Науково-фантастичні романи Жуля Верна, як правило, відрізняються точністю в викладі наукових основ і описі різних технічних пристроїв. Але іноді письменник-фантаст допускав помилки. Так, наприклад, в романах "З землі на Місяць" і "Навколо Місяця" він чомусь вважає, що невагомість в снаряді буде тільки тоді, коли сила тяжіння Землі стане рівною силі тяжіння Місяця, а не в усі час польоту. Але це не головна помилка. Мандрівникам просто не доведеться випробувати відчуття невагомості - вони загинуть при пострілі.
Ж. Верн пише, що довжина гармати - 275 м, а снаряд залишає її зі швидкістю 16 км / с. Якщо підрахувати, яке прискорення отримує снаряд (приймаючи його рух за равномерноускоренное), то воно виявиться рівним 500 км / с 2. тобто в 50 тисяч разів більше прискорення сили тяжіння (g), яке на Землі дорівнює близько 10 м / с 2. Ясно, що мандрівники будуть просто розчавлені власною вагою.
Ж. Верн напевно розумів, що запропонований спосіб подорожі до Місяця смертельно небезпечний для людей, що знаходяться в снаряді. Бажаючи "пом'якшити" їх доля, він робить внутрішні стінки снаряда м'якими. Але, звичайно, це мало допоможе. Адже якщо на людину впаде з великої висоти багатотонна стос вати, йому все одно буде непереливки.
Космонавти при старті ракети теж відчувають перевантаження - так називають збільшення ваги тіла внаслідок зростання прискорення, але воно не перевищує 4-6 g. При маневруванні швидкісного літака льотчик короткочасно відчуває навіть 10-15-кратне збільшення ваги. Але, звичайно, жодна людина не витримає перевантаження в 50 тисяч разів.
Люди не відчувають постійно діючого на них прискорення сили тяжіння, а відчувають тільки його збільшення або зменшення.
Прискорення - одна з найважливіших характеристик руху. Вона показує, як швидко зростає або зменшується швидкість. Можна сказати, що прискорення - це швидкість зміни швидкості. Але швидкість, залишаючись постійною за величиною, може змінювати свій напрям. Так, якщо точка рухається рівномірно по колу, то її швидкість, постійна за величиною, в кожен момент часу спрямована по дотичній до окружності. Отже, прискорення - це векторна величина, яка характеризує швидкість зміни швидкості і по її чисельним значенням і за напрямком. На малюнку наведені значення прискорень, що зустрічаються в навколишньому світі. Діапазон їх величезний. Тому застосована логарифмічна шкала - у неї два сусідніх поділу відрізняються один від одного за величиною в 10 разів. Характер розбивки кожного її ділянки показаний на прикладі одного інтервалу: від 104 до 105; це теж логарифмічна шкала. Для ділянки шкали від 10 6 до 10 14 прикладів дуже мало, тому на малюнку не показаний. Одиниця виміру прискорення, прийнята для всіх наведених даних, - метр на секунду в квадраті, м / с 2. Праворуч від шкали - позитивні прискорення (на зеленому фоні), ліворуч - негативні прискорення, їх іноді називають "уповільнення" (на світло-коричневому тлі).
Прискорення вимірюються спеціальними приладами - так званими акселерометрами. За принципом дії вони бувають механічними, електромеханічними, електричними, оптичними та можуть вимірювати прискорення в діапазоні від 1 см / с 2 до 30 км / с 2. тобто від 0,001g до 3000g. Прискорення можна також обчислити. Для цього користуються формулами механіки. Якщо відомо, що рух рівномірно прискорене (або рівномірно уповільнене) починається зі стану спокою (або закінчується зупинкою), то для знаходження прискорення а застосовують одну з наступних формул: а = v / t; a = v 2 / 2s; a = 2s / t 2 (v - швидкість, s - шлях, t - час). Для обчислення прискорення можна скористатися також другим законом Ньютона, за яким прискорення знаходять як частка від ділення сили F, що діє на матеріальну точку, на її масу m: а = F / m.
Деякі з цих формул і були застосовані для знаходження величин прискорень, наведених на вкладці. Наприклад, відомо, що автомобіль "Жигулі п'ятірка" розганяється до швидкості 100 км / год за 19 секунд. Якщо вважати рух автомобіля на ділянці розгону рівномірно прискореним, то його прискорення а = v / t = 28 м / с. 19 з = 1,5 м / с 2.
Бігун на короткі дистанції на перших 30-40 метрах набирає швидкість близько 11 м / с і далі біжить приблизно з такою ж швидкістю. Отже, його прискорення a = v 2 / 2s = 121. 80 = 1,5 м / с 2. Цікавий факт: прискорення, що розвиваються автомобілем і спринтером, однакові. Близькі до цього значення також прискорення велосипедиста і ковзанярі. Справді, велосипедист 200 метрів з місця долає за 15 секунд. Якщо скористатися формулою, що зв'язує шлях і час, знайдемо, що прискорення дорівнює близько 1,7 м / с 2. Ковзаняр, що біжить на 500 метрів, перші 50 метрів долає за 8,1-8,6 секунди. Таким чином, його прискорення в середньому - 1,4 м / с 2.
Отже, коротку дистанцію, скажімо, 30 метрів, і автомобіль, і велосипедист, і ковзаняр покриють приблизно за один і той же час. Правда, потім автомобіль обжене своїх "конкурентів", так як його кінцева швидкість багато вище. А ось з гоночної машиною не позмагатися навіть на самому початку її руху, так як вона розвиває прискорення до 8-9 м / с 2 (швидкість 100 км / год досягається за 3,2-3,5 секунди). Прискорення мотоцикла лежить в межах 3-6 м / с 2.
Кілька більше прискорення, ніж людина, розвивають деякі представники тваринного світу, наприклад, гепард, ягуар. Напевно, тому силуети їх малюють на спортивних і гоночних автомобілях.
При гальмуванні автомобіль і мотоцикл відчувають уповільнення, величини яких на 20-30 відсотків менше значень прискорень. Це пояснюється тим, що при розгоні зчеплення коліс з полотном дороги дещо краще, ніж при гальмуванні.
Поїзд розганяється з прискоренням, приблизно рівним 0,2 м / с 2. а гальмує з уповільненням 0,5 м / с 2 (ця величина, звичайно, значно зростає при екстреному гальмуванні). Тут різниця в значеннях прискорення і уповільнення пояснюється тим, що на перше місце виступає не характер зчеплення коліс з рейками, а велика інерція поїзда. Адже розганяє його один локомотив, а гальмують все колеса складу. Поїзд метро рухається з прискоренням 1 м / с 2.
Баба копра, б'ючи по палі, повідомляє їй деяку швидкість, яка потім звертається в нуль - паля зупиняється. Уповільнення, яке вона при цьому відчуває, дорівнює приблизно 300 м / с 2. При пострілі прискорення кулі може досягати 250 км / с 2. а снаряда - 450 км / с 2. Прискорення, яке отримують заряджені частинки в прискорювачі, ще в мільярд разів більше: 2 * 10 14 - 5 * 10 15 м / с 2.
На кожне тіло, що знаходиться на поверхні Землі, діє сила тяжіння. Величина її обернено пропорційна квадрату відстані між центрами притягають тіл. Так як Земля не куля, а декілька сплюснута біля полюсів, то сила тяжіння на екваторі менше, ніж на полюсах. Таким чином, прискорення вільного падіння тіл (прискорення сили тяжіння) залежить від географічної широти місця і так само, наприклад: на полюсі - 983,221 см / с 2; на екваторі - 978,049 см / с 2; на широті Москви - 981,56 см / с 2.
На інших планетах Сонячної системи значення прискорення сили тяжіння, природно, інші, так як планети відрізняються один від одного своїми розмірами і масами. Найменша воно на Меркурії і Марсі - 3,73 м / с 2. а найбільше на Юпітері - 23 м / с 2. На Сонці прискорення сили тяжіння майже 274 м / с 2.
На графіку (у верхньому правому куті вкладки) криві показують, як довго може людина переносити різні прискорення в залежності від їх величини і напрямки.
Людина легше переносить зростання прискорення, якщо воно спрямоване не вздовж осі тіла, а перпендикулярно до неї. Саме з цієї причини космонавти при старті ракети як би лежать в своїх кріслах.
Якщо прискорення менше 10g, а час дії його більше секунди, то воно називається лінійним довготривалим прискоренням. Такі прискорення (уповільнення) виникають, скажімо, при відкритті парашута (3g), при старті і керованому спуску космічного корабля (4-6g), при різкому маневруванні на швидкісному літаку (до 10g). Їх людина може витримувати досить довго.
Прискорення, більше 10g і чинне менше секунди, називають лінійним ударним прискоренням. Воно може виникати, наприклад, при аварії автомобіля, вимушену посадку літака або космічного корабля, під час катапультування.