ЧТО ТЯНЕТ СНАРЯД ВНИЗ?

Пассажирский самолет пролетает за час около 500 километров. Сколько же пролетит за час снаряд, летящий в 8 раз быстрее самолета?

Казалось бы, снаряд должен пролететь за час около 4000 километров.

На самом деле, однако, весь полет артиллерийского снаряда продолжается обычно меньше минуты, снаряд пролетает 15–20 километров и лишь у некоторых орудий — больше.

В чем же тут дело? Что мешает снаряду лететь так же долго и так же далеко, как летит самолет?

Самолет летит долго потому, что воздушный винт тянет или реактивный двигатель толкает его все время вперед. Двигатель работает несколько часов подряд, — пока хватит горючего. Поэтому и самолет может лететь непрерывно несколько часов подряд.

Снаряд же получил толчок в канале орудия, а дальше летит уже сам по себе, никакая сила больше не толкает его вперед. С точки зрения механики, летящий снаряд будет телом, движущимся по инерции. Такое тело, — учит механика, — должно подчиняться очень простому закону: оно должно двигаться прямолинейно и равномерно, если только к нему не приложена больше никакая сила.

Подчиняется ли снаряд этому закону, движется ли он прямолинейно?

Представьте себе, что за километр от вас находится какая-либо цель, например неприятельский пулемет. Попробуйте навести орудие так, чтобы ствол его был направлен прямо в пулемет (рис. 130), потом произведите выстрел.

Сколько бы раз вы так ни стреляли, в цель вы не попадете никогда: всякий раз снаряд будет падать на землю и разрываться, пролетев всего лишь метров 200–300. Если вы будете продолжать опыты, то скоро придете к такому выводу: чтобы попасть, надо направить ствол не в цель, а несколько выше ее (см. рис. 130).

Выходит, что снаряд летит вперед не по прямой линии: в полете он опускается. В чем дело? Почему снаряд летит не прямолинейно? Какая сила тянет снаряд вниз?

Ученые-артиллеристы конца XVI и начала XVII веков давали этому явлению такое объяснение: снаряд, летящий наклонно вверх, теряет силу, подобно человеку, взбирающемуся на крутую гору. И когда снаряд окончательно потеряет силу, он на миг остановится в воздухе, а затем «камнем» упадет вниз. Путь снаряда в воздухе казался артиллеристам XVI века таким, как изображено на рис. 131.

В наши дни каждый школьник, зная законы, открытые Галилеем и Ньютоном, даст более верный ответ: на летящий снаряд действует сила тяжести и заставляет его опускаться во время полета. Ведь всякий знает, что брошенный камень летит не прямо, а описывает кривую и, пролетев небольшое расстояние, падает на землю (рис. 132). При прочих равных условиях камень летит тем дальше, чем сильнее он брошен, чем большую скорость он получил в момент броска.

Поставьте на место человека, бросающего камень, орудие, а камень замените снарядом; как и всякое летящее тело, снаряд будет притянут при полете к земле и, следовательно, отойдет от той линии, по которой он был брошен; эта линия так и называется в артиллерии линией бросания, а угол между этой линией и горизонтом орудия — углом бросания (рис. 133).

Если предположить, что на снаряд при его полете действует только сила тяжести, то под действием этой силы в первую секунду полета снаряд опустится приблизительно на 5 метров (точнее — на 4,9 метра), во вторую — почти на 15 метров (точнее — на 14,7 метра) и в каждую

следующую секунду скорость падения будет увеличиваться почти на 10 метров в секунду (точнее — на 9,8 метра в секунду). Таков закон свободного падения тел, открытый Галилеем.

Поэтому-то линия полета снаряда — траектория — получается не прямой, а точно такой же, как и для брошенного камня, похожей на дугу.