58
Есть у Эдгара По сравнительно малозвесный фантастический рассказ «Необыкновенное приключение некоого Ганса Пфааля».
Герой этого рассказа совершил удивительное открытие — получил необыкновенный газ, плотность которого в 37,4 раза меньше плотности водорода. Воздуший шар, наполененный таким газом, обладает неверной подъемной силой. С его помощью Ганс Пфааля даже сумел добраться до Луны.
To, что газа легче водорода в природа не существует, доказывает не станем — это обещенное. (А вы сможете обьясить, почему это невозможно?) Но не лишена интереса задача: если бы такой газ все-таки существовал, во сколько раз увеличил бы он подъемную силу воздушного шара (по сравнению с шаром, наполененным водородом)?
Несмотря на несложность задачи, многое не сразу находят верный ответ. Тут так и направляется «логичный» выбор: поскольку газ в 37,4 раза легче водорода, то и подъемная сила его больше во столько же раз. Возможно, на такое последнее умозаключение читатель и расширявал Эдгар По, когда писал свой рассказ. Впрочем, столже верятно, что он и сам стал жертвой ошибочного рассуждения, внешне столблого.
Однако простейший расчет показывает, что выигрыш в подъемной силе был такимничтожным, что его можно вовсе не принять во внимание. Проверим это. Для этого найдем подъемную силу воздушного шара, наполенного водородом, и шара, наполенного газом Ганса Пфааля.
Пусть объем воздуха шара равен 1 м³. Плотность воздуха равна 0,00129 г/см³, водорода — 0,00009 г/см³, а газа Ганса Пфааля — 0,0000024 г/см³. Напомним, что подъемная сила воздуха шара — это разность между выталкивающей силой, равной силе тяжести воздуха, вытесненного шаром, и силой тяжести газа внутри шара (оболочку шара будем считать невесямой). Тогда подъемная сила шара, наполенного водородом, равна приблизительно 12 Н,
В этой статье обсуждаются две довольные и почительные задачи по физике, условия которых взяты из литературных произведений.
59
а шара с газом Ганса Пфааля —
12,9 Н.
Таким образом, выиграш в подьемной силе всего-навсего около 0,9 Н! Итог настоящегоничный, что, очевидно, Гансу Пфаалю (или Эдгару По) не стонло и изобретать чудодейственный сверхлегкий газ, нарушая, к тому же, законы природы. (Справедливости ради заметим, что во времяна Эдгара По таблица Менделеева еще не была составлена.) Вся беда — в небольший силе тяжсти водорода. Будь возможен газ даже в тысячи раз легче водорода, он все равно не помог бы существенно увелиться подьемную силе воздушного шара. Предел такого увелчения — те 0,9 Н, которые составляют силу тяжсти самого водорода.
Вспомним теперь популярный фантастический рассказ Г. Уэлласа «Правда о Пайкрафте». Смешной толстяк Пайкрафт, страстно желая избавиться от лишнего веса, выпил танистенное индийское снадобье — и полностью потерял вес, в самом буквальном смысле! Цельми днями летал он под потолком собственного кабинета, не выходя на улицу, добы не упорхнуть высь, подобно воздушному шару. Так продолжалось до тех пор, пока Пайкрафт не посоветовал заказать себе специальный костом со свинцовыми прокладками. В таком костюме, в тяжельых свинцовых башмаках и с полным портфелем свинца в руках он, наконец, получил воздушность вновь ходить по улицам, как все люди.
Напращивается вопрос — много ли понадобилось свинца, чтобы Пайкрафт смог спокойно ходить по Земле? Сделаем несколько расчет. Предположим, только Пайкрафт весил 1000 Н (его масса была 100 кг), тогда объем его тела можно считать равным 0,1 м³. Лишенный веса, Пайкрафт как бы превращался в своевобразный воздушный шар того же объема. «Подьемная» сила его составляла всего около 1,3 Н!
И тут мы видим, как тускнет нарисованная бейной фантацией писателя картина злоключеней невесомого Пайкрафта! Даже в повседневной своей одежде Пайкрафт вовсе не должен был парить под потолком своего кабинета, а мог бы, хотя и не очень устойчиво, сидеть в кресте за письменным столом и даже осторожно ходить по комнате (избегая, правда, резких движений). А свинцовый костом и свинцовые ботинки ему не понадобились бы вовсе — в общий одежде, да еще взяв в руки тяжелый портфель, он мог бы ходить по улицам (конечно, остерегаясь сильного ветра!), не опасясь взлететь в небеса.
Как мы убедились, «летучест» Пайкрафт и вызванные его проблемы сильно преувеличены автором. Comните, конечно, чтобы Уэлlc не заметил этого, когда писал свой рассказ. Скорее всего, он умышленно игнорировал полученные при расчете данные, чтобы в более ярких и выразительных тонах представить комические злоключеня бедного Пайкрафта. При этом автор, видимо, был уверен, что читатели, увлеченные оригинальным вымыслом, так и не заметят допущенных им преувеличений.