Мишка закрыл Юпитер пальцем вытянутой руки. Перевел взгляд на Землю.
«Нет, все-таки реальные масштабы Солнечной системы на этой модели не видны, – подумал он. – Из нее понятно, какая маленькая наша Земля по сравнению с Солнцем или с Юпитером. Но совсем не очевидно, как далеко от нее до Солнца, и до Юпитера, и до других планет… Тут однозначно нужна еще одна модель».
Потом ему в голову пришла другая мысль: «Почему все-таки я не чувствовал ускорение, пока они не включили двигатель?» Мишка вздохнул. Видимо, пришло время поговорить с отцом.
Он взял с полки «Механику космического полета…» и спустился вниз. Отец сидел в кабинете. Мишка заглянул к нему:
– Не помешаю?
– Нет, проходи.
– Чем занимаешься?
– Осваиваю новые технологии. На корпоративе в этом году показывали лазерное шоу. Хочу сообразить что-нибудь похожее Марусе на день рождения. У тебя какой-то вопрос? – Отец указал на «Механику…».
– Пап, ты разбираешься в гравитационных маневрах? – решительно выдал Мишка.
– Смотря что тебя интересует.
– Сложно сказать. Я много читал и не то чтобы совсем ничего не знаю. – В подтверждение своих слов Мишка положил книгу на стол. – Я понимаю, что близкий пролет возле планеты или большого спутника меняет скорость космического корабля.
Но что конкретно там происходит – никак не возьму в толк. Не могу нарисовать в голове стройную картину. У меня все смешалось, а на выходе – ноль с минусом.
– Тогда давай начнем с самого начала, – предложил отец. – Во-первых, меняется не только скорость, но и направление. Иногда это даже важнее. – Он почесал затылок. – Давно мы с тобой не катались на ватрушке.
– А при чем здесь ватрушка? – удивился Мишка.
– Скоро поймешь. – Отец улыбнулся и вышел из-за стола.
Они заглянули на кухню: мама возилась с завтраком, Машка шуршала рядом.
– Леночка, отпустишь нас во двор на полчасика? – спросил отец.
– На полчасика? Или как обычно?
– Полчаса, и ни секундой дольше, – пообещал отец.
Мама дала Мишке банан и проворчала:
– Ладно, идите.
Они взяли в гараже ватрушку и вышли на улицу. Недалеко от их дома была отлично раскатанная горка. Летом там протекал небольшой ручей, а зимой, когда вода замерзала, высокие берега превращались в точку притяжения для местной ребятни.
Кое-как устроившись на ватрушке, Мишка с отцом покатились вниз, доехали до дна и с хохотом понеслись вверх на противоположный берег. Долетели примерно до середины, снова покатились вниз…
Когда ватрушка остановилась, отец оттащил ее в сторону, поднял с земли какую-то палку, нарисовал на снегу круг и заговорил вполне серьезно:
– Смотри: когда мы начинаем движение с горки, у нас есть некоторая начальная скорость, и она направлена вертикально вниз. – Справа от круга он нарисовал стрелку вниз. – Может быть, не совсем вертикально, но мы позволим себе это небольшое упрощение. Пока мы едем вниз, мы разгоняемся. Ты же понимаешь, почему?
– Конечно! Под действием силы тяжести.
– Верно. В итоге внизу наша скорость больше, чем была наверху. И направлена она уже не вниз, а вперед, параллельно поверхности. Дальше мы едем вверх, наша скорость начинает падать. Так вот, если бы все это происходило только под действием силы тяжести, мы вылетели бы на том берегу с той же скоростью, что и влетели на этом, только не вниз, а вверх.
Мишка внимательно смотрел на незамысловатый рисунок.
– Пример, конечно, условный, – продолжил отец, – зато наглядный. С определенными допущениями можно сказать, что практически то же самое происходит, когда космический аппарат пролетает мимо планеты. Попадая в поле ее гравитации, аппарат начинает «падать» на планету, и скорость его увеличивается. Только летит он и без того быстро, так что мимо планеты «промахивается», а отдаляясь от нее, снова замедляется. Числовое значение скорости относительно планеты после такого пролета у аппарата не меняется…
– Погоди, – перебил Мишка. – Здесь я уже не понимаю: если скорость не меняется, тогда зачем он вообще нужен, этот пролет?
– Скорость-то как раз меняется, – поправил отец. – Просто в физике это понятие шире. Во-первых, я не зря сказал, что значение скорости не меняется ОТНОСИТЕЛЬНО ПЛАНЕТЫ. Об этом мы еще поговорим. А во-вторых, ЗНАЧЕНИЕ не меняется, зато меняется НАПРАВЛЕНИЕ. Это тоже важно.
В школе вы, наверное, рассматриваете скорость как быстроту движения? – Мишка кивнул. – В физике она включает одновременно и быстроту движения, и направление. Понимаешь? Космические корабли ведь летают не по прямой, они путешествуют в пространстве.
Мишка молча переводил взгляд с отца на рисунок и обратно.
– Хорошо, давай так. – Отец сделал полшага в сторону и нарисовал на снегу прямоугольный треугольник. Возле прямого угла написал букву «Д».
– Допустим, это наш дом. – Мишка не понял, при чем здесь их дом, но послушно кивнул. Отец написал еще одну букву, на этот раз возле вершины острого угла сверху. Это была буква «Ш». – Тебе нужно попасть в школу. Ты выходишь из дома и со всех ног бежишь сюда. – Он нарисовал длинную стрелку в направлении третьего, никак не обозначенного угла.
– Но так я не попаду в школу. – Мишка округлил глаза.
– Правильно. И все потому, что значение скорости – только одна из характеристик движения. Другая его характеристика – направление. Понимаешь?
– Кажется, да, – промычал Мишка.
– Тогда предлагаю перейти к системе отсчета.
До сих пор мы рассматривали связку двух объектов – планеты и корабля. Корабль пролетал мимо планеты, а планета условно не двигалась. На самом деле так не бывает. Планета тоже перемещается в пространстве.
– Конечно. Она ведь летит вокруг Солнца.
– Да. Но пока мы позволим себе еще одно упрощение. Для начала за точку отсчета возьмем не Солнце, а некую условную точку на пути у планеты. Планета движется к этой точке, и наш корабль движется вместе с ней.
Мишка сдвинул брови. Отец понял, что нужен еще один пример:
– Это как Луна. Она вращается вокруг Земли и вместе с Землей вращается вокруг Солнца.
– Но ведь наш корабль не вращается вокруг планеты, а пролетает мимо нее.
– Да, только пока он находится под действием ее гравитации, он летит вместе с ней. Планета как бы тянет его за собой. Представь: ты едешь по дороге на роликах, а я проезжаю мимо на велосипеде. Ты хватаешься за багажник и какое-то время едешь вместе со мной. Ты, конечно же, разгоняешься, и, когда отпускаешь меня, у