Техника - молодёжи 1948-11, страница 33

лаборатория на столе

ПРОСТЫЕ ОПЫТЫ ПО ГИДРО-И АЭРОДИНАМИКЕ

Даниил Вер нул л и, известный математик XVIII «века, член Петербургской академик на>к, установил, что давление в струе газа или жидкости уменьшается ,по мере возрастания скорости ее движения. Чтобы проверить это странное на первый взгляд явление, приладьте к чайнику или к другому узкому сосуду пробку со вставленной в нее стеклянной трубочкой с отверстием в 2,5 мм. Хорошо подойдет для 'Нашего опыта пипетка из аптечки. Когда будете вставлять трубочку в пробку, загните ее вверх, как показано на рисунке. Поместите легкий шарик от настольного тенниса -прямо над струей выходящего пара. Если течение струи разномерно, то шарик останется на одном месте до тех пор, «пока поддерживается сильное истечение лара. «Вывалиться* из этой своеобразной воронки, которую образует струя .пара, он не сможет. При каждой попытке к этому давление неподвижного воздуха, большее, чем давление в струе, будет возвращать шарик на прежнее место.

Склейте бумажную трубку длиной 30 см и диаметром 4 см и навейте на середину ее тесьму. Свободный конец тесьмы укрепите на палке. Разместите все это сооружение на краю стола. Резким движением дерните за палку. Вращающаяся трубка поднимется в воздух и опишет одну или две «мертвых петли».

Бспомнив предыдущий опыт, мы поймем, почему трубка вначале летит вверх. Посмотрим, как будет действовать давление на трубку, когда траектория ее станет вертикальной. Очевидно, что воздух относительно трубки движется теперь вниз. Значит, пограничный слой будет замедлять струи, обтекающие трубку со стороны, противоположной столу, увеличенное давление будет толкать трубку обратно к столу (см. схему).

Так, составляя схемы скоростей в разных положениях трубки, мы можем теоретически объяснить нашу «мертвую петлю».

Подвесьте мячик иингпонга на нитку длиною в один метр и раскачивайте этот маятник. Отметьте крайние положения маятника спичечными коробками.

А теперь перекрутите нитку 50 раз и снова пустите маятник в ход. Двнже. ние его станет необычным. Вместо того чтобы качаться между коробками, он ®се более и более будет отклоняться от этого направления. Объяснение этого явления состоит н следующем: нить раскручиваясь, вращает шарик, и он увлекает за собой прилегающие к нему слон воздуха (см. схему;. Это увеличивает скорость воздушной струи, проходящей с одной стороны шарика, и тормозит струи на другой. Давление будет толкать шарик в сторону быстрых струй.

Может показаться странным, что давление внутри струи воды меньше, чем давление в окружающем неподвижном воздухе. Чтобы устранить сомнения, проделайте следующий простой опыт. Возьмите тот самый шарик с ниткой, который послужил нам во втором опыте, и коснитесь шариком струи, текущей из водопроводного краиа.

Можете or клонить теперь нитку на значительный угол от вер. тикали. Шарик все равно останется у струи. Он словно прирастает к ней.

Причина такого поведения шарика — давление воздуха, которое больше давления внутри струи.

Каждый раз, когда шарик будет пытаться выскочить из воды, наружное давление воздуха будет толкать его обратно.