Эти оригинальные качели вы можете установить на детской площадке во дворе своего дома или на даче. Идея необычного аттракциона принадлежит трем изобретателям — В. В. Киселю, В. Г. Небогину и Н. Ф. Первухину. Казалось бы, качели есть качели, что тут усовершенствуешь?.. Но посмотрите на рисунок — насколько они отличаются от традиционных. Мы привыкли, что у подобных снарядов сиденье подвешено жестко. А на наших качелях мало того, что раскачиваешься вверх-вниз, но еще и ездишь вперед-назад по направляющим.

При раскачивании качелей сиденье первоначально совершает колебания в вертикальной плоскости относительно точек подвески (положение I). Затем под действием сил (центробежной и веса сидящего) ролики начнут перемещаться по направляющим вперед, увлекая за собой сиденье (положение II). Когда ролик доедет до противоположной стойки, он резко остановится, а сиденье за счет силы инерции пойдет дальше вперед и вверх в положение III, тем самым обеспечивая качающемуся начальный импульс для обратного движения.

Вы, наверное, уже догадались, для чего направляющие имеют такую странную форму: за счет того, что расстояние между ними увеличивается к середине, подвески будут постепенно расходиться в стороны и приподнимут сиденье. Выходит, что качающийся не только ездит вперед-назад, но и словно преодолевает небольшую горку.

Теперь расскажем, как построить качели.

Снаряд состоит из двух параллельных друг другу П-образных стоек. К ним приварены дугообразные направляющие, расположенные горизонтально и симметрично относительно оси качелей. На направляющих установлены подвески с опорными роликами, несущие сиденье. Направляющие можно выгнуть из П-образного швеллера. Положение опорного ролика на них показано на рисунке (см. «Вид А»). Изгиб направляющих не должен быть резким: так как ролик неподвижно зафиксирован на оси, при значительном отклонении направляющей в сторону он станет задевать о край швеллера, тормозя движение. При монтаже качелей также следует помнить, что из-за периодического изменения угла наклона подвески ее крепление к скобе опорного ролика не должно быть жестким.

Так как стойки в момент удара роликов испытывают довольно большую нагрузку, их следует прочно укрепить в земле. К концам стоек приварите стальные подпятники (чем больше подпятник, тем лучше). В ямы глубиной не менее одного метра сверху заливается бетон. Когда он затвердеет, качели будут вполне устойчивы и безопасны.

Эта конструкция, кстати говоря, предоставляет неплохой повод для исследований и расчетов. Ведь любой из вас, раскачивающийся на качелях, с точки зрения физики — маятник. Период колебаний физического маятника, как известно, определяется массой подвешенного груза (то есть вашей) и длиной маятника. Подумайте, как в данном случае следует измерять длину маятника: ведь хотя длина подвески и неизменна, период колебаний все же меняется. Достаточно провести простой опыт.

Проденьте нитку сквозь металлическое колечко и возьмитесь за ее концы. Заставьте колечко свободно раскачиваться на нитке.

Не правда ли, получился маятник, очень похожий на наши качели. Теперь разведите руки чуть пошире. Кольцо поднимется выше, и частота колебаний маятника заметно возрастет.

В описанной конструкции в положениях I и III частота колебаний будет минимальной, в середине направляющих — максимальной. Изменение периода колебаний качелей зависит от радиуса кривизны направляющих. Ясно, что чем более резким будет это изменение, тем труднее будет «справиться» с качелями. Еще один немаловажный параметр — расстояние между стойками.

Рисунки В. Завалова