Скажу сразу: использовать энергию расположенного на полюсе маховика нельзя. Почему? Чтобы подробно разобраться в этом, давайте проведем небольшой эксперимент.

Встаньте на вращающийся табурет (по-другому такой табурет, имеющийся почти в каждом школьном физическом кабинете, называется скамьей Жуковского) — это будет как бы полюс Земли. В руки возьмите ну хотя бы колесо от детского велосипеда вместе с осью — это будет наш маховик.

Возьмите колесо за ось в правую руку, поднимите его над головой, а я раскручу скамью. Колесо в момент раскручивания вы придерживайте левой рукой за обод, чтобы оно крутилось вместе со скамьей. Когда скамья раскрутится, отпустите обод и перехватите колесо за ось из правой руки в левую, перевернув его на 180°. Скамейка при этом станет вращаться быстрее. Почему?

Дело в том, что общий кинетический момент системы «скамья — колесо» должен оставаться постоянным — так гласит один из основных законов механики. Но если раньше колесо крутилось в ту же сторону, что и скамья, и кинетические моменты складывались, то, перевернув колесо, мы изменили знак его кинетического момента на противоположный. Кинетический момент колеса будет теперь вычитаться из кинетического момента системы, и, чтобы компенсировать это уменьшение, скамья должна вращаться быстрее.

Теперь затормозим колесо, снова сравняв его скорость со скоростью системы. При этом часть энергии выделится (мы почувствуем это по трению и нагреву пальцев), а скорость вращения снизится до прежней величины.

Итак, что же получается? Мы переворачиваем маховик, отбираем накопленную им энергию, а Земля (то есть в данном случае скамья) продолжает вращаться, то увеличивая скорость, то уменьшая ее до прежней величины.

Однако задумайтесь: откуда берется энергия для увеличения скорости вращения скамьи? Оказывается, эту энергию добавили в систему вы сами, своими собственными руками. Вращающееся колесо, по существу, представляет собой гироскоп, который, как любой волчок, обладает своего рода упрямством: стремится во что бы то ни стало сохранить свое положение в пространстве. И чтобы перевернуть его «вверх тормашками», необходимо приложить довольно-таки значительное мускульное усилие. Вот эта-то энергия и приводит к ускорению вращения скамьи.

Теперь понятно, почему обречена на неудачу затея с маховиком на полюсе? Чтобы перевернуть его на 180°, придется затратить большую энергию, чем та, которую мы получим при его торможении. И вся система, вместо того чтобы давать энергию, будет в итоге ее лишь потреблять.

Приятно отметить, что к такому же выводу пришли почти все ребята, приславшие письма с решениями.

Н. ГУЛИА, профессор, доктор технических наук