Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
ление — это давление, которое
оказывает неподвижная жидкость на стенки трубки, динамическое давление обусловливается скоростью течения жидкости. Сумма статического и динамического даЕленияназывается полным давлением. Естественно, что статическое давление равно полному давлению прн скорости жидкости, равной нулю; его измеряют манометром. При переходе нз узкой части трубки в широкую жидкость тормозит свое движение, как бы наталкиваясь на преграду, и поэтому степень сжатия ее увеличивается. Наоборот, при переходе жидкости из широкой части в узкую увеличивается скорость н сжатие уменьшается.
Давление жидкости, текущей по трубе, больше там, где ее скорость меньше. Эта зависимость между скоростью жидкости и ее давлением называется законом Бернулли.
Сужение трубки в каком-либо месте сечения приводит к увеличению скорости протекающей жидкости, а значит н к .уменьшению давления. Появляется всасывающая сила струи, используемая в пульверизаторе, карбюраторе, диффузионном насосе и других устройствах.
Рассмотрим теперь, как образуется подъемная сила крыла самолета. Направление результирующей силы со стороны потока на крыло зависит от фэрмы последнего н от его ориентировки в потоке. Форма
103
профиля- крыла самолета, приведенная на рис. 37, является наиболее обтекаемей.
Для возникновения подъемной силы при полете крыло самолета должно быть расположено таким образом, чтобы образовывался некоторый угол менаду плоскостью крыла -и направлением потока (от 1—1,5° при Лолете и до 15° при посадке). Равнодействующая R сил давления и трения направлена под углом к крылу. Ее составляющие QhF представляют собой соответственно лобовое сопротивление и подъемную силу.
Как показывают теория и опыт, подъемная сила в большей мере обусловлена пониженным давлением над крылом, чем повышенным
'F1 — подъемная сила, преодолевающая вес Р, и сила тягі ,
преодолевающая силу лобового сопротивления F2.
Движущаяся жидкость (газ) обладает кинетической энергией. На гидроэлектростанциях энергия движущейся воды превращается в электрическую энергию. Гидроресурсы СССР, по приблизительным данным, исчисляются примерно в 450 млн. кет (3942 млрд. кето • ч ежегодно). Энергия ветра в последние годы также используется для нужд сельского хозяйства и промышленности.
Задача. Вода- течет в горизонтально расположенной трубе переменного сечения. Скорость течения в широкой части трубы V = = 0,4 м/сек. Определить скорость течения воды в узкой части трубы, диаметр которой в 1,5 раза меньше.
Решение. Скорость течения воды в уз^ой части трубы можио определить из условия стационарности течения:
Рис. 38.
F1
P
под крылом. Пониженное давление над крылом обусловлено появлением ,циркуляционного потока вокруг него при критической скорости. Направление циркуляционного потока совпадает с направлением (встречного потока над крылом и противоположно встречному потоку под крылом. Вследствие этого возникает всасывающее действие крыла в область пониженного давления (в соответствии с законом Бернулли).
ГІри полете на самолет действуют следующие силы
vS = P1S11 откуда V1 = у •
104
**>
' Выражая площади поперечного сечения трубы через их диаметры, получим
^ 1,1 =O-9^k-
Ответ. В узкой части трубы скорость течения воды равна 0,9 MjceK.
Контрольные вопросы к главе «Механика жидкостей и газов»
1) Что называется давлением и в каких единицах оно измеряется?
2) Как передают жидкости (газы) производимое на них давление?
3) Если ружейная пуля попадает в сырое яйцо, то оно разлетается, если же в вареное, то пуля делает в нем отверстие. Почему?
4) Зависит ли давление жидкости на различные участки поверхности тела, находящегося на одной и той же глубине, от ориентации этих участков?
5) От каких величин зависит давление жидкости на дно сосуда?
сила давления на дно сосуда? ~ ,
•6) Как объяснить тот факт, что давление жидкости на дно сосуда не зависит от формы сосуда?
7) Каковы условия равновесия разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах?
8) В чем состоит закон Архимеда?
9) Чему равна сила, с которой погруженное тело действует на жидкость?
10) Какие положения могут принимать тела, погруженные в жидкости, в зависимости от их веса и веса вытесненной ими жидкости?
.11) Каково условие плавания тела на поверхности жидкости?
12) Почему нельзя горящий керосин гасить водой?
13) Как изменится глубина погружения плавающего тела, если изменить плотность жидкости, в которую оно погружено?
14) На основании каких явлений можно утверждать, что существует атмосферное давление?
15) Какими приборами измеряется атмосферное давление? Каково их устройство?
16) Почему высота ртутного столба в барометрической трубке не зависит от ее внутреннего диаметра?
17) Почему. при отклонении барометрической трубки от вертикального црложения ртуть входит в трубку?
IM
,f*' %.
18) Как определить силу атмосферного давления на любую площадь?
19) Как изменяется атмосферное давление при удалении от поверхности Земли?