kilpos

viršūnės daugiau kaip 1/4 jos skersmens. Sį 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".

Tuo pačiu dėsniu pagrįsta visiems žinoma „mirties kil-

pa" ir kitos aukštojo pilotažo figūros. „Mirties kilpoje"

svarbiausią vaidmenį vaidina teisingas piloto „įsibėgėji-

mas" 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 l/29o dali-

mi, palyginus su to paties kūno svoriu ašigalyje.

Svorio skirtumas, kuris susidaro pterkeliant kūnus iš

vienos geografinės platumos į kitą, lengviems kūnams ne-

žymus. Bet sunkiems daiktams jis gali būti gana žymaus

dydžio. Jūs ir neįtarėte, pavyzdžiui, kad garvežys, kuris

Maskvoje sveria 60 t, atvykęs j Archangelską pasunkėja

60 kg, o į Odesą — tiek pat palengvėja. Iš Špicbergeno

salos kasmet išveža į pietuose nuo jos esančius uostus

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 j pusiaujo vandenis

pasidaro 80 t lengvesnis; bet tai lieka nepastebima, nes

atitinkamai palengvėja ir visi kiti kūnai, neišskiriant, žino-

ma, ir vandens okeane1.

Jei 2emės 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 V6 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 2l/2 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 bu-

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 '/įoo

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

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, kaij

trinties jėga negali sudaryti kliūties, t. y. pusiausvyros]

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 t>uvo 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-

Nedidelių masių tarpusavio traukos jėga nežymi. Ma-

sėms didėjant, ji 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 2emės E taką. Iš inercijos 2emės 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, Že-

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.

Plieninis lynas nuo 2emės ligi Saulės

Įsivaizduokite, kad galinga Saulės trauka dėl kurios

nors priežasties iš tikrųjų išnyko ir Žemei 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 Žemei 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.

Ar galima pasislėpti nuo traukos jėgos?

Ką tik fantazavome, kas būtų, jei savitarpio trauka tarp

Saulės ir Žemės išnyktų: Zemė, 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.

„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".

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 Žemės 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.

1 „Tarpplanetinės kelionės". 1 2 Ištrauka čia duota su neesminiais praleidimais.

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 jį 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.

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.

Štai 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 ji turėjo pakilti?

1 Garsas, einąs dirva ir žmon ių kūnais, o ne oru, kurio Mėnu ly je

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:

, D2 5002 1 r, erv\ h «=• — = = 12 500 m,

2g 2 . 10

t. y. 12'/2 km. O Mėnulyje, kur svorio įtampa 6 kartus silp-

nesnė, vietoj g reikia paimti 10/6', kulkos pasiekiamas aukš-

tis turi būti lygus:

12,5 • 6 = 75 km.

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 l/2 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.).

45 pav. Pragręžus Žemės rutulį ižilgai d iametro . . .

Nieko panašaus, žinoma, tuo tarpu 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 į

1 Esant oro pasipriešinimui, svyravimai palaipsniui mažės, ir vis-

kas baigsis tuo, kad žmogus apsistos Žemės centre.

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

A. A. 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

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 Gal ima 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 .

tunelio galo. Jei ne trintis, nebūtų ir to „beveik": traukinys

be garvežio pats nuvažiuotų iš Leningrado į Maskvą. Va-

žiavimas į vieną galą, kaip rodo apskaičiavimai, truktų tiek

pat, kiek ir kūno kritimas išilgai skersmens iškastu tuneliu:

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 truputį a u k š••

t y n, paskui ž e m y n . Jis tuo

patogus, kad jame vanduo ne-

silaiko, o pats nuteka į 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.

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-

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 į ją.

Tegu AFB (49 pav.) yra Žemės paviršius, C — jos centras,

o UD, \JE, LJF — 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 U E, kai grei-

čiai dar didesni — krei-

ves i/F, 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. „ Įdomią ją fiziką", 1 kn., II sk.

49 pav. Kaip turi kristi akmenys, dideliu greičiu metami gulsčia

linkme nuo kalno viršūnės

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-

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

dujoms, susidarančioms sprogimo metu. Per menką sekun-

dės dalj tas greitis išauga nuo 0 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 kmlsek 1 (apskaičiavimai pateikiami toliau 94—95 psl.).

Pražūtingą šio skaičiaus reikšmę suprasime, atsiminę,

kad normalus svorio jėgos pagreitis žemės paviršiuje lygus

tik 10 mlsek2Iš 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 .

< 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 Mėnul į " , „Ciolkovskis", o taip pat bai-

giamąj į žodį prie Z. Verno knygos „Iš patrankos į Mėnu l į " — „Diet-

gizo" leidinys.

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

v = at

per t sekundžių nueitas kelias S išreiškiamas formule

2

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 leidžia nustatyti dydį t, tai yra sviedinio judesio

laiką patrankos kanale (laikant, kad šis judesys tolygiai

greitėjantis). Ir tikrai:

v = at= 16 000.

Pasirodo, sviedinys slystu patrankos viduje viso tik '/ho

sekundėsl

[statę t = r/4o į formulę v = at, turime

1 6 0 0 0 = 1 / 4 0 a ,

iš kur

a = 640 000 m / sek 2.

Vadinasi, vamzdžiu judančio sviedinio pagreitis lygus

640 000 mlsek 2, t. y. 64 000 kartų didesnis už svorio jėgos

pagreitį. s

O kokio ilgio turi buti patranka, kad sviedinio pagreitis

būtų tik 10 kartų didesnis už krintančio kūno pagreitį (t. y.

būtų lygus 100 m/sek 2) ?

Tai — uždavinys atvirkščias tam, kurį dabar išsprendė-

me. Duomenys: a = 100 mlsek 2, v — 11 000 m'sek (nesant

atmosferos pasipriešinimo, tokio greičio pakanka).

Iš formulės v = at turime: 11 000 = 100 t, iš kur

t = 110 sekundžių.

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-

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-j ą • •

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 gal ima plaukioti be jokių pastangų ir, pagal Ar-

chimedo dėsnį, jame nuskęsti ne įmanoma" — 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.

Raidž ių reikšmė paaiškinta tekste

nyje. Pavyzdžiui, 51 pav. pavaizduotas pakrovimo ženklas

reiškia vaterlinijos ribinį lygį:

gėlame vandenyje (Fresh Water) . . . . F W

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 ž O

(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 2 0 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

tam gyvuliui būna katastrofiškos: jj 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-

fo rodyklė šokinėjo nuo „pilno atgal" j „pilną priekin".

Trylika keturvalandinių jūrinių pamainų „Sibiriakovas" įsi-

bėgėjęs raižėsi į ledą, trupino j į 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".

Sios 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

i 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 1100/22000 t .y. 1/20 dalimi

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.

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-

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

tekią gamybą į jūros dugną ir išnaudoti ten viešpataujantį

didelį slėgį. «'

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 pradinės

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 j

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

• Realūs 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

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 „Naut i lumi" , papasakota B. V. Bilevičiaus ir N. I. Ta-

rasovo paaiškinimuose prie romano „20 000 mylių jūrų gelmėmis" ru-

siškojo vertimo (išleistas „Jaunosios Gvardi jos" Leningrado skyr.,

1935).

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-

siekti 16 000 : 10 = 1 600 kg/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

52 pav. Plieninis rutulio formos aparatas — „batisfera", skirtas nusi-leisti į giliuosius vandenyno sluoksnius. Rutulio sienelių storis — apie

į 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.

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'/2 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-

liamoji 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. y. 3>/2 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 Gvardi jos" leid.

53 pav. „Sadko" iškėlimo schema; parodytas ledlaužio piūvis, ponto-

nai ir atotampos

„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 kūbinių dėžių, sukniedytų iš geležies

lapų taip, kad į dėžės vidų negali įsiskverbti vanduo. Mūsų

54 ir 55 paveikslėliai duoda išorinį to-

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

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

privers 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.

Kas sugalvojo žodžius „gaz" (dujos) ir „atmosfera"?

Žodis „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

barometras

oro siurblys

klampumas

kristalizacija

materija

manometras

mikrometras

optika, optinis

elektrinis

eteris ir kt.

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 ''/a 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:

v = l/1gli,

kur v — 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 du k a r t u s d i d e s -

ni 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

Sios rūšies uždaviniai turi garbingą amžių — be trupu-

čio 20 šimtmečių, siekdami Heroną Aleksandrietj. Stai vie-

nas Herono uždavinių, — tiesa, ne tiek painus, kaip jo

įpėdiniai:

Ketui i fontanai duoti. Duotas erdvus baseinas.

Per parą pirmasis fontanas lig kraštų jj pripildo.

Dvi dienas ir dvi naktis antrasis dėl to paties turi darbuotis.

Trečiasis trigubai už pirmąj į 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 '1/5 baseino, ant-

rasis išpila 1/10 baseino; vadinasi,

veikiant abiem vamzdžiams, į basei-

ną patenka 1/5—1/10=1/10, iš kur

gauname, kad baseinui pripildyti 57 p a v . Uždavinys

reikia 10 valandų laiko. Sis sam- aPie baseiną

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 1/10 baseino dalis; mo-

kyklinis sprendimo būdas, kaip matome, klaidingas. Teisin-

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

h r i n k a s u s i a u r u k a k l u n r n k i l -

delis. Atidarius čiaupą C, žemiau vamzdelio galo, skystis te^

kės pro jį nesilpnėjančia srove tol, kol vandens lygis inde

1 Išsamų tokių uždavinių nagrinėj imą skaitytojas gali rasti mano

knygoje „Ar jūs mokate fiziką?".

Nuostabusis indas

59 pav. Patraukus vamzdelį (a) į viršų, vanduo teka smarkia srove (a ' ) ; įleidus jį žemai (b), vanduo teka silpna srove (b')

58 pav. Marioto indo įrengi-mas. Pro angą vanduo teka

tolygiai

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 BC, 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.

Sis 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-

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.

OTO fon GĖRIKE

Vadinamiej i naujieji Magdeburgo bandymai su

BEORE ERDVE,

pirmą kartą aprašyti Viurcburgo universiteto matematikos

profesoriaus K A S P A R O 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.

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 n e 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

tlžiui, 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

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 a 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

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-

gimu veikiąs fontanas. 62 pav. Dabartinis Hero- Čiurkšlė trykšta bent de-no fontano variantas. Vir- šimtį kartų aukščiau už

šuje — lėkštės įrengimo gyvsidabrio lygių variantas skirtumą

Norėdami daug kartų padidinti čiurkšlės aukštį, galite

apatinėse aprašytojo prietaiso bonkose vandenį pakeisti

gyvsidabriu, o orą — vandeniu (63 pav.). Prietaiso veikimas

visiškai suprantamas: gyvsidabris, tekėdamas iš bonkos c į

bonką b, išstumia iš jos vandenį, versdamas jį trykšti fon-

tanu. Žinodami, kad gyvsidabris 137a karto sunkesnis už

vandenį, galime apskaičiuoti, į kokį aukštį čia turi pakilti

fontano čiurkšlė. Pažymėkime lygių skirtumą atitinkamai

h1, h2, h3. 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,

13'/2 h2) plius vandens stulpo hx slėgis. Iš kairės slegia

vandens stulpas fo. Iš viso gyvsidabris yra stumiamas jėgos

tanas turi trykšti į aukštį, lygų skirtumui gyvsidabrio

lygių abiejuose buteliukuose, padaugintam iš 12!4- Trintis

truputį sumažina šį teorinį aukštį.

Šiaip 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 a 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

stambūs 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 j 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. Apgaul ingas XV I I 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?

Ir tikrai, juk galima išlaikyti vandenį apverstoje stikli-

nėje taip, kad jis neišsilietų. Šis 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.

Šį 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- apl inkybė — 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 j ū r o j e

prieš susiduriant

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 jį 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.

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 būtų 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,

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 Bernuiio 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

vandenyje, kai nuosavas mūsų

kūno svoris nepadeda mums

Bernulio principas ir jo pasekmės

vamzdelyje C kyla; tuo pačiu metu stiprus oro slėgis taške

b 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 ddOro greitis tarp abiejų skridinių yra didelis,

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 skridinius 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 paky

la 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 patį bandymą gal ima atlikti paprasčiau, panaudojus ritę ir

popieriaus skritulėlį. Kad skritulėlis neslystų į šalį, jis prikalamas

segtuku, einančiu pro ritės kanalą.

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

į srovę, nes mažą greitį turinčio aplinkinio oro slėgis yra

didelis, o srovėje oro slėgis ma-

žas, nes greitis didelis. \ 1 ' J ' l •'

V t n ' , , / / m \w I ™

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; didesnis laivus gaubiančio

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 plaukiojamoji 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

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 m.), 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

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-

lio-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

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

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

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

knygcye „Pasikalbėjimai apie mechaniką", septintas pasikalbėjimas.) 2 2r. mano knygą „Ar jūs mokate f iz iką?" § 133.

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

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

82 pav. Vėliava, plevėsuojanti dulkes, š iaudus 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

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 į 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).

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

8 5 pav. Kokios jėgos veikia lėktuvo d a r t o l i š 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 : a m s t v r i n ė i i m a m s su-naujausių bandymų duomenimis. Visų

n , a m s tyrinėjimams su

remiančių ir siurbiančių pastangų re- daro milžiniškų sunku-zultatas yra tas, kad sparnas trau- i ( , , r ; 1 i n c m o k s l a i d a r

kiamas į viršų. (Ištisinės linijos rodo K U r i U 0 S . m 0 K S l a S Q a r

slėgių pasiskirstymą; punktiras — tą tur i nuga lė t i , patį, s m a r k i a i ^ padidėjus skridimo Norinčiam smulkiau

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'/2 km, — o tuo tarpu Žemės rutulio spindulys lygus

€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

jų sutiktų Žemės gelmėse netikėtumų buvo, be kita ko, ir oro

tankio padidėjimas. Kylant į 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

sluoksnių, darosi vis tankesnis. Požeminiai keliautojai, aiš-

ku, negalėjo to nepastebėti.

Stai koks pasikalbėjimas vyko tarp dėdės mokslininko

ir jo sūnėno 12 lje (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!

— Gerai, — atsakiau, nutaręs neprieštarauti dėdei. —

Būti sutirštintame ore netgi malonu. Jūs pastebėjote, kokie

stiprūs jame garsai?

— Žinoma. Šitoje atmosferoje net kurčias galėtų

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".

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 kokj 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

^ = 0,76 mm, kad slėgis padidėtų vienu tūkstantadaliu.

Oi e 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:

2emės paviršiaus lygyje slėgis 760 mm — normal iam

8 m gilumoje „ = 1,001 normalaus

2 X 8 m ,. = (1,001)2

3 X 8 m „ „ = ( 1 , 0 0 1 ) 3

4X8 m „ „ = ( 1 , 0 0 1 ) 4

1 Sekantis 8 metrų storio oro sluoksnis yra tankesnis už pirmesnįjį,

o todėl slėgio padidėjimas absoliutiniu dydžiu yra didesnis, negu pir-

mesniajame sluoksnyje. Bet j is ir turi būti didesnis, nes imama tūks-

tantoji stambesnio dydžio dalis.

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 1,001® 00°. 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 lg 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 „Pasaul io 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".

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

1 800 „ 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

iš kur (logaritmuodami) apskaičiuojame x. Gauname

x - 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'/^ km dydį

(86 pav.), o pačių žmonių nusileidimas. Štai 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. Čia 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.

savo sveikatai. Didžiausias oro slėgis, kurį dar įstengia

pakelti mūsų organizmas — 3 atmosferos. Pažymėję ieško-

mąjį šachtos gilumą raide x, gauname lygtį:

Apsivilkite brezentiniais darbo drabužiais ir odiniu švar-

ku. Atsargiau: mažiausias j šulinj krintąs akmenukas gali

jus sužeisti. Mus lydės vienas šachtos „ka-

pitonų". Įeinate 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 rudos 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 2emės paviršiuje, tai

pagal mums jau žinomą formulę oro tankis padidėtų

86 pav. Giliausi veikiantieji grę-žiniai pasiekia daugiau 3,5 kin

gyli

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

Žemės 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

išvaizda:

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:

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

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

nekinta. Atsižvelgę į 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.

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,

kai 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

kritimas. Tarsime, kad oro temperatūra +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 jdomių 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 l 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-

rėja, bet pirmoji priežastis persveria. Stai kodėl dykumų

gyventojai, pavyzdžiui turkmėnai, nešioja šiltus chalatus

ir kailines kepures.

Ar šildo šydas?

Štai 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. Šių 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.

Šitų 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.

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 laipsnį

„alkaraccose". Sakysim, turime ąsotį, kur telpa 5 / van-

dens: tarkime, kad 1/10 l išgaravo. 1 / ( 1 kg) vandens išga-

rinti kaitrios dienos (33°) temperatūroje reikia apie 580 ka-

lorijų. Mums išgaravo 1/10 kg, vadinas, prireikė 58 kalori-

jų. Jei visa ta šiluma būtų paimta tik iš vandens, kuris yra

ąsotyje, pastarojo temperatūra kristų 585, 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.

Ledainė be ledo

Aušimu dėl garavimo pagrįstas ir aušinamosios spintos,

tam tikros rūšies ledainės be ledo, produktams laikyti įren-

gimas. Įrengti 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 50°

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°.

15a

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

žymų 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

jnėnesj parodė nul į drėgmės (1930 m. birželio 13 d. ir 16 d.).

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-

čiai. Pavyzdžiu 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 nuteka į apatinę dėžę. O šalta-

me ore, priešingai, oro stangrumas 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, kaip70/273= apie 2 1/2 mm skirtumas barometro (gyv-

273

sidabric) stulpo aukštyje. Maskvoje barometro svyravi-

mai siekia 20 ir daugiau milimetrų; tai atitinka 8° C Herono

termoskope, — vadinasi, tokį atmosferos slėgio kritimą

lengva palaikyti temperatūros pakilimu 8 laipsniais!

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.

Įdomu, kad jau Leonardo aiškiai suprato šiuos reiški-

nius. Jo rankraščiuose randame tokį įrašą: „Kur atsiranda

ugnis, ten aplink ją susidaro oro srovė:-ji 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-

pučiate žibalinę 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,

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 j 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 paties 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 Ardanas, stengdamasis atkimšti didelį

butelį. — Neapgausi m<.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 Mėnul į" .

— Nesistenk, mielas Ardane, — atėjo į pagalbą Niko-

lis. — Suprask, kad mūsų sviedinyje, kur nėra svorio, van-

duo negali lietis. Turi jį iš butelio i š k r a t y t i , tartum

būtų čia tirštas sirupas.

Ilgai negalvodamas, Ardanas pokštelėjo delnu į 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 . Stai dar kokios

naujienos! Nė vienas virėjas pasaulyje nesutiks virti bul-

joną tokiose sąlygose.

— Tu lengvai gali sustabdyti drėkinimą, jeigu jis tiek

trukdo Jau, — 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

jo 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. — Ši 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-

•A

ninku komandų: gaisrai užgęstų savaime, užtrokštų be-

kvėpuodami?

— Visiškai teisingai. O tuo tarpu tvarkykime reika-

lus, uždek dar kartą degiklį, ir imk pūsti 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 petrau-

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 greStai

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.

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

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 prikaistuvį 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 gal ima 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 nul io (apie —273°) temperatūroje, kurios vagono-

sviedinio Tiduje," žinoma, nebuvo.

Pirmiausia, vanduo, palietęs degantį kūną, virsta ga-

rais, tuo pačiu atimdamas iš degančio kūno daug šilumos;

norint verdantį vandenį paversti garais, reikia išeikvoti

penkis kartus 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, apsupdarnos degančius

daiktus, sunkina degimą.

Kaip 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 siuntančią 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.

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 Midlto-

nas. — Ar nepriartinate prie mūsų priešo, užuot jį atitolinę?

Ugnis, vis didėdama, ėmė plisti į tris puses, dėl maisto

trūkumo nykdama ketvirtoje. Ugnis, bedidėdama ir vis

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 n 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,

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 -

mo 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?

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.

[pilkite 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,

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

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-

Atmetę juokus į šalį, pasistengsime atsakyti j 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 j 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 len 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.

Šiam tikslui vartojami prietaisai — vadinamieji hipsoter-

anometrai — ne mažiau patogūs nešiotis kaip metaliniai

barometrai ir duoda žymiai tikslesnius parodymus. Nese-

niai pasirodęs šitokios rūšies prietaisas, skirtas matuoti

atmosferos slėgiui 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.

— 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 11 000 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 11 000 m aukštyje; ten van-

duo, kaip matome iš apskaičiavimų tikrai 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.

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 vandenį

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.

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

dūmai 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,

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" lir „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 ir ne taip stipriai kaip geležis. Metalai: nikelis,

92 pav. Žvakės liepsna tarp elektromagneto polių

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

jėgų, pastebimai išsi-

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.

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

veikimui ir išsidėsto

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 spė l io t iTač iau nesunku netiesioginiu 1 Jdomu įsivaizduoti, ką pergyventume, jei turėtume tiesioginį

magne tn j jut imą. Kreidliui pavyko, ta :p sakant, įskiepyti vėžiams tam

tikrą magnetinio jut imo rūšį. Jis pastebėjo, kad jauni vėžiai įsikiša į

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-

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

tas, kad piuvenos išsidėstys eilėmis, vaizdžiai parodydamos

nematomų magnetinių linijų pasiskirstymą.

Padėkime mūsų plokštelę su pjuvenomis viršum magne-

to ir sukrėskime ją. Gausime 94 pav. pavaizduotą figūrą.

Magnetinės jėgos sudaro sudėtingą išlenktų linijų sistemą.

ausj inažų 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 atit inkamus 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.)

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

magnetėliai išdėstyti tvar-

kingai, vienavardžiais po-

liais ta pačia kryptimi, kaip

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

magnetėliai pradžioje pasisuka pietų poliais j 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

karto pernešti dešimtį bėgių; kranai atstoja dviejų šimtų

darbininkų rankų darbą. Netenka rūpintfe 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-

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 1/2 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 -

ta 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.

Šių 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. Į 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.

— 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 paniekinamai nusišypsojo, rodydamas nepasiti-

kėjimą mano žodžiams.

98 pav. Stipraus magneto taikymas kūno kultūroje

— 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

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

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,

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 nė 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.

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 didelė, kad grandinė išlaikė

savo stačiąją padėtį, net ant jos pa-

kibus darbininkui l. Netoliese 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

lubų. 99 pav. Geležinė grandi-

Ar tai įmanoma? n ė s u £ 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.

„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 „[domiojo

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.

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 j is

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.

O kaip atrodo vagonai? Tai — cigariškos formos ci-

lindrai, 90 cm aukščio, apie 2 1/2 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 viso

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 9 2

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 6J4 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

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 daroma 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

Marso 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 — /. 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

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.

Jei auksinį laikrodį padėtume ant stipraus pasagos pa-

vidalo magneto polių, tai visos plieninės mechanizmo

dalys, visų pirma — plona plaukelio pavidalo spyruoklė prie

ba lans in inkoįs imagnet in tų 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).'

' Jei tik tas plaukelis nėra padarytas iš specialaus lydinio i n v a-

r o, — kuris nejsimagnetina, nors j jo sudėtį ir įeina geležis ir nikelis.

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 apatinySis 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?

Jį 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

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

būdu, — galvoja išradėjai, — mašinos ims varyti viena ant-

rą, ir tas judėjimas nesustos, kol abi mašinos sudils.

Ši idėja išradėjams atrodo ypač viliojanti, tačiau tie, ku-

rie bandė ją įgyvendinti praktikoje, nustebę įsitikindavo, kad

nė viena tų dviejų mašinų tokiose sąlygose nedirba. 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-

sai amžiną variklį, o „beveik amžiną", galintį judėti, pavyz-

džiui, bent tūkstantį metų. Žmogaus gyvenimas trumpas, ir

tūkstantis metų mums tas pat, kas ir amžinybė. Praktiškai

galvoją žmonės, tur būt, laikytų, kad amžino judėjimo

problema išspfęsta, 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

dalelytės neša su savim n e i g i a m ą

krūvį, ir todėl pats vamzdelis su radžiu

pamažu įsielektrina t e i g i a m a i . Sis

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

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 nustatytą, 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 Žemė?

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-

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 mil i jardų laipsnių temperatūros.

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 ne m a ž i a u

kaip 1500 milijonų metų.

Galima eiti ir toliau. Padarius labai patikimą prielaidą,

J'ad visa švino atsarga išorinėje Žemės plutos dalyje yra

atsiradusi yrant urano ir torio atomams, bus nustatyta ir

viršutinė Žemės amžiaus riba. Tuomet sužinome, kad nuo

Žemės plutos susidarymo epochos praslinko ne 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 dėmesį štai į ką: ant vielos

tupinčio paukščio kūnas sudaro lyg grandinės atsišakojimą,

kurio varža, palyginus su kita šaka (trumpa atkarpa tarp

paukščio kojų), yra milžiniška. Todėl srovės stiprumas toje

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 j 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 105 pav. Izoliuotos tupyklos ant aukštos

prie laido, kuriuo teka į tamP0S l i n i j o s š t e i n o

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

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. Įspūdis 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-

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.

Štai 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 įsimagnetinimo 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:

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-

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

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

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

šalį (107 pav.). Šio reiškinio

aiškinimas sudėtingesnis negu

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.

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-

dengiamas dviem ekranais (BB) su nedideliu plyšiu ob-

jektyvui.

108 pav. Vieno veido penkialypė fotografija

Tačiau, esant didesniam atspindžių skaičiui, atvaizdai gau

narni blankūs ir silpni, todėl paprastai apsiribojama pen-

kialypėmis nuotraukomis.

Saulės varikliai ir kaitintuvai

Labai viliojanti mintis — išnaudoti Saulės spindulių

energiją variklio katilui kaitinti. Padarykime nesudėtingą

skaičiavimą. Energija, kurią gauna iš Saulės per minutę

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 y4 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 IV3 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-

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 panaudoj imas", išspausdintame 1935 m. Astro-

nominiame kalendoriuje.

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 Černomoro. . .

Ir Liudmila kepurės siekia;

Ją maunas tiesiai, ant šalies,

Į 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 —

„Štai geria valgo mūs pon i a " . . .

Vos sklaidosi nakties migla,

Prie krioklio eina Liudmila,

Srove šaltąja nusiprausti.

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

mažiau atspindžių ir mažiau lūžių. O jei panertume papras-

to balto stiklo gabalą į vandenį ir, juo labiau, jei panertume

jį j kokį už vandenį tankesnį skystį, — jis išnyktų beveik

visiškai, nes pro vandenį į stiklą patenkanti šviesa lūžta

6r 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 j į 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

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 visiškį nematomumą gal ime 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 gal ima 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 gal ima 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 gal ima padaryti nematomą, pavyzdžiui, briau-

noto stiklo gabalą, yra toks: reikia, padėti jį į dėžę, iš vidaus dengtą

šviečiančiais dažais.

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

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. Pra-

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-

ratas permirkomas metilinio salicilo rūgšties eterio (tai be-

spalvis skystis, pasižymįs stipriu spindulių laužimu). Tokiu

būdu paruoštą žiurkės, žuvies ir pan. preparatą paneria j

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-

j a i " leidiniais).

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-

m o 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

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 jut imą, šviesos spinduliai turi atlikti

jo akyje kokį nors, kad ir patį nežymiausią, kit imą, 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 Merė-

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 j ų kraujas

neturi hemoglobino (dažomosios medžiagos), ir yra visiškai skaidrus".

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. Bei

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. Jį sudaro daiktų nudažymas atitinkama spal-

va, darančia juos akiai nepastebimus. Jį 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 Gal imas daiktas, kad romanistas padarė šią esminę klaidą vi-

siškai sąmoningai. Yra žinoma, kokių literatūrinių priemonių paprastai

griebiasi Uelsas savo fantastiniuose kūriniuose: j is 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 il iuzija".

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-

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.

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 1/10 di-

desnė už vandens, o likusiose mūsų akies dalyse ji v i e n o-

da 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.

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 lau-

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, į kurį tačiau nesunku at-

sakyti. Atsakymas aiškėja, atsižvelgus į 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

į 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 į 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-

įiau, 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 j vandens stiklą šaukšto vaizdas

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

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-

116 pav. Bandymas su moneta puoduke

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 m. Juo įkypiau eina

117 pav. Kodėl moneta 116 pav. bandyme atrodo pakelta

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 fotografiją, 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

Kodėl šviesos spinduliai nuo segtuko nepasiekia jūsų

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 lau-

žiančią aplinką) ir atgal. Spinduliai,

kada jie eina iš o r o j v a n d e n j ,

priartėja prie „kritimo statmens"; pa-

vyzdžiui, spindulys, krintąs j vandeni,

sudarydamas kampą p su kritimo plokštu-

mos statmeniu, įeina į jį jau kampu a,

kuris m a ž e s n i s u ž kampą p

(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 j vandenį mažesniu kampu negu sta-

tusis, o būtent kampu, lygiu tik 48 1/2 laipsnio. Didesniu negu

48 1/2 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.

120 pav. Įvairūs spindulio lūž imo atvejai, jam einant iš vandens į orą. II 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 po v a n d e n i u susispaudžia į

gana ankštą kūgį, kurio prasiskėtimo kampas lygus 48 1/2 +

+ 48 1/2 = 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

48 1/2 laipsnio), neilūžta, 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 j į krintančiu

spindulių, o likusius sugeria. Vanduo nurodytose sąlygose yra idea-

liškiausias veidrodis.

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 kūgį, kurio prasi-

skėtimo kampas lygus 97°

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 j 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

povandeniniame kūgyje; 180 laipsnių turi susispausti beveik

dvigubai — iki 97°, ir atvaizdai neišvengiamai išsikreips.

Daiktai, kurių spinduliai krinta j 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-.

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 1 — 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 jsipratinę laikyti atmerktas akis. Pirma, van-

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 j 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.

Šiais atvejais, — kaip

irgi jau esame išaiški-

nę, — stebėtojas nors

ir yra po vandeniu,

bet visiškai ne „po-

vandeninio regėjimo"

pripildžius vandens, išorinio pasaulio vaizdas turi gautis

plokštelėje toks, koks jis atrodo povandeniniam stebėtojui.

Sį 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 krūtinės įbridęs į vandenį

(plg. su 124 pav.)

Spalvos vandens gilumoje

Šviesos atspalvių pasikeitimą po vandeniu vaizdžiai ap-

rašo biologas Bijbas.

„Pasinėrėme „batisfera" į 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 į tamsų ultramariną.

„Pasinėrimas į 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" j ie

vadina raudoną ir oranžinę, skirdami jas nuo „ša l tų jų" — tamsiai ir

šviesiai' mėlynos.

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.

127 pav. Figūra aklajai dėmei nustatyti L a i k y k i t e 127 p a v .

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 .

Šis bandymas, pirmą kartą garsiojo fiziko Marioto pa-

darytas (kiek kita forma) 1668 m., labai patiko Liudviko

1 Smulkiau apie spalvas jūrų gelmėse žr. akad. Suisikino knygą

,.Jūrų fizika".

X IV 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. Žiūrint 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') , mūsų 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

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

sulig apskritu stalu dvylikai asmeny". 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 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

1 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".

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 moko , kad 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 jį 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 jums 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 jums pasiūlytų popieriuje nupiešti skrituliuką, vaiz-

duojantį paprasta akimi matomą Mėnulio skridinį, užda-

vinys jums pasirodytų nepakankamai apibrėžtas: skrituliu-

1 Skaitytojas, susidomėjęs regėjimo kampą liečiančiais geometri-

niais skaičiavimais, ras paaiškinimų ir pavyzdžių mano knygoje „įdo-

mioji geometrija".

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 erti

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 į 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

popieriuje Didžiūjų Grigo Ratų žvaigždyną, tai gautume

figūrą, pavaizduotą 130 pav. Žiūrėdami į jį iš geriausio ma-

120 pav. Didž ių jų Grigo Ratų žvaigždynas natūralaus kampinio mastelio. Paveikslą reikia laikyti per 25 cm

atstu nuo akies

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).

Štai 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 — 3'/2

Jupiteris . . . 5 0 — 3 1

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,

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

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 jį

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

vėjas iš pietų, 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. „ . . . P aba i s a 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-

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 į

šoną, kyšojo dvi blizgančios, panašios į 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, lyg būtų buvusi nu-

paišyta.

Kol su baimės jausmu žiūrėjau į 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

atsiduso, lyg 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 j is galėjo stebėtojui pasirodyti ypač stiprus, nes

garso šaltinis mintyse buvo perkeltas į labai didelį atstumą (žr. „Įdo-

mią j ą fiziką", 1 kn., X sk., „Garso kuriozai") .

tenka išgirsti atsakant j šj 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 į 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-

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 nė 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 -

me 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

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

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-

to 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.

Dar prieš du tukstančius 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

raumenų pastangomis jungti didelių

daiktų vaizdus, kurie nesutelpa regėjimo

lauke. Tuo tarpu, kai žiūrinėj ame ma-

ž u t į dryžuotą brėžinį, mūsų akys pasilieka nejudamos ir jų

raumenys neįvargsta.

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

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, p smegenimis", — sako fiziologai. Jus 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.

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

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-

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 lyg 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. Il iuzija dingsta: 1) jei, pakėlus figūrą akių lygin, žiūrėti į ją taip, kad žvilgsnis slinktų išilgai l ini jų; 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

Jankų 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,

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 Kavaljeri geometrinio principo iliustra-

ciją (abiejų „pypkės" dalių užimti plotai lygūs).

Buvo pasiūlyta daug šių įdomių iliuzijų paaiškinimų,

bet čia jų nedėstysime, nes jie nevisai įtikinami. Viena, ma-

negu jiems lygus kairieji

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 il iuzijomis nukreipsiu į mano sudarytą

mažą a lbumą „Regėjimo apgaulės", kur surinkta 60 su viršum įvairiu

optinių i l iuzijų.

pamatysite tokį 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 į šį tinklelį iš tolo, lengva jame pa-stebėti akį ir j 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-

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

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 panašūs

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 lig tam tikro laipsnio spręsti, kiek apsi-

sukimų jis daro per sekundę. Normalus kaspino slinkimo

greitis — 16 nuotraukų per sekundę. Jei automobilio rato

stipinų skaičius lygus 12, tai jo apsisukimų per sekundę

skaičius lygus 16 : 12, t. y. V3, arba po vieną pilną apsisu-

kimą per 3A 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 skersmeniu! 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

'A 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.

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 pat|

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, 1000

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.

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

veiksliuką (152 pav.). Dabar, ėmus greitai sukti skridinį,

įvyks nelauktas reiškinys: nejudančio skridinio dengiamas

paveiksliukas, jam sukantis, pasidaro aiškiai matomas pro

Skridinys

151 pav. 152 pav.

priešakinį langelį. Sulėtinkite sukimąsi — paveiksliukas

pasidarys miglotas ir, pagaliau, sustojus skridiniui, 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,

ji 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

153 pav.

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-

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-

j imo laukas

154 pav. Abiejų žmogaus akių regėjimo laukas

i r t a i , k a s j o u ž p a k a l y j e . Abu j o 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-

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-

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 Š I 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

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 Mėnulį, 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 mjsek 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 m.). 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-

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.

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.

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 gal ima skaityti į abu galus (Vert.).

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 j 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 1/2

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'/2 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

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 ir

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

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-

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. . .

„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".

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.

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.

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 že-

m 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.

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.

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

tą patį laiką, kaip ir stebėtoją B paskui abu stebėtojus vienu

laiku pasieks banga Nr. 1, Nr. 2, paskui Mr. 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 B į A (apa-

tinė banguota linija). Tegu tam tikru momentu švilpukas

159 pav. Garvežių švilpukų uždavinys. Viršuje nejudančio, apačioje — iš kairės į 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. 0,

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-

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.

Čia 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

' 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.

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.)

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.

Štai tas apskaičiavimas. Jei raide l pažymėti šaltinio

(šiuo atveju — signalinio žibinto) skleidžiamų šviesos ban-

gų ilgį, raide l' — 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:1

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:

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. Ji skambėjo

taip iš senų laikų ir skambės neribotai. Erdvėje išmėtyti

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

k 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".

ŠIMTAS KLAUSIMŲ

ANTRAJAI „ ĮDOMIOSIOS 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 mlsek.

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

t| uždavinį sprendžia mokykliniai aritmetikos va-

dovėliai?

31. Ar galima taip įrengti, kad skystis tekėtų iš indo

nesilpnėjančia srove?

32. Ar pertrūktų „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?

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"?

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 Y 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?

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

„Įdomioji f izika" 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. Stoliarnoje 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.

T. B e k. 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. Š i r m a n o v . Kurs aerodinamiki, 1936.

B. V a s i l j e v . Aeronavtika, 1930.

K. Ve i g e l i n. Zanimatelnaja aviacija, 1934.

G M i k 1 a š e v s k i j. Sputnik junogo aviastroitelia, 1936.

K l a d o i S v i a t s k i j . Zanimatelnaja meteorologija, 1934.

C. P. D a r 1 i n g. Kapii, ich obrazovanije i dviženije, 1937.

M. S a s k o l s k a j a . Kristally, 1945.

N. K a I 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 . Termometry, 1933.

B V e i n b e r g . Sneg, inei, grad, liod i ledniki, 1936.

To p a t i e s . Solnce — 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-

lenija, 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 a n . 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 l 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 . Sluch i rečj, 1928.

V. B r e g g . V mire atomov i molekul, 1926.

D. T o m s o n . Atom, 1932.

L. B o g o j a v 1 e n s k i j. Radij , kak ego dobyvajut i izmeriajut,

1933

J. P e t r i a n o v . Kak izmerili atom, 1935.

A. K a z a č e n k o . Elektron, 1934.

O. C h v o 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.

To 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 l i 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".

Viršelio dail ininkas 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.