Увидел в этом посте (ник GoodCurrentNews) новость о победе российских школьников на международной олимпиаде по физике в Токио.
Золотых медалей удостоены:
Вячеслав Бобков, школа № 1589, г. Москва;
Роман Бурцев, Физтех-лицей имени П.Л. Капицы, г. Долгопрудный, Московская область;
Всеволод Доля, Физтех-лицей имени П.Л. Капицы, г. Долгопрудный, Московская область;
Александр Ершов, Физтех-лицей имени П.Л. Капицы, г. Долгопрудный, Московская область;
Егор Потапов, Общеобразовательная школа Центра педагогического мастерства, г. Москва.
У меня вопрос (к сожалению, риторический): почему и когда таких ребят начнут пиарить на всю страну? Почему в городах не висят баннеры с их лицами (кстати, все супер фотогеничные!)? Почему из них не делают культовых людей?
Условно говоря, их должен принять Президент. Крупные бренды должны их перехватывать для своей рекламы. Им должны подарить крутые подарки.
Чтобы все дети им по-хорошему завидовали, и видели что заниматься физикой это КРУТО, быть умным - КРУТО!
Предложение: давайте закидаем Кремль, Министерство обращениями о том, почему это событие не нашло должного освещения и пропаганды! Потратим 5 минут на Госуслугах.
А я работаю научным сотрудником в области лазерной физики!
Разрабатываем оптический магнитометр для использования в медицине)
В свободное время преподаю в университете..
Азиатская физическая олимпиада — это престижное соревнование по физике для старшеклассников, которое проводят ежегодно начиная с 2000 года. Впервые турнир прошел в Индонезии.
Шестеро учеников из «Физтех-лицея» имени Капицы в Долгопрудном в составе сборной России завоевали золотые медали на Азиатской физической олимпиаде в Улан-Баторе в Монголии.
В их команде были московские школьники Вячеслав Бобков и Егор Потапов. Потапов помимо золотой медали взял спецприз за лучший результат экспериментального тура.
За победу боролись команды более чем из 25 стран. Им предложили пройти один пятичасовой теоретический тур и несколько экспериментальных. Помимо соревнований школьники смогли насладиться культурной программой. В нее вошли экскурсии в буддийские монастыри и музей Чингизхана.
«Пятеро из шестерых ребят — выпускники 11-х классов. Ради этой поездки они пропустили такой важный для каждого школьника праздник, как „Последний звонок“. Только один представитель нашей делегации в сборной России — 10-классник. Это Даниил Гаврилов», — рассказал педагог лицея Андрей Лукашин.
«Важно отметить, что в сборной из восьми человек трое десятиклассников. Это хороший задел на олимпиадный сезон 2024 года», — заявил тренер сборной России и преподаватель МФТИ Виталий Шевченко.
К соревнованиям столичная команда готовилась на учебно-тренировочных сборах, организованных Московским физико-техническим институтом.
А если посмотреть статистику, то и 2 года назад Московские школьники уже завоёвывали золото по той же дисциплине.
Наверное каждый из нас, будучи школьником, хоть раз да подрисовал в учебнике какому-нибудь усы. У меня в семье первое место по этому развлечению на уроках, принадлежит моему отцу. Был он человеком творческим, и разносторонним, и так сложилось что занесла его судьба в г. Черноголовку в Подмосковье, в школу с физико-математическим уклоном. Учебники он не портил (наверное), но на тетради отыгрался. Было это где-то в 1967-1969 г.
Итак собственно семейная реликвия:
Вошло не все, но 25 есть 25.
Так же хочется отметить, что все таки уровень образования в СССР был несоизмеримо выше чем нынешний. Всё-таки это 10 класс, пусть и специализированной школы.
Всем хорошего настроения!
Первый пост из серии был посвящен метательному оружию вообще, второй - конкретно луку. Пришла пора поговорить о его развитии - арбалете.
В киношных батальных сценах, где присутствуют лучники, почти обязательно будет сцена залповой стрельбы.
Раз - лучники разом натягивают луки. Проходит несколько секунд томительного ожидания... Два - по команде они разом выпускают стрелы.
Не менее часто какой-нибудь герой, натянув лук, долго что-то выцеливает, потом наконец спускает тетиву - и попадает точно в яблочко.
Увы, в реальной истории из лука так не стреляли. Боевой лук имел большую силу натяжения, держать его натянутым - зря расходовать силы. Более того, при этом зажимаются мышцы, начинается тремор - и с точностью можно попрощаться.
Ждать команды, целиться, делиться наблюдениями можно пока лук не натянут. Натянул - сразу спускай.
Однако очевидно, что при такой схеме момент выстрела несколько запаздывает. Это не страшно, если ты стреляешь по цели, которая на виду продолжительное время. Например, птица в небе или всадник в степи. Также это не слишком мешает при засыпании стрелами "по площадям". Но что если противник, к примеру, спрятался за зубцами крепостной стены и выглядывает только чтобы выстрелить самому?
Тут постепенно и приходит идея, что было бы неплохо иметь устройство, позволяющее разнести натяжение и выстрел. И это устройство - арбалет.
В этом месте многие начнут писать гневные комментарии про бОльшее натяжение арбалета, которое позволяло пробивать рыцаря вместе с конем навылет. Наберитесь терпения, это мы тоже рассмотрим)
Арбалет изобретали несколько раз, судя по всему независимо. Были какие-то подвижки в древней греции, но "не взлетело". Были арбалеты у китайских Цинь и в последствии Хань. И, конечно же, были арбалеты в средневековой Европе - и именно тут они получили максимальное развитие.
Вернемся все же к физике. Рассмотрим для начала простой арбалет, который взводился без дополнительных приспособлений. Как-то так:
Как и в случае с луком, перед нами встает проблема ограничений упругой деформации. Если вы забыли или не читали предыдущий пост, кратко напомню - сильно палку не согнуть, она сломается. И чем палка толще, тем меньше ее можно согнуть.
Лук можно было сделать длинным. Арбалет, по крайней мере ручной - нет. А значит, допустимый предел сгибания дуги арбалета будет небольшим. Как следствие - длина разгона стрелы у арбалета сильно меньше, чем у лука.
Теперь вспомним график из предыдущего поста:
Напомню, по оси X - расстояние, на которое мы натянули лук, по оси Y - сила натяжения. Накопленная потенциальная энергия, которая будет разгонять стрелу - это площадь под графиком. Теперь давайте сравним графики для лука и арбалета:
Оказывается, несмотря на бОльшее натяжение, потенциальная энергия арбалета сопоставима или даже меньше, чем у лука!
Кроме того, у арбалета вовсю проявляется главный бич механики - сила трения. В отличие от лука, стрела касается ложа на всем своем протяжении, а тетива ее еще и в ложе вдавливает.
С другой стороны, эти недостатки являются и преимуществами. Меньший путь разбега позволяет сделать более короткую, а значит более прямую, жесткую и однородную стрелу. А это хорошо сказывается на кучности.
Упор в ложе, в свою очередь, сильно снижает эффект archer's paradox (когда стрела изгибается из-за несовпадения направления движения и направления приложения силы). Что, опять же, дает меньший разброс.
Подытожив - простой арбалет хоть и может иметь бОльшее натяжение, едва ли сообщает стреле бОльшую кинетическую энергию. Соответственно, арбалетная стрела не полетит дальше. Зато - полетит значительно точнее.
В принципе, большая точность - уже немалый плюс. Но арбалет допускает использование устройств для взвода, что позволяет устанавливать натяжение, многократно превосходящее таковое у лука.
Первые дуги арбалета были прямыми и из дерева. Затем их стали делать рекурсивными и из композитных материалов. Наконец, в 15 веке развитие металлургии позволило делать дуги из стали, что, в свою очередь, открыто дорогу очень тяжелым арбалетам.
Теперь поговорим об этих самых устройствах для натяжения.
Самое простое - поясной крюк, он же "пояс Самсона". Тут нет никакого выигрыша в силе, просто используются более сильные мышцы ног. При внешней примитивности это устройство просуществовало довольно долго благодаря дешевизне, практичности и скорости взведения. К тому же крюком можно взводить арбалет даже верхом.
Были попытки использовать подвижный блок для двукратного выигрыша (на рисунке под цифрой 2). Также я встречал остроумную конструкцию, позволяющую добиться схожего эффекта с помощью одной только веревки. Но - непонятно, реальное ли это устройство или просто фантазия автора.
Следующее - рычаг "козья нога".
Тут есть один интересный момент. В процессе натяжения сила натяжения растет. Сначала дугу сгибать легко, в конце - тяжело.
Здесь же у нас рычаг с перемещающейся точкой опоры. В процессе взведения меняется соотношение плечей, а значит и выигрыш в силе.
Схематичное изображение системы. Выигрыш в силе = AC/AB
Т.е. получается чем большее требуется усилие, тем большей выигрыш в силе от рычага. По-моему круто.
Далее ворот. Если вы в деревне таскали воду из колодца, то вот это оно. Только еще и с блоками.
Тут задействовано сразу два механических принципа.
Первый - ворот. Вращая рукоять по большому радиусу, мы получаем на барабане меньшего радиуса выигрыш в силе. Коэффициент выигрыша равен отношению этих самых радиусов.
Схематичное изображение системы. Выигрыш в силе = AC/AB
Второй - это блоки. Они позволяют получить кратный выигрыш в зависимости от их числа. На рисунке ниже представлен принцип их работы, только в нашем случае вместо верхнего блока барабан:
Вот здесь, к примеру, система под номером 3:
И наконец последнее, наиболее совершенное средневековое устройство для взвода - кранекин, он же "немецкий ворот".
Внутри стального барабана находятся несколько шестеренок различных радиусов. К самой маленькой присоединена ручка, к самой большой - зубчатая рейка. По сути, тот же принцип используется в современных лебедках. Или, возможно, более привычный пример - понижающая передача в автомобиле.
Не думаю, что кранекин так уж превосходил ворот в плане выигрыша в силе. Но - он был гораздо удобнее в использовании. С его помощью можно было взводить арбалет просто держа его в руках, без упора в землю - что очень оценили всадники. Настолько, что сей девайс даже дал название конным арбалетчикам - кранекинье.
Теоретически, арбалет со стальной дугой и тяжелым болтом может выдавать огромную кинетическую энергию. Но есть "но".
Какие бы мы устройства не использовали, базовый принцип един: работа -> потенциальная энергия -> кинетическая энергия. А значит, чтобы получить много кинетической энергии, надо произвести много работы.
Во-первых, работа за единицу времени - это мощность. А мощность человека относительно постоянна. Значит, много работы займет много времени.
Во-вторых, на совершение работы ты будешь тратить энергию себя любимого, с большим трудом полученную из хавки и накопленную в жирке.
Иными словами, супер-тяжелый арбалет ты будешь натягивать очень долго и по итогам ты сильно задолбаешься. В то же время огнестрельное оружие использует химическую энергию пороха, что избавляет тебя от этого геморроя (возможно что и в прямом смысле).
Все устройства натяжения разом
В современном инфополе представления об арбалете довольно различны. Более того, они порой прямо противоположны. То он подается как убероружие, пробивающее любую кирасу навылет с огромных дистанций. То - напротив. массовое оружие быдла, неспособного освоить лук. Где правда?
Ни там, ни там)
Дело в том, что как показано выше, арбалеты были разные. У них были разные устройства для взвода, разное натяжение, разный материал дуги. Кинетическая энергия болта различалась в разы, а то и на порядки.
Тяжелый арбалет со стальной дугой, взводимый воротом, и правда мог посылать стрелы на 200-300 метров, на малых дистанциях уверенно пробивал кольчугу и с некоторым везением даже латы. В то время как арбалеты с деревянным луком, взводимые поясом, могли поразить разве что незащищенную цель на дистанциях не более 100-150 метров.
Нередко можно встретить тезис о том, что арбалет был распространен как массовое оружие, поскольку он проще в освоении, чем лук. Мол, можно было набрать крестьян, выдать им арбалеты, немного потренировать и вперед.
Это не совсем соответствует действительности.
Целиться из арбалета хоть и проще, но ненамного. Прицельных приспособлений на средневековых арбалетах не стояло, стрельба велась "от бедра". Угол возвышения даже на прицельных дистанциях был гораздо выше, чем у современных винтовок. И подбирать его приходилось так же, как и при стрельбе из лука - интуитивно.
Арбалет, в особенности тяжелый, технически гораздо сложнее лука, требует более квалифицированного ухода. И, главное, арбалет значительно дороже. А в средние века нормой было что воин сам себя обеспечивает необходимым снаряжением.
Так что скорее наоборот - массовым оружием были луки, а арбалеты - уделом высокооплачиваемых профессионалов.
Впрочем, судя по документам, на практике часто вообще не делали разницы между луком и арбалетом. Стреляет и ладно.
Часто можно услышать что церковь запретила арбалеты как слишком эффективное оружие. Я разбирал этот вопрос в данном посте: Причины запрета арбалета в средние века Для ЛЛ - нет, церковь не выделяла арбалеты, запрет касался и луков.
К вопросу, существовали ли конные арбалетчики: Конные арбалетчики - миф или реальность? Для ЛЛ - существовали, но не были распространены.
Ну и не могу не порекомендовать очень хороший пост про историю развития арбалетов с массой картинок от пикабушника Strory.tolstopuz:
Телеграм - Три мема внутривенно
