Почему взлетает бумажный змей?

Пытались ли вы объяснить себе, почему бумажный змей взлетает вверх, когда его тянут за бечёвку вперёд?

Если вы сможете ответить на этот вопрос, вы поймёте также, почему летит аэроплан, почему носятся по воздуху семена клёна, и даже отчасти уясните себе причины странных движений бумеранга. Всё это - явления одного порядка. Тот самый воздух, который составляет столь серьёзное препятствие для полёта пуль и снарядов, обусловливает парение не только лёгкого плода клёна или бумажного змея, но и тяжёлого самолёта с десятками пассажиров.

Рис. 36. Какие силы действуют на бумажный змей

Чтобы объяснить поднятие бумажного змея, придётся прибегнуть к упрощённому чертежу. Пусть линия MN (рис. 36) изображает у нас разрез змея. Когда, запуская змей, мы тянем его за шнур, он движется из-за тяжести хвоста в наклонном положении. Пусть это движение совершается справа налево. Обозначим угол наклона плоскости змея к горизонту через а. Рассмотрим, какие силы действуют на змей при этом движении. Воздух, конечно, должен мешать его движению, оказывать на змей некоторое давление. Это давление изображено на рис. 36 в виде стрелки ОС; так как воздух давит всегда перпендикулярно к плоскости, то линия ОС начерчена под прямым углом к MN. Силу ОС можно разложить на две, построив так называемый параллелограмм сил: получим, вместо силы ОС, две силы OD и ОР. Из них сила OD толкает наш змей назад и, следовательно, уменьшает первоначальную его скорость. Другая же сила ОР увлекает аппарат вверх; она уменьшает его вес и, если достаточно велика, может преодолеть вес змея и поднять его. Вот почему змей поднимается вверх, когда мы тянем его за верёвочку вперёд. Здесь дана лишь грубая схема явления; есть другие обстоятельства, обусловливающие подъём самолёта, впервые отмеченные Н. Е. Жуковским^*.

^* (См. "Занимательную физику", кн. 2-ю, "Волны и вихри".)

Самолёт - тот же змей, только движущая сила нашей руки заменена в нём работой пропеллера, который, отталкиваясь своими лопастями от воздуха, сообщает аппарату движение вперёд и, следовательно, подобно змею, заставляет его подниматься вверх.