Чтобы пуля при полете не «кувыркалась» в воздухе, ей придается вращательное движение. Это достигается винтовой нарезкой в ружейном стволе (отсюда и название — винтовка). Вращающаяся пуля на протяжении своего полета сохраняет направление своей оси.
Видали ли вы в цирке, как эквилибрист вращает на тонких палочках тарелки? Вращаясь, они приобретают ту же самую устойчивость, что и волчок. Эквилибристу остается лишь следить, чтобы ось вращения в точности проходила через центр тяжести тарелочки (рис. 9).
Рис. 9. Самое сложное в работе этого эквилибриста— координировать движения рук, ног и головы. А вращать тарелки на палочках сравнительно несложно: надо лишь следить, чтобы конец палочки был точно в центре дна тарелки.
Волчок — это не только игрушка. Удивительная устойчивость вращающегося диска широко применяется в науке и технике. В так называемом гироскопическом стабилизаторе вращающийся диск придает устойчивость всей системе, в которой он закреплен. Быстро вращаясь, диск активно «сопротивляется» изменению оси вращения. На этом принципе на морских судах работают механизмы, гасящие качку.
Изобретен и такой волчок: его ось заключена в специальной подвеске и может свободно в ней вращаться. Диск волчка раскручивается электромотором. Это так называемый гироскоп (рис. 10). Гироскоп, оказывается, может выполнять роль компаса! Если его сильно рас-
Рис. 10. Гирокомпас с электрическим приводом.
крутить, ось его принимает направление земного меридиана, т. е. будет направлена с юга на север. Такой волчок называется гирокомпасом. У него ряд преимуществ перед магнитным компасом. В частности, магнитные силовые линии Земли направлены не строго по меридианам, и, следовательно, магнитная стрелка не всегда правильно показывает север или юг. Особенно это заметно вблизи полюсов Земли. Здесь-то лучше всего пользоваться гирокомпасом.
Кстати, сама Земля — гигантский волчок, который делает один оборот за сутки. Любопытно, что вращение Земли вокруг оси подвержено прецессионным колебаниям, как будто бы ее ось «толкнули». Солнце — тоже гигантский волчок; скорость вращения его экваториальных областей — один оборот за 25 дней и 9 часов. По-видимому, все звезды во Вселенной вращаются вокруг своей оси, и не только звезды, но и звездные скопления — туманности и галактики.
Вращение физических тел распространяется не только на космические тела, но и в глубь материи, на молекулы, атомы и элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны и т. д.). У элементарных ядерных частиц это вращение получило специальное название — спин (по-английски to spin значит вращаться). Многие свойства вещества объясняются вращением элементарных частиц, атомов и молекул.
Глядя на как бы неподвижный поющий волчок, который так прочно стоит, опираясь на одну точку, вспомни, что он воспроизводит явление, присущее всей природе.
ПОЛЕТ В КОСМОСЕ
В 1903 г. в Петербурге была опубликована статья Константина Эдуардовича Циолковского «Исследования мировых пространств реактивными приборами». В статье доказывалось, что единственный летательный аппарат, способный
проникнуть за атмосферу и покинуть Землю, — это ракета. Циолковский разработал теорию ракеты, дал ей математический расчет, указал наиболее выгодное топливо для нее, произвел расчет «ракетных поездов» (многоступенчатых ракет) и пришел к выводу о целесообразности искусственных спутников как стартовых пло-
35