Меркулов В.И. - Гидродинамика знакомая и незнакомая, страница 2

Чтобы уменьшить эти усилия, нужно осуществлять падьЕм па СгкЦИЯМ Внутренние трубы фиксируются друг Относительно друга. После подъема на высоту одной секции смежная пара фиксируется относительно внешней, »ьзинистый раствор выпускается из нижней секции. Затем на высоте секции устанавливается заглушка и сюда подводится глинистый раствор па тонким трубам, для которых давление в 50-- 100 атм ие будет предельным, Такой порядок монтажа позволяет избежать большого давления в нижней трубе, имеющей максимальный диаметр. Кроме силы тяжести, в некоторых случаях нужно учитывать силу поверхностного натяжения. Каждая частица жидкости иритя» ивается са всех сторон соседними частицами.

Частицы. находящиеся на поверхности жидкости, находится в других условиях. Отсутствие сил притяжения са стороны воздуха компенсируется силами поверхностного натяжения. Наличие таких сил можно проиллюстрировать следующим опытом. Возьмите тонкую швейную иголку и патрите ее пальцами. Кусочек промокательной бумаги наложите ни воду, а сверху опустите иголку. Через некоторое время бу- мага пропитается водой и утонет, а иголка останется на поверхности воды. При этом харашо будет видна углубление в ваде, которое она образует.

Именно это явление используют водяные насекомые —- вадомеры, быстро бегающие по поверхности прудов. Поскольку силы ловерхнастНога натяжгния пряма прапарцианальны кривизне мгниска, оии в наибольшей степени проявляются в капиллярах, т, е. очень тонких трубочках. Причем в гивисимасти от того, смачивается или ие смачивается материал капилляра, жидкость будет либо подниматься, лнба опускаться па капилляру. Па тонким капиллярам в стволах деревьев вода»н)днимается на десятки метров вверх„снабжая водой самые верхние листья. ЕСЛИ»«ВаС ЕСТЬ МЕЛКае СнтЕЧКО ДЛЯ РаЗЛинКи чаЯ, ВЫ Можгтс ЛРО- делать и другой опыт. Смочите ситечка падсатиечиым маслом.

Стряхните ега, чтосы масло не затягивало ячейки. А теперь налейте в ситечко немного воды. Вада останется в ситечке, Свойство сита не пропускать воду используется лри заливке бензина в бак мишины. Бензин хороша смачивает медною ситечка и свободно протекает, а вада пбладие» »г»талкивакш»ими СВОйетвамн, И повгрхиастлгг натяжение задерживает коду в с~»течке.

Давление в пузырьках газа к газированной ваде тоже удерживается силами поверхносТного натяжения. Как наведет сгби жидкость„если мь« зиха».им приготовить лишу па огне и невесомости'? Читатель, конечно, »»»ает, что Открытое пламя в уславияХ НЕВЕСОМОСтн бЫСтра гаснет. В отсутствие силы тяжести Окало огня Отсутствует каивектнв ное течение, к пламени не будет поступать кислород и, следовательно горение прекратится На можно ПОПЬ»таться вгкип ятнтЬ воду На электрической плитке, для которой НЕ НУЖЕН КИСЛОРОД.

ЛЕГко ПаиитЬ, что пары воды вытолкнут ясю воду через отверстие, предназначенное для выходи пара. Таким образом, приготовление пищи в условиях невесомости представляет собой довольна СЛажну и) прааЛЕМу. ПОКа что космонавты вынуждены пользоваться тюбиками с пастообра зной нищей.

Конечно, вскипятить воду на космическом корабле никто и»»г ЛЫтаЛСЯ, Одиахо На ОДНОЙ иЗ ачгрнканскнх космических станций произошел Очень пОхОжий прОцесс. Тим был установлен сосуд Дьюара с жидким гелием, предназначенным для охлаждения сверхпроводящего электрпмагнн.га, В условиях земного. притяжения пар в сосуде «ЙьюаРа паднИМаЕтСЯ К ПОВЕРХНОСти н выходит через отверстие. (Если отВЕРСтнг ЗакРыть, та СесУД РИЗОРвЕтся от давления пари.) Пока гелий весь нг испарится, температура в сосуде ие поднимется выше 4 К. Хорошая телланзаляция, Обеспечиваемая сосудом Д,ьюара.

позволяет достаточно долго хранить гелий. И»»а»е проходит»»р»)»»есс кипения гелия в условиях невесомости, На американской космической станции пары вытолкнули гелий через отверстие, предназначенное для выХОда Пара, И СОСуд бЫСтра Опарожнился. Невесомость. чистый вакуум, плотный поток солнечной энергии, представляемые космическими»ибаратариями,-" все это идсальные усл»)вия для некоторых тгхнола»ичсских»»ро»»гссав. 3', .~ ':".; ~. )КЛ.: все~ с 1: ~;""ч~'н~'с' :.:Ьс'~)Х'3И' '-Ъ'!:~ МЗТС~)И:Е1~'Н. "'1'.сФ'М .

ь Ф!';% ~!А~ ~' ~ХН~.' МХ~~."ИйЙ. 1М: И~~ -"с', 1~~" И ~цд~ П~',~В ~~,Р., МТ~ ~Н,"'ГИ" Г;",~~ ° В!4Ч~Б.'к'' НЯМ~ Мд7~'РИ'1;.'И ~~, М ~.' М'=. !ЯК~ Г ~ В,'~И фас.'1лЧ!'~'$;3$с'.. ~4~М~'7ИЛ, И~1~ Ъ Р ~ ~ ~~4 1~,~ й.'~~,*П~'ф~И, ~ фОЬ.ы. й~Ъ~',ВИКИН)+. ~,у'~. Ие.~.ь;й уь Ф Псл Ъ~плись Ялгрс:~ь Ма- '~'~ ~рдд.. ~ дР ~4)ф3 (. ~'с'~' "~', йе ~.'ну~ выьу',м;::;~нт и язд~~кним г~ ~;:д~~- й 3Р.'!МТ'''~Мс4, й бс'~'Х0Н'„'"'~НС~К ~'МЫ' Кк11~цт 1.Ъ .(!3 Хки (Ы1~'."'и '4*1РЪ | " г сикх ~ь к~'га .аржака ~ .;.!»в», ~ 103."!КЬй'' 1 М Ъ '~!''~М Л~МН.! 7~',~.и..." „з ~ р;;~;~ др~;~~~'.~~д,".

д ~~.~::.: «и;, ~ .к~ Р~ ~ ~ ы~~ ь ь. ~!' $М'~ Л~Е И й ~» ~.'~М ~д.~~~~ "~ть Ъ '~ ~ ~~ ~ ! лами инерции: между собой правую и левую'втулки и служит одновременно рамой, к котарОй присОединяется мотор, бензобак и сиденье для водителя.

При этом важна, чтобы центр масс мотоцикла занимал как можно более низкое положение. Для тех, кта захочет изготовить такой мотоцикл сваимн руками, можно дать несколько практических советов. В качестве трубок можно использовать два куска»ожарнаго шланга длиной шесть- семь метров каждый. Камеры можно изготовить из трех-четырех мотоциклетных камер, спицы — из теннисных струн Камеры нужно накачивать до тех пор, пока аба колеса одновременна не перестанут проседать под вашим весом. И в та же время неравномерное давление должно вызывать прогиб одного из колес.

Повороты осуществляются с помощью перемещения всего корпуса вправо илн влево. Для этого сиденье должно быть достаточно широким, Втулка такого колеса, конечна, не мажет быть сплошной прямой трубой, соединяющей прзвые спицы с левыми, как у велосипедного колеса. Она должна состоять нз двух отдельных дисков — правого и левого, каждый из которых стягивает только правые и левые струны — спицы.

Эти диски должны быть снабжены двумя рядами подшипников, в которые вставляются концы вала. Сам вал не может быть прямым и проходить вдоль аси колеса„ так как именна в этом месте будет находиться человек. Поэтому вал должен иметь колено, опущенное вниз примерно на половину радиуса колеса. К этому колену будет крепиться и сиденье для пассажира, и механизм привода, который может быть педальным нли моторным. 18 Крутящий- момент с помощью цепной передачи должен передаваться к одному или обоим дискам втулки, которые и передадут момент колесу. Наличие такого момента, приложенного к колесу, и пративапалажнага момента, прилаженного к валу, приведет к повороту колена, в результате чего центр масс человека, сидящего на валу, сместится и будет пРоходить впереди тачки опоры колеса.

Благодаря этому колесо начнет катиться вперед. При торможении центр тяжести,„перемещается назад и появляется тормозящий момент Легко заметить некоторую специфику транспортного' устройства. Прн большом тормозящем или разганнам моменте коленчатый . вал может повернуться больше чем на девяносто градусов. При навороте на ста восемьдесят градусов водитель окажется перевернутым вниз головой, а тормозящий яли разгонный момент обратится в нуль.

Поскольку в такам положении центр масс будет располагаться выше оси вращения, человек будет кувыркаться, как опрокинутый маятник. Такое поведение может возникнуть при попытке спуска нли подъема па горе большой крутизны или при сильном разгоне и торможении. Проведем здесь оце нку допустимой крутизны склонов и ускорений, прн которых водитель не будет кувыркаться. Максимальный тормозящий и разгонный моменты возникают в положения, когда коленчатый ввл из вертикального положения повернется в горизонтальное, т, е. на девяносто градусов.

Полажение центра масс будем считать смещенным ат оси вращения на половину радиуса. Тогда указанный момент будет равняться М = РК,~2, где Р— вес экипажа, Я вЂ” радиус колеса. Этот момент может вызывать ускоренное движение или торможение транспортна- га устройства, Пренебрегая весом колеса па сравнению с весом чело- века и механизма, который мы обозначили буквой Р, можем написать для момента, вызванного си- Здесь а — ускорение центра масс, я — ускорение свобаднага падения, равное 9,8 м/с. Так как М ~ Мп для допустимого ускорения или разгона мы получим ограничение а ~ д/2.

Отсюда следует, чта для разгона да скорости 72 км/ч или для торможения до этой скорости путь должен превосходить 5О м. Нужно сказать, что такое ограничение не является чрезмерным. Педальная машина вообще не мажет разгоняться с таким ускорением. На н в машине с достаточна мощным моторам коэффициент трения проскальзывающего колеса не позволит достичь указанного ускорения. Аналогичное положение возникает при езде па крутым склонам.

При указанном расположении центра масс нельзя выехать и спуститься без разгона на гору круче гридцати градусов. Но такой крутизны склон не может преодолеть и автомобиль по тай же причине малага коэффициента трения скольжения колес па грунту. Смещение центра масс на половину радиуса колеса можно осуществить только при большом диаметре колеса и только для мотор- нага варианта, так как в этом случае мотор и бензобак можно расположить пад сидением близко к паверкностн земли. В педальной же машине центр масс можно расположить только на одну четверть ра- ЯФ ' диуса ниже аси колеса В этом случае предельным. склоном будет склон с углом наклона пятнадцать градусов. Подчеркнем, чта речь идет о длинном склоне, который преодолевается или с которого спу скаюгся 6ЕЗ раэгОна КорОткий склон может преодолеваться с разгоном; и поэтому крутизна ега может быть больше.

Интересна посмотреть, что произойдет при столкновении описываемого мотоцикла с препятствием. Прежде всего водитель, как маятник, повернется вокруг аси, занимая гарнаонтальнае палажвние ногами вперед (а не головой, как на обычном мотоцикле). Затем колесо начнет сплющиваться, амортизируя удар, Если препятствие окажется ниже аси колеса, как, например, легковой автомобиль, та мотоцикл может переехать ега и покатиться дальше. КОРАЬЛЬ ПУСТЫНИ Читатель, конечно, согласится, чта если верблюд и может называться кораблем пустыни, та талька кораблем устаревшей конструкции.