Петр Иванович Дубровский, добросовестный инженер – исследователь, честный и непредвзятый частный научный детектив.
Вот лежат передо мной несколько школьных учебников по физике для старших классов, написанные Г.Я. Мякишевым, Б.Б Буховцевым, Н.Н. Сотским, В.А. Касьяновым и др. В каждом учебнике есть запись, что на учебник получены положительные заключения Российской академии наук и Российской академии образования, да еще и либо что учебник одобрен Федеральным экспертным советом и рекомендован Министерством образования РФ.
В каждом из этих учебников приводятся формулы
- для определения работы A = F S cosα,
- для определения мощности: N = A / t,
- и для определения КПД = А_полезная / Е_затраченная.
И вот я решаю со своим внуком-школьником простую задачу, по определению мощности и КПД трёх одинаковых вертолётов массой 50 тонн (допустим, это МИ-26), которые не перемещаются в горизонтальной плоскости, причем один просто «завис» над землёй, второй равномерно поднимается вверх со скоростью 5 м/с, а третий – опускается со скоростью 10 м/с.
- Ну, смотри, внучок (Это не опечатка. Иногда я называю внука внучОк, с ударением на О, а иногда - внУчек, с ударением на У) Будем сразу определять работу, которую выполняют вертолётные двигатели за 1 секунду, это и будет их мощность. Ты же помнишь первый закон Ньютона? Ели тело покоится или перемещается равномерно и прямолинейно, то…
-То это значит, что во всех трёх случаях сила тяги, создаваемая винтом вертолёта, равна силе тяжести F_тяги = G = mg.
- Правильно, внучек. Вертолёт номер один – никуда не перемещается, поэтому тут всё предельно просто. A = F S cosα, а так как перемещение S = 0, то и работа , совершаемая вертолётом, равна нулю, и мощность его двигателей равна нулю, и КПД этих двигателей тоже равен нулю.
- Что-то странно, дедушка… Двигатели работают, вертолёт не падает, а ты говоришь, что мощность двигателей равна нулю.
- Это не я говорю, милок. Это так умные дяди говорят, из академии наук. Видишь, вот тут на учебнике написано - получены положительные заключения Российской академии наук и Российской академии образования. Это значит, что умные дяди – академики внимательно прочитали этот учебник – и сказали, что это замечательный учебник!!! Куда мне, простому инженеру, против них…
- Но все же это странно, дедушка. Ну не может работающий двигатель вертолёта иметь нулевую мощность и нулевой КПД – ведь вертолёт-то не падает!!!
- Ладно, давай тогда решим с вертолётом номер три. Каждую секунду этот вертолёт опускается на 10 метров, S = 10 м. Поэтому согласно этих школьных учебников физики, "полезная работа", которая выполняется двигателями вертолёта, вращающими несущий винт, в течение каждой секунды, получается равной A = 50 тонно-сил * 10 м * (-1)= 490332,5 Н * 10 м * (-1) = - 4 903 332,5 Дж, то есть работа – отрицательная. Потому что cos α = cos(180 градусов) = -1. Поэтому и мощность двигателей будет отрицательной – минус 4,9 мегаВатт. Ну и разумеется, КПД тоже будет отрицательным.
Внук с удивлением смотрит на меня и говорит – Дедуля, а ты, часом, не заболел? Ну не может быть мощность, а тем более КПД быть отрицательным – ты же сам мне об этом не раз говорил…
- Ошибался, наверно… Ведь я, внучек – простой инженер, а вот что самые умные дяди-теоретики пишут, что работа бывает положительной, и отрицательной. А если работа отрицательна, то, разумеется, и мощность, и КПД тоже завсегда будут отрицательными, как не крути.
- Дедушка, а может, это умные дяди-теоретики ошибаются.
- Да ты что, внучек!!! Это все всемирно признанные гении от физики – академик Лев Давидович Ландау и Лифшиц. Они не могут ошибаться. А вот и еще один умный дядя - Ландсберг, тоже академик:
- Я тебе даже больше скажу… Ты же фильм «Двенадцать» Никиты Михалкова смотрел?
- Ну смотрел.
- Так вот, внучек, Ландау и Лифшиц – они евреи. Помнишь слова присяжного номер три: «Если глупость сказал не еврей, это хорошо, а если еврей, то это уже не глупость.» Поэтому и отрицательная работа, а вместе с ней и отрицательная мощность и отрицательный КПД – это уже вовсе и не глупость. Так что внучек, учи физику!!! По бестолковым школьным учебникам, одобренным умными академиками – и будет тебе счастье.
