Изобретатель должен знать законы. Когда идея и техническое решение уже есть - законы юридические, а вот когда задача есть, а нет идеи - законы физические. Последних очень много: пожалуй, ни один физик не в состоянии все их перечислить, а уж об обычном инженере и говорить не приходится.

Но если вы инженер не обычный, а творчески мыслящий, то физические законы для вас - бездонный кладезь свежих идей. Тут самое интересное, что даже хорошо известный, сто раз применявшийся закон можно использовать и в сто первый раз - в новом качестве. Давайте вспомним, какой из таких законов пользуется у школьников наибольшей популярностью? Ну, конечно, закон Архимеда - уж столько о нем сочинено всякой фольклорной прозы и поэзии!

А теперь из многих сотен изобретений, связанных с этим законом, рассмотрим лишь некоторые - те, где заложены наиболее оригинальные идеи, которых при школярском подходе не получишь.

Закон Архимеда действует на Земле благодаря гравитации. А как использовать этот закон в космосе, где гравитации нет? Один из способов - создать искусственную гравитацию путем вращения сосуда с жидкостью, и уже в этом вращающемся сосуде закон Архимеда будет работать. Сразу же задание № 1: какие изобретения (на Земле, не в космосе!) можно предложить, используя эту идею? и какими еще способами можно создать искусственную гравитацию (или изменить величину естественного гравитационного поля)?

Основная масса изобретений на основе закона Архимеда относится к всевозможным поплавковым измерительным устройствам и понтонам или аэростатам для подъема грузов. Однако и здесь простора для творчества достаточно. Например, если затонувшее судно находится на приличной глубине, то для закачивания в погруженный понтон воздуха потребовались бы компрессоры очень высокого давления (5 км глубины = 500 атмосфер). И вот появилось авторское свидетельство, согласно которому газ (и подъемная сила) в понтоне образуется не за счет закачивания наружного воздуха, а за счет нагрева и испарения воды внутри понтона. Попробуйте усовершенствовать этот способ.

Строители крупных сооружений предпочитают иметь дело со скальным основанием, т. к. вопрос о фундаменте в этом случае не стоит. Однако человек редко селится в скалах, и строить надо на обычной земле, довольно рыхлой и... текучей. Да-да, твердая на ощупь земля в действительности ведет себя, как жидкость, только уж очень вязкая. Поэтому и течет она медленно, и скифские курганы за тысячу лет еще не растеклись до плоскости. Взгляните на фотографии Ленинских гор полувековой давности, когда начиналось строительство МГУ, и вы увидите громадный котлован. Ленинские горы- не скалы, и чтобы высотное здание не начало тонуть в грунте, его пришлось заранее притопить на 9 этажей. Зато теперь этот поплавок весом в миллионы тонн благополучно плывет в XXI век без трещин (чего нельзя сказать о некоторых куда более легких пятиэтажках, построенных на сваях, наспех вколоченных в рыхлый грунт).

Невесомость. Мечта многих конструкторов особо точных устройств, где деформации частей сооружения за счет собственного веса могут свести на нет все их возможности. Громадные оптические и радиотелескопы, где для зеркала массой в десятки тонн и размером в многие метры допустимы искажения его рабочей поверхности, измеряемые микронами. А ведь за невесомостью не обязательно выходить в космос, она здесь, на Земле, обеспечивается тем же законом Архимеда. И во многих случаях вода помогла бы решить и задачу невесомости, и задачу термостатирования (ведь размеры меняются не только от деформаций, но и от термического расширения).

В начале 70-х годов, когда Беломорско-Балтийский канал был открыт после капитальной реставрации, на одном из его участков путешественнику открывалось неестественное и подавляющее зрелище: судно плывет по узкому каналу, проложенному среди... мертвого полузатопленного леса. Берегов нет, только коричневая вода и белесые голые крючья деревьев в обе стороны до самого горизонта. Словно руки тех, кто строил этот канал...

Как убрать этот памятник горьких лет? Да и древесины много пропадает. Видимо, именно тогда на теплоходе родилась идея устройства для очистки водохранилищ от древостоев, смонтированного на плавучем основании и включающего кран-манипулятор с укрепленным на его свободном конце приспособлением, выполненным в виде заполняемой водой емкости, снабженной компрессором сжатого воздуха, зажимами и вибратором. Все-таки великий был человек Архимед, даже на наших стройках века поработал.

Мы рассмотрели здесь один из самых "исхоженных" физических законов. Попробуйте взять любой другой и посмотреть, где он еще не применялся. Ведь физика, как никакая другая наука, нацелена на практику. И если вместо заучивания формулировок заглянуть в корень, то вы много для себя откроете. И не только для себя.

А в заключение - задачка. Рычажные весы погружены в воду и уравновешены: на левой чашке лежит алюминиевая гиря, на правой - железная. Что будет, если весы с этими грузами перенести из воды в подсолнечное масло?

сентябрь 1989

К барьеру!

Оглавление

Остановите супертанкер