Сопротивление среды. Почему взлетает бумажный змей?

Задавали ли вы себе когда‑нибудь вопрос, почему бумажный змей взлетает вверх, когда его тянут за бечевку? Вопрос не так уж прост. Если вы сможете ответить на него, вы поймете также, почему взлетает аэроплан, почему носятся по воздуху семена клена, и даже до известной степени уясните себе причину странных движений бумеранга. Это – явления одного порядка.

Чтобы объяснить все это, нам придется прибегнуть к упрощенному чертежу. Линия MN пусть изображает у нас разрез бумажного змея. Когда, запуская змея, мы тянем его за веревочку, он движется в наклонном положении. Пусть это движение совершается в направлении справа налево. Угол наклона плоскости змея к горизонту обозначим через α. Рассмотрим, какие силы будут действовать на змея при этом движении. Воздух, естественно, будет мешать его движению, оказывать на него некоторое давление. Это давление изображено на рисунке в виде прямой С; так как воздух давит перпендикулярно к плоскости MN, то линия С начерчена под прямым углом к ней. Силу С можно разложить на две другие, построив так называемый «параллелограмм сил»: получим, вместо С, силы D и Р. Из них сила D толкает нашего змея назад и, следовательно, уменьшает первоначальную его скорость. Другая же сила, Р, тянет весь снаряд вверх; она, следовательно, уменьшает его вес; если она достаточно велика, то может преодолеть вес снаряда и поднять его. Вот почему змей поднимается вверх, когда мы тянем его за веревочку.

Аэроплан, в сущности, – тот же змей, только движущая сила нашей руки заменена в нем мотором; мотор приводит в действие винт (пропеллер), который, отталкивая снаряд, сообщает ему поступательное движение.