Rozmowa z Henrykiem Doruchem, 31.08.2002 r.

Henryk Doruch – Moje zainteresowanie dynamicznymi zderzakami czy układami tłumiącymi nie dotyczyło zastosowania tego w samochodach, tylko jako amortyzator prędkości pionowej przy lądowaniu małych samolotów.

Jakub Wróblewski – Mówił Pan, że ostatnio Pan coś robił w tym kierunku?

H.D. – Mam zamiar zrobić sobie takie “buty”, amortyzator prędkości pionowej. Weźmy dźwignię jednoramienną, niesymetryczną, z osią obrotu zamocowaną do obuwia czy lokomotywki [C]. Na dłuższym ramieniu mocuję ciężarek z otworem [B], który może się swobodnie na tym pręcie przesuwać. Bardzo proste urządzenie, każdy sobie może taki model zrobić. [por. rysunek] Przy lądowaniu lub zderzeniu [A – zderzak] dźwignia wykonuje ruch obrotowy i ciężarek rozpędza się – w momencie, kiedy jego energia kinetyczna osiągnie moją, ja się zatrzymam. Przeciążenia i siły będą wielokrotnie mniejsze, niż gdyby tu była masa równa mojej masie.

J.W. – No tak, pod warunkiem, oczywiście, prawdziwości teorii opisujących zderzak...

H.D. – Co ja tu zyskuję: w normalnym zderzaku, żeby rozpędzić wirnik do prędkości takiej, żeby jego energia była równa energii kinetycznej “lokomotywy”, w praktyce wiele energii traciło się na sprężynie. Ten model, który badał jeszcze Zygmunt Górski w Paryżu (pomagał Lucjanowi napisać Energetyczną naturę mechaniki, a oprócz tego robił pomiary lokomotywki, dosyć uproszczone i niedokładne), uzyskał około 40% energii. To wyglądało tak: lokomotywa miała z przodu siłownik pneumatyczny [por. zdjęcie poniżej, a także rozmowę z 2001 roku], na górze miernik obrotów (miał tylko jeden znak na wirniku, więc mógł mierzyć tylko co jeden obrót), własnej roboty tensometr – sprężyna [A na zdjęciu]. Zygmunt Górski mierzył amplitudę wychylenia spowodowaną siłą bezwładności samochodzika [B na zdjęciu], który sobie stał na podstawce. W momencie uderzenia mierzył siłę hamowania tego samochodzika. Te wyniki, które uzyskał, publikuje w krótkim opracowaniu. Wychodziło mu około 40% energii całkowitej, bo wirnik rozpędzał się do ok. 4000 obr/min. Zygmunt badał tę lokomotywkę, potem ona poszła do Lucjana, potem do nas...

J.W. – I to była ta sama lokomotywka, którą oglądałem rok temu?

H.D. – Tak. Ta sama, tylko wirnik początkowo miał masę 100 g i przełożenie 1:5. Potem zrobiliśmy przełożenie 1:7,5 i masę ok. 60 g. Do dało około 65% energii w wirniku. Koło zębate, które napędza wirnik, ma 9 zębów, czyli 9 impulsów (mierzę to czujnikiem indukcyjnym) wypada na obrót. Podczas pomiarów widzę na wykresach każdą 1/9 obrotu i dynamikę przyspieszenia. Dopóki wirnik nie osiągnie połowy obrotów, zgromadzone jest poniżej 1/4 energii kinetyczna. Cały układ wirnika jest elementem sztywnym, dlatego daje się na wejściu tę sprężynę pneumatyczną. Jeśli natomiast zrobić ten pochłaniacz o zmiennym momencie bezwładności (początkowo małym – coś w rodzaju regulatora Watta), to wtedy znika konieczność stosowania sprężyny, która jest mimo wszystko elementem pasożytniczym. Wracając do zderzaka “ciężarkowego” – model zrobiony właśnie na tej zasadzie zatrzymywał się na drodze 2 do 4 mm, przeciążenia były wtedy około 3 razy mniejsze, niż by wynikały z prędkości i drogi hamowania, a praca hamowania (nie wiem dlaczego, bo powinna się zmniejszyć w tym samym stopniu) była ok. 10 razy mniejsza, niż powinna. Badałem to tensometrem (siła hamowania), a drogę hamowania potencjometrem liniowym. Liczyłem całkę z siły hamowania (charakterystyka typu dzwonowego, można aproksymować trójkątem), brałem pod uwagę drogę hamowania (przy czym nie następuje pełne zatrzymanie z prędkości wyjściowej 1 m/s, pozostaje jakieś 10%). Potem liczyłem iloczyn siły i drogi – całkę z tego traktuję jako pracę hamowania. Porównywałem to z optymalną, stałą siłą hamowania dla danej masy. I okazuje się, że ta całka jest około 10 razy mniejsza, niż dla hamowania równomiernego. Możemy też dać tu sprężynę o podobnej charakterystyce – też robiłem coś takiego, unieruchamiałem pochłaniacz i tak ustawiałem sprężynę, żeby mniej więcej tak samo wyglądał przebieg siły hamowania w czasie. Liczyłem niezależnie drogę ściśnięcia sprężyny i drogę zatrzymania lokomotywki.

J.W. – To, co na pierwszy rzut oka widać w tym układzie z ciężarkami, to że środek ciężkości ma dłuższą drogę hamowania, niż pojazd, a nawet się w ogóle nie zatrzyma, bo ciężarki lecą dalej...

H.D. – Tak, te ciężarki się nie zatrzymują, jednak masa tych ciężarków jest niewielka w porównaniu z pojazdem – może 20 g. Nie ma tu potrzeby używania sprężyn, więc czas działania jest bardzo krótki. Przy poprzednich modelach najpierw musi zadziałać sprężyna, potem dopiero zaczyna pracować wirnik.

J.W. – Na jednym z filmów widać, że ta sprężyna działa bardzo długo – czasem aż do zatrzymania samochodu, a wirnik zaczyna się rozkręcać dopiero później (nie zawsze, ale na niektórych wczesnych filmach tak było). Pojawiają się tu wątpliwości natury przyczynowo-skutkowej...

H.D. – Tak, pamiętam te wątpliwości. Ale proszę zauważyć, że na filmie nie widać wszystkiego, bo klatka ma aż 1/25 sekundy, to może być tylko wrażenie. Gdyby pan zahamował na samej sprężynie – prędkość samochodu to 10 m/s, ruch tłoku technicznie był ograniczony do 16 cm (powiedzmy nawet 20 cm), to nawet przy stałej sile hamowania mielibyśmy przeciążenie 25 g.

J.W. – Skutki przeciążeń zależą od czasu działania [por. wykres].

H.D. – Jeśli chodzi o skutki działania na organizm, to możemy się spierać, czy to szkodliwe (z techniki lotniczej wiadomo, że przeciążenia rzędu 25 g, nawet krótkie, rzędu dziesiątek ms, są nie do przeżycia), ale karoseria samochodu by tego nie wytrzymała – siła hamowania musiałaby być 20 ton, maluch musiałby być zgnieciony od przodu do silnika. Nie da się zatrzymać samochodu bez strat na takiej drodze. A z drugiej strony wiemy – bo ja to rejestruję, badając drogę hamowania – że przez znaczną część tej drogi hamowania nie ma, dopiero gdzieś od połowy wartości maksymalnej siły zaczyna się hamowanie. Prędkość zaczyna spadać dopiero od tego momentu. De facto samo hamowanie trwa w układzie Łągiewki dużo krócej, niż przy hamowaniu równomiernym. Podobnego typu zderzak zbudował Władysław Kopczyński we Wrocławiu, przy czym twierdzi, że nie stosuje zasady Łągiewki, a dostaje podobne efekty.

J.W. – Na zdjęciu było widać, że szyba przednia wypadła.

H.D. – Ja z nim rozmawiałem... Jeśli długość tego wysuwanego zderzaka była około 20 cm (z proporcji samochodu oceniając), a prędkość była podawana 40 km/h, więc powiedzmy, że to było mniej – 10 m/s, znowu przeciążenie musiało by być większe, niż 25 g, czego człowiek w pasach by nie przeżył – naprawdę. I samochód byłby pognieciony.

J.W. – Człowiek w pasach ma znacznie mniejsze przeciążenie, bo dochodzi ugięcie fotela, napięcie pasów...

H.D. – No to niechby i 2 razy mniejsze. Ale nawet biorąc pod uwagę samochód – przy zderzeniu z nieruchomą przeszkodą w crash-testach karoseria gnie się na, powiedzmy, 40 cm, taka też jest droga hamowania – a siła hamowania jest taka, że samochód jest zniszczony.

* * *

H.D. – Zygmunt Górski w swojej pracy rozpatruje takie doświadczenie: bierze dwie zderzające się kule stalowe (jedna nieruchoma), między nimi sprężynę, i bada, ile energii jest w którym miejscu układu podczas zderzenia (ściskanie sprężyny, zatrzymanie pierwszej kuli i rozpędzanie drugiej).

J.W. – Tak naprawdę, to ta sprężyna jest tu niepotrzebna – wystarczą kule i ich sprężystość w miejscu zderzenia.

H.D. – Tak, ale taka “sprężyna” jest bardzo sztywna i ma mały skok, lepiej się rozważa zwykłą. Jeśli pierwsza kula całkowicie przekazuje energię drugiej kuli, całkowicie się zatrzyma, to praca hamowania jest zerowa. Nie ma się skąd wziąć nadwyżka energii. Czyli siła razy droga hamowania nie może być większa, niż zero, bo mielibyśmy generator energii... Wspominałem panu o moich doświadczeniach z naklejanym ciężarkiem [por. zakończenie rozmowy z 2001 roku].

J.W. – Tak... Ale to też trzeba by porządnie pomierzyć.

H.D. – Można by wziąć ciężarek o znanej masie i zrywną nitkę, taką, że wiadomo, przy jakiej sile i jakim czasie się zerwie.

J.W. – No tak, tylko to technicznie dość trudne.

H.D. – Na chłopski rozum: skoro przekazano całą energię, to skąd się wzięła energia na wykonanie dodatkowej pracy? Byłoby to perpetuum mobile. Wydaje mi się, że w zderzeniach sprężystych, kiedy nie ma strat na ciepło, kiedy nie ma innego rozpraszania energii, siła hamowania powinna być zerowa. Praca na pewno jest zerowa, a skoro praca zerowa, to – przy danej drodze hamowania – siła też zerowa.

J.W. – No nie, zaraz... Jest taki moment, że obie kule stoją, a sprężyna jest ściśnięta.

H.D. – Nie, kiedy sprężyna jest ściśnięta, to nie mogą obie stać!

J.W. – No dobrze, ale skoro sprężyna się ugięła, to znaczy, że zadziałała siła...

H.D. – Acha, jeszcze jedno (przepraszam, że wejdę w słowo), Zygmunt Górski rozpatrywał inny problem – w sprężynie gromadzi się tylko połowa energii. Jeśli kula miała 500 J, to w sprężynie gromadzi się tylko 250 J. I teraz pytanie: którędy przechodzi druga połowa?

J.W. – Przez sprężynę w międzyczasie przepłynęła cała energia, tyle, że w szczycie mogła gromadzić mniej (np. połowę). Jakby to scałkować...

H.D. – Właśnie jemu wychodziło inaczej. (I mi też wychodzi, przy pomiarach zderzeń; liczę energię z wirnika obrotomierzem.) To były wyliczenia teoretyczne, z teorii sprężystości. Ta całka będzie mniejsza, niż powinna być. Inaczej mówiąc: żeby ścisnąć sprężynę, należy wykonać pracę. Dostarczyć energię kinetyczną albo potencjalną. Ten przykład był w Energetycznej naturze mechaniki. Pierwsza kula ściska sprężynę całkowicie, oddając tylko połowę energii, potem kule i sprężyna przez chwilę poruszają się razem, potem pierwsza się zatrzymuje, a druga przejmuje jej początkową prędkość. Ale jeśli chodzi o pracę hamowania, to wygląda na to, że jest zerowa – żeby wykonać pracę, trzeba stracić energię. Ale to – powiedzmy, jest osobna sprawa, którą może też warto się zająć... Tutaj zasada zachowania pędu jest spełniona, ale tylko dlatego, że kule mają jednakowe masy. Przy zderzeniu dużej kuli z małą, energia zderzenia będzie równa mv²/2, gdzie m – masa mniejszej kuli (najmniejszej masy uczestniczącej w zderzeniu), niezależnie od tego, jak duża będzie masa większej kuli. Ale tu są zderzenia tylko dwóch mas. Natomiast czy to ta lokomotywka, czy dźwignia z ciężarkiem, to już trzy ciała: przeszkoda (np. masa Ziemi), samochód i lekki pochłaniacz. I w takim układzie siła potrzebna na zatrzymanie samochodu nie będzie równa jego masie razy przyspieszenie ujemne (na odcinku hamowania), jako że praca jest wykonywana nie w miejscu zderzenia, tylko w pochłaniaczu, który przejmuje tę energię. Ta mała kulka (w układzie z dźwignią) i przyspieszenie, które zyskuje, określa siłę hamowania.

J.W. – Czyli to jest tak: zderzak rozpędza dźwignię, a za jej pośrednictwem ciężarek, a siła hamowania całości jest mniejsza, niż wynika z teorii?...

H.D. – Mierzyłem drogę zatrzymania – to było dość szokujące, że to było 2 mm.

J.W. – Droga hamowania części nieruchomej pojazdu?

H.D. – Tak. Masa ciężarka wynosiła jakieś 20 g.

J.W. – I gdyby na tym pojeździe umieścić ciężarek, to siła działająca na niego przy hamowaniu była mniejsza, niż...

H.D. – ...niż gdyby hamować na sprężynie, czy na elemencie ciernym.

J.W. – Czy jakoś Pan to mierzył?

H.D. – Mierzyłem to akcelerometrem na układzie scalonym Motoroli (LM105), takim statycznym miernikiem siły. Ustawiony pionowo pokazuje 1 g, jeśli stoi bokiem – to zero. Całość przykleiłem do lokomotywki i mierzyłem oscyloskopem cyfrowym. Prędkość mierzyłem na dwa sposoby: liczyłem z wysokości, z której puszczałem lokomotywkę, a także z wykresów drogi hamowania (nachylenia wykresu) i wychodziły wartości zbliżone. Przeciążenie było przy pierwszych próbach około 3-krotnie mniejsze, niż wynikające z drogi hamowania.

J.W. – Drogi hamowania tego akcelerometru?

H.D. – Tak. On był sztywno przyczepiony do lokomotywy. Mierzyłem też siłę hamowania tensometrem, oraz drogę hamowania.

J.W. – Ta siła hamowania miała tu pełne prawo być mniejsza, ze względu na ten środek masy, który się nadal przesuwał po zatrzymaniu lokomotywki.

H.D. – Tak, ale to minimalne zmiany, jak mówiłem – masa ciężarków była około 100 razy mniejsza, niż masa lokomotywki.

J.W. – Pytałem już o to rok temu, ale może ma Pan nowe przemyślenia: skąd ten ciężarek leżący na lokomotywce wie, że z przodu jest akurat taki rodzaj hamulca?

H.D. – On oczywiście o tym nie wie. W czasie jazdy energia kinetyczna każdego elementu układu, czy to będzie ten ciężarek, czy akcelerometr, czy człowiek w samochodzie, proporcjonalna jest to masy tego elementu i kwadratu prędkości. W momencie, kiedy zatrzymujemy pojazd, ta energia kinetyczna chce wykonać pracę, czyli każdy element chce lecieć do przodu.

J.W. – Tak. Czyli załóżmy, że mamy lokomotywkę i stojący na niej ciężarek, przywiązany sznurkiem [jak w doświadczeniu Zygmunta Górskiego – por. zdjęcie na początku rozmowy]. Zderzamy się i hamujemy na ustalonej drodze – powiedzmy, 2 mm. Z punktu widzenia tego ciężarka to jest tak: porusza się jednostajnie, a w pewnym momencie ta nitka zaczyna go ciągnąć i hamować.

H.D. – Jeśli teraz damy na tę nitkę tensometr, to ta siła hamowania ciężarka też nie będzie się równała iloczynowi ma.

J.W. – Czyli – ograniczając się tylko do ciężarka i nitki, wychodzi nam, że cos pociąga za tę nitkę lżej niż zwykle, a my (ciężarek) zatrzymujemy się tak, jakby nitka ciągnęła dużo silniej.

H.D. – Tak, bo ciężarek swoją energię kinetyczną przekazuje przez tę nitkę w tym przypadku temu ciężarkowi na dźwigni.

J.W. – Normalnie dzieje się to tak, że w tej nitce działają oddziaływania międzycząsteczkowe – załóżmy dla uproszczenia, że jest to bardzo cienka nitka, złożona z pojedynczego łańcucha cząstek. żeby zahamować ciężarek, pociągamy za nitkę, czyli zwiększają się odległości między cząsteczkami, zwiększa się siła oddziaływań międzycząsteczkowych – i gdzie tu jest miejsce na to rozróżnienie – żeby pociągnięcie o tej samej sile miało różny skutek? Raz ciągniemy klasycznie i ciężarek nam się rozpędza (w układzie, w którym początkowo ciężarek spoczywał), drugi raz pociągamy z tą samą siłą, a ciężarek rozpędza się bardziej. I co z tym fantem zrobić?

H.D. – To, co przy takim zjawisku hamowania występuje, nazywa się siłą d’Alemberta: F=ma.

J.W. – No tak, żeby przyspieszyć jakiś obiekt, musimy przyłożyć siłę.

H.D. – Siłę proporcjonalna do masy i przyspieszenia. Przyspieszenie geometryczne jest dv/dt, dla wszystkich elementów to samo.

J.W. – Tak. I ten ciężarek ma nam zahamować na tej samej drodze. I mamy to zrobić mniejsza siłą, niż zwykle...

H.D. – Ja tu widzę taka analogię elektryczną: mamy źródło prądu, potrzebujemy przekazać energię do odbiornika, ogrzać jakiś opornik. Jeśli połączę to nadprzewodnikiem, cała praca jest wykonywana w odbiorniku. Jeśli za pomocą zwykłego przewodnika, to część pracy jest wykonywana po drodze. Zamiana w układach mechanicznych energii kinetycznej na potencjalną jest odpowiednikiem zamiany energii elektrycznej na spadek napięcia – jeśli nie ma oporu, nie ma spadku napięcia. Cała energia jest przekazywana do odbiornika. I to charakter odbiornika określa charakter przepływu energii, a nie ten element pośredni, przewodnik.

J.W. – Z tym, że w przypadku nadprzewodników są przekonujące teorie, jak to się dzieje.

H.D. – Jeśli chodzi o przepływ energii kinetycznej, to ja na razie nie jestem w stanie sobie wyobrazić, czy to jest jakieś zjawisko polowe, czy inne.

J.W. – W przypadku hamowania klasycznego da się to jakoś rozpisać na pola elektryczne, ale tu – jest to trochę niepokojące, zaczyna brakować czterech podstawowych oddziaływań, żeby to opisać...

H.D. – W każdym razie – to samo, co z tym ciężarkiem, było z kierowca, który siedział w tym maluchu. Jest to fakt historyczny, wystarczająco udokumentowany, trudno raczej podejrzewać o jakąś zbiorową hipnozę. Każdy kierowca, który trochę samochodem jeździł, potrafi odróżnić, czy samochód na filmie jedzie 5 km/h, czy dużo szybciej (jeśli oczywiście nie była zmieniana szybkość wyświetlania klatek). Kiedyś Marian Sokół w pracy w “Przeglądzie mechanicznym”, po obejrzeniu filmu ze zderzeniami policzył, że jeśli droga zatrzymania była taka, jaką widział na filmie, to prędkość musiała być jakieś 5 km/h, żeby siły i przeciążenia były znośne. Solidna, uczciwa praca, z tym, że on przyjął model klasyczny...

J.W. – O ile pamiętam, to ta praca analizowała zderzak teoretycznie od strony klasycznej, więc nic nieklasycznego nie miało prawa wyjść.

H.D. – On żadnego błędu formalnego nie popełnił, tylko błąd modelu: w przypadku oddziaływań dynamicznych [w zderzaku Łągiewki] masa zastępcza powinna być brana według swojej rzeczywistej masy, a nie pomnożonej przez kwadrat przekładni. Czyli jeśli samochód miał pochłaniacz o masie 7 kg, to on się zderzał z przeszkodą tą masą 7 kg i taka masa powinna wejść we wzór d’Alemberta.

J.W. – Były podnoszone wątpliwości na grupie dyskusyjnej pl.sci.fizyka odnośnie filmów pokazanych na mojej stronie – jeden z dyskutantów analizował te filmy i wyszło na to, że największą pokazaną prędkością zderzenia było jakieś 13 km/h. Mnie też tak wychodziło. Również na filmie, na którym radar policyjny pokazywał 20 km/h.

H.D. – Pomiar za pomocą radaru w hali był zniekształcony ze względu na odbicia, metalowe maszyny... Pomiary w hali okazały się nieskuteczne, natomiast potem, na stadionie, policja z radarem stała i mierzyła – ale to już na filmie nie było złapane.

J.W. – To, czego mi brakuje, to filmu pozwalającego dobrze ocenić prędkość, drogę hamowania i skutki przeciążeń wewnątrz kabiny (dla większych prędkości).

H.D. – Na stadionie wykonany był tylko jeden przejazd, około 50 km/h. Jechał doświadczony kierowca rajdowy. Wtedy stresów już nie przeżywał – początkowo owszem, ale później wyrobił sobie przekonanie, że im szybciej jedzie, tym skutki są mniejsze. Ja z nim później rozmawiałem – podobno przekonywał Lucjana, żeby pozwolił mu uderzać przy prędkościach rzędu 100 km/h, ale różnica między 50 a 100 km/h jeśli chodzi o skutki jest czterokrotna, więc Lucjan się na to nie zgodził (i słusznie, bo za duże ryzyko). Sprężyna gazowa w zderzaku była dopompowywana po zderzeniach z kompresora (do 4-6 atm); kiedyś ktoś zapomniał i dopompował do 8 atm. Wtedy jechał akurat syn Łągiewki. Zatrzymał się na drodze około 4 cm (ten układ mechaniczny miał listwę zapadkową, można było mierzyć drogę hamowania), wyszedł z samochodu i stwierdził, że prawie nie czuł zderzenia. Jeszcze jedna ciekawa sprawa: puszczałem kiedyś lokomotywkę na wirniku i na zwykłej sprężynie, z różnych wysokości, żeby dostać na tensometrze tę samą wielkość sił. Wkładałem też rękę między lokomotywkę, a przeszkodę – i mimo, że na tensometrze siły były podobne, doznania bólowe były dużo mniejsze. Może to autosugestia, ale subiektywna różnica była wyraźna.

J.W. – Przypomniała mi się jedna sprawa: analizowałem kiedyś film z doświadczeń z windą i zauważyłem, że wskazówka mierząca drogę hamowania pokazuje mniej, niż to można policzyć z analizy klatek.

H.D. – Wskazówka mierzyła tylko ugięcie tłoka; droga hamowania była dłuższa o hamowanie na sprężynach.

J.W. – Ano właśnie – chciałem się upewnić, że to było brane pod uwagę.

H.D. – W praktyce na wykresach [z oscyloskopu cyfrowego] biorę pod uwagę drogę hamowania samej sprężyny gazowej a także ruch listwy zębatej (hamowanie samej lokomotywki). Sprężyna jest potrzebna, bo nie mieliśmy tam wirnika ze zmiennym momentem bezwładności. Jeszcze jedna sprawa dotycząca lokomotywki: kiedy przyczepiłem akcelerometr piezoelektryczny do listwy zębatej, to przeciążenia dynamiczne (zakłócenia) wynikające z uderzania zębów były dziesiątki razy większe, niż przeciążenie hamowania. Duża część energii idzie w energię akustyczną. Wcześniej jeszcze, kiedy do pomiaru obrotów stosowałem ponacinaną tarczę obrotową, opór powietrza był tak duży, że też z tego zrezygnowałem. Tu leży przyczyna niepowodzenia tego modelu układu zębatego: za duże straty...

J.W. – To znaczy, że pełnowymiarowy zderzak samochodowy jest sprawniejszy?

H.D. – Musi być sprawniejszy. to przyspieszenie, które tam występowało, musiałoby samochód zniszczyć. To samo na tej windzie. Myśmy ją zrzucali z wysokości 6 m. Gdyby ją zrzucić na piasek (przy tej samej drodze hamowania), to by się rozbiła.

* * *

J.W. – Czy jest szykowana jakaś oficjalna publikacja z wynikami pomiarów?

H.D. – Tak.

J.W. – A co w niej jest? Nie mogę sobie wyobrazić poważnej publikacji na AGH podważającej prawa Newtona bez bardzo mocnego materiału doświadczalnego.

H.D. – Może tak: jest jakieś czarne pudełko, w którym dzieją się jakieś cuda... Jest to, powiedzmy, wykrycie jakichś nowych zjawisk.

J.W. – Niekoniecznie zrozumienie, ale wykrycie?

H.D. – Wykrycie, ale zrozumienie też częściowo. Niby są jakieś próby tłumaczenia. Wykonywał pan może to doświadczenie z dwiema kulami i poprzeczką?

J.W. – Robiłem, ale wyszło mi po newtonowsku. Kiedy pierwsza kula uderza w poprzeczkę, druga odskakuje, a pierwsza się zatrzymuje.

H.D. – Całkiem się zatrzymuje? Dziwne. Ja miałem taki układ dwóch dźwigni, jedna tylko do zmiany kierunku, a druga, nierównoramienna, z kulą czterokrotnie mniejszą. Ale robiłem też doświadczenie z jedną poprzeczką i dosyć wyraźnie kule dzieliły się po równo prędkościami.

J.W. – Mam podejrzenia, że może to wynikać z tego, że kula trafiała w krawędź poprzeczki i nie zdążała się całkowicie zatrzymać, bo poprzeczka już uciekała.

H.D. – To był układ na podstawce, ze sztywną poprzeczką i kulami na wahadłach, mieliśmy też czujnik obrotów, optoelektroniczny. Kula uderzała, przelatywała dalej i potem obie się wahały z tą samą amplitudą. Lucjan to robił w ten sposób, że ten wózek był na kółkach, mógł się przesuwać. Wahadła były zawieszone na tej samej konstrukcji. Wózek był trochę za ciężki, ale żadnych ruchów Lucjan nie obserwował.

J.W. – Wózek powinien zacząć jechać już w momencie, gdy puścił pierwszą kulę na wahadle. Skoro nie zaczął, to opory statyczne były za duże w tym doświadczeniu.

H.D. – No tak, wózek był za ciężki. A jaką pan stosował poprzeczkę?

J.W. – Dość długą i pewnie niezbyt sztywną.

H.D. – A, to tak się nie da. Straty po drodze były za duże.

J.W. – Ta druga masa odskakiwała, na oko, z podobną prędkością, więc straty nie były jakoś decydujące.

H.D. – Przy poprzeczce Lucjana rozstaw między kulami wynosił jakieś 5 cm i wyraźnie pierwsza kula przelatywała.

J.W. – Najlepiej by to było sfilmować i sprawdzić, czy ta kula się nie wymyka bokiem. Ten układ powinien być równoważny zderzeniu kuli z drugą, nieruchomą, leżącą za ta poprzeczką.

H.D. – Teoretycznie tak – gdyby energię kinetyczną traktować jako wielkość skalarną, niekierunkową. Wygląda jednak na to, że jest różnica.

J.W. – Na grupie dyskusyjnej pl.sci.fizyka padł kiedyś dosyć istotny teoretyczny zarzut wobec tego doświadczenia: jeżeli nie ma oporów, to doświadczenie powinno być odwracalne w czasie: czyli dwie kule zbliżają się do poprzeczki z tą samą prędkością, po czym jedna się zatrzymuje, a druga odlatuje z prędkością większą. Dlaczego akurat ta, a nie druga? [Po dokładniejszym przemyśleniu sprawy uznałem, że jednak nie ma symetrii: jedna kula styka się z poprzeczką od przodu, druga od tyłu]

H.D. – No tak... Już na początku tego doświadczenia jedna z kul hamuje z 1 m/s na 0,7 m/s, a druga w tym samym czasie musi przyspieszyć z 0 do 0,7 m/s, czyli od początku mamy asymetrię przyspieszeń... Ja osobiście tego doświadczenia nie powtarzałem, uwierzyłem na słowo, oglądałem tylko ten wózek Lucjana (już dosyć stary i zardzewiały). Zygmunt Górski pisze, że zrobił to “rozstrzygające doświadczenie” w piwnicy. To, co ja robiłem [por. rysunek], to były kulki stalowe o średnicy ok. 3 cm każda, przykręciłem do podstawki cienką molibdenową rurkę, żeby ramię tego wahadła było jak najmniej bezwładne, zamocowane na łożysku. I tam ewidentnie żadnego efektu zatrzymania nie było. Dodałem do tego drugą dźwignię o przełożeniu 1:2, na wspólnej podstawie, też na kółkach (ale masa wózka była znowu dość duża). W tym układzie używałem dwóch kul o różnych masach (różnica czterokrotna). I ta duża kula się zatrzymywała całkowicie, a druga odlatywała z większą prędkością.

J.W. – Jest to, teoretycznie, równoważne sytuacji, w której większa kula uderza w dźwignię niesymetryczną.

H.D. – Gdyby tak uderzyła, to by się nie zatrzymała. Ten układ zachowuje energię, bo cztery razy lżejsza kula porusza się około dwa razy szybciej, natomiast pęd nie będzie zachowany.

J.W. – A pęd przekazany przez osie tej masie pod spodem?

H.D. – W tym układzie można tak tłumaczyć, ale w układzie z jedną symetryczną poprzeczką pęd początkowy jest, powiedzmy, 10, a na końcu dwie kule mają po 0,7.

J.W. – Tu jest to samo: część pędu przekazujemy poprzeczce.

H.D. – Ale jeśli przez oś poprzeczki część pędu przekazaliśmy Ziemi, to pęd lecących tych dwóch kul jest większy, sumując algebraicznie. Ale sumując geometrycznie, końcowy pęd dwóch kul jest 0. Ale, jak by to powiedzieć, zasiał pan we mnie ziarno niepokoju, będę się musiał dokładniej przyjrzeć tym wszystkim poprzeczkom.

J.W. – Tak naprawdę, w zderzaku najciekawszy nie jest pęd, tylko przeciążenia działające na części samochodu i pasażerów.

H.D. – Ale pęd też jest ciekawy – tej przeszkodzie, w którą uderza zderzak, nie przekazuje tyle pędu, ile powinien klasycznie.

J.W. – Dlaczego nie?

H.D. – Przekazuje dużo mniej, niż gdyby tu była sprężyna, skoro siły zderzenia są mniejsze. Lokomotywa Łągiewki nie przekazuje całego pędu ścianie – przekazuje tylko część, która nie jest zamieniana na moment pędu wirnika lub pęd ciężarków w układzie z dźwigniami. Moim zdaniem trochę sztuczne jest [w różnych wypowiedziach prasowych] to szukanie analogii między momentem pędu, a pędem.

J.W. – Jest sztuczne – gdybyśmy mieli zamknięte pudełko z wirnikiem, to do jego przyspieszenia trzeba tyle samo siły, niezależnie od tego, czy wirnik się kręci.

H.D. – No tak. Chociaż jest tu jedna dziwna sprawa. Słyszał pan o teorii pól torsyjnych Szipowa? [więcej szczegółów: www.shipov.com] On próbował nawiązać kontakt z Łągiewką za pośrednictwem kogoś z Instytutu Wojsk Lotniczych z Warszawy (tam badali jakieś efekty związane z napędem bezodrzutowym opartym na tej teorii). Liczyli na to, że Lucjan zajmuje się podobnymi rzeczami, skoro też są jakieś obracające się masy.

J.W. – To jest inna sprawa, bo w zderzaku Łągiewki oś obrotu nie ma znaczenia, a tu, o ile się orientuję, ma.

H.D. – Tak, tak. To jest zupełnie co innego.