Энергия двигателя транспортных средств тратится на собственное передвижение

Кажется, что заголовок более чем прав — энергия двигателей автомобилей, локомотивов и кораблей тратится на передвиже­ние этих транспортных средств. Вроде бы все верно, и наш здра­вый смысл говорит, что так оно и есть на самом деле. Однако это не совсем так, а в некоторых случаях и вовсе не так. Тогда на что расходуется энергия двигателей?

В механике утверждается, что в случае если тело движется ускоренно, то на него действует сила, если движение тела пря­молинейно равномерно, то на него не действуют никакие силы. Согласно этому закону (а это один из основных законов физики!), двигатель автомобиля нужен только для набора необходимой скорости, после чего надобность в нем отпадает, ведь автомобиль будет двигаться прямолинейно и равномерно. Получается пара­доксальная ситуация: согласно закону, равномерно движущемуся автомобилю или поезду двигатель не нужен, он будет перемещать­ся по инерции. На деле же без мотора не будет двигаться ни одно транспортное средство. Уж не врет ли нам закон физики?

Нет, к этому закону природы у нас нет никаких претензий, просто при упоминании двигателей и автомобилей необходимо было вспомнить и про сопротивление среды. Ведь поезд или машина во время своего движения испытывает сразу два вида трения — трение качения колес о дорогу и сопротивление возду­ха. Получается, что двигатель необходим для того, чтобы преодо­левать силу трения и сопротивление воздуха!

Да, как это ни удивительно, но двигатель любому транспорт­ному средству нужен только для разгона, а при равномерном дви­жении его энергия целиком (да-да, именно целиком!) тратится на преодоление всех видов трения. Особенно этот эффект ощутим у водного транспорта: разгон корабля до необходимой скорости длится от силы несколько минут, а потом на протяжении многих часов, а то и суток силовая установка корабля работает лишь для преодоления сопротивления воды. Неудивительно, что судовые двигатели являются самыми мощными, хотя скорости кораблей в разы меньше, чем у автомобилей. Ведь вода создает высокое со­противление движению, и чем больше скорость этого движения, тем выше сопротивление. Поэтому суда и оборудуются силовыми установками в тысячи и десятки тысяч лошадиных сил, растрачива­емых только на то, чтобы преодолеть трение воды о корпус корабля…

Надобности в мощных двигателях и больших запасах топлива не испытывают автоматические межпланетные станции и на­учные спутники, вращающиеся вокруг Солнца или на высоких орбитах вокруг Земли. Этим спутникам достаточно на какое-то время включить двигатель, а после достижения необходимой ско­рости выключить его — дальше движение будет происходить по инерции без затрат энергии. Все дело в том, что в космосе нет среды, создающей сопротивление движению, и, чтобы получить в буквальном смысле слова вечное движение, достаточно лишь кратковременного разгона, а дальше о двигателе можно забыть.

В связи с этим можно сказать, что энергия всех двигателей (а значит, и топливо) всех транспортных средств на Земле тра­тится не на поддержку движения, а на нагрев воздуха и дорог. И лишь небольшая часть топлива расходуется именно на разгон автомобилей, кораблей и локомотивов.