Текст книги "Юный техник, 2007 № 12"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

НАШ ДОМ
Помощь дверинде

Театр, как известно, начинается с вешалки, а дом – с двери. В детской сказке, помню, утверждалось, будто за дверьми следит специальная фея по имени Дверинда. И если они скрипят, значит, Дверинда за что-то сердита на обитателей дома и ее надо срочно умилостивить.

А у вас двери не скрипят?..

Если поскрипывают, значит, пора браться за дело…

«Чтобы провести даже небольшой ремонт дверей, их необходимо, как правило, снять с петель, хотя бы частично, – советует известный французский мастер на все руки, автор книги «Мужчина у себя дома» Жак Дюбур. – Для этого откройте дверь. Ухватите ее руками с обеих сторон и легким движением приподнимите вверх в петлях»…

Этот совет рассчитан, наверное, на силача: далеко не всякая дверь поддастся с первого раза. И если ваша капризничает всерьез, выстрогайте треугольный клин, поднимайте дверь, постепенно вбивая под нее клин аккуратными ударами молотка. Заодно, кстати, клин будет поддерживать дверь в заданном положении и на заданной высоте.

На рисунках показано, как поставить под дверь клин, использовать рычаг для ее подъема, а также куда помещать шайбы в дверных петлях.

Если дверь слишком сильно заедает, можно попытаться приподнять ее рычагом. При этом соблюдайте максимальные меры предосторожности. Приподнимать дверь лучше с кем-нибудь из взрослых. А перед тем, как решить, снимать ли дверь полностью, проведите с ним военный совет. Но прежде всего установите, не перекошена ли ваша дверь. Перекошенная дверь, когда ее запирают, слегка пружинит.

В таком случае лучше не снимать дверь полностью, иначе вы не сможете навесить ее обратно: снятая с петель, дверь перекосится еще больше, и вам затем придется вызвать мастеров, а они бесплатно не работают.

Так что если дверь всего лишь скрипит, чуть приподнимите ее на петлях и в образовавшийся зазор накапайте керосина или машинного масла.

Сильно заржавленные петли лучше сначала хорошенько протереть тряпочкой с керосином, а уж потом смазывать. Если же петли еще в приличном состоянии, вместо машинного масла, которое, как и керосин, имеет специфический запах, лучше использовать графитовую смазку. Такая смазка есть в продаже. А если ее нет под рукой, не беда – вас выручит и обычный графитовый карандаш марки 4М или 6М. В общем, чем он мягче, тем лучше. Графитом от этого карандаша хорошенько протрите зазор между петлями.

После этого опустите дверь на место и поверните ее в петлях несколько раз. Если смазки оказалось достаточно, скрип прекратится. Иначе операцию придется повторить.

Если язычок замка перестал попадать точно в ответное отверстие, значит, скорее всего, ослабли дверные петли. Если шурупы в петлях сидят неплотно, снимите дверь с петель и отвинтите дверные скобы. Заделайте отверстия для шурупов маленькими деревянными пробками (они есть в продаже), смазав их клеем. Привинтите петли на старое место более длинными шурупами и снова навесьте дверь на петли. Обычно в таком случае порядок восстанавливается.

Если петли закреплены хорошо, а дверь все равно плохо запирается, значит, осела сама дверь. Тогда будут видны небольшие щели между вертикальными и горизонтальными брусками дверной рамы. В несложных случаях предлагаем два решения.

Если дверь не трется о пол, переставьте замочную накладку в дверной коробке чуть пониже. Старые отверстия от шурупов заделайте пробками и наметьте столярным шилом новые отверстия для замка в подходящем месте.

Если же дверь трется о пол, поставьте на все петли шайбы, предварительно сняв дверь. Тогда дверь приподнимется.

Верхнюю кромку двери, при этом, возможно, придется слегка подтесать рубанком.

В более сложных случаях оптимальным решением будет новая сборка дверного полотна с полной заменой нагелей. Однако такая работа выходит за рамки мелкого домашнего ремонта и требует вмешательства профессионала.

Если дверь с трудом закрывается и трется о пол, значит, либо она осела в петлях, либо просто отсырела и набухла древесина самой двери. В первом случае опять-таки придется разбираться с петлями, как в предыдущем случае, и вернуть дверь на ее законное место. Во втором случае внимательно посмотрите, в каких именно местах дверь чиркает о пол. Это легко увидеть по характерным отметинам на полу. В таком случае дверь снимают и слегка подравнивают рубанком только те участки, которые задевают пол.

Если же дверь снять нельзя (по причинам, указанным выше), то придется подрезать ее прямо на месте остро наточенным ножом или ножовочным полотном. При этом очень важно не перестараться, поскольку когда в сухое время года дверь усохнет, то между полом и дверью образуется солидная щель.

Если же дверь уже имеет слишком большой зазор, придется прибить к кромке двери планку и утопить бородком головки гвоздей в древесине. После шлифования, грунтовки и окраски двери ваши исправления не станут заметны. Заодно уж проверьте и дверные замки. Чтобы они исправно работали и служили как можно дольше, рекомендуем время от времени очищать их от пыли и смазывать.

Проще всего капнуть из масленки несколько капель масла прямо в замочную скважину, а потом несколько раз провернуть туда и обратно механизм замка с помощью ключа. Как только вам кажется, что замок стал запираться туже, прочистите его. Для этого снимите замок. Он включает в себя коробку, в которой находится механизм. Отвинтите крышку и прочистите механизм от грязи и пыли кисточкой, смоченной керосином, и, насухо протерев механизм, смажьте его не очень густо вазелиновым маслом. Привинтите крышку обратно и установите замок на прежнее место.

Если какая-то деталь замка пришла в негодность, лучше всего купить новый замок. При этом старайтесь подобрать такой же, как старый, чтобы не пришлось еще переделывать и гнездо, в котором замок сидит внутри двери.

Наконец, в климатических условиях нашей страны очень многие хозяева стараются свои двери утеплить. Проще всего это сделать, купив набор для обивки двери. Он включает в себя ватин для подкладки, дерматин для самой обивки и уплотнительные валики, которые прибивают к дверной раме. Зачастую в набор входят и обойные гвозди с большими шляпками.

Так что вам остается лишь, руководствуясь приложенной инструкцией, аккуратно провести все указанные операции. При этом дверь опять-таки лучше снять с петель, поскольку есть риск, что, колотя по двери молотком, вы нарушите всю проведенную ранее работу.

Кстати, не вредно заодно с обивкой двери врезать в нее и дверной глазок. Тогда, не открывая двери, вы всегда сможете узнать, кто к вам пожаловал.

И. ЗВЕРЕВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Разработка дальнего административного самолета Ту-414 началась в АНТК им. А.Н. Туполева в 1991 году на базе регионального самолета Ту-324. Первоначально создавался самолет бизнес-класса для перевозки небольших групп пассажиров на расстояние до 10 000 км. Было подготовлено техническое предложение по самолету, согласно которому он представлял собой низкоплан с крылом стреловидностью 35°, стреловидным хвостовым оперением и двумя двигателями в задней части фюзеляжа на пилонах.

Большая дальность полета Ту-414 позволит использовать его на самых протяженных трассах России, в том числе в районах Крайнего Севера и Сибири, где мало аэропортов, а также совершать челночные полеты с несколькими посадками без дозаправки топливом на промежуточных аэродромах. В 1995 году был предложен проект регионального самолета Ту-414Д, рассчитанного на перевозку 50 пассажиров, а в 1999 году разработан вариант для перевозки 70 пассажиров на расстояние 3500 км.

Ресурс нового самолета должен составить более 60 000 летных часов. Это ни много ни мало – 25 лет.

Технические характеристики:

Длина самолета… 31,85 м

Высота… 8,3 м

Размах крыльев… 27,7 м

Максимальный взлетный вес… 38,15 т

Максимальная загрузка… 8 т

Запас топлива… 12,63 т

Количество пассажиров… до 76 чел.

Дальность полета… 3500 км

Крейсерская скорость… 900 км/ч

Длина взлетно-посадочной полосы… 1800 м

Bugatti Veyron 16.4– самый мощный, самый быстрый и самый дорогой автомобиль в мире, разрешенный к использованию на общественных дорогах. Запущенный в производство филиалом Volkswagen AG – Bugatti Automobiles S. A.S., этот автомобиль продается под легендарной маркой Bugatti, а своим именем обязан Пьеру Вейрону, выигравшему в 1939 году на Bugattiодну из престижных автогонок.

Автомобиль стоит 1,5 миллиона евро и обладает 8-литровым двигателем мощностью около 1000 л.с. Максимальная скорость Bugatti Veyron, установленная на официальных испытаниях, достигла 407 километров в час.

Bugatti Veyronне только самый быстрый, но и самый «прожорливый» автомобиль. В городском цикле он потребляет 40,4 литра на 100 км, но на шоссе расходует, пожалуй, немногим больше, чем наша «Волга» – 14,7 литра на 100 км.

Любопытно, что для полной остановки автомобилю, мчащемуся с максимальной скоростью, требуется всего 10 секунд, причем его не занесет, даже если водитель бросит руль.

Технические характеристики:

Длина… 4,462 м

Ширина… 1,998 м

Высота… 1,204 м

База… 2,710 м

Количество мест… 2

Объем двигателя… 7993 см ³

Мощность… 1001 л.с.

Максимальная скорость… 407 км/ч

Снаряженный вес… 1888 кг

Вместимость топливного бака… 100 л

Разгон до 100 км/ч… 2,5 с

ПОЛИГОН
Скорость в обмен на силу

Знаменитый тяжелоатлет Пол Андерсон, распрощавшись с большим спортом, ушел в шоу-бизнес. На выступлениях он, например, брал за бампер легковую машину весом 1360 кг и отрывал ее от земли. Для этого требовалось приложить усилие, равное не менее, чем половине веса машины – 680 кг.

Казалось бы, немало. Но знаете ли вы, что такое усилие могут развить мышцы рук каждого из нас? Другое дело, что мышца может сократиться лишь на несколько сантиметров, а чтобы мы могли сделать мах рукой или ногой, природа снабдила нас своеобразными преобразователями силы в скорость. Сила мышцы, удерживающая руку согнутой в локте, передается к ладони ослабленной в 10–20 раз. Мы не можем держать рукой гирю в полтонны весом, зато можем играть в мяч. Так, повторим, потеряв в силе, мы обрели скорость. Этот прием природы люди использовали много раз.

Камнемет в эпоху пушек

В восстании против власти кардинала Мазарини (1648–1653) принимали участие и крестьяне, и принцы. Денег у восставших было маловато, и вместо артиллерии приходилось применять камнеметательные машины – фрондиболы (за это и все восстание стало называться фрондой). В то время пушки, пригодные для осады крепостей, делали всего 1–2 выстрела в день каменными ядрами по 100 кг, летевшими на 200–300 м.

Фрондибола же могла метать десятки пудовых (16 кг) камней в час на расстояние 100 шагов (80 м). На изготовление пушки уходил год работы уникальнейших мастеров. Сделать же фрондиболу бригада плотников могла всего за неделю. Вот как была устроена эта машина.

В основе механизма – закрепленный на оси рычаг с неравными плечами. На конце длинного плеча в специальной сумке размещался боевой груз (камни, сосуд с зажигательной смесью, а то и бочка с ядовитыми змеями). На коротком плече был привязан приводной груз. При помощи каната и лебедки рычаг ставили в горизонтальное положение, закрепляли при помощи защелки, после чего канат отцепляли (см. рис. 1). В таком состоянии готовую к выстрелу фрондиболу наводили на цель. Оставалось выдернуть защелку, чтобы метательная машина взмахнула своим рычагом и снаряд полетел к цели.

Фрондибола, подготовка к выстрелу.

Приводной груз опускался медленно, но эта скорость умножалась при помощи длинного плеча рычага. Дальность полета снаряда, как известно, пропорциональна квадрату его скорости. Так, чтобы бросить камень на 80 м, ему нужно сообщить скорость не менее 28 м/с.

Как ее получить? Если приводной груз готовой к выстрелу фрондиболы поднят на 2 метра от земли, то, опускаясь, он разовьет скорость 6,2 м/с. Для того чтобы получить нужные 28 м/с, требуется сделать длинное плечо рычага в 4,5 раза больше короткого.

Добавим к этому любопытную деталь, о которой, вероятно, догадывались в древности. Дальность полета тел, летящих по инерции, сильно зависит от сопротивления воздуха. Так, например, пуля, выпущенная из ружья со скоростью 1000 м/с, при отсутствии атмосферы пролетела бы 102 км. Сопротивление воздуха уменьшает дальность ее полета всего до 5 км…

Но для шарообразных тел определенного размера и скорости существует «коридор», при котором сопротивление воздуха ничтожно. Пудовые камни фрондиболы как раз попадали в этот коридор. За время полета они теряли не более 6 % своей кинетической энергии, производя при падении огромные разрушения.

На войну со своей фрондиболой

Проверить всю эту нехитрую алгебру можно, если сделать настольную модель фрондиболы с рычагом из легкой и прочной метровой деревянной линейки, закрепленной на оси так, чтобы был возможен поворот на 45° (см. рис. 2). Тогда снаряд пролетит максимальное расстояние под самым выгодным углом к горизонту.

Модель фрондиболы из деревянной линейки метровой длины.

Расстояние от оси до точки крепления приводного груза равно 140 мм. Опускаясь, он разовьет скорость 1,4 м/с. Снаряд же, помещенный на длинном конце линейки в 860 мм от оси, разовьет скорость 8,6 м/с и пролетит около 8 м.

Для повышения дальности можно увеличить длину рычага. Но не следует забывать, что и сам рычаг при выстреле движется с большой скоростью, а после должен быть заторможен. При этом возникает удар по специально предназначенной для этого поперечной перекладине.

Как выяснили при испытании фрондиболы французские любители старины, удар этот быстро разрушает машину.

Чтобы избежать увеличения массы рычага, древние конструкторы на конце его прикрепляли пращу – кусок кожи с парой веревок. Под действием центробежной силы веревки натягивались, рычаг как бы удлинялся и дальность камнеметания резко возрастала. Воспользуемся этим способом и мы. Это позволит довести дальность броска примерно до 15 м.

Добавим, что на камни, выпущенные при помощи модели фрондиболы, «коридор малых сопротивлений» не распространяется. За время полета они теряют четвертую часть своей энергии.

Второе рождение полипаста

Полиспаст – система из подвижных и неподвижных блоков – изобретен Архимедом. С тех пор он чаще всего применяется для подъема тяжестей. В полиспасте вес поднимаемого груза равномерно распределяется по веревкам, делится между ними. Потому, чтобы при помощи полиспаста удержать или поднять какой-либо груз, достаточно приложить силу, равную лишь небольшой части его веса.

Этим однажды воспользовался Архимед в «рекламных», можно сказать, целях. Он закрепил полиспаст на берегу, а его подвижную часть привязал к галере, на которой находился царь и 40 человек свиты, и потянул за свободный конец веревки полиспаста. Архимед не только вытащил галеру из воды, но и долго еще тащил ее по земле.

Для увеличения дальности стрельбы к длинному плечу рычага фрондиболы прилаживали пращу.

Поднимая груз полиспастом, мы во столько же раз проигрываем в пути и скорости, во сколько выигрываем в силе. Однако, если выпустить веревку из рук, то она помчится вверх со скоростью, намного превышающей скорость опускания груза. На это редко обращали внимание. Но в конце 1970-х годов в Англии был создан блочный спортивный лук. По концам дуги лука крепилась ось подвижных блоков. Проходящая по блокам веревка играла роль тетивы, толкающей стрелу. В отличие от обычной тетивы концы ее закреплялись на стержне, укрепленном у середины дуги.

Пара блоков могла увеличить скорость стрелы вдвое. Казалось бы, увеличивая число блоков, можно довести скорость стрелы чуть ли не до скорости пули. Однако этому мешает недостаток энергии дуги лука, да и сами блоки утяжеляют дугу. Она начинает выпрямляться медленнее, и скорость повышается всего на 10–20 %. Но и это немало, когда речь идет о рекордах спортивной стрельбы.

Лук Робин Гуда

Некое подобие блочного лука можно сделать быстро и просто. Распилите старую деревянную лыжу вдоль на две одинаковые части. Соедините их вместе – и лук почти готов. Для соединения возьмите кусок твердого дерева бука или дуба, например, кусок старой паркетной доски.

Просверлив в каждой половинке лука по два отверстия, смажьте клеем и плотно стяните 6-мм болтами с гайками весь центральный узел (применять саморезы не следует, они при натягивании лука могут расколоть древесину).

Далее туго обмотайте место соединения толстой суровой ниткой с клеем. Клей следует выбирать только водорастворимый: ПВА, столярный, а еще лучше казеиновый. Нитка обязательно должна быть хлопчатобумажной, а во время намотки – слегка сырой. После высыхания она туго натянется и возьмет на себя те немалые силы, что возникают при натяжении лука.

Блочный лук можно сделать из старой лыжи.

Обрежьте дугу по своему росту, приладьте тетиву, и у вас получится дальнобойный английский лук. Историки отмечают, что именно он позволил Англии отстоять свою независимость и стать великой державой. Из этого же лука стрелял и знаменитый разбойник Робин Гуд.

Имея в своем распоряжении блочный лук, он бы совершил еще и не такие подвиги! Вы их можете совершить в своих играх от его имени. Добавьте лишь к луку пару блоков.

Современный блочный спортивный лук снабжается двумя некруглыми колесиками особой формы по концам. Сделать их в домашних условиях сложно. Однако ощутимый результат дадут и круглые дюралевые ролики, закрепленные с наружной стороны дуги при помощи легких стальных накладок. Концы тетивы присоедините к стержню на середине дуги лука.

Скорость стрелы увеличивают блоки, укрепленные на концах лука при помощи стальных накладок.

Центральный узел лука. При стрельбе на него действуют силы в несколько сотен кг. Для получения необходимой прочности этот элемент должен быть хорошо склеен, стянут болтами и нитками.

А . ИЛЬИН

Рисунки автора

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Свет и магнитное поле

Почти в каждом физическом кабинете есть набор для изучения поляризации света. В него входит несколько непонятных предметов, но два из них прямо-таки удивительны. Это два зеленоватых стеклышка в темной оправе (см. рис. 1 на следующей странице). Сложите их вместе и поверните. Поле зрения потемнеет, а потом станет почти совсем непроницаемо для света. Продолжайте вращать, и оно вновь станет светлым и ясным.

Эти странные стеклышки называются поляроидами. Дело в том, что световые волны колеблются в самых различных плоскостях. Поляроид же пропускает те из них, колебания которых лежат только в одной плоскости. Такой свет называется поляризованным.

Если поляроиды повернуты так, что их плоскости совпадают, то свет проходит беспрепятственно. Если же они взаимно перпендикулярны, то световой луч ослабляется почти в тысячу раз.

Но интересные эффекты можно наблюдать и держа в руках всего лишь один поляроид. Подойдите к застекленной витрине. Очень часто в ней отражается улица и то, что находится за стеклом, видно плохо. Немного поверните поляроид, и отражение если не все полностью, то в значительной мере исчезнет.

Каждому рыболову интересно узнать, есть ли в реке рыба. Но вода хоть и прозрачна, а дно увидеть нельзя. Мешает все то же отражение, на сей раз от волн. Посмотрите на воду через поляроид, и дно станет видно значительно лучше. Дело в том, что свет поляризуется, отражаясь от поверхности стекла или воды. Поворачивая поляроид, мы отфильтровываем этот мешающий нам свет. Этим свойством пользуются фотографы-профессионалы, ставящие на объективы своих аппаратов поляризационные фильтры.

Одиночный поляроид может заменить вам даже часы и компас. Посмотрите на небо в пасмурную погоду. В том месте, где должно быть солнце, вы увидите маленькую синюю восьмерку, окруженную желтой каймой (рис. 2). Причина этого явления нам неизвестна, так что мы охотно опубликуем ваши объяснения.

Поляроиды из набора снабжены специальными оправами для установки в универсальный проектор, и с ними можно проделать ряд красивых и занимательных опытов.

Поставим поляроиды на проектор и развернем так, чтобы свет через них не проходил. После этого в промежуток между ними внесите кусок обычного стекла, на экране появится его светлое, слегка окрашенное изображение. Объясняется это тем, что свет, пройдя через стекло, изменил наклон плоскости поляризации, и это позволяло ему пройти через скрещенные поляроиды.

Казалось бы, повернув второй поляроид, мы снова добьемся полного затемнения. Но нет, с обычным стеклом этого не получится. Вот если взять кусок специального оптического стекла, то после поворота второго поляроида оно уже видно не будет. Особенно яркая радужная картина получается, если поместить между поляроидами кусок смятого целлофана.

Обе картины объясняются двойным преломлением лучей. Очень многие твердые вещества способны один и тот же луч света разделить на две части, идущие немного в разных направлениях (рис. 3).

Фазы световых волн и плоскости поляризации в этих лучах оказываются немного сдвинуты относительно друг друга, но частоты полностью совпадают. Благодаря этому в них происходит интерференция, приводящая к яркой игре красок.

Способность к двойному преломлению лучей обычного оконного стекла без поляроидов никому не заметна и не мешает. Но из такого стекла невозможно изготовить хорошую линзу. (Вместо изображения одной точки может получиться две.)

Возникает же эта способность в стекле при его быстром неравномерном охлаждении в процессе изготовления. Отдельные его участки оказываются неравномерно растянуты в различных направлениях и по-разному преломляют свет. Поэтому лучшие сорта оптического стекла после отливки длительно, порою до полугода, охлаждают. Вот почему за некоторые фотообъективы приходится платить большие деньги.

Но двойное преломление лучей бывает и полезно.

Возьмите кусок полиэтилена, надрежьте его и, поместив между затемненными поляроидами, потяните. В районе надреза появятся радужные линии (рис. 4).

При усилении натяжения полиэтилен начнет рваться, а радужные разводы усилятся. Все эти линии есть не что иное, как линии распределения сил (процесс можно отчетливо видеть на экране).

Мост или крыло самолета всегда начинают разрушаться в каком-то одном месте, где происходит опасная концентрация сил. Стараясь заранее определить и усилить опасное место, проектировщики делают модель из прозрачного материала, помещают ее между двух поляроидов и подвергают нагрузке. Возникающий узор раскрывает картину распределения сил, а измерение яркости отдельных участков ее позволяет найти величину этих сил. Работа эта кропотлива, но ее результаты очень важны.

Точно определить содержание сахара во фруктовом соке нелегко. Выручит все та же поляризация. Поместите между поляроидами прозрачную кювету с плоскими стенками, создайте темное поле и налейте в нее раствор сахара. Кювета тотчас же станет видна. Прошедший через раствор сахара свет немного повернул плоскость поляризации. Если второй поляроид повернуть, поле снова сделается темным. Концентрация сахара оказывается пропорциональна повороту анализатора.

Кстати, раз уж здесь зашла речь о сахаре… В XIX веке он стоил очень дорого. Ученые приложили немало сил, пытаясь синтезировать его из угля или нефти, но – к счастью! – успеха не добились: процесс получался сложным и дорогим. Правда, оказалось, что если слить два сильнейших яда – раствор синильной кислоты и формалина, – то в колбе со временем появляется сахар. Его химическая формула полностью совпадает с формулой лучшего тростникового сахара. Вот только плоскость поляризации он вращает не так, как обычный сахар, а в противоположную сторону. Оказалось, что его молекула по форме зеркальна молекуле обычного сахара. Этот «зеркальный» сахар был сладок, но организмом не усваивался.

Способность вращать плоскость поляризации имеют очень многие вещества. Еще знаменитый физик Майкл Фарадей обнаружил, что магнитное поле способно вращать плоскость поляризации света, проходящего через вещество. Вот один из его экспериментов.

В катушку с большим числом витков помещалась кювета с жидкостью. Вдоль нее пропускался луч поляризованного света. При включении тока положение плоскости поляризации света значительно изменялось.

В своих опытах Фарадей использовал катушку длиной около 0,5 м и внутренним диаметром 40 мм. Она содержала 150 витков изолированной проволоки диаметром 5 мм и работала от батареи напряжением 48 В. Изготовить такую катушку несложно, а питаться она может от выпрямителя. Но можно использовать катушку от набора по электромагнетизму и конденсатор емкостью 100 мкФ. Внутрь катушки следует поместить кювету с плоскими стенками, склеенную из оргстекла. Опыты следует проводить только в присутствии учителя!

А. ВАРГИН

Рисунки автора