Рис. 1.4 / Задача 1.19. Силы, действующие на человека на аттракционах: а) во вращающемся барабане и б) на карусели.

Чертово колесо, карусель и вращающиеся качели. На таких аттракционах ощущения от воздействия центробежной силы не столь остры. Когда кабинка, вращаясь, проходит через самую высокую точку чертова колеса, кажется, что эта сила поднимает тебя вверх. В самой низкой точке круга она как бы вдавливает тебя в сиденье. На каруселях кажется, что центробежная сила сейчас сбросит тебя (рис. 1.4б). Это ощущение сильнее, если твоя лошадка «скачет» вблизи края карусели: она движется по кругу быстрее лошадки, находящейся ближе к центру. Когда катаешься на цепочных качелях, вращающиеся вокруг центрального столба цепи отклоняются от вертикали, как если бы центробежная сила выталкивала тебя наружу. На самом деле на всех трех аттракционах центробежной силы нет. Наоборот, есть центростремительная сила (она действует со стороны сиденья на чертовом колесе, со стороны лошадки на карусели или цепей на качелях). Она-то и делает вращение возможным.

Аттракционы с вращающимися рычагами. Ты сидишь в кабинке, прикрепленной к наружному концу рычага, который вращается на шарнире вокруг конца другого рычага, расположенного ближе к центру. Если рычаги вращаются на шарнирах в одном направлении, ты ощущаешь наибольшую центробежную силу и движешься с максимальной скоростью, проходя через самую удаленную от центра точку. Когда рычаги вращаются в разные стороны, скорость в самой удаленной точке наименьшая (поскольку вращения встречные), но действующая в этой точке сила меняется максимально быстро, поскольку там твоя кабинка проезжает самый искривленный участок траектории.

Башня свободного падения. Ты сидишь в кабинке на высоте примерно 40 м, в какой-то момент кабинку внезапно отпускают и отправляют практически в свободное падение. Возникает ощущение невесомости, поскольку и ты, и сиденье под тобой падаете с одной и той же скоростью и уже нет ощущения, что сиденье тебя удерживает. Некоторым любителям аттракционов такие ощущения доставляют удовольствие.

Мигрень американских горок может возникнуть на любом аттракционе, где человек испытывает большое и быстро меняющееся по направлению ускорение. Из-за большого ускорения в головном мозге возникает напряжение, а резкая смена направления ускорения приводит к смещению мозга относительно черепа, из-за чего может возникнуть сотрясение мозга и повреждение кровеносных сосудов в мозговых оболочках.

Современные парки развлечений изобилуют аттракционами, на которых испытываешь острые ощущения, но те меркнут по сравнению с некоторыми велосипедными цирковыми трюками, которые выполнялись в начале XX века. Поскольку один цирк старался перещеголять другой, разрабатывались и исполнялись рискованные трюки, и если исполнителям удавалось избежать травм, то трюки повторялись по несколько раз. Один из самых ранних трюков был продемонстрирован в 1901 году в цирке Адама Форпо и братьев Селлз. Акробат, известный под именем Старр, съехал по наклоненной под углом 52° дорожке свысоты 18 м. Может, угол и не очень впечатляет, но дорожка состояла из трех секций раздвижных лестниц, так что ехать пришлось по очень неровной поверхности.

В следующем году в Нью-Йорке в спорткомплексе «Мэдисон-сквер-гарден» та же цирковая труппа продемонстрировала еще один трюк на велосипеде – в исполнении акробата, выступавшего под именем Дьяболо. Он съезжал на велосипеде по укрепленной на потолке дорожке, начало которой находилось чуть ниже люстр, потом проезжал по внутренней стороне петли диаметром 11 м и затем останавливался с помощью страховочной сетки. Все это время поблизости стояла машина скорой помощи. В 1904 году тот же цирк представил еще один трюк под названием «Великолепный Портос». Дорожка была той же, но верхняя часть петли отсутствовала, то есть Портосу надо было пролететь по воздуху 15 м вниз головой, а потом приземлиться на вторую часть петли.

Но, пожалуй, самый смелый велосипедный трюк был показан в 1905 году, когда цирк Барнума и Бейли выступал в «Мэдисон-сквер-гарден». Номер начался с того, что перед зрителями предстали Уго Анчилотти, застывший на велосипеде высоко на одной дорожке, и его брат Фердинанд, сидевший на велосипеде еще выше на второй дорожке, расположенной напротив первой (рис. 1.5). По сигналу братья помчались вниз. Когда Уго проскочил резко изогнутый нижний конец своей дорожки, он оторвался от нее и пролетел 14 м, после чего приземлился на другую часть дорожки, а затем повторил трюк, пролетев через разрыв во второй петле 9 м. В это же время Фердинанд, проехав по нижней части петли, взлетел, пролетел вниз головой по криволинейной траектории и опустился на вторую часть своей дорожки. В самый захватывающий момент представления Фердинанд летел головой вниз всего метром ниже Уго, который совершал свой полет в разрыве первой петли. Этот трюк был действительно очень опасен. Когда его попытались повторить в вечернем шоу, во время пролета разрыва в петле Фердинанд неудачно упал, и шоу, естественно, было отменено.

Рис. 1.5 / Задача 1.20. Велосипедный трюк братьев Уго и Фердинанда Анчилотти.

Позже в цирковых трюках стали заменять велосипеды на автомобили – частично из-за того, что автомобили в то время были новинкой. Один или двое акробатов мчались в авто вниз по дорожке, переворачивались в воздухе один или два раза, а потом приземлялись на вторую дорожку. Но и к этим видам цирковых трюков к 1912 году интерес ослаб – вероятно, потому, что зрители привыкли к ним и перестали чувствовать страх. Физика, лежащая в основе трюков, опять окуталась флером театральности только в более поздние времена, когда Эвел Книвел, его сын Робби Книвел и другие каскадеры начали съезжать на мотоциклах с трамплинов и перепрыгивать через автомобили и фуры.

[2]

Как игрок догадывается, где он должен находиться, чтобы поймать флай (высокий мяч), выпущенный в аутфилд (внешнюю часть поля)? Аутфилдер[3] может быстро прибежать в нужную точку и дожидаться мяча там. Или он может прикинуть скорость, которая требуется для того, чтобы прибежать в эту точку одновременно с мячом, и бежать туда с этой скоростью. Безусловно, сориентироваться игроку помогает его игровой опыт. Но может ли он усмотреть в полете мяча какие-нибудь подсказки, облегчающие ему принятие решения?

Роберт Вайншток из колледжа Оберлин, говоря о мастерстве аутфилдера, вспоминает, как однажды Бейб Рут поймал высокий мяч от Джимми Фокса из клуба «Филадельфия Атлетикс». Рут ожидал длинного высокого мяча от Фокса в глубине левого поля, но Фокс ударил мяч косо, и мяч получился высокий, но короткий. Как только звук удара достиг уха Рута, он подбежал точно к нужному месту на поле, подождал там и поймал мяч в перчатку.

ОТВЕТ • Хотя аутфилдер пользуется разными подсказками, чтобы поймать флай, главными, по-видимому, являются два угла. Один из них – вертикальный угол (угол возвышения над горизонтом), под которым игрок видит мяч, летящий в сторону внешнего поля (рис. 1.6а). Если игрок уже на правильном месте, где он наверняка поймает мяч, он увидит, что в полете этот угол будет увеличиваться, но с уменьшающейся скоростью (вначале он возрастает быстрее, а потом медленнее). Если игрок находится слишком близко (и должен отбежать назад), этот угол увеличивается все быстрее. Если игрок находится слишком далеко (и должен пробежать вперед), вертикальный угол сначала увеличивается, а потом начинает уменьшаться. Игрок по опыту знает, что нужно перемещаться по полю до тех пор, пока не станет видно, что в конечной фазе полета мяча вертикальный угол возрастает и скорость этого возрастания уменьшается как надо.