Вопрос о том, на чём держится Земля, человек задавал себе с самых древнейших времён. Этот вопрос возникает совершенно естественно, так как в нашей жизни мы всюду привыкли видеть, что каждый предмет должен обязательно иметь какую-нибудь поддержку, иначе он упадёт вниз, на землю. Корабль, плывущий в море, поддерживается снизу водой. Птица и самолёт также не лишены опоры: их поддерживает снизу воздух, на который они опираются своими крыльями.

А на чём держится морская вода и окружающий Землю воздух?

Очевидно, что их снизу тоже поддерживает Земля. То, что воду поддерживает снизу морское дно, ясно каждому. Но что касается воздуха, то это на первый взгляд не столь очевидно. В самом деле, нуждается ли воздух в какой-либо опоре? Да, конечно, потому что воздух имеет вес, так же, как и все другие тела, и давит на земную поверхность с очень большой силой.

В наше время знают, что Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси, но раньше люди считали, что она неподвижна. Следовательно, думали они, у Земли также должна иметься какая-нибудь опора.

Однако никаких сведений об этой опоре у людей не было, и поэтому они выдумывали различные небылицы. То наши предки воображали, что Земля покоится на спинах трёх больших китов, которые плавают на поверхности огромного океана (рис. 2), то (как древние индусы, например) считали, что Земля покоится на четырёх слонах, а ещё более древний народ — вавилоняне — думал, что Земля сама плавает на поверхности океана.

Когда мы нечаянно роняем из рук какую-нибудь стеклянную вещь и она, ударившись об пол, разбивается, то мы только браним себя за неосторожность. Само падение этой вещи нас, конечно, нисколько не удивляет. Мы с младенческих лет привыкли к тому, что все тела, если они лишены поддержки, падают вниз, на землю. Почему же они падают?

Давайте подумаем над этим вопросом. Все мы знаем из повседневного опыта, что для того чтобы вывести какое-нибудь тело из неподвижного состояния, к нему нужно приложить силу. Если неподвижное тело не трогать, то оно будет продолжать оставаться неподвижным до тех пор, пока какая-нибудь сила не выведет его из состояния покоя. Мы знаем также, что если любой предмет на Земле лишить опоры, то он начнёт падать, т. е. двигаться. Это может означать только то, что на всякое тело, находящееся на Земле, действует какая-то сила, направленная вниз. Пока тело лежит на какой-нибудь опоре, оно не падает, но сила, тянущая его вниз, всё время продолжает существовать. Она в это время лишь заставляет тело давить на опору.

Мы уже видели, что даже такие простые понятия, как вес и направление вниз, если в них вдуматься, позволяют сделать ряд интересных выводов. Теперь мы разберёмся в том, что означает слово «падать». Казалось бы и здесь всё ясно и просто. Мы привыкли говорить, что какое-нибудь тело падает, когда оно под влиянием силы собственной тяжести летит вниз, на Землю. И мы, конечно, всегда уверены в том, что раз тело начало своё падение, то оно, рано или поздно, обязательно упадёт на поверхность Земли. Вопрос только во времени. Если тело падает с небольшой высоты, то оно упадёт быстро, а если с большой, то оно будет падать немного дольше. Вот и всё.

Но на самом деле и здесь всё происходит совсем не так просто, как кажется сначала, когда мы, не продумав явление до конца, полагаемся только на наш маленький житейский опыт. Житейский опыт, который сплошь и рядом нам помогает в жизни, здесь оказывается несостоятельным. Мы в этом убедимся, как только станем рассматривать явление падения тел так, как это делает наука, т. е. со всей строгостью и не упуская из внимания никаких «мелочей», которые часто приводят учёных к величайшим открытиям.

Когда мы заговорили об открытии закона всемирного тяготения, мы рассказали только часть дела. Мы указали лишь на то, что Ньютон понял, в чём причина падения тел: она заключается в Земле, которая своим притяжением заставляет тела падать вниз. Мы установили также, что падение тела ещё не означает, что тело непременно должно упасть; при известных условиях тело может быть брошено так, что будет удаляться от Земли.

Но Ньютон на этом не остановился. Изучая падение тел, он сделал вывод, что с удалением от Земли величина круговой скорости должна уменьшаться. Если расстояние увеличивается в четыре раза, то круговая скорость уменьшается в два раза, если расстояние в девять раз больше, то круговая скорость будет в три раза меньше и так далее.

Теперь мы подошли к концу наших рассуждений и можем ответить вполне ясно и точно на поставленный нами с самого начала вопрос: на чём же, всё-таки, держится наша Земля?

Пример с движением Луны нам показал, что Луна ни на чём не держится. Если вы спросите: «падает ли Луна на Землю?», то мы должны ответить: «да, падает, как падало бы любое другое тело — камень, пушечный снаряд или что-нибудь другое, и падает потому, что её тянет к Земле сила земного притяжения». Но тогда почему же Луна не упала до сих пор на Землю? А потому, что, падая, Луна вместе с тем всё время остаётся на одном и том же расстоянии от Земли. Происходит это оттого, что Луна не падает прямо вниз, а огибает Землю по окружности.

Top.Mail.Ru Яндекс.Метрика