Как-то в детстве мне пришла в голову идея проверить, вернется ли стрела, выпущенная вертикально вверх, на то же место, откуда я ее выпустил. Я был на 100% уверен, что так и будет, поскольку понимал, что гравитация обязательно вернет стрелу обратно.
Я взял лук и стрелы и вышел на улицу. На улице я прислушался к воздуху, не дует ли ветерок, и убедившись, что погода безветренная начал стрелять.
Я выпустил стрелу прямо вверх (во всяком случае мне так показалось) и побежал со всех ног в укрытие неподалеку. Через некоторое время стрела вернулась… но не туда, где я ожидал ее увидеть. Она упала на капот припаркованного недалеко «Жигуля» соседа. И отколупнула хороший кусок краски.
В этом момент я понял две вещи: что, хотя сила тяжести играет важную роль в возвращении стрелы на землю, есть и другие факторы, влияющие на ее полет. И еще я понял, что «влип конкретно» и пора «делать ноги».
В итоге все обошлось благополучно, но этот случай я запомнил на всю жизнь.
А теперь по существу вопроса…
Итак, если предположить, что ветра нет, дождя нет, погода стоит хорошая и светит ласковое Солнышко, то на первый взгляд ответ кажется очевидным: стрела непременно вернется обратно и упадет на то же самое место.
Однако, несмотря на получившийся классный сюжет для фильма, на практике такого не случится, потому что случится следующее: в верхней точке своего полета стрела замедлится до полной остановки, перевернется, а затем резко начнет падать вниз.
Поскольку центр масс стрелы находится где-то на металлическом наконечнике, а центр сопротивления — сзади, на оперении — ситуация получается несколько нестабильная.
Остановившая свое движение вверх стрела, испытывая гравитационное притяжение Земли, непременно должна перевернуться на 180 градусов и упасть заостренным концом вниз.
Во время этого переворота у стрелы будет кратковременный момент, когда хвостовое оперение испытает сопротивление воздуха и несколько изменит траекторию движения снаряда. И если стрела не имеет идеально симметричной формы относительно своей оси аэродинамика определит, по какому пути полетит стрела, даже если окружающий воздух совершенно неподвижен. Из-за сопротивления воздуха стрела, скорее всего, будет лететь по кривой линии.
К тому же, если наконечник стрелы немного намагничен, то магнитное поле от трансформаторных будок или линий электропередач может отклонить ее от первоначальной траектории.
То же самое с электрическим полем – если стрела обладает некоторой проводимостью или диэлектрикой, то теоретически электрическое поле также может воздействовать на стрелу, заставляя ее отклоняться от прямой линии.
Так что, вероятнее всего, стрела не упадет на то же самое место, даже в совершенно спокойном воздухе и при идеально вертикальном выстреле. Она промахнется, но ненамного, на пару метров, но этого будет достаточно, чтоб доказать, что это не так.
Заключение
Это, конечно, мое предположение. Аэродинамика – сложная штука. Но я все же поставил бы на «ПРОМАХ». Даже при «идеальных» условиях.
А вы?