Если говорить конкретно, этот момент равен Rx. Если расстояние между соседними веслами везде одинаково и равно c, то x принимает значения
0 cR 2cR 3cR 4cR 5cR 6cR 7cR
по мере продвижения от кормы к носу. Поэтому суммарный момент равен
± 0 ± cR ± 2cR ± 3cR ± 4cR ± 5cR ± 6cR ± 7cR,
где ставится знак плюс для весел левого борта и знак минус – для весел правого борта.
– Почему?
– Силы на левой стороне поворачивают лодку по часовой стрелке, Ватсап, а силы по правой стороне – против. Можно упростить это выражение до (± 0 ± 1 ± 2 ± 3 ± 4 ± 5 ± 6 ± 7) cR, где последовательность плюсов и минусов соответствует последовательности сторон, на которые смотрят весла.
– А теперь рассмотрим стандартное расположение весел на спортивной распашной восьмерке. Последовательность знаков здесь такова:
+ – + – + – + –,
так что суммарный крутящий момент равен
(0–1 + 2–3 + 4–5 + 6–7) cR = –4cR.
В первой фазе гребка R направлена внутрь, но, когда весло начинает уходить назад, направление R меняется, она начинает действовать наружу. Поэтому лодка в ходе гребка сначала поворачивается в одном направлении, затем в другом, то есть вихляет на ходу. Рулевой должен при помощи руля корректировать ход лодки, а это, как я уже сказал, порождает сопротивление.
– А что в немецком варианте? Здесь суммарный крутящий момент равен
(0–1 + 2–3 – 4 + 5–6 + 7) cR = 0,
какими бы ни были c и R. Так что лодка в этом варианте не склонна вилять.
– А у итальянцев? – воскликнул я. – О, дайте мне попробовать! Суммарный крутящий момент равен
(0–1–2 + 3 + 4–5–6 + 7) cR = 0.
Тоже! Как замечательно!
– Вот именно, – отозвался Сомс. – А теперь, Ватсап, вопрос для вашего живого ума. Являются ли немецкий и итальянский варианты – или их зеркальные отражения, которые ничем, в сущности, от них не отличаются, – единственными способами обнулить вращающие силы? – должно быть, он заметил выражение моего лица, поскольку добавил: – Вопрос сводится к разделению чисел от 0 до 7 на две группы по четыре, каждая из которых при сложении даст одну и ту же сумму. А именно 14, поскольку все эти числа в сумме дают 28.
Ответ, а также результат гонки Оксфорд – Кембридж 1877 г. см. в главе «Загадки разгаданные».
«Пятнашки»
Эта старая головоломка – моя любимая, она никогда не надоедает. Это увлекательное занятие, где маленькая математическая догадка могла бы избавить нас от невероятного количества напрасных усилий. Плюс к тому она нужна мне в качестве подготовки к следующей теме.
В 1880 г. нью-йоркский почтмейстер по имени Ной Палмер Чепмэн предложил головоломку, которую он назвал «драгоценной», а дантист Чарльз Певи предложил денежный приз за ее решение. Головоломка ненадолго вошла в моду, но никто не сумел выиграть приз, так что ажиотаж быстро спал. Американский составитель головоломок Сэм Лойд утверждал, что именно он ввел моду на эту головоломку в 1870-е гг., но на самом деле все, что он сделал, – это написал о ней в 1896 г. и предложил приз в $1000 за решение, что на время воскресило интерес к полузабытой игре.
Головоломка «пятнашки» (ее также называют игрой в «15» и «загадочным квадратом») начинается с 15 подвижных квадратиков, пронумерованных числами от 1 до 15 и расставленных в форме квадрата с одним пустым квадратиком в правом нижнем углу. |