Владимир Внуков - Занимательная физика на войне
Когда же это случится? Через сколько времени? Сколько выстрелов успеет сделать пулемет, прежде чем закипит вода.
Все эти вопросы и интересы и важны. Ведь, если вода выкипит, надо будет ее долить, иначе пулемет можно испортить.
Решим же эту задачу, пользуясь знаниями, которые дает нам физика.
Прежде всего вычислим: сколько теплоты выделяется при каждом выстреле из пулемета? Заряд пороха в патроне пулемета весит 3,2 г. Теплотворная способность пороха равна 900, т. е. один килограмм пороха сгорая дает 900 бол. калорий[21] теплоты, а один грамм— 900 мал. калорий.
Значит, 3,2 г. пороха сгорая дают: 3,2 X 900 = 2.880 мал. кал.
Из этой теплоты ок. 2/3 идет на нагревание воды: 2/3 от 2 880 = 1 920 мал. кал., т. е. близко к 2 000 мал. кар. или 2 бол. калориям. А для нагревания на 1° всей воды в кожухе пулемета надо затратить 4 бол. калории (почему, догадайтесь сами).
Отсюда совсем нетрудно вывести, что каждые 2 выстрела из пулемета нагревают воду в кожухе его на 1°, а от 0° до 100° нагреют 200 выстрелов.
Вот один ответ уже и готов. После выстрелов вода в кожухе пулемета закипит, даже если температура ее была 0°.
Сколько же это займет времени? В одну секунду пулемет делает 10 выстрелов: 200: 10= 20, значит, вода закипит через 20 секунд.
Скоро это или нет?
4 кг воды— это, примерно, 16 стаканов. Чайник на 16 стаканов очень большой. Обычно, чайники делают на 8-10 стаканов (вымеряйте свой чайник стаканами). Вспомните или заметьте по часам, сколько минут нужно греть чайник на примусе, чтобы вода в нем закипела. Наверное, минут 10 пойдет на это… То же и с самоваром. Самовар на 20 стаканов будет «готов», примерно, через 15–20 минут.
Выходит, что пулемет кипятит воду с громадной скоростью, и его смело можно назвать «самым скорым самоваром». Тем более, что мы предполагали температуру воды в кожухе пулемета самую низкую — 0°. А если бы дело было летом, то, очевидно, вода закипела бы еще быстрее. Каждый уже сам без труда решит, через сколько секунд закипит вода в пулемете, если перед стрельбой температура ее была 10°, 20°, 30°?
Глава III. ДРУГ И ПРЕДАТЕЛЬ ЗВУК
Обед со снарядами
Неправда ли, оригинальный обед?
Суп с осколками снарядов. Каша со шрапнельными пулями. А на третье — разбитая вдребезги миска… Навряд ли кому придет в голову устроить подобный обед. А, между тем, на войне бывало и такое странное «меню».
Представьте себе, что батарея[22] не первый месяц стоит на одном и том же месте. В «позиционной войне», в 1914—18 гг., стояли и годами.
Люди так привыкли к войне и ежедневным ее развлечениям, что свежий человек привычку принял бы за геройство. К чему только не привыкают люди!
Вот что рассказал мне об этом странном обеде один из его участников.
«Врагу что-то далась наша батарея. В течение трех недель он регулярно, почти в одни и те же часы, посылал нам десятка два-три бомб. Бомбы рвались перед батареей, с боков, сзади и среди орудий. Две пушки были уже разбиты, и их сменили новыми. Но убитых и раненых не было. Ребята были осторожны и опытны, а блиндажи[23] были сделаны прочно: сами делали.
Обычно обстрел батареи начинался часов в 10 утра и к обеду заканчивался.
Но вот однажды враг решил над нами подшутить. Пришел привычный час обстрела, а враг молчит. Подошло время обедать, все уселись за „земляными“ столами, поставили посредине миски с супом и взялись за ложки.
И вдруг из блиндажа телефониста раздался короткий, как команда, возглас:
— Летит!..
Все головы немедленно поднялись вверх, но никто не шевельнулся.
Прошла секунда, и где-то высоко в небе послышался знакомый свист снаряда:
— Жж… ш… сс…сс…жжж…
Звук явно приближался к „левому флангу“ батареи (рис. 23).
Люди флангового орудия быстро выскочили и спрятались в свой блиндаж. Соседи их немного помедлили, но тоже спрятались. А на противоположном фланге ложки опустились в миску, и обед продолжался.
Еще секунда — и бомба с грохотом и треском разорвалась шагах в 25 от крайнего левого орудия.
— Ишь чорт! Обедать спокойно не дает.
— Не к нам. Ешь, пока не остыло…
— Митроха, а Митроха! Осколки не проглоти. Ты больно мясо любишь.
Осколки действительно засвистели со всех сторон, совсем, как майские жуки под вечер. Жужжит, жужжит, а потом чок — и замолчал, ударившись о землю.
На этот раз почти все осколки не долетали или летели высоко над головами. И никому не посчастливилось вместо куска крошеного в супе мяса выловить горячий кусок стали.
Не успел я оглянуться, как батарея приняла вновь вид спокойно обедающих за своими столами. Только веселая перебранка и шутки от стола к столу напоминали о секунду назад разорвавшейся бомбе.
— Што-ж ушли-то? Вы бы с осколочками покушали. Горячее было бы.
— А вот вам сейчас влепит, так вы и отведайте, а мы поглядим: скусно ли…
— Митрохин и то уходить не хочет. Говорит, я здесь один все мясо без вас поем.
— Слушай! Лет-и-и-т!
И вновь головы вверх и напряженно слушают.
На этот раз как-будто к нам, на правый фланг. Побросали ложки и — в блиндаж.
— Ну, вот и ваш черед, — смеются с другого фланга.
И впрямь оказался наш. Бомба упала почти у самого стола 2-го орудия. Взрывом миску с супом перевернуло, а осколками продырявило. За соседними столами кто удрал в блиндаж, а кто прижался к земле. Везде почти и суп и каша оказались посыпанными песком.
— Вот это здорово!
— Ах, дьявол его заешь! Весь суп испоганил!
— Ничего. Он отстоится. Земля не грязь.
Как бы то ни было, а кто был не сыт, продолжал есть, что осталось. Люди 2-го орудия подсели к соседним столам и тоже наскоро старались утолить свой аппетит.
На наше счастье дальнейшая стрельба в этот день была совсем неудачна для врага. Снаряды падали далеко от батареи, и только осколки заставляли изредка прижаться к орудийному щиту или спрятаться за зарядный ящик.
Кашу ели без помех, если не считать земли, которую без труда счистили сверху».
Но как же можно было узнать, куда упадет снаряд? И откуда знал телефонист на батарее о приближении к ней бомбы?
Да, конечно, по звуку выстрела и полета снаряда. Батарея соединена телефоном с наблюдательным пунктом (см. рис. 23), расположенным впереди километра на 2. Неприятельская батарея от наблюдательного пункта стояла еще километра на 3.
Рис. 23. Расположение батареи, наблюдательного пункта и противника.
Обстреливали батарею три недели с одной и той же позиции. Естественно, что все детально изучили звуки выстрела и полета снарядов тех орудий, которые вели этот обстрел.
А скорость полета снарядов «тяжелой» артиллерии, в особенности так называемых «гаубиц»[24], весьма невелика, и звук быстро обгоняет снаряды таких орудий.
Наблюдатель слышал звук выстрела и тотчас передавал по телефону на батарею — «Летит!»
А на батарее наловчились по звуку полета снаряда определять довольно точно место его падения. Если принять во внимание, что высота звука изменяется при приближении и удалении звучащего тела, то эта ловкость не покажется сверхъестественной.
Вот и весь секрет «обеда со снарядами».
Звук нередко бывает другом на войне и спасает жизнь немалому числу бойцов. Сначала боятся всех звуков, а со временем умеют их различать и использовать.
Задача: Снаряд вылетает из орудия со скоростью 400 метров в секунду и каждую секунду теряет 10 % своей скорости.
Определить, в какой момент звук выстрела перегонит снаряд?
Не успели предупредить
Однако далеко не всегда звук оказывает на войне услуги.
Сейчас мы разберем случай, когда звук не играет никакой роли. Можно сказать, что он подводит только своим запоздалым предупреждением, на которое рассчитывали.
Вот что по этому поводу рассказал один командир-артиллерист.
«В одно из дежурств моих на наблюдательном пункте (см. рис. 23) мне пришлось неожиданно наблюдать действие нашей пушки на близких расстояниях.
Дело было зимой и под вечер. На фронте было тихо. Казалось, все устали воевать и мечтали о спокойном сне.
Мороз стоял изрядный, и солдаты в окопах здорово мерзли. Особенно это сказывалось на австрийцах, не привыкших к суровой зиме.
Наблюдая в бинокль, я заметил, что за одним из окопов австрийцев, у догоревшей разрушенной избы, стала собираться толпа солдат. Очевидно, они решили погреться.
Так как мне было приказано не допускать противника выходить из окопов, то я решил „пугнуть“ греющихся, благо это место было батареей точно пристреляно[25]. Посмотрел я на карту, узнал, что это место отмечено как „цель № 5“, и тотчас подал команду:
— Цель номер пять. Первое орудие. Гранатою. Прицел пятьдесят[26].
Через несколько секунд с батареи передали:
