Зигмунт Френкель - Введение в Параглайдинг Страница 8

Относительная скорость: на земле

Когда мы говорим, что кто-то идет со скоростью 5 км/ч или автомобиль едет со скоростью 50 км/ч, мы оставляем эти предложения незаконченными. Нам следует говорить, что некто идет со скоростью 5 км/ч относительно земли (мостовой, тропинки, поля) и что автомобиль движется со скоростью 50 км/ч относительно земли (дороги). Это важно, т. к. скорость относительно земли может отличаться от скорости того же человека или экипажа относительно чего-нибудь другого. Представим себе двух друзей, прогуливающихся бок о бок и обсуждающих проблемы политики или параглайдинга. Их скорость относительно земли 5 км/ч, но их скорость по отношению друг к другу равна нулю: они остаются рядом, никогда не приближаясь ближе и не расходясь. После того, как они расстались и ушли в противоположных направлениях, их скорости по отношению к земле осталась по-прежнему по 5 км/ч, но расстояние между ними увеличивается со скоростью 5 +5 = 10 км/ч. Их скорость относительно друг друга прыгнула от нуля, когда они ходили рядом, до значения 10 км/ч, когда они пошли в противоположных направлениях. Если вы ведете автомобиль на скорости пешехода 5 км/ч и врезаетесь в стоящий автомобиль, определенный ущерб будет нанесен обеим машинам; вероятно не более, чем погнутое крыло, вмятины на листовом металле, может быть, разбитые фары и потекший радиатор внутри. Относительная скорость столкновения, вызвавшая удар и разрушения, бьша 5 км/ч. Пожалуйста, отметьте, что удар и разрушения были бы точно такими же, если бы ваш автомобиль стоял, а какой-то тип наехал бы на него задним ходом на скорости 5 км/ч. В этом случае совершенно неважно (пока дело не дойдет до дружеской разборки, кому платить за ущерб), какой из двух автомобилей двигался, а какой был запаркован; в счет идет только их относительная скорость. Теперь представим себе автомобиль, движущийся со скоростью 0 км/ч. Сразу за ним, не соблюдая безопасной дистанции, идет другой автомобиль с той же скоростью О км/ч. Пока оба шофера выдерживают данную скорость, она составляет по отношению к дороге 0 км/ч, а по отношению друг к другу равна нулю, они остаются на заданном расстоянии (что обычно бывает недолго). Внезапно, по причинам, хорошо известным лишь ему, передний шофер отпускает педаль акселератора, и его скорость падает до 75 км/ч. Шофер сзади замечает это слишком поздно, не имеет ни времени, ни расстояния, чтобы сбавить скорость, и ударяет передний автомобиль сзади с относительной скоростью 0 — 75 = 5 км/ч. Если оба шофера сохраняют контроль над машинами и не уходят в кювет, разрушения будут те же, что и в первом случае. Если, однако, два автомобиля двигались с этими скоростями 75 и 80 км/ч в направлении навстречу и столкнулись в лоб, картина будет полностью иной. Относительная скорость их столкновения теперь 75 + 80 = 155 км/ч. Мало что останется от машин и водителей. Кстати, удар будет таким же, как если бы автомобиль, движущийся со скоростью 155 км/ч, врезался в стоящий автомобиль (155 + 0 = 155), или если автомобиль, движущийся со скоростью 100 км/ч, столкнулся бы с автомобилем, движущимся со скоростью 55 км/ч (100 + 55 = 155), или автомобиль, несущийся со скоростью 200 км/ч ударил бы сзади автомобиль, движущийся со скоростью всего 45 км/ч (200 - 45 = 155). Мы использовали эти болезненные примеры для демонстрации того, что движущееся тело может иметь две и более различных скоростей по отношению к земле, другому движущемуся телу или еще чему-либо.

Относительные скорости: суша и вода

Теперь представим сочетание суши и воды, начиная с неподвижной стоячей воды, скажем, в озере. Некто гребет на лодке по озеру со скоростью 5 км/ч — это та же средняя скорость пешехода на суше. Его скорость — 5 км/ч относительно воды; но поскольку вода стоячая, т. е. она не движется относительно берега, окружающего озеро, скорости будут всегда такими же, как и по отношению к воде.

Говоря более сухим научным языком: т. к. относительная скорость воды по отношению к земле равна нулю, скорость лодки по отношению к обоим стихиям (земле и воде) будет всегда одинакова, как бы она ни была направлена, потому что прибавление или вычитание нуля не меняет нашей цифры. Если озеро круглое, диаметром 5 км, то переплыть его по самому широкому месту в любом направлении займет у гребца один час. Если он гребет вдоль берега со скоростью 5 км/ч, а его друг идет пешком по берегу рядом с ним тоже со скоростью 5 км/ч, их скорость по отношению друг к другу будет нулевой, и они смогут поболтать как следует, как если бы они шли рядом или сидели в лодке вместе:

Предположим теперь, что водная среда не является неподвижной, как в озере, а представляет поток в реке, текущий со скоростью 3 км/ч относительно берега. Вся картина и вычисления становятся теперь более сложными. Человек в лодке по-прежнему гребет со скоростью 5 км/ч относительно воды, но вода также движется с ним со скоростью 3 км/ч относительно берега. Если он гребет против течения, то его "водная скорость" будет по-прежнему 5 км/ч, но встречный поток в 3 км/ч уменьшит ее до 5-3 = только 2 км/ч относительно берега (его "земная скорость"). Если его друг и сейчас идет пешком по берегу рядом с ним, то ему нужно выдерживать скорость всего в 2 км/ч (по отношению к земле), чтобы сохранить положение рядом с лодкой.

Но если человек в лодке гребет вместе с потоком, его скорость относительно земли будет 5 км/ч, которых он достиг на веслах плюс 3 км/ч, которые добавляет течение, что даст 5+3=8 км/ч по отношению к берегу. Его друг теперь должен идти весьма резво, со скоростью 8 км/ч, чтобы оставаться с ним.

Итак, наша лодка попутешествовала вдоль и против течения. Теперь посмотрим, что произойдет, если гребец предпримет путь поперек течения, пересекая реку так, что нос ее ориентирован под прямым углом к берегам. Пусть река имеет ширину 5 км — в этом случае для ее перемещения лодке потребуется 1 час. Но попадет ли она в точку, напротив точки старта? Нет, не попадет, а окажется далеко от нее, и если точнее, то на расстоянии 3 км, потому что на это расстояние ее снесет течение скоростью 3 км/час за время пересечения реки, равное одному часу. Пожалуйста, заметьте, что хотя гребец приложил усилия только для перегона лодки на расстояние 5 км по неподвижной воде, течение увеличило пройденное расстояние за 1 час почти до б км, в то время, как скорость лодки относительно воды осталась равной 5 км/ч.

Относительные скорости: воздух и земля

"Извините меня, г-н Френкель, мы изучаем параглайдинг или предупреждение аварий на дорогах или водный спорт?" "Вы можете звать меня Зиги. Виноват, что вы потеряли терпение как раз в тот момент, когда я возвращаюсь назад к полетам, преподнеся все эти примеры об относительной скорости. Я только пытался проиллюстрировать суть дела". Мы говорили о ветре. Сила ветра настолько важна для параглайдинга, что мы разделим ее на пять групп: полное безветрие, слабый ветер, средний ветер, сильный ветер, и ветер, который слишком силен; и мы рассмотрим все стадии полета от взлета до посадки — в расчете на каждый случая.

Определение силы ветра

В параглайдинге недостаточно знать, что ветер силен или слаб. Он должен быть оценен и измерен более точно, предпочтительно с использованием инструмента — измерителя силы ветра. Если у вас нет такогоинструмента, вы все же можете грубо оценить силу ветра по следующим приметам: БЕЗВЕТРИЕ: Дым поднимается вертикально. Ветровые чулки и полоски бумаги (полоска туалетной бумаги годится для этого) висят вертикально вниз. СЛАБЫЙ ВЕТЕР (10-15 км/ч): можно почувствовать лицом. Ветровые чулки и полоски бумаги шевелятся. Листья шуршат. На воде рябь. СРЕДНИЙ ВЕТЕР (15-25 км/ч): Пыль и бумага разлетаются вокруг. Маленькие ветки шевелятся. Ветровые чулки и полоски бумаги стоят под углом. Волны на воде с появляющимися изредка белыми гребешками. СИЛЬНЫЙ ВЕТЕР (25-35 км/ч): Небольшие ветки колеблются. Ветровой чулок в горизонтальном положении. Волны с белыми барашками. СЛИШКОМ СИЛЬНЫЙ ВЕТЕР: Вы можете слышать ветер. Крупные ветви колеблются, гудят телефонные провода, волны большие с полосками брызг и барашками; НЕ ЛЕТАЙТЕ! Но это не точная информация для нас. Мы приходим к прибору, который не является роскошью, а действительно НУЖЕН каждому пилоту параглайдера:

Измеритель силы ветра

Имеется несколько моделей и, к счастью, те, что попроще, надежны, дают достоверный результат, недороги.

Они состоят из прозрачной градуированной конической пластиковой трубы с входным отверстием для ветра около дна и выходным отверстием наверху. Внутри трубы в соответствии с силой ветра ходит вверх и вниз легкий шар или пластинка. Вы держите трубу вертикально, так, чтобы входное отверстие было открыто ветру, и снимаете показания о силе ветра с градировочной шкалы. Этот прибор можно разбирать на части для чистки. Есть несколько более сложных и более компактных, а также более дорогах моделей, некоторые из них с вращающимися лопастями или роторами, батареями и цифровым выводом. Но, повторяем, простейший тип, показанный здесь, вполне надежен и долговечен.