Курс фізікі, ч. II
Памер: 223с.
Мінск 1958
ную частачку з боку акружаючых яе частачак вадкасці, і накіравана ўперад, па напрамку руху вадкасці. Значыць, ззаду на частачку дзейнічае большы ціск, чым спераду. Такім чынам, як паказвае і до
след, ціск у шырокай частцы трубкі току большы, чым у вузкай.
Калі вадкасць цячэ з вузкай у шырокую частку трубкі, то, відавочна, у гэты.м выпадку частачкі вадкасці тармозяцца. Раўнадзеючая сіл, якія дзейнічаюць на кожную частачку вадкасці з боку акружаючых яе частачак, накіравана ў бок, працілеглы руху. Гэтая раўнадзеючая ўяўляе сабой рознасць ціскаў у вузкім і шырокім каналах. Значыць, частачка вадкасці, пераходзячы з вузкай у шырокую частку трубкі, рухаецца з месц з меншым ціскам у месцы з большым ціскам.
Такім чынам, пры стацыянарным руху ў месцах звужэння каналаў ціск вадкасці паніжан, у месцах расшырэння — павышан.
Графічна, як было ўказана ў § 49, скорасці цячэння вадкасці прынята паказваць гушчынёй размяшчэння ліній току. Таму ў тых частках стацыянарнага патоку вадкасці, дзе ціск меншы, лініі току павіяны быць размешчаны гусцей і, наадварот, дзе ціск болішы, лініі току размешчаны радзей. Тое ж адносіцца і да паказу патоку газу.
52. Усасваючае дзеянне струменя вадкасці і яго практычнае выкарыстанне. Звужаючы ў якімнебудзь месцы папярочнае сячэнне трубкі, па якой цячэ вадкасць або газ, можна зрабіць статычны ціск у гэтым месцы значна меншым за атмасферны. Усасваючая сіла, якая пры гэтым атрымліваецца, можа быць выкарыстана ў тэхніцы пры будове некаторых прыбсраў.
Уяўленне аб прынцыпе дзеяння такіх прыбораў дае ўстаноўка, паказаная на рыс. 93а.
78
Да шкляной трубкі АВ, у яе вузкім сячэнні, прыпаяна манаметрычная грубачка CD, свабодны канец якой D апушчан у сасуд Е з падфарбаванай вадой. Злучаючы трубку АВ з водаправодам, ствараюць у ёй паток вадкасці Пры пэўнай скорасці цячэння вадкасці ціск у вузкай частцы трубкі АВ робіцца меншым за атмасферны; пры гэтым падфарбаваная вадкасць з сасуда Е падымаецца ўверх па трубачцы CD і ўліваецйа ў паток вадкасці, якая цячэ па АВ.
Важнае прымяненне ўсасваючае дзеянне струменя знаходзіць у карбюратары — прыборы, прызначаным для жыўлення рухавіка унутранага згаранпя гаручай сумессю (будова рухавікоў будзе разгледжана ў § 130). Будова карбюратара паказана на рыс. 94а.
Рыс. 93а. Устаноўка для назірання ўсасваючага дзеяння струменя вадкасці.
У час усасваючых ходаў поршня знадворнае паветра праходзіць знізу ўверх па трубе В, якая мае звужаную частку — дыфузар. У дыфузары змешчана трубачка С (жыклёр), праз якую паступае бензін з паплаўковай камеры D1.
Паплаўковчя камера і жыклёр — сазлучаныя сасуды. Калі ўзровень бензіну ў камеры ніжэйшы або роўны вышыні жыклёра. то бензін не выліваецца. Але калі паветра праходзіць праз дыфузар, ціск каля жыклёра памяншаецца; утвараецца рознасць ціскаў паветра ў паплаўковай камеры (там ён ровен атмасфернаму) і ў дыфузары. Пад дзеяннем рознасні ціскаў бензін выштурхоўваецца з жыклёра і распыляецца ў патоку паветра; утвараецца рабочая сумесь, якая ўцягваецца праз рэгулюючую паток засланку Е ў ныліндр рухавіка. Аб тым, якія працэсы адбываюцца ў рухавіку, будзе расказана ў § 130.
На рыс. 946 паказана схема будовы водаструменнага насоса, дзе таксама выкарыстоўваецца ўсасваючае дзеянне струменя вадкасці. Вада з водаправода праходзіць праз вузкі ўчастак трубкі А, у якім ско
1 Звярнше ўвагу на будову паплаўковай камеры. Чым вышэйшы ўзровень бензіну ў камеры, тым вышэй падымаецца паплавок К і тым ніжэй апускаецца іголка М што закрывае адтуліну праз якую паступае ў камеру бензін. Такім чынам аўтаматычна падтрымліваецца патрэбны ўзровень бензіну ў камеры.
/
7?
расць яе руху моцна ўзрастае, з прычыны чаго ціск робіцца меншым за атмасферны. Дзякуючы гэтаму праз трубку, злучаную з паветраным рэзервуарам, засасваецца паветра да таго часу, пакуль яго ціск
Рыс. 94а. Будова карбюратара.
нага насоса.
у рэзервуары не становіцца роўным ціску ў звужанай частцы трубкі А. Энакуіраванае з рэзервуара паветра ўносіцпа працякаючай вадой.
Практыкаванне 14.
1. Падвесьце дзве кансервавыя бляшанкі з вадой на доўгіх нітках, размясціўшы іх на адлегласці 1 — 2 с.ч адна ад другой. Затым моцна падзьміце паміж імі, бляшанкі пры гэтым прыцягвуцца адна да другой. Растлумачце паводзіны бляшанак.
Рыс. 95. Да практыка Рыс. 96. Да практыка Рыс. 97. Схема будовы вання 2, § 52. вання 3, § 52. пульверызатара.
80
2. Вазьміце два прамавугольныя кавалкі жорсткай паперы і, выгнуўшы іх, як паказана на рыс. 95, павесьце на вязальныя пруткі. Затым падзьміце паміж гэтымі кавалкамі паперы зверху. Кавалкі паперы пры гэтым будуць збліжацца.
Прарабіце дослед і растлумачце назіраемую з’яву.
3. Зрабіце невялікі лёгкі кардонны кружок. Наблізьце да гэтага кружка катушку, як паказана на рыс. 96, і моцна падзьміце ў адтуліну катушкі. Вы заўважыце, што кружок прыцягнецца да катушкі.
Прарабіце такі дослед і растлумачце назіраемую з’яву.
4. На рыс. 97 паказан прыбор, які называецца пульверызатарам. Калі ўдзімаць у трубку А паветра, то вадкасць па трубцы СВ будзе падымацца і пры выхадзе з трубкі распыляцца.
Зрабіце самі такі прыбор, прарабіце з ім дослед і растлумачце яго дзеянне.
53. Унутранае трэнне ў вадкасцях калі адно цела слізгаціць або коціцца па сіла трэння, якая тармозіць рух цела.
Калі абодва сутыкаючыяся целы рухаюцца, то сіла трэння запаволіць скорасць аднаго цела, яксе рухаецца хутчэй, і павялічыць скорасць другога, якое рухаецца больш павольна.
і газах. Мы ведаем, што паверхні другога, то ўзнікае
Рыс. 99. Устаноўка для назірання ўнутранага трэння ў газах.
Рыс. 98. Устаноўка для назірання ўнутранага трэння ў вадкасцях.
Можна на доследзе пераканацца, што і паміж слаямі газу і вадкасці, якія рухаюцца адзін адносна другога, таксама ўзнікаюнь сілы, запавольваючыя рух адных слаёў і паскараючыя рух другіх. Гэтыя сілы называюць с і л а м і ў н у т р а н a г а т р э н н я або с і л а м і вязкасці.
Унутранае трэнне ў вадкасці можна назіраць пры дапамозе ўстаноўкі, паказанай на рыс. 98. На паверхні вады, налітай у шырокі сасуд, плавае невялікі драўляны цыліндр з флажком. Калі прывесці ў вярчэнне сасуд, то, з прычыны ўнутранага трэння, праз некаторы час прыйдзе ў вярчэнне і цыліндр з флажком. Пры спыненні сасуда цыліндр у выніку інерцыі будзе працягваць рух, але існуючыя ў вадкасці сілы ўнутранага трэння паступова паменшаць яго скорасць да нуля. Аналагічна можна выявіць наяўнасць унутранага трэння
6 A. В. Пёрышкін. Курс фізікі, ч. II
81
ў газах (рыс. 99). Калі вярцець дыск А, то неўзабаве прыходзійь у рух і верхні дыск В, які нерухома вісеў над першы.м дыскам
Дыск, што верціцца, уцягвае ў рух прыстаўшы да яго паверхні слой паветра, які, дзякуючы ўнутранаму трэмню газу, прыводзіць у рух больш аддаленыя слаі газу. Такім шляхам рух бесперапынна перадаецца ад слоя да слоя і, нарэш.це, захоплівае верхні дыск, і ён прыходзіць у рух.
Практыкаванне 13.
1. У якім месцы трубы пераменнага сячэння бягучая вада рухаецца з найболыйай скорасшо, у якім з найменшай?
2. Дзе скорасць вады ў рацэ большая: каля берагоў або пасярэдзіне ракі? Паблізу да паверхні вады або на глыбіні? Растлумачце, чаму.
3. Якая з вадкасцей больш вязкая: вада ці гліцэрын? Адказ абгрунтуйце.
54. Супраціўленне пры руху цела ў вадкасці і газе. 3 практыкі мы ведаем, што калі цела рухаецца ў вадкасці, то апошняя тармозіць рух: значыць, пры гэтым узнікае сіла, якая перашкаджае руху цела. Калі, напрыклад, з берага спакойнага возера штурхнуць у ваду лодку, то яна з прычыны інерцыі пройдзе некаторую адлегласвь, а затым спыніцца. Сіла супраціўлення вады, якая дзейнічае на лодку, спыняе яе. У аднолькавай ступені гэта адносіцца да руху
цела ў газе, напрыклад да руху і іншых цел у паветры.
аўтамабіля, веласіпеда, самалёта
Рыс. 101. Уплыў формы це.іа на велічыню аэрадынамічнага супраціўлення.
Рыс. 100. Аэрадьшамічньш вап.
82
Сілу, якая перашкаджае руху цела ў паветры, пазываюць аэрадынамічным (паветраным) супраціўленнем. Устаноўлена, што велічыня аэрадынамічнага супраціўлення не залежыць ад таго, ці рухаецца цела ў паветры або, наадварот, нерухомае цела абцякаецца паветрам.
Высветлім, ад чаго залежыць велічыня аэрадынамічнага супраціўлення. Для гэтага выкарыстаем устаноўку, паказаную на рыс. 100, а.
Асноўнай часткай нашай устаноўкі з’яўляюцца спецыяльнай канструкцыі аэрадынамічныя вагі. У стрыжні вагаў В ёсць гняздо, куды ўстаўляюцца целы розных форм і размераў. Прывядзенне ўказальніка вагаў да нуля ў пачатку доследу робіцца шляхам перасоўвання грузу А. Рух паветра ствараецца асобым электрычным вентылятарам Е.
Рыс. 102. Абцякальнай формы гоначны аўтамабіль.
Змяняючы сілу току ў электрарухавіку, можна атрымліваць патокі паветра рознай скорасці. Целы /—8 (рыс. 100, б), супраціўленне якіх даследуецца, маюць аднолькавую вагу. Усе яны, за выключэннем цела 2, маюць аднолькавую лабавую плошчу (плсшча найбольшага сячэння цела ў напрамку, перпендыкулярным руху).
Умацаваўшы ў гняздзе вагаў В круглы дыск / і змяняючы скорасць патоку паветра, можна паказаць, што супраціўленне будзе тым большае, чым большая скорасць патоку паветра. Правёўшы такі ж дослед з дыскам меншага дыяметра, устанаўліваем, што пры аднолькавых скорасцях паветра супраціўленне дыска меншага размеру будзе меншым; супраціўленне шара меншае, чым супраціўленне дыска такога ж дыяметра, нягледзячы на тое, што іх лабавая плошча адполькавая. Асабліва вялікім будзе супраціўленне паўшара, павернутага ўвагнутым бокам насустрач патоку. Таму форма паўшара выкарыстоўваецца ў парашутах.
Усе гэтыя доследы дазваляюйь зрабіць вывад, што аэрадынамічнае супраціўленне залежыць ад скорасці паветра адносна цела, ад формы цела і ад велічыні лабавой плошчы.
Уплыў формы цела на велічыню аэрадынамічнага супраціўлення наглядііа паказан на рыс. 101 За адзінку прынята супраціўленне цыліндра. Конусападобная насадка да яго памяншае супраціўленне
6*
ьз
ад £ да у, у залежнасці ад вугла конуса. Гранатападобная насадка даводзшь супраціуленне да —. Нарэшце, калі падаць цыліндру форму, блізкую да фор.мы падаючай кроплі або рыбы, то супраціў
1 ленне паніжаецца да ^.
а б
Рыс. 103. Абцяканне цыліндра вадкасцю: a—пры малых скорасцях абцякання; б — пры павелічэнні скорасці абцякання вадкасць ззаду цыліндра прыходзіць у кругавы віхравы рух.
КНІГІ ОНЛАЙН
