Менделеев Д.И. О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании (1124038), страница 13
Текст из файла (страница 13)
0.57 ~ верстия 40 „59 „° 0.52 ОАЗ ддя крайнего 25 . 41 !.06 49 , 52 1.01 „-, )' отверстий Выводы Дю-Бюа из предыдущих опытов (от 223 до 2о7 опыта) суть: 1) Давление здесь убывает от центра к окружности медленнее, чем при давлении жидкости на неподвижное тело. У переднего края нет здесь отрицательного давления, как там.
Следовательно здесь вода уходит с краев с меньшею скоростью, чем там, или равномернее. 336 О сОпРОтиВлении жидкостей 2) Здесь д не постоянно,— изменяется со скоростью. Надо и искать в вязкости жидкости причину отступления от закона пропорциональности сопротивлений квадрату скоростей. Надо думать, однако, что прн скорости выше 4' пропорциональность эта существует. 3) Поправляя (на недостаток отверстий у краев) наблюденные при многих отверстиях отношения —, для давления спереди, Н можно видеть, что оно приближается к 1.00 вместо 1.186, как при неподвижном теле. Эта разность опредаляет различие сопротивлений в случае подвижного тела — от случая подвижной среды.
4) Величина — для заднего недавлення увеличивается со Н л скоростью и повидимому не стремится к постоянстну, так что вся сумма сопротивления меняется со скоростью. При скорости 36" заднее неданленне надо принять для пластинки равным 0.433 и, а потому для движущейся пластинки сопротивление будет Я = =й5л (1+0433)=д5л 1.433 вместо дЯй 1.856, как для неподвижной пластинки в струе воды. Приведенные числа и выводы интересны по их новизне, но видно, как мало прочности в окончательных заключениях, касающихсн движущегося тела.
Для этого случая нет у ДюьБюа и прямых (весовых) определений всего сопротивления, он довольствуется цитированием двух опытов Боссю н Борда. Видно„что эта часть работы Дю-Бюа слабее всех других. А она, с ее результатами, главным образом и влияла исторически. Такова уже судьба сопротивления. Мне кажется, что даже основное положение о различии двух сопротивлений 1движется вода и движется тело) недостаточно подкреплено вышеописанными опытами Дю-Бюа, а потому продолжает с тех пор и поныне оставаться сомнительным.
Новых же полных опытов в этом отношении никто не предпринимал, хотя легко сочинить обещающие точность.' " Надо взять весы с вертикальною ветвью и, прикрепив на ией тело, напр. ахар, двигать их с разными скоростями, а затем то же сделать а потоке, опять при разных скоростях. Урааноаешиаающий груз даст сопротиалеиие. Диизмометром можно еже удобнее аыполиить ту же задачу. Только поток надо взять большой и двигать надо а среде обширных размеров (а не а каналах, как то з обычае старых исследоааиий, дающих иногда действительно канальские различия реаультатоа) н при полном погружении.
В воздухе зто легче исполнимо, чем а воде, и я предполагаю ато аыполннтз. Условие беспредельности нли обширности среды не выполнено у Дю-Бюа и, быть может, от него зависят замеченные им разности'даух' родов сопротивления, С своей стороны я не анжу однако ничего'неаозможного н ныапде дю-Вюа <только он кажется мне'нетиердым на снонх опытных опорах), потому что теле, хаигаюшееся а непбдвнжной жидкости, дает повод к даижению около неге жидкости (иа что ирасхбдуется ВАжнейшие сВедения О сОпРОтиВлении сРеды 337 В следующей главе Дю-Бюа описывает свои Опыты (от 262 до 323) с маятным качанием разных тел в воде. Вот повод к их производству: когда ток воды встречает плоскость, ои ее обтекает, оставляя около плоскости как бы род водяного носа и водяной кормы, которых скорость меньше, чем в остальной жидкости.' Подобное произойдет и при движении тела в жидкости, а чтобы судить о массе сопутствующей жидкости, надо наблюдать колебания маятников.
Далее я привожу подлинные слова Дю-Бюа: „Разные массы, прикрепленные к маятникам одной длины, будут колебаться в равные времена и колебания при малых амплитудах изохронны. Времена колебаний будут Обратно пропорциональны квадратным корням из длины маятников. Но если дна маятника будут качаться при различном напряжении тяжести, то для равенства времен колебания нужно, чтобы длины относились, как тяжести. Тело, удаленное на такое расстояние от земли, что там напряжение тяжести уменьшается на '/ю будет там иметь только '/, того веса, что на земной поверхйости. Но если тела, оставшись на земле, будет иметь такую плотность,' что погруженное в воду теряет "/, своего веса, оно будет тогда в таких же условиях, как при сказанном удалении ат земли, потому что при той же массе оно будет иметь только '/, своего начального веса.
Отсюда следует, что для него тогда надо сократить на '/, длину маятника сравнительно с длиною в пустоте, чтобы сохранить те же времена колебаний. Если а длина маятника в пустоте, / длина синхранического маятника в жидкости, р Вес тела маятника в жидкости, Р вес вытесненной Р+р жидкости, Р+р вес в пустоте, то — ' будет отношение весов ! а Р+р ар в пустоте и воде, а потому — =, откуда /= + „Эта формула дала бы точно длину маятника, если бы тело не увлекла с собой части жидкости в виде жидкого носа и 'работа сопротивления), к движению иного рода, чем то, которое расходуется в жидкости, обтекающей препятствие. Здесь скорости жидкости уменьшаются, роищающееся от их потери тепло происходит от той же жидкости, которой передается. Там скорости жидкости обрззуются и прекращаются, потеря скорости происходит в теле, оио теряет знергию, а образующееся, от него тепло передается жидкости.
Процессы сходны, но не тождественны, и ум найдет оправдание и тогда, когда сопротивление в обоих случаях выйдет по опытам одно и то же, как и в том случае, когда оио выйдет различным, каку Дю-вюа. Нужен, настоятелен н будет. решать дело — разумный и твердый опыт, а молодое и неопытное умственное построение пойдет на поводу и в ту и в другую сторону, пока приученное опытом к верной дороге само ие станет возить за собой или на себе всю сущность опытного знания, как обученная на поводу лошадь повезет> куда следует. т Зто слова Дю-Бюа. Не умею помирить етого с тем, что было скззано им же выше о скорости движения вдоль плоскости, а нзлзгаю мысль Дю-вюа, стараясь быть близким к подлиннику, при всевозможной краткости. з В подлиннике,плоскость". (Прйм.
ред.) 22 — 1б71 338 О сОпРОтиВлении жидкостей кормы. Пусть и есть постоянное число н лР выражает вес вытесненной и увлеченной жидкости; движущаяся масса, или вес в пустоте, не будет уже р+Р, а вырззйтся чрев р+пР, вес же в воде есть р. Следовательно точное выражение будет: агг пР+л ' откуда Эту величину и Дю-Бюа и определяет. При этом предполагается, что сопротивление среды, уменьшая амплитуду колебаний !влияя на декремент качаний), не изменяет их времен. Для опытов Дю-Бюа берет сперва шары разного диаметра н плотности, заставляет их качаться на тонкой нити разной длины в сосуде с водою размерами 51Х17Х14 дюйм. Напр. взят свинцовый шар„ диаметром 1",0113, вес в воздухе 2304 гран (1 куб.
дюйм воды весит' 337г/з гран), вес в воде 2102 гран, при длине маятника, качающегося в воде, равной 8.02, 32.08, 128.12 и 286.88 дюйм., оказались времена качаний 0.5, 1, 2 и 3 сек., а по напряжению тяжести следует, что длина соответственных маятников в пустоте (величина а) была бы 9.178, 36.714, 146.856 и 330.427 дюйм. Отсюда. выводятся п=1,502, 1.502, 1.522 и 1.620. Так, для стеклянных и деревянных шаров получилось и от 1.3 до 1.67, а в среднем около и = 1.5. Заметим при этом, что Пуассон теоретически вывел именно такое число для всяких шаров, но определения Бесселя и Бейли показывают, что величина эта изменяется с диаметром шара. Все это сведено в 1850 г. Стоксом в его замечательном мемуаре о внутреннем.
трении, помещенном в мемуарах Кембриджского общества (том 1Х).з То что Дю-Бюа считает зависящим лишь от массы спутной воды, то Оказывается происходящим и объясняемым внутренним трением, Надо не забыть однако, что зто внутреннее трение требует именно того, чтобы допустить движение вместе с телами части приставшеи к нему жидкости. Далее Дю-Бюа производит большой ряд наблюдений над качанием в воде площадок, цилиндров, призм, кубов и т.
п. тел. Нить, на которой они качаются, разделяетсгг близ тела на две ветви, движущиеся между двумя горизонтально натянутыми проволоками, определяющими плоскость качания.. Для призм и цилиндров, качающихся по направлению оси, при г В подлиннике „весом". (Прггм. Лед.) '- О. О. Я ! о К ел. Оп тье Ейес! о! гье!пгегпа! Гггспоп оп Ше Мог!оп о! Репдп)огп. (Тгапзасиопз о! йе Саогьг!бне РЫ!озоршса! Иос!егу, т. 1Х, ч. В, 185)„ стр.
8). Это редкое нзданне к Имел случай получить только в последнее время благодаря тому, что оно оказалось в бнблнотеке !1улковской Обсерваторнн Вджнвйшиа свкдания о сопготивланни спады 339 разнай длине 1 и разной площади основания 5, вполне хорошо Олаб применяется выражение и= — ' 5+1.13. Отсюда, напр. для куба, у которого 5= 1я, получается и = 1.836, а получено, напр. для куба, у которого бок=2.177, вес в воздухе Р+р = 13716 гранов, в воде р=9864, вес вытесненной воды = 3862 грана, время качания 1."3137, длина соответственного маятника' в пустоте 62.397 дюйм., наблюденная длина при качании кубан воде 36."714, значение и= 1.8333, а так как (и = 1) Р есть вес сопровождающей воды, то ан здесь = 3210 гранов. Точно так же для свинцовой круглой площадки, у которой диаметр=2.677 дюйм., а толщина=1.10=1, вычисленное значение и =19.40, из наблюдений 19.42.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
