Я. Перельман
"Занимательная физика". Книга 1.
Глава 1. Скорость. сложение движений
Как быстро мы движемся?
Спортивную дистанцию 1,5 км хороший бегун пробегает примерно за 3 мин. 50 сек. (мировой рекорд 1958 г. — 3 мин. 36,8 сек.*). Для сравнения с обычной скоростью пешехода — 1,5 м в секунду — надо сделать маленькое вычисление; тогда окажется, что спортсмен пробегает в секунду 7 м. Впрочем, скорости эти не вполне сравнимы: пешеход может ходить долго, целые часы, делая по 5 км в час, спортсмен же способен поддерживать значительную скорость своего бега только короткое время. Пехотная воинская часть перемещается бегом втрое медленнее рекордсмена; она делает 2 м в секунду, или 7 с лишком километров в час, но имеет перед спортсменом то преимущество, что может совершать гораздо большие переходы.
Интересно сравнить нормальную поступь человека со скоростью таких — вошедших в пословицу — медлительных животных, как улитка или черепаха. Улитка вполне оправдывает репутацию, приписываемую ей поговоркой: она проходит 1,5 мм в секунду, или 5,4 м в час — ровно в тысячу раз меньше человека! Другое классически медленное животное, черепаха, не намного перегоняет улитку: ее обычная скорость — 70 м в час.
Проворный рядом с улиткой и черепахой, человек предстанет перед нами в ином свете, если сопоставить его движение с другими, даже не очень быстрыми движениями в окружающей природе. Правда, он легко перегоняет течение воды в большинстве равнинных рек и не намного отстает от умеренного ветра. Но с мухой, пролетающей 5 м в секунду, человек может успешно состязаться разве только на лыжах. Зайца или охотничью собаку человек не перегонит даже на лошади карьером. Состязаться в скорости с орлом человек может лишь на самолете.
Машины, изобретенные человеком, делают его самым быстрым существом мира.
Сравнительно недавно в СССР был построен пассажирский теплоход с подводными крыльями, развивающий скорость 60 — 70 км/час. На суше человек может двигаться быстрее, чем на воде. На некоторых участках пути скорость движения пассажирских поездов в СССР доходит до 100 км/час. Новая легковая автомашина ЗИЛ-111 может развивать скорость до 170 км/час, семиместный легковой автомобиль “Чайка” — до 160 км/час.**
Эти скорости далеко превзошла современная авиация. На многих линиях Гражданского воздушного флота СССР работают многоместные лайнеры ТУ-104 и ТУ-114. Средняя скорость их полета составляет около 800 км/час. Еще не так давно перед авиаконструкторами ставилась задача перешагнуть “звуковой барьер”, превысить скорость звука (330 м/сек, т. е. 1200 км/час). Сейчас эта задача решена. Скорости небольших самолетов с мощными реактивными двигателями приближаются к 2000 км/час***.
Аппараты, создаваемые человеком, могут достигать еще больших скоростей. Искусственные спутники Земли, летающие вблизи границы плотных слоев атмосферы, движутся со скоростью около 8 км/сек. Космические аппараты, направляющиеся к планетам солнечной системы, получают начальную скорость, превышающую вторую космическую скорость (11,2 км/сек, у поверхности Земли).
Читатель может просмотреть следующую таблицу скоростей:
Объект | Скорость, /сек | Скорость, /час |
---|---|---|
Улитка | 1,5 мм/сек | 5,4 м/час |
Черепаха | 20 мм/сек | 70 м/час |
Рыба | 1 м/сек | 3,6 км/час |
Пешеход | 1,4 м/сек | 5 км/час |
Конница шагом | 1,7 м/сек | 6 км/час |
Муха | 5 м/сек | 18 км/час |
Лыжник | 5 м/сек | 18 км/час |
Конница карьером | 8,5 м/сек | 30 км/час |
Теплоход с подводными крыльями | 16 м/сек | 58 км/час |
Заяц | 18 м/сек | 65 км/час |
Орел | 24 м/сек | 86 км/час |
Охотничья собака | 25 м/сек | 90 км/час |
Поезд | 28 м/сек | 100 км/час |
Автомобиль ЗИЛ-111 | 50 м/сек | 170 км/час |
Гоночный автомобиль (рекорд)** | 174 м/сек | 633 км/час |
ТУ-104 | 220 м/сек | 800 км/час |
Звук в воздухе | 330 м/сек | 1200 км/час |
Легкий реактивный самолет | 550 м/сек | 2000 км/час |
Земля по орбите | 30 км/сек | 108000 км/час |
* Абсолютный мировой рекорд, установленный в 1998 г., - 3 мин 26 сек.
** Максимальная скорость современного автомобиля - 431 км/ч. Этот рекорд установлен в 2010 г. на модели Bugatti Veyron 16.4 Super Sport.
*** В настоящее время военные реактивные самолеты развивают скорость до 3500 км/ч.