192
Глава 5.
Но тогда нарушаются законы сохранения количества движения и сохранения энергии, потому что не видно, чтобы энергия подводилась к движущемуся по траектории телу.
Рис. 6.3. Движение шара по инерции по криволинейному желобу
Если же скорость сохраняется, то оба закона выполняются, но тогда нарушается закон сохранения момента количества движения. Как быть?
Однако оказалось, что движение по кривой траектории может быть осуществлено двумя способами - с подводом энергии и без подвода энергии, и это совсем разные случаи (рис. 6.4).
Если тело движется вокруг цилиндра, удерживаемое нитью, наматывающейся на цилиндр, то центр окружности перемещается по цилиндру, и радиус уменьшается (рис. 6.4а). В этом случае нить все время натянута, и тело поворачивается вокруг центра, находящегося на поверхности цилиндра. Здесь угол между траекторией движения тела и нитью составляет 90°, и здесь нет никакой проекции силы натяжения нити на траекторию, из-за этого нет ускорения тела, хотя радиус траектории меняется! Точно так же он будет меняться и при качении шара по желобу с переменным радиусом, и при этом скорость перемещения шара будет меняться по направлению, но не по величине. Ибо дополнительная энергия к нему не подводится.
Если же тело движется вокруг постоянного центра вращения, то движение будет происходить по кривой с постоянным радиусом, тогда траектория движения тела представляет собой окруж¬
Т°
Эфиродинамические подходы к разрешению энергетического
кризиса 193
ность, потому что только окружность есть кривая с постоянным радиусом, других нет. При этом угол между траекторией тела и нитью составляет 90°, сила, удерживающая нить, никакой проекции на траекторию не дает. И если при этом никаких потерь энергии не существует, а тело уже движется, то оно может вращаться вокруг центра сколь угодно долго, и его скорость при этом будет постоянной (рис. 6.4 б).
Рис. 6.4. Движение тела по криволинейной траектории:
а) вокруг цилиндра; б) вокруг неподвижного центра; в) разрез нижней части смерча.
А вот если при движении массы вокруг неподвижного центра за нить потянуть, то тогда радиус начнет уменьшаться, и угол между траекторией и нитью станет не 90°, а меньше. Тогда сила, с которой тянут нить, даст проекцию на траекторию, и масса начнет ускоряться. Таким образом, ускорение массы происходит за счет энергии, которую вкладывает тянущий за нить в перемещение массы к центру. Примером этому является движение конькобежца, который вращается на льду, предварительно выбросив руки в стороны, а затем подтягивающий их к себе.
