11. Магнитная подвеска. Средняя скорость поездов на железных дорогах не превышает 150 км/ч. Конструировать поезд, способный состязаться по скорости с самолётом, непросто. При больших скоростях колёса поездов не выдерживают нагрузку. Выход один: отказаться от колёс, заставив поезд лететь. Один из способов «подвесить» поезд над рельсами — использовать отталкивание магнитов. В 1910 году бельгиец Э. Башле построил первую в мире модель летательного поезда и испытал её. 50-килограммовый сигарообразный вагончик летательного поезда разгонялся до скорости свыше 500 км/ч! Магнитная дорога Башле представляла собой цепочку металлических столбиков с укреплёнными на их вершинах катушками. После включения тока вагончик со встроенными магнитами приподнимался над катушками и разгонялся тем же магнитным полем, над которым был подвешен. Практически одновременно с Башле в 1911 году профессор Томского технологического института Б. Вейнберг разработал гораздо более экономичную подвеску летательного поезда. Вейнберг предлагал не отталкивать дорогу и вагоны друг от друга, что чревато огромными затратами энергии, а притягивать их обычными электромагнитами. Электромагниты дороги были расположены над поездом, чтобы своим притяжением компенсировать силу тяжести поезда. Железный вагон располагался первоначально не точно под электромагнитом, а позади него. При этом электромагниты монтировались по всей длине дороги. При включении тока в первом электромагните вагончик поднимался и продвигался вперёд, по направлению к магниту. Но за мгновение до того, как вагончик должен был прилипнуть к электромагниту, ток выключался. Поезд продолжал лететь по инерции, снижая высоту. Включался следующий электромагнит, поезд опять приподнимался и ускорялся. Поместив свой вагон в медную трубу, из которой был откачан воздух, Вейнберг разогнал вагон до скорости 800 км/ч! 11.1. При движении поезда на магнитной подвеске: 1) силы трения между поездом и дорогой отсутствуют; 2) силы сопротивления воздуха пренебрежимо малы; 3) используются силы электростатического отталкивания; 4) используются силы притяжения одноимённых магнитных полюсов. 11.2. Что следует сделать в модели магнитного поезда Б. Вейнберга, чтобы вагончик большей массы двигался в прежнем режиме? Ответ поясните. 11.3. Какое из магнитных взаимодействий можно использовать для магнитной подвески? А) притяжение разноимённых полюсов; Б) отталкивание одноимённых полюсов. Правильный ответ: 1) только А; 2) только Б; 3) ни А, ни Б; 4) и А, и Б. 11.4. Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера: 1. Для магнитной подвески можно использовать отталкивание одноимённых полюсов. 2. При движении поезда на магнитной подвеске силы трения между поездом и дорогой отсутствуют. 3. При движении поезда на магнитной подвеске силы сопротивления воздуха пренебрежимо малы. 4. При движении поезда на магнитной подвеске используются силы электростатического отталкивания. 5. При движении поезда на магнитной подвеске используются силы притяжения одноимённых магнитных полюсов.

11.1. Поезд приподнят над дорогой магнитами, поэтому контакта с дорогой и силы трения между ними нет. Воздушное сопротивление в тексте не объявлено пренебрежимо малым для движения вообще.

Ответ: 1.

11.2. Для подъёма вагончика большей массы требуется большая сила магнитного притяжения, компенсирующая его увеличившуюся силу тяжести. Следует увеличить ток в электромагнитах (и тем самым усилить их магнитное поле), чтобы подвеска сохраняла прежний режим.

11.3. Магнитная подвеска может обеспечиваться и притяжением разноимённых полюсов, и отталкиванием одноимённых полюсов. В тексте описаны оба способа.

Ответ: 4) и А, и Б.

11.4. Утверждение 1 прямо согласуется с описанием способа Башле. Утверждение 2 следует из того, что поезд подвешен над дорогой без контакта с ней. Утверждение 3 относится к вагону Вейнберга в откачанной от воздуха трубе, а не к движению поезда вообще; утверждения 4 и 5 неверны, поскольку речь идёт о магнитных силах, а одноимённые полюса отталкиваются.

Ответ: 1, 2.