Кельтская лодочка своими руками

Главное меню » Кельтская лодочка своими руками
Кельтская лодочка своими руками Изображённая на рисунке и схеме простенькая игрушка дошла до наших дней от древних кельтов. Самое интересное, что в неё с удовольствием играли не только дети, но и взрослые: настолько необычными свойствами она обладала. Если слегка закрутить предмет, напоминающий лодочку, по часовой стрелке, то, покрутившись некоторое время как волчок, он остановится, а затем неожиданно начнёт вращаться… в обратную сторону! Всем, кто ещё со школьной скамьи запомнил закон сохранения энергии, это может показаться невероятным. Но легко отрицать то, что нельзя проверить экспериментально, наглядно продемонстрировать. А эту игрушку (см. фото) каждый может не только сделать сам, но и испытать её загадочный эффект.
Любопытно наблюдать за теми, кто пытается с ходу объяснить странности её поведения. Чаще всего это связывают с магнитным полем, электростатическими или аэродинамическими силами, наличием внутри особой жидкости и так далее, пока не дойдут до нечистой силы. Хорошо бы, конечно, чтобы игрушка была прозрачной: это сразу исключило бы и такие подозрения, как спрятанный моторчик, гироскоп или хитрые пружинки. Ближе всех к реальности бывают… рыбаки, нередко наблюдающие подобное явление при резких поворотах моторных лодок.
Кельтская лодочка — это уникальный физический прибор, который был найден в древнеегипетских и кельтских захоронениях.

Кельтская лодочка своими руками
Эта удивительная вещь противоречит некоторым законам физики. При раскручивании в одну сторону, кельтская лодочка начинает раскачиваться, а затем меняет направление движения в другую сторону. Самое интересное то, что при раскручивании в противоположную сторону, вышеописанного действия не происходит.

Кельтская лодочка своими руками
Существуют два вида кельтских лодочек: с ассиметричным корпусом и с симметричным, но утяжеленным. Первым, кто описал кельтскую лодочку, был Сэр Гилберт Томас Уолкер в 1890 году в статье «Любопытный динамический эффект кельтских лодочек» для журнала «Теоритическая и прикладная математика». Но за 90 лет всего было написано не более 30 статей. Мало кто брался за эту загадку.


Кельтская лодочка своими руками
И действительно, пока никто толком не изучил этот артефакт. Но известно, ни силы вращения земли, ни эффект Кориолиса не влияют на эту физическую игрушку. Популярность лодочка приобрела благодаря нашему ученому, доктору Красноухову.

Вариант Красноухова проще в исполнении, но эффект один, и чем правильнее сделана «лодочка» тем больше обратных оборотов она делает. Оригинал после закручивания начинал увеличивать амплитуду колебаний в плоскости перпендикулярной вращению, в какой-то момент лодочка совсем не вращалась, а только колебалась, затем энергия колебаний переходила во вращение в обратную сторону. Было оборотов 5-7.

Об этом простом и крайне загадочном предмете журнал «Наука и жизнь» писал в № 1, 1989 г. Все, кто изготовил кельтскую лодочку и наблюдал за ней, были поражены ее поведением — она вращается только против часовой стрелки.

Кельтская лодочка своими руками
Не удалось разгадать причину удивительных свойств этих предметов, более того, все физики и механики не нашли убедительного объяснения этому феномену. Пришли к выводу, что реально внести асимметрию в результаты опыта может вращение Земли — ведь оба предмета предпочитают вращаться в том же направлении, что и земной шар.

Кельтская лодочка своими руками
Из этой гипотезы следует, что в Южном полушарии кельтская лодочка будет вращаться по часовой стрелке. Возможно, кто-нибудь и займется экспериментальной проверкой гипотезы. Огромная вращающаяся Земля может обладать особым вихревым полем, и маленькая кельтская лодочка реагирует на него так же, как маленькая стрелка компаса реагирует на магнитное поле Земли. Ведь именно анализируя поведение магнитной стрелки в разных точках земного шара, ученые и пришли к выводу о том, что Земля — огромный магнит.

Однако теперь подобные тела, обладающие способностью менять направление вращения, называют кельтскими камнями.
Такую необычную игрушку можно сделать из пластмассы, дерева, металла, гипса или другого поддающегося обработке материала. Чтобы попробовать, скопируйте форму «лодочки», показанную на рисунке. Качество модели определяется очень просто: подсчитывают количество оборотов, которые она совершит после изменения направления вращения. «Лодочка» может сделать до шести оборотов. Для проверки эффекта избирательного вращения лучше не закручивать её, а слегка ударить сверху по одному концу модели: она начнет вращаться.
В чём же секрет удивительных свойств кельтского камня? Попробуйте разобраться, экспериментируя с ним самостоятельно.
Приведённые три проекции кельтской «лодочки» — в натуральную величину. Они являются исходными для изготовления игрушек разного размера (задав размеры клеток по своему усмотрению).
Обратите внимание, что при закручивании модели против часовой стрелки эффекта реверса не возникает: «лодочка» ведёт себя «нормально», то есть как любой волчок. Секрет кроется в несимметрии камня, незаметной на первый взгляд.
Для получения эффекта реверса необходимо выполнить два условия. Первое — соблюсти особую форму опорной поверхности «лодочки». Второе условие касается распределения масс. Из курса физики мы знаем, что для каждого тела можно указать ось вращения, относительно которой оно обладает минимальным моментом инерции. Эта ось в кельтских камнях никогда не совпадает с плоскостью малой кривизны, а образует с ней некоторый угол. Когда величина этого угла составляет всего несколько градусов, несимметрия кельтского камня может быть не видна глазу. От знака угла зависит, по или против часовой стрелки будет крутиться модель после удара по одному из её концов сверху.
Кельтская «лодочка» и её проекции в натуральную величину
Кельтская «лодочка» и её проекции в натуральную величину
Кельтская «лодочка» и её проекции в натуральную величину
На количество оборотов кельтского камня влияют ещё несколько причин — например, трение в точке опоры. Потери энергии на трение должны быть минимальными, но также важно, чтобы камень не проскальзывал по опоре. При слишком малом или большом трении эффект реверса не возникнет. Важную роль играет также высота центра масс относительно точки опоры и соотношение моментов инерции относительно главных осей инерции.
Влияющих факторов так много, что в изготовлении кельтских камней пока что искусства больше, чем ремесла. Журнал «Наука и жизнь», публикуя это описание кельтской «лодочки»,  подчёркивал, что лучшая конструкция ещё не создана, нет ответа и на многие интересные вопросы. Можно ли придумать модель, обладающую неоднократным реверсом, то есть способную после первоначального запуска несколько раз менять направление вращения? Какой должна быть форма камня, чтобы направление вращения зависело от того, по какой точке его ударили сверху?
Всех, кому при изготовлении игрушки удастся получить новые результаты по возможностям кельтского камня (теоретические или практические), приглашаем поделиться ими с читателями нашего журнала.
видео по теме:


Комментарии:

Отправить комментарий

Главная | Обратная связь | Группа ВК