шаг.
Он может и остановиться в этом довольно утомительном положении. Но если хочет идти далее, то наклоняет свое тело еще более вперед, снова переносит перпендикуляр центра тяжести за пределы плоскости основания опоры и, в момент угрожающего падения, снова выдвигает вперед ногу, но уже не левую, а правую, – новый шаг, и т. д. Ходьба поэтому есть не что иное, как ряд падений вперед, предупреждаемых вовремя подставленною опорою ноги, остававшейся до того позади.
Но рассмотрим дело несколько ближе. Предположим, что первый шаг сделан. В этот момент правая нога еще касается земли, а левая уже ступает на землю. Но если только шаг не очень короток, правая пятка должна была приподняться, так как именно это-то приподнятие пятки и позволяет телу наклониться вперед и нарушить равновесие. Левая нога ступает на землю прежде всего пяткою. Когда, вслед затем, вся подошва её становится на землю, правая нога поднимается совершенно на воздух. В то же самое время левая нога, несколько согнутая в колене, выпрямляется сокращением трехглавой бедренной мышцы и становится на мгновение вертикальной. Это позволяет полусогнутой правой ноге продвинуться вперед, не касаясь земли, и, следуя за движением тела, поставить на землю свою пятку как раз вовремя для следующего шага.
Подобный же ряд движений начинается затем для левой ноги, которая в это время опирается на землю только пальцами и вскоре должна подняться на воздух.
Беганье отличается от ходьбы тем, что нога, стоящая на земле, внезапным сокращением её мышц энергично вытягивается и отбрасывает тело вперед, так что последнее на одно мгновение совсем отделяется от земли. Затем оно снова падает на землю на другую ногу, которая, пока тело было на воздухе, быстро передвинулась вперед. Таким образом, беганье состоит из ряда скачков с одной ноги на другую.
Надо ли с конки[14] прыгать вперед?
Попробуйте кому-нибудь задать вопрос: «почему с конки надо прыгать вперед?» Он без запинки ответит вам: «Вполне понятно: по закону инерции!» Однако вы не удовлетворяйтесь этим и попросите подробнее объяснить, причем тут закон инерции. Произойдет довольно любопытная и неожиданная вещь: ваш собеседник начнет бойко и уверенно доказывать свою мысль, – но если вы не будете его перебивать, он очень скоро сам остановится в недоумении: выйдет, что именно вследствие инерции-то и надо прыгать… назад!
На самом деле закон инерции играет здесь лишь второстепенную роль, главная же причина совсем другая. И если про эту главную причину забыть, то, действительно, как мы сейчас увидим, выйдет, что надо прыгать назад, а не вперед.
Когда мы прыгаем с конки, то по инерции тело наше, отделившись от вагона, все еще обладает известной скоростью; оно стремится двигаться вперед. Делая прыжок вперед, мы, конечно, не только не уничтожаем этой скорости, но, наоборот, еще увеличиваем ее. Отсюда следует, что надо прыгать… назад, а вовсе не вперед по направлению движения вагона. Ибо при прыжке назад скорость, сообщаемая прыжком, отнимается от скорости, присущей нашему телу по инерции: вследствие этого, коснувшись земли, тело наше, конечно, с меньшей силой будет стремиться упасть.
Мы видим, что теория здесь резко расходится с практикою; получается явное противоречие, указывающее на то, что либо факт неверен, либо неверно его объяснение. Но факт верен, настолько верен, что мы настойчиво предостерегаем читателей от попыток практически испытывать неудобство прыгания назад с движущегося вагона…
Так в чем же дело?
В неверности объяснения, конечно, в его неполноте, недоговоренности. Будем ли прыгать вперед, будем ли прыгать назад – и в том и в другом случае нам грозит опасность упасть, так как верхняя часть туловища будет еще двигаться, когда ноги остановятся, коснувшись земли. Скорость этого движения при прыгании вперед даже больше, чем при прыгании назад. Но все дело в том, что падать вперед гораздо безопаснее, чем падать назад. В первом случае мы привычным, автоматическим движением выставляем ногу вперед (а при большой скорости вагона – пробегаем несколько шагов) и этим предупреждаем падение. Это движение привычно, так как мы его всю жизнь совершаем при ходьбе; ведь, с точки зрения механики, ходьба есть не что иное, как ряд падений нашего тела вперед, предупреждаемых выставлением ноги. При падении же назад нет этого спасительного движения ног – и оттого здесь опасность гораздо значительнее. Наконец, важно и то, что когда мы даже и в самом деле упадем вперед, то, выставляя руки, не так расшибемся, как при падении на спину.
Итак, причины того, что безопаснее прыгать с конки вперед, кроются не столько в законе инерции, сколько в устройстве нашего тела. Вот почему для предметов неодушевленных это правило неприменимо: бутылка, брошенная из вагона вперед, скорее может разбиться при падении, нежели та же бутылка, но брошенная в обратном направлении.
Поэтому, если у вас с собой много багажа, и вы желаете прыгать из вагона, выбросив предварительно багаж, – то вам следует кидать багаж назад, а самим прыгать вперед.
С какой быстротой мы движемся?
От природы человек одарен не слишком большой скоростью: средний пешеход проходит в секунду ¾ сажени[15]. Это немного быстрее, чем движется вода в большей части рек, но медленнее, чем самый умеренный ветер (1 сажень в секунду). По сравнению с движением улитки, перемещающейся всего на 1½ миллиметра в секунду, человек является скороходом, – но если он вздумает состязаться с другими живыми существами, то потерпит полное фиаско. Даже муха при спокойном полете движется быстрее, чем пешеход (пролетает около сажени в секунду), а когда ее гонят, она может перегнать не только бегущего человека, но и лошадь, скачущую галопом.
Но уже такое сравнительно простое механическое приспособление, как коньки, дает человеку огромное преимущество над его соперниками из мира животных. Опытный конькобежец может пробежать от 5 до 6 саженей в секунду, – и тогда уже немногие из животных смогут его догнать. Велосипедист мчится еще скорее: он делает на гонках до 11 саженей в секунду, соперничая с быстротой лучшей скаковой лошади (7–9 саженей) и даже с быстротой ветра, потому что при довольно сильном ветре движение воздуха редко превышает скорость 8 саженей в секунду. Мы видим, следовательно, что выражение наших народных сказок и былин – конь быстрый, как буйный ветер – вовсе не является преувеличением. А хорошая охотничья гончая собака мчится даже гораздо быстрее ветра (12 саженей в секунду).
О скорости передвижения животных мы побеседует позднее, теперь же перейдем к скоростям наших автомобилей, паровозов и пароходов.
Машины, обгоняющие Солнце
Когда в 1896 году, при автомобильных гонках между Парижем и Брестом, достигнута была скорость 20 верст в час, т. е. около 3 саженей в секунду, то это считалось для автомобиля величайшим триумфом. Но уже через год скорость автомобилей была удвоена, а в 1909 г., на гонках Париж – Мадрид, автомобили развивали скорость впятеро большую – 14 саженей в секунду, или 105 верст в час.
Чтобы яснее представить, как велика эта скорость – 14 саженей в секунду, – заметим, что камень, брошенный от руки изо всей силы, пролетает в первую секунду всего 8 саженей, т. е. почти вдвое меньше!
Рис. 28.
Что касается железнодорожных поездов, то, кажется, паровозы теперь близки уже к своей предельной скорости: больше 120 верст в час, или 17 саженей в секунду, едва ли удастся добиться. Впрочем, в Германии делались опыты, в которых достигалась умопомрачительная скорость – 200 верст в час, или 27 саженей в секунду! Ни одно живое существо во всем мире не способно передвигаться с такой быстротой. Даже передача ощущений по нашим нервам (которая тоже требует известного времени) совершается вдвое медленнее, именно – со скоростью 14 саженей в секунду.
Между тем, это еще не предельная скорость, какой способны достичь наши машины, потому что на состязании автомобилей в Англии была недавно достигнута скорость 235 верст в час, или 30 саженей в секунду!
На таком автомобиле можно «перегнать Солнце» (вернее, Землю) – по крайней мере, в полярных широтах. На 82-й параллели этот автомобиль пробегает больше, чем за тот же промежуток времени успевает пробежать точка земной поверхности при её вращении вокруг оси. Для такого автомобилиста, как некогда для Иисуса Навина, Солнце будет оставаться неподвижным на небе…
Машины, движущееся в воде, не развивают таких скоростей, как наземные автомобили и электрические поезда. Знаменитые трансатлантические гиганты-пароходы «Лузитания» и «Мавритания» проходят в среднем 49 верст в час, т. е. 7 саженей в секунду. Средняя же скорость обыкновенная морского парохода 25–35 верст в час, т. е. 4–6 саженей в секунду. Рекорд быстроты в водной стихии побивает один истребитель миноносцев в английском флоте, проходящий 67 верст в час, т. е. 9 саженей в секунду.
Такой же скорости достигают и моторные лодки, а также так называемые «гидропланы».
Скорость дирижаблей и аэропланов
В воздушной стихии остается сделать еще многое в смысле достижения больших скоростей. Достаточно вспомнить, что скорость умеренного ветра – 2 сажени в секунду, и потому всякая летательная машина, не превышающая значительно этой скорости, не заслуживает названия «управляемой». Дирижабли Цеппелина развивают скорость до 8 саженей в секунду. Гораздо большей скорости достигают аэропланы; так, моноплан Блерио достигал скорости 15 саженей в секунду (т. е. 110 верст в час). Однако и такая скорость далеко не всегда достаточна, потому что скорость ветра во время бури может достигать и более 15 саженей в секунду. Только аппарат, обладающий секундной скоростью в 20 и более саженей, может быть назван вполне управляемым, свободно летящим всегда и всюду, несмотря на самый си