Как рождается гравитация. Геннадий Ершов
Читать онлайн книгу.
Е1 – это поступившая энергия, Е2 – энергия данного тела (вещества).
Поскольку в моей лаборатории нет крутильных весов и других более точных приборов, то зайдем в любой технический вуз и заглянем в лабораторию физики. Там, в перерыве между лабораторными занятиями, сидит скучающий лаборант и крутит кубик Рубика, пытаясь собрать его по цветовым граням.
Изрядно помучившись, но так и не достигнув нужного результата, лаборант в сердцах бросает кубик в урну, но промахивается и попадает в сосуд Дьюара с жидким гелием (рис. 2.11).
Для наглядности кубик расположим во фронтальной плоскости, где будем видеть только одну грань.
Рис. 2.11. Кубик Рубика находится: a) в сосуде Дьюара; b) на воздухе; c) в тигле.
1. Можно предугадать поведение кубика при температуре окружающей среды – 269о по Цельсию. Кубик сожмется по всем трем осям (рис. 2.11, а). Его линейные размеры равномерно уменьшатся на величину Δl. В этом случае можно сказать следующим образом: притяжение граней кубика со стороны жидкого гелия стало меньше, чем притяжение при комнатной температуре. Сила притяжения со стороны среды ослабла на величину ΔF, и кубик сжался, он втянулся сам в себя.
– ΔF=FHe—F
где FHe – сила притяжения жидкого гелия, F – сила притяжения в кубике при комнатной температуре.
2. Жалко игрушку. Лаборант берет щипцы, вытаскивает кубик из сосуда Дьюара, окруженный морозными парами газа. В это время в лабораторию заходит декан и, видя, чем занимается лаборант, вызывает его в свой кабинет, «на ковер».
Далее над кубиком будем издеваться мы. Видим, что кубик «отдышался», принял прежние размеры.
3. Опустим данный кубик в тигель с расплавленным свинцом (t плавления Pb=327о С) (рис. 2.11, с). Кубик изготовлен из тугоплавкого материала, а на его грани нанесена негорючая краска. Cнова сравним его с эталоном и отметим, что кубик расширился, его линейные размеры по осям увеличились на величину Δl. Данный эксперимент можно описать следующим образом: притяжение граней кубика со стороны расплавленного свинца стало сильнее, чем притяжение при комнатной температуре. Кубик расширился за счет приращения гравитационной силы со стороны свинца на величину ΔF.
ΔF=FPb—F
FPb – сила притяжения в расплавленном свинце.
3. Вытащим кубик из расплавленного свинца и дадим ему снова «отдышаться» на лабораторном столе для восстановления первоначальных размеров.
Но на этом мучения кубика не заканчиваются. Проведем еще несколько интересных опытов с данной игрушкой, но для этого нам необходимо абстрагироваться и перейти от реального образа к виртуальному. Мысленно представим стенки сосуда Дьюара и тигля аморфными, через которые будем вставлять наш кубик (рис. 2.12).
Рис. 2. 12. Кубик Рубика находится: a) наполовину в сосуде Дьюара; b) на воздухе; c) наполовину в тигле.
5. Через боковую стенку