Все для дітей


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

ПРИНЦИП БЕРНУЛЛІ ТА ЙОГО НАСЛІДКИ

Принцип, вперше висловлений Данилом Бернуллі в 1726 р., свідчить: в струмені води чи повітря тиск велике, якщо швидкість мала, і тиск мало, якщо швидкість велика. Існують відомі обмеження цього принципу, але тут ми не будемо на них зупинятися.

Малюнок 1 ілюструє цей принцип.


Рис. 1. Ілюстрація принципу Бернуллі. У звуженій частині (а) трубки АВ тиск менше, ніж в широкій (b).

Повітря продувається через трубку АВ. Якщо переріз трубки мало, - як в а - швидкість повітря велика; там же, де перетин велике, - як в b - швидкість повітря мала. Там, де швидкість велика, тиск мало, а де швидкість мала, тиск велике. Внаслідок малої величини тиску повітря в а рідина у трубці З піднімається; в той же час сильний тиск повітря в b змушує опускатися рідина в трубці D.

На малюнку 2 трубка Т укріплена на мідному диску DD; повітря продувається через трубку Т і далі повз вільного диска dd*. Повітря між двома дисками має велику швидкість, але ця швидкість швидко убуває у міру наближення до країв дисків, так як перетин повітряного потоку швидко зростає і долається інерція повітря, що випливає з простору між дисками. Але тиск навколишнього диск повітря велика, так як швидкість мала, а тиск повітря між дисками мало, так як швидкість велика. Тому повітря, що оточує диск, надає більший вплив на диски, прагнучи їх зблизити, ніж повітряний потік між дисками, прагне їх розсунути; у результаті диск dd присмоктується до диска DD тим сильніше, чим сильніше струм повітря в Т.


Рис. 2. Досвід з дисками.

Рис.3 являє аналогію рис. 2, але тільки з водою. Швидко рухається вода на диску DD знаходиться на низькому рівні і сама піднімається до більш високого рівня спокійної води в басейні, коли огинає краю диска. Тому спокійна вода під диском має більш високий тиск, ніж рухома вода над диском, внаслідок чого диск піднімається. Стрижень Р не допускає бічних зсувів диска.


Рис. 3. Диск DD підводиться на стержні Р, коли на нього виливається струмінь води з бака..

Рис. 4 зображує легкий кулька, плаваючий в струмені повітря. Повітряна струмінь вдаряється про кульку і не дає йому падати. Коли кулька вискакує з струменя, навколишній повітря повертає його назад в струмінь, так як тиск навколишнього повітря, має малу швидкість, велике, а тиск повітря в струмені, що має велику швидкість, мало.


Рис. 4. Кулька, підтримуваний струменем повітря.

Рис. 5 представляє два судна, що рухаються поруч у спокійній воді, або, що зводиться до того ж, два судна, що стоять поруч і обтічні водою. Потік більш обмежений у просторі між судами, і швидкість води в цьому просторі більше, ніж по обидві сторони судів. Тому тиск води між судами менше, ніж по обидві сторони судів; більш високий тиск води, навколишнього суду, зближує їх. Моряки дуже добре знають, що два кораблі, що йдуть поряд, сильно притягуються один до одного.


Рис. 5. Два судна, що рухаються паралельно, як би притягують один одного.

Більш серйозний випадок може мати місце, коли один корабель йде за іншим, як представлено на рис. 6.


Рис. 6. При русі суден вперед судно повертається носом до судна А.

Дві сили F і F, які зближують кораблі, прагнуть повернути їх, причому судно В повертається до Л зі значною силою. Зіткнення в такому випадку майже неминуче, так як кермо не встигає змінити напрямок руху корабля.

Явище, описане у зв'язку з рис. 5, можна демонструвати, продуваючи повітря між двома легкими гумовими м'ячиками, підвішеними, як зазначено на рис. 7.


Рис. 7. Якщо між двома легкими кульками продувати повітря, вони зближуються до дотику.

Якщо між ними продувати повітря, вони зближуються і вдаряються одна об одну.

* Той же досвід можна зробити простіше, скориставшись котушкою і паперовим гуртком. Щоб гурток не зісковзував в бік, його пробивають шпилькою, що проходить в канал котушки.

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