На полном ходу поезда

Другой пример плодотворного применения классического принципа относительности берём из железнодорожной практики начала 20-го века. Тендер нередко пополнялся водой на полном ходу поезда. Достигалось это остроумным «обращением» одного общеизвестного механического явления, а именно: если в реку погрузить отвесно трубку, нижний конец которой загнут против течения (рис. 4, схема вверху), то текущая вода проникает в эту так называемую «трубку Пито» и устанавливается в ней выше уровня реки на определенную величину H, зависящую от скорости течения.

Железнодорожные инженеры «обратили» это явление: они двигают загнутую трубку в стоячей воде — и вода в трубке поднимается выше уровня водоема. Движение заменили покоем, а покой движением.

Рис. 4. Как паровозы на пелном ходу набирали воду. Между рельсами устроен длинный водоем, который погружается из тендера труба. Вверху — трубка Пито. При погружении её в текущую воду уровень в трубке поднимается выше, чем в водоеме. Внизу — применение трубки Пито для набора воды в тендер движущегося поезда.

Они делали так, что на станции, где тендер паровоза должен, не останавливаясь, запастись водой, между рельсами был устроен длинный водоем в виде канавы. С тендера спускали изогнутую трубу, обращенную отверстием в сторону движения. Вода, поднимаясь в трубе, подавалась в тендер быстро мчащегося поезда. (рис. 4, схема внизу).

Как высоко может быть поднята вода этим оригинальным способом? По законам той отрасли механики, которая носит название «гидродинамики» и занимается движением жидкостей, вода в трубе Пито должна подняться на такую же высоту, на какую взлетело бы вверх тело, подброшенное отвесно со скоростью течения воды; а эта высота H определяется формулой:

где V — скорость воды, а g — ускорение силы тяжести, равное примерно 9,8 м в секунду за секунду.

В нашем случае скорость воды по отношению к трубе равна скорости поезда; взяв скромную скорость 36 км в час, имеем V = 10 м в секунду; следовательно, высота поднятия воды

метров.

Ясно, что каковы бы ни были потери на трение, высота поднятия более чем достаточна для успешного наполнения тендера.

Обсудить >>
При обсуждении пользуйтесь значками "якоря", которые ссылаются на отдельные абзацы статьи.