Экспонат демонстрирует интересный способ образования вихрей в воздухе и представляет собой тумбу квадратной формы с генератором дыма внутри, дым заполняет тумбу. На верхней поверхности тумбы установлена подвижная мембрана с круглым отверстием.
Ударяя рукой по мембране, мы быстро выталкиваем из ящика массу воздуха вместе с дымом. Эта масса, скользя посреди окружающего неподвижного воздуха, увлекает его в вихревое движение. И сама заворачивается в вихревое кольцо (подобие бублика), которое хорошо заметно по наполняющему его дыму. При этом воздух около кольца вращается так, что наблюдатель, смотрящий на отверстие прибора, видит массу воздуха, выбегающую к нему из середины кольца, а само кольцо движется вверх от отверстия прибора. Первым такой ящик сконструировал и использовал для демонстрации опытов студентам знаменитый американский ученый Р. Вуд.
Разница скоростей, возникающих при течении вязкой жидкости или газа, приводит к вращению ее элементов и образованию вихрей.
Дымовое кольцо — это вихрь, движение жидкости или газа, которое сопровождается вращением частиц среды. Причина образования вихрей — вязкость среды (пусть даже очень низкая как у газов). При обтекании ею препятствия на поверхности образуется тонкий пограничный слой из заторможенных частиц. При удалении от поверхности скорость частиц возрастает — возникает разница скоростей. Каждую частицу с одной стороны поток тормозит, с другой — ускоряет. В результате возникает их вращение. По мере приближения к оси вихря скорость частиц возрастает и давление внутри его, следовательно, падает. Из-за этого вихрь при своем движении всасывает жидкость или газ, оставаясь устойчивым довольно длительное время.
Вращение частиц среды, вовлеченных в вихревое движение, приводит к взаимодействию вихрей. Если, например, сближаются два одинаковых вихря, которые вращаются в одну сторону, то они начнут вращаться вокруг оси симметрии. Если же они вращаются в противоположные стороны, оба они станут двигаться поступательно как одно целое. Очень интересно ведут себя вихревые кольца, летящие одно за другим. Переднее кольцо теряет скорость и расширяется, заднее ускоряется, сжимается и проскакивает сквозь него. После этого явление повторяется (’игра’ вихревых колец).
Дата добавления: 2015-07-17; просмотров: 325 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Вечный двигатель Ньютона | | | Гиперболоид вращения |