Месторождение на весах


В поле, на болоте, в глухой чаще или на дороге вы можете встретить необычную процессию. Вдоль едва заметной тропинки, отмеченной редкими вехами, продвигается человек с большой коробкой на спине; рядом везут металлическую тумбу, за ней — будку.

У одной из вех остановка. Внутри будки устанавливают громоздкое сооружение из железных частей. Повертев его вовсе стороны, люди отходят — видимо, располагаются на отдых — и следят только, чтобы никто не приближался к будке. Наверное, вы удивились бы еще больше, узнав, что странное сооружение — это прибор, который позволяет определить вес месторождения. Какая же сила связывает прибор с подземной залежью? Та же, что связывает Солнце и планеты, та же, из-за которой вы, оступившись, падаете вниз, — сила тяготения. Она не делает исключений и не знает преград. Звезды и планеты, горы и океаны, гранитные массивы, рудные залежи и каждый пропласток земных слоев, как и каждый предмет в вашей комнате, — все, что существует во Вселенной, участвует в том взаимном тяготении, которое вы ощущаете как вес.

Кинофрагмент посвящён экспериментальной проверке закона всемирного тяготения, которую осуществил Кавендиш. При помощи мультипликации объясняется устройство и принцип действия опытной установки и крутильных весов. Рассматривается зависимость силы тяготения от расстояния между взаимодействующими телами и их массами, Показано определение силы притяжения и гравитационной постоянной.

Правда, сила притяжения к горным массивам и океанам составляет всего лишь десятитысячные доли нашего веса, а притяжение к рудной залежи еще в сотни раз меньше. Мы не можем заметить его, как не можем различить плеска отдельной волны в грохоте морского прибоя.

Но оно и к лучшему: иначе наша жизнь была бы слишком беспокойной. Проходя по улице, мы бы чувствовали, как каждое здание тянет нас к себе, и тем сильнее, чем оно тяжелее или ближе. Мы бы едва передвигали ноги над залежью тяжелой руды и подпрыгивали на каждом шагу над пластом соли или гипса (эти породы легче большинства других, а значит, и притягивают слабее).

Как раз такую высокую чувствительность и имеет прибор в будке. Потому и переносят его с места на место. Прибор показывает, в каком направлении увеличивается сила тяжести. Потому никого и не подпускают к будке, что стрелка прибора отклоняется даже от приближения человека.

А задуман этот прибор совсем просто. К металлической нити подвешено наклонное коромысло с легкими грузами на концах. Тяжелая масса (например, залежь пирита) будет притягивать оба груза, но ближний, конечно, сильнее, и коромысло начнет поворачиваться туда, где сила тяжести больше (т. е. к залежи). Тут в борьбу с силой тяготения вступит нить, закрутившаяся при повороте коромысла. Чем больше ее закрутило, тем сильнее она стремится назад. И когда в конце концов установится равновесие, по отклонению коромысла можно будет определить, в каком направлении и насколько увеличивается сила тяжести. Этот прибор (его называют крутильными весами) должен записывать мельчайшие отклонения коромысла, и записывать сам — человеку нельзя его «беспокоить».

Есть еще более точные приборы — они могут непосредственно измерять силу тяжести (их называют гравиметрами, от латинского слова «гравис» — тяжелый). В сущности, для этого достаточно взвешивать один и тот же груз в разных местах: там, где сила тяготения возрастает, увеличится и вес груза. Вся трудность в точности. Приборы, которые могли бы заметить изменение силы тяжести над месторождением (как бы «взвесить» его), научились строить всего лет 25 назад. Но способ, с помощью которого это удалось сделать, еще 200 лет назад предвосхитил М. В. Ломоносов.

Искать месторождение по изменению силы тяжести, или, как говорят, проводить гравитационную разведку, можно, конечно, не везде.

Руда часто залегает среди пород примерно одинаковой с ней плотности, и тогда она никак не влияет на изменение силы тяжести. Но от разведчика ей все равно не скрыться: вести из глубины земли может принести ему и другая сила.