21
К механике буерного спорта
В. Н. Ланге, Т. И. Ланге
Буер — это установленная на коньках платформа, на которой укреплена мачта с парусом.
Первые спортивные гонки на буерах в России состоялись в 1890 году в Петербурге. С начала XX века буерный спорт приобретает большое популярность, особенно в Прибалтийке. С 1947 года регулярно проводятсячемпонаты СССР по буерному спорту.
Буерные гонки — очень красивое зрелище. Стремительно скользят на металлических полозях по гладкой ледяной поверхности легкие белокрыльные платформы. Скорость буера при умелом управлении достигает 100 км/ч. И вот что妒зительно: если в это время изменить скорость ветра, она может оказаться в два, а то и в три раза меньше!
Получается, что не имеющий собственного движения буер обгоняет ветер! Каким же образом? Ведь разгон происходит за счет силы давления на парус со стороны воздуха. Каждый бы, наибольшая скорость, которой можно достигнуть, это скорость ветра. Но не надо забывать, что буерным парусом можно управлять. Имененно «парусные маневры» и позволяет достигать «сверхветровых» скорости.
Что разбраться в механиме разгона буера, рассмотрим следующий пример.
Пусть по прямолинейным направляющим MN и PQ (см. рисунок) может скользить брусок ABCD, грани которого AB и AD образуют угол α. Тренние между бруском и направляющими настолько мало, что уженичтожное успление приводит к перемещению бруска. Пусть в точке O в направлении, указанном на рисунке стрелкой, на брусок действует некоторая постоянная сила. Например, на грань AD давит стержень. Вследствие незначительное сил сопротивления брусок придает в движение даже при легком воздействии, и за то время, пока конец стержня пройдет путь ООО’, брусок переместится по направляющим на расстояние, равное AA’, заняв положение A’B’C’D’. Нетрудно видеть, что
Будем для простоты считать движение стержня и бруска равномерным. Подель обе части равенства на время движения t, получим связь между скоростью бруска и стержня:
Отсюда видно, что при 0 < α < 45° скорость бруска будет превышать скорость стержня, поскольку tg α < 1.
Тепер вернемся к буеру. Если считать, что положя буера расположены по линям MN и PQ, его парус установлен в направлении AD, а ветер дает вдоль ООО’, то, оченьindo, для соответствия между скоростью буера и ветра можно получить аналогичное выражение:
Мы рассмотрели лишь случай, когда ветер дает перpendикулярно курсу буера; анализ остальных читателью предоставляется выполнить самостояльно.