Реферати українською » Физика » Чарівні таємниці рідини


Реферат Чарівні таємниці рідини

Муніципальна загальноосвітня середня школа № 19

>Чарующие таємниці рідини

Роботу виконала учениця 10 «Б» класу

>Ярощук Олеся

р. Нижнєвартовськ 2009


Запровадження

рідина в'язкість потік тиск

Тисячі років люди спостерігають вічно мінливе протягом води та намагаються розгадати її таємницю. Запросили першокласні фізиків і математиків ламали та продовжують сушити голови, намагаючись зрозуміти природу і чудернацьке поведінка потоку води. Але, вступивши в XXI століття, ми з жалем повинні констатувати, що з кінця ХІХ століття — часу найвищого розквіту науки про рух суцільних середовищ (гідродинаміці у разі рідини і аеродинаміки у разі газу) — ми обмаль просунулися у сенсі природи цього вічно мінливого течії. Усі основні закони течії рідини (для стислості скрізь буде говоритися про рідини, хоча, за малим винятком, самі закономірності властиві й газу) було відкрито до у першій половині ХІХ століття. Перерахуємо їх.


>Постоянство потоку маси рідини

 

Його ще називають законом нерозривність, законом безперервності, рівняннямсплошности рідини чи законом збереження речовини в гідродинаміці. Фактично, цього закону відкрили Б. Кастеллі в 1628 року. Він встановив, що швидкість течії рідини в трубах зворотно пропорційна площі їх поперечного перерізу. Інакше кажучи, що вужча перетин каналу, то з більшою швидкістю рухається у ньому рідина.

>Вязкость рідини І. Ньютон (кінець XVII століття) експериментально встановив, що кожен рідини властива в'язкість, тобто внутрішнє тертя.Вязкость призводить до виникнення сил тертя між рухливими з різними швидкостями верствами рідини, і навіть між рідиною іомиваемим нею тілом. Також чоловікам було встановлено, що сила тертя пропорційна коефіцієнта в'язкості рідини і градієнту (перепаду) швидкості потоку у бік, перпендикулярному його руху. Рідини, підлягають цим законом, називаютьньютоновскими на відмінуненьютоновских рідин, які мають залежність між силою грузького тертя і швидкістю рідини має як складний характер.

З огляду на грузького тертя швидкість рідини лежить на поверхні що омивається нею тіла завжди дорівнює нулю. Це не очевидно, але з тих щонайменше підтверджується в багатьох експериментів.

Зміна тиску рідини залежно від швидкості її руху Д. Бернуллі у своїй книжці „>Гидродинамика“ (1738) отримав для ідеальної рідини, не яка має в'язкістю, математичну формулювання закону збереження енергії в рідини, що має тепер назва рівняння Бернуллі. Воно пов'язує тиск у потоці рідини з її швидкістю й запевняє, що таке тиск рідини при її русі менше там, де перетин потоку P.S менше, а швидкість рідини відповідно більше. Уздовж трубки струму, що можна подумки виділити в спокійномубезвихревом потоці, сума статичного тиску, динамічногосV2/2, викликаного рухом рідини щільністю з, і тискусgh стовпа рідини заввишки h залишається постійної:

Опір, випробовуване тілом під час руху в рідини. Існування опору середовища було знайдено ще Леонардо так Вінчі в XV столітті. Думка, що іракський опір рідини руху тіла пропорційно швидкості тіла, вперше висловив англійський учений Дж. Вілліс. Ньютон у друге видання своєї знаменитої книжки „Математичні початку натуральної філософії“ встановив, що іракський опір і двох членів, одного — пропорційного квадрату швидкості чи іншого — пропорційного швидкості. Саме там Ньютон сформулював теорему про пропорційності опору максимальної площі перерізу тіла, перпендикулярного напрямку потоку. Силу опору тіла, повільно рушійної в в'язкому рідини, розрахував 1851 року Дж.Стокс. Вона опинилася пропорційної коефіцієнта в'язкості рідини, першого ступеня швидкості тіла, і його лінійним розмірам.

Слід зазначити, що іракський опір рідини який рухається у ньому тілу значною мірою обумовлюється саме наявністю в'язкості. У ідеальної рідини, у якій в'язкість відсутня, опір взагалі виникає.

Досвід. Щоб продемонструвати різний характер обтікання, отже, та опору тіл різної форми, візьмемо кулю, наприклад м'яч для пінг-понгу чи тенісу, приклеїмо щодо нього паперовий конус і поставимо його запалену свічку.

>Повернем тіло кулькою йподуем нею. Полум'я відхилиться від тіла. Теперповернем тіло себе гострим кінцем і зновуподуем. Полум'я відхиляється до тіла. Цей досвід показує, що форму для задньої поверхні тіла визначає напрям перепаду тиску позаду неї, отже, й відвертий спротив тіла серед повітря.

У першому досвіді полум'я збочує з тіла; це, що перепад тиску спрямований по потоку.Струя повітря плавно обтікає тіло, стуляється його і далі рухається звичайній струменем, яка відхиляє полум'я свічки тому і навіть задути його. У другому досвіді полум'я відхиляється до тіла — як й у експерименті з коробкою, позаду тіла створюється розрідження, перепад тиску спрямований проти потоку. Отже, у першому досвіді опір тіла менше, ніж у другому.

Падіння тиску в в'язкому рідини при її русі в трубі постійного перерізу

Досвід свідчить, що конкурентний тиск в рідини, поточної по трубі постійного перерізу, падає вздовж труби за течією: що далі початку труби, тим вона нижче. Чим вже труба, тим більше падає тиск. Це наявністю в'язкому сили тертя між потоком рідини і стінками труби.

ЕфектМагнуса. Ідеться про виникненні сили, перпендикулярній потоку рідини при обтіканні нею обертового тіла. Цей ефекту виявленообъясненГ.Г. Магнусом (близько середини ХІХ століття) щодо польоту обертових артилерійських снарядів та його відхилення від України цілі. ЕфектМагнуса ось у чому. При обертанні що летить тіла сусідні верстви рідини (повітря) захоплюються їм і отримують обертання навколо тіла, тобто починають циркулювати навколо неї. Зустрічний потік розтинають тілом на частини. Одна частина спрямована ж бік, як і який циркулює навколо тіла потік; у своїй відбувається складання швидкостейнабегающего іциркулирующего потоків, отже, тиск у цієї маленької частини потоку зменшується. Інша ж частина потоку спрямована убік, протилежну циркуляції, й тут результуюча швидкість потоку падає, що зумовлює збільшення тиску. Різниця тисків по обидва боки обертового тіла, і створює силу, яка перпендикулярна до подання зустрічного,набегающего потоку рідини

Досвід .>Склеим із листя щільною папери циліндр. З дошки, належної одним краєм на стопку книжок, зробимо на столі похилу площину, і між іншим неї циліндр.Скатившись, він начебто повинен далі іти у параболу і впасти далі від краю. Проте, всупереч очікуваному траєкторія його руху загинається у бік, і циліндр залітає під стіл. Справа у цьому, що не просто падає, а ще й обертається, створюючи навколо себе циркуляцію повітря. Виникає надлишкове тиск, спрямований у бік, протилежну поступальному руху циліндра.

ЕфектМагнуса дозволяє гравцям у пінг-понг і теніс відбивати „>кручение“ м'ячі, а футболістам — посилати „сухий лист“, поворухнувши м'яч краєм.


Схожі реферати:

Навігація