24
КВАНТ 2017/№11
Сказка про Буратино и его глобус
И.БОЯРИНОВ
СТОЛ, ЗА КОТОРЫМ БУРАТИНО ДЕЛАЛ уроки, стоял у окна. Это был самодельный стол, который смастерил Папа Карло. Он был большой – тянулся от стены до стены. И все на нем умещалось. На одном краю располагались колбы, пробирки и реактивы для химических опытов, на другом – микроскоп для биологических наблюдений. Посередине стола стоял глобус, Буратино любил его рассматривать. Иногда он воображал себя путешественником: вот его родная Италия, и он на корабле отплывает от ее берегов сначала в Средиземное море, потом через Гибралтар в океан… Другой раз ему представлялся полет на воздушном шаре – он чуть прищуривал глаза, потихоньку вращал глобус, и карта казалась ему реальной Землей, проплывавшей где-то далеко внизу. Вот и сейчас он смотрел на крутящийся перед ним глобус. – А что это у тебя глобус не в ту сторону крутится? – молвил Папа Карло. – Почему не в ту? Глобус на оси, может крутиться туда-сюда, подобно флюгеру. Вот когда мы заводим наши пружинные часы, мы вращаем ручку только в одну сторону.
Если бы и глобус следовало вращать только в одном направлении, то, наверное, на фабрике сделали бы соответствующий ограничитель. А так его нет. Глобус можно вращать как угодно, – возразил Буратино. – Глобус – да. Но глобус – это модель нашей планеты, а Земля вращается в определенном направлении! – А разве для вращения есть направление? Вот сейчас на оконном стекле по окружности ползает муха. Нам кажется, что она движется по часовой стрелке. Но для прохожего на улице муха перемещается против часовой стрелки. – Верно. Поэтому на оси вращения выбирают точку, относительно которой и определяют направление вращения. Люди давно заметили, что если мысленно продолжить ось Земли от Северного полюса вверх, то эта прямая дойдет до Полярной звезды. А теперь вообразим, что на этой звезде находится наблюдатель и смотрит на Землю. Наша планета будет казаться ему кругом. Он будет видеть почти все северное полушарие. Города предстанут маленькими точками, и каждая такая точка вследствие вращения Земли вокруг своей оси будет двигаться по окружности. А теперь скажи, как она движется для этого наблюдателя – по часовой стрелке или против? – задал вопрос Папа Карло. Буратино не стал спешить с ответом, а вырезал из бумаги круг, в его центре поставил букву N – это Северный полюс, а маленьким сапожком изобразил Италию. И тут Буратино задумался. Круг лежит на столе, смотрим на него сверху, со стороны Полярной звезды. Как же он крутится на самом деле? Куда движется Италия? По часовой стрелке, т.е. с востока на запад, или наоборот – с запада на восток? – от этих раздумий у Буратино даже слегка закружилась голова. – Давай усовершенствуем твою модель, – предложил Папа Карло, заметив испытываемые Буратино затруднения. С этими словами он вырезал из бумаги еще один неболь-
25
«КВАНТ»
ДЛЯ
МЛАДШИХ
шой круг, закрасил его желтым карандашом и положил на стол. – Это у нас Солнце. – Получается, Солнце меньше Земли? Это же не так! – запротестовал Буратино. – А вот это для нашей модели не важно, – возразил Папа Карло и поставил на Аппенинский полуостров оловянного солдатика, повернув его лицом на восток. – Сейчас в Италии ночь. А теперь потихоньку поворачивай свой круг, чтобы солдатик не упал и чтобы во время восхода Солнце светило солдатику в глаза, а не в спину. Буратино начал этот неложный эксперимент. Вы тоже можете его проделать. – Чтобы Солнце взошло на востоке, я должен вращать круг против часовой стрелки, т.е. в направлении с запада на восток. Но если я сижу на стуле, а вращающийся глобус стоит на столе передо мной, то мне кажется, что города движутся слева направо. Все ясно! – радостно воскликнул Буратино. – Но мне еще давно показалось, что глобус у меня какой-то бракованный. Его ось наклонилась, как старое дерево, – сокрушенно сказал Буратино. – Нет-нет, глобус исправен, а наклон его оси напоминает, что ось вращения Земли наклонена к плоскости вращения (рис.1). Угол наклона равен примерно двадцати четырем градусам. – Понятно. Земля при своем вращении словно кланяется Солнцу, вот так, я нарисую
ШКОЛЬНИКОВ
для ясности, – и Буратино изобразил ось Земли в четырех точках земной орбиты (рис.2). – Нет, это неправильно. У тебя на рисунке ось меняет свое направление, а оно Рис. 2 постоянно. Ты помнишь свою игрушку – детский волчок? Раскрути его и поставь на картонку. Ты можешь картонку чуть наклонить, пытаясь отклонить ось волчка, но ось всегда будет сохранять свое первоначальное направление. Так и Земля является гигантским волчком. Поэтому если ты хочешь с помощью глобуса изобразить вращение Земли вокруг Солнца, то для этого удобнее использовать глобус не с круглой подставкой, а с прямоугольной. Такую подставку следует перемещать по кругу так, чтобы стороны основания все время оставались параллельными краям стола (рис.3). В этом случае
Рис. 3
ось глобуса, жестко связанная с подставкой, сохраняет свое направление в пространстве. Если такой подставки нет, можно приклеить к круглой подставке прямоугольник из картона. – Вот теперь я все уяснил. Глобус, т.е. Земля, вращается вокруг своей оси с запада на восток, при этом ось сохраняет свое направление, – с чувством исполненного долга произнес Буратино. – Ты помнишь слова Козьмы Пруткова: «Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание будет пустою забавою»? Так вот, вращая глобус, думай о вращении Земли вокруг Солнца; иначе такое вращение будет пустою тратою времени! – улыбнулся Папа Карло.
Рис. 1