Юный техник 1966-06, страница 40

СТРУЯ ОБЪЯСНЯЕТ

Говорят, что закон о выталкивающей силе Архимед вывел экспериментально, купаясь в ванне. Давайте и мы используем ванну и поставим ряд любопытных опытов. Новых законов нам не открыть, но сделать опыты полезно. Тем более что для них нужна лишь водяная струя.

СТРУЯ И КОЛОННА НА МАРШЕ

Пустите из крана тонкую струйку. Заметьте, она отклоняется назад.

Вода — вязкое вещество. Между ее частичками и стенкой крана существует трение. Причем трение у стенки больше, чем внутри жидкости. Следовательно, скорость частичек не одинакова по сечению струи: в пограничном слое она меньше, чем в середине струи.

...Вспомните, как идет колонна солдат. Если им необходимо повернуть направо, то правый ряд притормаживает движение, а левый, наоборот, ускоряет. Колонна поворачивает. Нечто подобное происходит и в струе. За счет разницы в скоростях по сечению струи происходит разворот в сторону, где меньше скорость^ течения. Легко сообразить, что при больших скоростях силы вязкого трения уже не будут играть существенной роли. Проверьте — пустите струю посильней.

ПРОСТЫЕ,

НО УВЛЕКАТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ

КАПЛЯ ЗА КАПЛЕЙ

Внимательно рассмотрите струйку. У самого крана она спокойна и прозрачна. Диаметр ее несколько уменьшается книзу. И там вода неспокойна. Попробуйте быстро разрезать струю листиком бумаги. После нескольких попыток вам может повезти — листик окажется сухим.

Стало быть, струя не непрерывна!

Чтобы еще раз убедиться в этом, быстро посмотрите вдоль струи. Можно различить даже отдельные капли. Но, пожалуй, самое интересное вы увидите, если будете рассматривать струю в стробоскоп. Его сделать нетрудно.

На ось мотора с хорошо регулируемыми оборотами насадите непрозрачный диск с прорезанной по радиусу щелью. За диском ставим точечный источник света, например дуговой фонарь. Можно подобрать

обороты так, что капли воды, освещенные отдельными вспышками, «застынут» на экране либо будут медленно двигаться.

Капельная структура струи объясняется относительно просто. Водопроводная сеть широка, и в ней возбуждено много типов колебаний. Струя же имеет спектр собственных частот. 6 случае совпадения какой-нибудь частоты собственного колебания с одной из возбужденной в водопроводной сети возникает резонанс, а вместе с тем распадение струи на капли эллипсоидной формы.

СТРУЯ-НАСОС

Пропустите струю под большим напором через узкое отверстие в трубке. Зазор между трубкой и выходным отверстием сделайте как можно меньше. Подключите к колбе простой манометр. Давление в нем сразу же упадет.

По известному вам закону Бернул-ли сумма статического и динамического давления — величина постоянная. В суженной части трубки скорость потока велика, велико, следовательно, и динамическое давление.

38