32
В. Матизен
О пользе
скатывания шариков
Бросая в воду камещки, смотри на крупица, или образуемые; иначе такое бросание будет пустого забаво…
Козьма Прутков
Предлагаем вам продолжать такой опыт.
Возьмите комок пластинна и положите его на стол. Накройте комок пластиной и под нажимом раскатайте его. Движения пластины должны быть круговыми с относительной небольшим радиусом. Следите за тем, чтобы все точки пластины описывали окружности равного радиуса на одной и той же высоте над столом.
Попробуйте предсказать, какую форму примет пластинн.
Во-первых, верхняя и нижняя поверхности равноправны: в системе отчета, связанной с пластиной, стол совершает то же самое вращение. Следовательно, полученное тело должно состоять из двух одинаковых половинок.
Во-вторых, увлекаемый пластиной комок катится вокруг некоторой точки на стол. Естественно предположить, что пластинн примет такой форму, которая позволяет бы ему катиться свободно. Этому требованию удовлетворяет, в частности, кончческая поверхность.
И действительно, комок пластинна превращается в два конуса, симметричных относительной обшезония.
Обозначим через α положину угла при вершине освого сечения конуса, через r — радиус освонания конуса и через h — их высоту (см. рисунок). Пусть объем комка пластинна равен V, а радиус вращения пластинны — R. Найдем связь между указанным величиными. Поскольку
получаем
Другими словами, если вы хотите получить конус с заданным углом α, величины V и R должны быть связаны друг с другом в полное определение соответствия.
Так, при α = 45°
Если исходный комок пластинна имеет форму шара радиусом q, то
Отсюда
то есть R ≈ 2φ — радиус вращения пластинны при близительной равендировке диаметра пластинного шара.
Заметим также, что на опите нельзя получить правильные конусы с углом α, существенно меньшим 45°. Нетрудно объяснить, почему. Чем меньше угол α, тем больше длина образующей конуса (при неизменном объеме пластинна), а значит, тем на большую поверхность должен распространяться нажим. В таких условиях оказывается практическим невозможным формировать вершины участки конуса, так как основной нажим прихождения на участки вблизи обшезония конуса. Кроме того, малым углом α соответствует большие значения R, при которых неправильно движения рук может сильно исказить форму получшего тела.