Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

помимо вращения все время происходит перемещение чая от края верхнего слоя к краю нижнего, оттуда к центру нижнего слоя, далее вверх к центру верхнего слоя и, наконец, к краю верхнего слоя. Чаинки, лежащие на дне чащки, увлекаются этим вторичным потоком и собираются в центре стакана, откуда жидкость поднимается вверх.

4.64. Причиной образования меандров рек также является вторичный поток, о котором рассказывалось в предыдущем ответе. На существующем первоначально небольшом изгибе русла возникает вторичный поток, перпендикулярный основному течению и циркулирующий от края верхнего слоя основного потока к краю нижнего, затем к центру нижнего слоя, к центру верхнего слоя и снова к краю верхнего слоя. Этот поток уносит частицы вещества с наружной стороны изгиба русла и откладывает их на внутренней стороне русла несколько ниже по течению. Вначале поток может быть относительно прямым, но со временем его небольшие изгибы увеличиваются и он становится извилистым.

4.65. Если бы шарик во вращающемся стакане всплывал с прежней скоростью, ему приходилось бы расталкивать находящуюся над ним воду в стороны. Но такое движение воды было бы направлено против разности давлений, которая поддерживает вращательное движение жидкости. (Центростремительное ускорение воды при вращении обусловлено увеличением давления по ра-

диусу от центра к краю, у стенок давление больше.) Если скорость всплытия шарика слишком мала, чтобы обеспечивать такое вытеснение находящейся над ним воды вбок, то он всплывает вместе со столбиком воды, который поднимается вверх с той же скоростью, что и шарик. Другими словами, шарик толкает и тянет за собой столбик воды диаметром, равным диаметру шарика. Трение, испытываемое этим столбиком, и ббльшая движущаяся масса увеличивают время всплытия шарика.

4.66. Когда чернила попадают в воду, они оттесняют часть воды к центру стакана, к оси вращения. Но тогда оказывается, что этот объем воды движется быстрее, чем должен был бы, находясь на таком расстоянии от оси. Поэтому он стремится вернуться в прежнее положение и создает давление, направленное по радиусу к стенке стакана. Та же часть воды, которую чернила вытеснили к стенке стакана, оказывается под давлением, слишком большим для ее центростремительного ускорения, поэтому она, также стремясь занять прежнее положение, создает давление, направленное к центру. (Возникающая вдоль радиуса разность давлений обсуждалась в предыдущем ответе.) В результате чернила сжимаются в радиальном направлении и, перемешиваясь с водой в вертикальном направлении, все равно остаются в узком слое.

4.67. Споры по поводу направления вращения воды, вытекающей из ванной, порой достигают не меньшего накала.

чем какие-нибудь ожесточенные дебаты на религиозные темы. Одни утверждают, что в северном полушарии вода всегда вращается против часовой стрелки, другие говорят, что так бывает лишь примерно в половине случаев. Шапиро [722] был первым, кто тщательно исследовал направление вращения воды, хотя споры, судя по всему, не прекратились до сих пор.

Такие исследования нужно проводить в тщательно рассчитанной ванне и предельно внимательно, в противном случае вращение, обусловленное кориолисо-вой силой, наблюдать не удастся. Обычные ванны и раковины не пригодны для наблюдения эффекта Корио-лиса. Вращение в них может происходить в любом направлении и будет обусловлено такими параметрами, как форма ванны, возмущения воды при выдергива>1ии пробки, форма и расположение сливного отверстия, которые не поддаются строгому контролю. Для того чтобы продемонстрировать кориолисову силу (она достаточно мала), нужна строго симметричная ванна, в которой сливное отверстие расположено точно в центре и открывается так, что при этом не создается начального закручивания воды. Вода в ванне должна постоять день-другой, чтобы затихли все вихри, возникшие при наливании воды. Над водой не должно быть воздушных потоков и температуру в помещении необходимо поддерживать постоянной, так как воздушные потоки и изменения температуры могут создать движения, которые будут



маскировать действие ко-риолисовой силы. Только при строгом соблюдении всех мер предосторожности можно будет наблюдать истинное вращение вытекающей из ванны воды, обусловленное действием кориолисовой силы.

4.68. Причины возникновения, природа и поведение торнадо и водяных смерчей пока еще мало исследованы. В самом деле, трудно сказать, чем отличаются торнадо от водяных смерчей, кроме того, что последние образуются над водой, что они слабее торнадо, движутся быстрее и живут дольше. Настоящие торнадо, которые наблюдаются над центральными равнинами Соединенных Штатов, несут огромные разрушения и обычно сопровождаются сильными бурями. Судя по всему, вертикальное движение в торнадо направлено вверх. (В Волшебнике Изумрудного города торнадо уносит Элли вверх). Торнадо становятся видимыми из-за конденсации воды в области низкого давления внутри воронки, а также из-за грязи, обломков и брызг, поднимаемых с земли. Часто торнадо возникают весной, когда сухой воздух с севера сталкивается с теплым влажным воздухом, идущим с Мексиканского зaлиJвa. Однако механизм, вызывающий образование вихря, пока не известен. Возможно, причиной его образования являются тепловые движения. Изначально существующее вращение воздушных масс может радиально сжиматься, усиливаясь при этом. При сильных грозах многократные электрические

разряды могут нагреть воздух настолько сильно, что образуется вихрь. Последнее предположение кажется особенно достоверным, поскольку торнадо часто сопровождаются линейными и шаровыми молниями (см. задачи 6.32-6.35).

4.69. Порошкообразное вещество способствует выделению углекислого газа, так как его частицы служат центрами образования газовых пузырьков. Пузырьки преимущественно возникают в центре потока, особенно если порошок бросить именно туда, потому что давление в центре ниже, чем у края. (О распределении давления во вращающейся жидкости говорилось в ответе к задаче 4.63.) Пузырьки придают воде, прилегающей к оси, дополнительную плавучесть , и она начинает подниматься вверх. На ее место по дну к центру в радиальном направлении притекает другая вода, и вращение концентрируется в центре. Скорость вращения возрастает - образуется смерч .

4.70. Так как плотность холодного молока больше, чем горячего кофе, струйка его движется вниз. Вихревые трубки во вращающемся кофе захватываются потоком молока и вытягиваются вниз. В результате угловая скорость вращения этих вихрей увеличивается и может стать достаточной для образбва-ния на поверхности кофе воронки. Когда в кофе наливают горячее молоко, оно либо совсем не опускается вниз, либо опускается гораздо медленнее, чем холодное. Если плотность горячего молока

меньше плотности кофе, то увлекаемые им вихревые трубки оказываются короче и скорость их вращения будет меньше.

4.71-4.73. Причины возникновения песчаных вихрей до сих пор не вполне понятны. По-видимому, перегретый воздух изначально находится у поверхности земли в неустойчивом равновесии. При любом небольшом возмущении этот воздух вырывается из тонкого пограничного слоя и получает возможность подниматься. Как только в пограничном слое возникает разрыв, поднимающийся горячий воздух увлекает за собой окружающий воздух из пограничного слоя. Этот эффект подобен тяге в печной трубе (см. задачу 3.34). Направление вращения такого вихря совершенно произвольно в отличие от ураганов, имеющих некое предпочтительное направление вращения. Огненные и туманные вихри аналогичны песчаным в том смысле, что и здесь причиной, по-видимому, является очень неустойчивый слой горячего воздуха, который находится под холодным.

4.74. Когда капля входит в воду, по краям она замедляется окружающей водой, поэтому центр капли движется быстрее. Вихрь образуется вследствие того, что быстро движущийся центр капли опускается вниз, а края капли загибаются кверху. Расширение кольца по мере его приближения ко дну аналогично расширению колец табачного дыма (см. задачу 4.103).



4.75. В первом случае вихри срываются с обоих краев картонки. Во втором случае вода, увлекаемая картонкой, движется вдоль нее, и вихрь образуется только у заднего края картонки.

4.76. Вначале охлаждение воздуха происходит из-за его расширения при входе в трубку. У входного отверстия трубки образуется вихрь, скорость воздуха в котором у оси трубки больше, чем у стенок. По мере того как воздушный поток движется по спирали внутри трубки, распределение скоростей по ширине трубки становится более однородным, так как воздух в центре при вязком взаимодействии совершает работу над воздухом, приле-гаюшим к стенкам трубки. В результате наружный слой воздуха, приближаясь к отверстию, из которого выходит горячий воздух, согревается. Центральная часть вихря, расширяясь и соответственно охлаждаясь после прохождения диафрагмы, движется по направлению к отверстию для выхода холодного воздуха. Таким образом, увеличение температуры в наружном слое вихря обусловлено работой, совершаемой вязкими силами при ускорении этого слоя. Уменьшение температуры в центральной части вихря вызвано расширением воздуха, движущегося в противоположном направлении.

4.77. Когда птица совершает крылом мах вниз, за крылом образуется восходящая струя, которая остается позади птицы. Смысл полета клином заключается в том, что птица, летящая следом.

использует оставляемую первой восходянхую струю. Таким образом все птицы, кроме вожака, который летит первым, могут экономить энергию.

4.78, 4.80, 4.81. Поведение всех тонущих или всплывающих предметов определяется характером изменений, которые они вносят в поток обтекающей их жидкости. Однако до сих пор не существует теоретического или хотя бы качественного объяснения наблюдаемых при этом явлений. Обычно во всех проводимых в настоящее время исследованиях пытаются связать поведение таких объектов с числом Рей-нольдса (которое определяет величину турбулентности в потоке) или другими подобными параметрами.

4.79. Гоночная машина, сидящая на хвосте другой, увлекается вперед вихревым потоком, который оставляет впереди идущая машина, и испытывает меньшее лобовое сопротивление, поскольку передняя машина рассекает воздушный поток. Когда задняя машина идет на обгон, возникает мощный толчок. Часть воздуха, обтекающего со стороны обгона переднюю машину, направляется в довольно узкое пространство между двумя машинами, ускоряется, и давление в этой области понижается. Тогда давление позади обгоняющей машины (с той стороны, с которой она ближе к передней) оказывается больше, чем впереди нее. Эта разность давлений и создает толчок, который задняя машина получает в тот момент, когда

она выходит из-за передней. Передняя машина получает такой же толчок назад.

4.80, 4.81. См. ответ к задаче 4.78.

4.82. Рыбы, подобно птицам (см. задачу 4.77), выстраиваются таким образом, чтобы использовать спутный след, который оставляют плывущие впереди. Рассмотрим какую-либо одну рыбу внутри косяка. Она оставляет за собой след из вихрей, которые образуются поочередно то с одной, то с другой стороны от некоторой оси, проходящей через тело рыбы. Вращение вихрей таково, что на самой этой линии поток направлен в сторону, противоположную направлению движения рыбы. Если бы другая рыба плыла прямо за первой, то ей пришлось бы затрачивать больше энергии, так как она плыла бы против этого потока. Но если следом плывущая рыба держится несколько сбоку, она оказывается в той части вихря, которая направлена вперед. Пред-ставьге себе, что впереди плывут две рыбы, а следом за ними, посередине, еще одна. Задняя рыба оказывается в направленных вперед потоках обоих вихрей, создаваемых плывущими впереди рыбами, что дает ей возможность плыть вперед, затрачивая меньше энергии, чем каждая из передних рыб. Этим отчасти и объясняется объединение рыб в косяки.

4.83. Огибая здание, ветер разбивается на вихри. С наветренной стороны ветер представляет собой относительно ламинарный ( глад-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.