Менделеев Д.И. О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании (1124038), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Разбирая приемы и способ извлечения выводов Бофуа, мы видели там поводы сомнения в численных результатах. Внимательный разбор того, что известно об опытах и выводах Фроуда, не освобождает и эти последние от некоторых поводов к сомнению. Важнейшее из обстоятельств, бросающихся в глаза при разборе отчетов Фроуда, касается его способа расчета величины трения из показаний динамометра. Очевидно, что кроме истинного трения о поверхности, параллельные с направлением пути, в показаниях динамометра должны, участвовать еще следующие матса к некоторому постоянному пределу, а потому зависимость г от о' можно О.Я7 выразить формулою г=0.223+ .— которая хорошо согласуется с выпи- 1-~2И, санными средиимн.
Интегрируя от 0 до и', получим сопротивление для доски шириною в 1 фут, длиною в й фут. 0=0?230+074518(1+2д), что дает с достаточною точностью (1ля скорости 600 фут. в минуту) точки соответственной кривой, изображенной на черт. 108 (лист 9). При а =14', как было у Бофуа в 1793 г., для' о=10', по выведенной выше интегральной формуле, вычисляется )т = 4.293, следовательно на 1 кв. фут трение равно 0.307, а на 50 ив. фут.
= =-15.35 фунт., судн по данным Фроуда, а по опытам (1798) Бофуа, как мы видели выше, трение=152 фунт. Отсюда видно, какое замечательное сходство представляют данные Фроуда и Бофуа о трении. В дальнейшем изложении мы увидим однако, что, взяв прямые данные Фроуда (с диаграмм), есть повод думать, что трение не. зависит от длины доски, а оказалось у Фроуда таким лишь от того, что он не различил сопротивления носа и кормы, бона которых наклонны к пути, от сопротивления тех частей лоски, которые действительно ше имеют наклона н параллельны с направлением движения.
т В формуле сопротивления г = Ао". влжнвйшиа сввдания о сопротивлении сеиды 359 величины сопротивлений: 1) сопротивление воздуха на подвижные части динамометрических приспособлений; 2) сопротивление воды на тот стержень, который скрепляет подвижные части динамометра с металлическою носовою частью доски; 3) сопротивление воды на выдающиеся части доски или ее неровности, столь значительные в том случае, когда доски покрыты песком или коленкором, и сравнительно малые для досок гладких, покрытых лаком, парафином, оловом или салом 4) сопротивление воды на толщу доски, на ширину ее или сечение, зависящее от формы носа и кормы илн от углов встречи н отступления воды и движущегося тела (если кому угодно это принять за трение, то все же оно будет иное, чем для параллельных площадей, а именно трение о наклонные плоскости, около которых ,скорость больше, чем у параллельных плоскостей); 5) сопротивление верхней и нижней кромки доски от возможности гнутия, зависящего не только от некоторой разности в плотностях воды и доски, но еще и от того, что во время движения легко могут родиться такие силы, которые выведут ось доски из ее параллелизма с рельсами, по которым движется динамометр, и 6) сопротивлепие от возможности гнутия тонких и длинных досок вправо и влево от их первоначального параллельного рельсам направления и от возможности колебательных, т.
е. змееобразиых или волнообразных движений длинной тонкой доски. Только первое из вышеупомянутых сопротивлений прямо определено Фроудом, дано им на диаграммах (напр. Е на черт. 105 и 1У на черт. 106) и, конечно, вычтено из наблюдаемого показания дияамометра в окончательных результатах, напр. тех, которые нанесены на черт. 106, 109, 110. О втором роде добавочного сопротивления Фроуд не упоминает, оно ясно само по себе и, конечно, им принято во внимание.
Можно даже думать, что под словами „и т. п.", ' стоящими в изъяснении, сопровождающем диагралглгы, на которых нанесены линии Е и В (черт. 105 и 106), что под ними Фроуд подразумевал столь очевидное сопротивление воды на верхний брус, скрепляющий динамомето с доскою Для практики, напр. лля мореходного дела, конечно, внешняя поверхность корабля может быть рассматриваема, как поверхность, <опротивляюшаяся ходу только вследствие трения. Так глядит и Фроуд.
Но в научном смысле, конечно, не все равно, какова поверхность. Если представитгь например, поверхность судна покрытою всю водорослями, ракушками и т. и. возвышениями, то сопротивление от ннх возрастет не в силу одной увеличенной н нового свойства поверхности, но и в силу того, что по новой, поверхности будут входящие и выступающие углы, около которых рождается прямое сопротивление, в виде ли водоворотов, пли просто от нового действия инерции, ио во всяком случае от того же самого, от чего пластина, поставленная противу течения нли движимая в воде, представляет прямое сопротивление.
з По-английски стоят. напр. для объяснения линии Е (черт. 105), следующее: ЕЕ, А1г Кезьйапсе о1 Аррага1из Яиррог11пд Р1апе е1с. Зб0 О сОпРОтиВлении жидкостгй и погруженный отчасти в воду.' Весьма важно третье добавочное сопротивление в от неровностей. Фроуд получил для песчаных поверхностей и для коленкора бдльшее трение, чем для гладких поверхностей, и, судя по всему тону изложения своих статей, приписывает это качеству поверхностей, т. е. прежде всего их природному, так сказать, химическому различию, а затем их механическому сложению.
Что так, а не как иначе Фроуд понимает при этом слово качество (цпа!йу о1 Гие зпг1асе) поверхности, видно из того, что он отдельно приводит в обоих своих рапортах и даже в диаграммах сопротивление одинаковых досок, покрытых лаком, составом Гэ, парафином и т. п. Небольшие разности чисел он приписывает, очевидно, разности поверхностей. Это с руки грубой практике, в которой верят подобным предрассудкам. Но научной критики такое суждение выдержать не может. Кулон в своем исследовании явно доказал, что смазка салом ничего не изменяет в трении, и доказал это с тем же диском, с которым сделал определение до и после смазывания салом,— это прием верный. Если бы он взял два разных диска, один смазал, а другой нет, и вышла бы разность, он не мог бы сделать своего вывода. А Фроуд сделал именно такой вывод: взял именно разные доски, а не одну и ту же, до и после смазки.
Вся разность отдельных определений Фроуда для разных гладких досок при разной покрышке, по всему вероятию, зависит только от того, что для каждой смазки брались им отдельные доски, или толщина наносимых слоев была неодинакова, или, что отчасти видит и сам Фроуд, при разных смазках степень неровностей у поверхностей досок была неодинакова. Если бы мы имели подробный отчет отдельных опытов, то можно было бы решить это с полной уверенностью, особенно если бы было несколько отдельных досок с одною покрышкою.
Теперь же нам можно судить только о результатах, выраженных диаграммами. Если, напр., сличить кривые А'А'(черт. 105), отвечающие покрышке лаком и составом Гэ, то очевидно, что везде, т. е. при всех скоростях, вторая дает меньшее сопротивление„ чем первая. Но тут же рядом приведены данные для доски с тупым носом,— те еще больше. Тут причина чисто механическая и постоянная, нарочно взятая, а при переходе от одной поверхности к другой, конечно, также было различие мехзническое (толщина слоя, гладкость, влияние смазки на материал доски, т. е. на дерево, и т. и.),— ему прежде всего и надо приписать разность результатов. На черт, 109 и 110 ясно, что гладкие поверхности представляют чрезвычайно близкие числа, резко отличающие эти поверхности от шероховатых и песчаных.
Пока " Лрн подобном подробном разборе Фроуда становится очевндным и ясно ошутнтельным недостаток подробных отчетов об его опытах вджнвйп!ив свздзния о оопротиалвнии сРеды 361 ! "Вг ' чоа' ~ аао' аао' длина 1 литии ~ " !00' фирыы 1.64,3)! 5.93(3) 5.87 3.64 2.50(3) 2.
14(З) 1.05(З) 0.80(2) О. 50(2) о.зз(з) 0.26(2) 0.13(2) ) 2.53(З) !2.4аО(2) 7.7З 5.37(3) 4:51!3) 2!40(3) 1.96!2) 1. 05(2) О.7О!З) О. 53(2) О. 32[2) г=0.38 0.46 105 . 110 . 105 . 109 . !05 . 110 . 105 . 106т . 109 . 109 . 109 . Черт Черт с Черт Черт Черт 1.
68 !.О) 0.70(3) 0.54(З) О. 27(3) О. )6(2) 0.13(2) 0.10 0.06(2) 0.03(2) )3.0 4.3(З) 3.4(2) 1.83(2) 1.2(3) 1.08(2) 0.59(2) О. 277 0.20 0.16 28 20 16 5 2. 5! 2 1.5 1 т Из данных 106-го чертежа взяты только те, которые относятся н доскам, ,,' имеющим острый или округленный нос или норму. как и для досок другой ' длины. При срезанной норме (черт. 104 А, В) сопротивление гораздооолъще. ~ нет численных доказательств относительно такой степени точности приемов Фроуда, которая удостоверяла бы, что разные доски одного и того же размера и одной покрышки дают числа, между собою согласные в гораздо большей степени, чем такие же доски только при одном различии поверхностей, до сих пор иет основания, после опытов Кулона, допускать какое-либо различие в сопротивлении досок, отличающихся только качеством своей одинаково-гладкой поверхности.
Поэтому данные для всех гладких поверхностей следует считать пока одинаковыми и средний для них вывод принимать за нероятнейший. Мы постараемся теперь получить из подлинных диаграмм (воспроизведенных в уменьшенном виде на листе 9) Фроуда средний вывод для средней гладкой доски разной длины при разных скоростях. Для того, чтобы воспользоваться всеми нанесенными па диаграммы наблюдениями с гладкими досками разной длины, мы поступаем так.
Для данной длины отбираем из каждан диаграммы несколько чисел, выражающих при данной скорости меру сопротивления, потом, взяв среднее из них, делаем в нем поправку на сопротивление воздуха, руководясь числами, отвечающими линиям Е и О (черт. 1Об и 10б), затем на основании этих чисел можно будет уже итти далее.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
