Измерение ускорений

В 1966 г. отряд советских подводных лодок совершил кругосветное плавание, ни разу не всплыв на поверхность. Как же определялось местоположение лодки во время плавания?

Сделать это было бы просто, если бы подводная лодка двигалась с постоянной скоростью. Измерив время движения и скорость лодки, можно было найти пройденный путь, а отложив на карте вычисленное расстояние, определить точку, где в данный момент времени находится подводный корабль. Но в кругосветном плавании значение и направление скорости подводной лодки менялись многократно. И в окружающем нас мире скорости движения тел непрерывно изменяются. Ветер колышет ветку дерева; взвизгнув тормозами, перед светофором останавливается грузовик; троллейбус отходит от остановки и т. п. Движения с постоянной скоростью встречаются редко. А это значит, что надо научиться измерять не только скорость, но и ее изменения. 

Как обнаружить изменение скорости? Полярники на дрейфующих станциях подвешивают к потолку своих домиков гайки или болты.

Пока льдина дрейфует, перемещаясь с постоянной скоростью, такой маятник висит неподвижно относительно стен домика. Но стоит только льдине изменить скорость (а изменение скорости может предвещать торошение льдов, образование трещин), такой груз на бечевке начинает раскачиваться, предупреждая зимовщиков о грозящей опасности. 

Подвесим на тонкой проволоке стальной шар в центре металлического кольца так, чтобы шар не касался кольца. Включим проволочный подвес шара и кольцо в цепь с источником тока и лампой. Теперь это устройство нельзя сдвинуть с места без того, чтобы не вспыхнула лампа (рис. 6). Дело в том, что шар, как и любое другое тело, имеет свойство сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Пока мы не трогаем установку, шар покоится относительно стола и кольца. Любое перемещение установки означает изменение ее скорости от нуля до какого-то значения. А шар стремится сохранить состояние покоя и остается на прежнем месте. Пришедшее в движение кольцо задевает шар. Электрическая цепь замыкается, и загорается лампа. 

Как ни просты подобные устройства, они получили широкое применение для обнаружения изменения скорости. 

Но гораздо чаще в науке и технике надо не только об- РИС. Нарушить изменение скорости, но и измерить быстроту изменения скорости—ускорение. Из¬меряя время, скорость и ускорение, можно определить положение движущегося тела, например подводной лодки в глубинах океана. Но для измерения ускорения необходим специальный прибор акселерометр. Простейший акселерометр устроен следующим об-разом.