|
Приведем интересный пример. Сейчас все большее распространение получает транспорт на магнитной подвеске. Железнодорожные вагоны на магнитной подвеске уже вышли из стен лабораторий и в самом скором, времени появятся на стальных магистралях. Стоит задуматься, насколько это важно. Вся история развития транспорта—это история борьбы с трением. Борясь с трением, в свое время человек изобрел колесо,, а затем и подшипники качения. Этой же цели служит рельс и асфальтовое покрытие шоссейных дорог. Борьба с трением снабдила транспортные средства крыльями и. перевела их в воздушную стихию. Водный транспорт также постепенно «взобрался» на подводные крылья, а затем на воздушные подушки. Но полностью от трения избавиться так и не удалось. Ведь и у самолета большая часть тяги двигателя затрачивается на преодоление сопротивления воздуха. А тут вагон, который абсолютно ничего не касается, удерживается на весу исключительно силами магнитного поля. Вы. скажете, что трение о воздух все-таки остается. Правильно. Но если самолету и кораблю, на воздушной подушке воздух необходим, то вагону на магнитной подвеске воздух ни к чему. С наличием воздуха попросту приходится мириться: если понадобится, то вагон на магнитной подвеске можно поместить в трубу, а воздух оттуда выкачать. Расчеты' показывают, что на создание магнитного поля, которое удерживало бы на весу движущийся железнодорожный вагон (представьте себе эту грандиозную картину!), нужно затратить мощность всего 60 Вт, т.е. такую же, какую потребляет одна не слишком яркая электрическая лампочка. В этом нет ничего удивительного, ведь силы поля, удерживающие вагон на весу, направлены снизу вверх. Но в этом направлении вагон не движется. А если не движется, значит, магнитное поле не совершает никакой работы. Не совершает работы — не нужны затраты энергии. Еще раз обратим ваше внимание, ведь это так интересно: железнодорожный вагон несется вперед, ничего не касаясь! И при этом теоретически не требуется никаких затрат энергии. Не надо даже периодически менять стершиеся подшипники у колес, которых нет, или обновлять смазку. Затраты энергии нужны лишь на трогание и торможение и, конечно, на компенсацию потерь (на тепло) в проводах, подводящих электрический ток. Но как же так — никаких затрат? А 60 Вт? Они тратятся лишь на поддержание вагона в вертикальном положении. Тут мы сталкиваемся с одним примечательным свойством, которым обладают и магнитное поле, и электрическое, и вообще все поля, у которых сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния. Заключается оно в том, что, как система, составленная из одних электрических зарядов, так и система, составленная из одних проводников с током, оказывается неустойчивой. Если взять только электрические заряды, положительные и отрицательные, то невозможно найти такую их конфигурацию — взаимное расположение, при котором они оказались бы в равновесии. Как ни располагай такие заряды, стоит предоставить их самим себе, они тут же придут в движение. Оно закончится лишь тогда, когда заряды либо соберутся все вместе, либо разлетятся на бесконечные расстояния друг от друга. То же самое справедливо и для магнитного поля. Вы можете легко убедиться в этом, взяв два постоянных магнита и стальной шарик. Сколько бы вы ни мучились, вам не удастся найти такое положение, чтобы шарик оставался неподвижным между двумя магнитами. Он обязательно в конце концов притянется к одному из них, и его дальнейшее движение прекратится за счет чисто механического контакта. — 60 —
|