Все для дітей


Я. Перельман
"Цікава фізика". Книга 2.
Глава 6. Властивості рідин і газів

ЧОМУ ПРИТЯГУЮТЬСЯ КОРАБЛІ?

Восени 1912 р. з океанським пароплавом «Олімпік» - тоді одним з найбільших у світі судів - відбувся такий випадок. «Олімпік» плив у відкритому морі, а майже паралельно йому, на відстані сотні метрів, проходив з великою швидкістю інший корабель, набагато менший, броненосний крейсер «Гаук». Коли обидва судна зайняли положення, зображене на малюнку, сталося щось несподіване: менше судно стрімко згорнуло з шляху, немов підкоряючись якійсь невидимій силі, повернулася носом до великого пароплава і, не слухаючись керма, рушило майже прямо на нього. Сталося зіткнення. «Гаук» врізався носом у бік «Олімпіка»; удар був такий сильний, що «Гаук» виконав борту «Олімпіка» велику пробоїну.


Положення пароплавів «Олімпік» і «Гаук» перед зіткненням.

Коли цей дивний випадок розглядався в морському суді винною стороною був визнаний капітан гіганта «Олімпік», так як, - наголошувала постанову суду, - він не віддав ніяких розпоряджень поступитися дорогу йде навперейми «Ґаука».

Суд не угледів тут, отже, нічого надзвичайного: проста нерозпорядливість капітана, не більше. А між тим, мало місце абсолютно непередбачена обставина: випадок взаємного тяжіння суден на морі.

Такі випадки не раз відбувалися, мабуть, і раніше при паралельному русі двох кораблів. Але поки не будували дуже великих судів, явище це не проявлялася з такою силою. Коли води океанів стали борознити «плавучі міста», явище тяжіння судів стало набагато помітніше; з них вважаються командири військових судів при маневруванні.

Численні аварії дрібних суден, проплывавших в сусідстві з великими пасажирськими та військовими судами, відбувалися, ймовірно, з тієї ж причини.

Чим же пояснюється це тяжіння? Звичайно, тут не може бути й мови про тяжінні за законом всесвітнього тяжіння Ньютона; ми вже бачили, що це тяжіння надто мізерно. Причина явища зовсім іншого роду і пояснюється законами течії рідини в трубках і каналах. Можна довести, що якщо рідина протікає по каналу, що має звуження і розширення, то в вузьких частинах каналу вона тече швидше і тисне на стінки каналу слабкіше, ніж в широких місцях, де вона протікає спокійніше і тисне на стінки сильніше (так званий «принцип Бернуллі»).


У вузьких частинах каналу вода тече швидше і тисне на стінки слабкіше, ніж в широких.

То ж справедливо і для газів. Це явище у вченні про газах носить назву ефекту Клеман - Дезорма (по імені відкрили його фізиків) і нерідко іменується «аэростатическим парадоксом». Вперше явище це, як кажуть, було виявлено випадково при наступних обставинах. В одному з французьких рудників робочого наказано закрити щитом отвір зовнішньої штольні, через яку подавався в шахту стиснене повітря. Робочий довго боровся зі струменем повітря, але раптово щит сам собою зачинив штольню з такою силою, що, будь щит недостатньо великий, його втягнуло б у вентиляційний люк разом з переляканим робочим.

Між іншим, цією особливістю перебігу газів пояснюється дія пульверизатора. Коли ми дуємо в коліно а, закінчується звуженням, то повітря, переходячи до звуження, зменшує свій тиск. Таким чином, над трубкою b виявляється повітря із зменшеним тиском, і тому тиск атмосфери жене рідину зі склянки вгору по трубці; в отвори рідина потрапляє в струмінь видувається повітря і в ньому розпорошується.


Пульверизатор.

Тепер ми зрозуміємо, у чому криється причина тяжіння судів. Коли два пароплава пливуть паралельно один одному, між їх бортами виходить як би водяний канал. У звичайному каналі стінки нерухомі, а рухається вода; тут же навпаки: нерухома вода, а рухаються стінки. Але дія сил від цього анітрохи не змінюється: у вузьких місцях рухомого каналу вода слабкіше тисне на стінки, ніж в просторі навколо пароплавів. Іншими словами, боки пароплавів, звернені один до одного, відчувають з боку води менший тиск, ніж зовнішні частини суден.


Протягом води між двома пливуть судами.

Що ж має статися внаслідок цього? Суду мають під напором води зовнішньої рушити один до одного, і природно, що менше судно переміщується помітніше, між тим як більш масивне залишається майже нерухомим. Ось чому тяжіння проявляється з особливою силою, коли великий корабель швидко проходить повз маленького.

Отже, тяжіння кораблів обумовлено всмоктуючим дією поточної води. Цим же пояснюється і небезпека бистрини для купаються, усмоктувальний дію вирів. Можна обчислити, що протягом води в річці при помірній швидкості 1 м в секунду втягує людське тіло з силою 30 кг! Проти такої сили не легко встояти, особливо у воді, коли власна вага нашого тіла не допомагає нам зберігати стійкість. Нарешті, втягуюче дія швидко мчить поїзда пояснюється тим же принципом Бернуллі: поїзд при швидкості 50 км на годину захоплює ближніх людини з силою близько 8 кг.

Явища, пов'язані з «принципом Бернуллі», хоча і досить часто, мало відомі в колі нефахівців. Тому корисно буде зупинитися на ньому детальніше. Далі ми наводимо уривок з статті на цю тему, вміщеній в одному науково-популярному журналі.

Цікава фізика Я. Перельмана

 






Система Orphus

ПІДТРИМАЙТЕ САЙТ!

Вам сподобався наш сайт, і ви хотіли б підтримати його? Це дуже просто: розкажіть про нас друзям!
ДЕТАЛЬНІШЕ

  © 2014 Все для дітей