Менделеев Д.И. О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании (1124038), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Например, получая разные йм й; А, для скоростей п„вь п„можно легко видеть и выразить зависимость сопротивления от скорости, или считая А=у (и), или прямо помножаяй, на о,' и сличая А,~„' с Ар,', й,ъ,' и т. д, и затем находя зависимость этих произведений от скорости. Если йп'= ч(э) и если функция а(п) станет известна из опыта, то очевидно, что Д=ЛИч(о). Следовательно, рассчитывая для удобства сличений вместо Д величину й, мы не предрешаем законов сопротивления, а делаем только их вывод более легким. Это особенно потому так: 1) что главная и естественная цель исследований сопротивления — найти зависимость Й от формы тел, а сличение величин й так же приведет к зависимости сопротивления от формы, как и прямое сличение величин Я при одинаковых Ь, М и э, н 2) что множество опытов прямо пока- ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ 407 ывают, что сопротивление )с, если не вполне точно, то, по крайней мере в первом приближении, действительно почти пропорционально и Ь, и Л4„ и От, следовательно в величинах я должно замечаться различие преимущественно в зависимости от формы тела, т.
е. от его относительной длины, углов встречи, радиусОВ криВнзны и т. п. Итак, величины )с,' которые мы станем далее сличать, выВодятся каждый раз из наблюденных 'в опыте и, Л4, а и )с, потому что мы условно означаем: Величину й мы будем называть тгоэфйбийаентож голрогливления данной формы тела, напр.
шара, призмы и т. п. Все величины относятся нами к метрической системе измерения, а именно там, где особо не сказано, в какой мере даны измерения, должно считать, что: )г есть сопротивление л килограммах (или, иногда в граммах, если сопротивление мало) для тела определенной (указанной в выводе) формы, движущегося со скоростью 1 метра в секунду и имеющего поперечное сечение=1 кв. метру, в жидкости, которой 1 куб. метр весит 1 килограмм. Поэтому, если желаем знать я для воды, должно его умножить на 1000, а для воздуха в обычных условиях (около) на 1.2.
Я есть наблюденное сопротивление в килограммах, при данной форме и значениях Ь, гИ и О. Ь вес в килограммах одного куб. Метра той жидкости, в которой происходит движение. Приближенно, для воздуха прн обычных в опытах температурах (около 15'Ц.) и давлениях (около 750 мм барометрической высоты) и = 1.2, а для воды для обыкновенных температур Ь около 1000. Точные числа плотностей воздуха и воды даются в физических сочинениях и приведены, между прочим, в моих сочинениях: „О соединении спирта с водою" (1855, стр.
40 и 54), „Об упругости газов" (т. 1, 1875 т Это л относится к тем К и Кь которые мы применяли в 1-й главе з1п та (стр. 366 — 314) как з1нза . 1 и как —: 1, если имеем дело с плоскостями 2я з если имеем дело с телами, то как интегральная функция синусов угла встречи, (см. приложение 2) относится к единице.
Те козффнциенты не зависели от формы тела и От углов встречи, а зто л есть функция углов встречи н форм тела. Законы Ньютона (приложение 1) н обыкновенной теории (приложение 2) оказались наиболее слабымн по отношению к углам встречи и к формам тела, а потому мы и вводим величины л, которые преимущественно выражают изменчивость сопротивления от углов н фори.
Если бы законы сопротивления так же хорошо прилагались к формам, как к скоростям или размерам л4, то вместо и было бы нагляднее, удобнее ввести величины К нли Кь О СОПРОТИВЛЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ стр. 61 — 66) и,О барометрическом нивелировании" (18?6, стр. 13 — 23 и 181).' М наибольшее поперечное (т. е. перпендикулярное к направлению движения) сечение тела.'-' ш скорость, считая се равнолгерною,'" в секунду в метрах, или число метров, проходимых в одну секунду. Если измерения даны исследователем в других единицах, напр. в футах и фунтах, то это всегда ясно обозначается в изло.
женин и йри этом всегда дается общий вывод по метрическол системе. Находя значения я, мы не отличаем теперь в этой величине трения от прямого сопротивления, как то делает, по примеру Бофуа, большинство позднейших писателей, а особенно Бурхсуа, потому что выкидывать трение можно с уверенностью только для плоскостей или поверхностей, параллельных с направлением движения, а во всех других случаях, преобладающих в исследованиях, нельзя этого сделать, потому что мера трения неизвестна для площадей нормальных или наклонных к пути. Какова.
напр., величина трения для шара? Отвечать на это можно, только задаваясь гипотезою об изменении трения с наклоном элементарной площадки, а считать трение иа всякую поверхность равным трению на параллельную с путем площадь — есть тоже гипотеза, притом лишенная всякого основания. Только впоследствии, после свода опытнь;х данных, мы можем возвратиться опять к определению роли трения Во всей мере сопротивления, выражаемой величинами Я и й. Отчет об измерении сопротивлений я считаю наиболее удобным расположить по способам, применявшимся при измерениях, потому что прямые данные опытов необходимо подвергать различным поправкам и переводам, о которых удобнее говорить сразу для целой системы данных, полученных одинаковыми или т Сочннения, т. т), 1939, стр. 320 — 325 н этот том, стр.
69 — 79 и 190. (Прим. рсд.) - 'Очевидно, что для одного н того же куба, призмы н т. и. тел (только не для шара) аелнчнна М изменится, смотря по нзмененню направления дзнження. НаПр., ЕСЛИ даНа Каадр. ч ПРНЗМа ВЫСОТЫ Л, Е ОСНОВаНИИ а Х Ь М, тО Прк данженнн вдоль прнзмы М=аЬ, а прн дзнженин з напрааленнн, перпенднкулярном осн н стороне а, М= ЛЬ; прн уклоне — опять якое. з Прн неустанознншемся движении (ускоренном нлн замедленном) нельзя жлать такой простой зависимости между тг' н и, как прн равномерном устаноанзшемся данженнн, а потому случаи первого рода (аообше, мало нзученные н предстаеляюшне свой, особый интерес) мы избегаем рассматрнаать н только падение тел вводим а расчеты, но предпочитаем, когда (как прн паденнн относительно легких тел) начальная скорость быстро достигает предельной, постоянной скорости, да еше рассматриваем случай замедленного движения ядра, потому что он хорошо обработан е артиллерийских опытзх н еще потому,, что на кратком расстояннн скорости почти постоянны.
* Познднмому описка аместо,прямоугольная . (Прядь рад.) измеРение сопготивлеиий подобными приемами. По этой причине, говоря об известном способе нахождения сопротивлений, мы должны сперва коснуться теории каждого из опытных приемов. Перечислим главные способы, служившие до сих пор для измерения сопротивлений. Должно прежде всего ясно отличить те способы, в которых двигается среда (вода или воздух), от тех, где движется тело в неподвижной среде.
Первые, ~ оворя вообще, мало надежны, по той причине, что скорости движения среды неодинаковы и трудно определяемы с достаточною точностью. Так, вода рек течет неодинаково быстро на разных глубинах, на разных расстояниях от берегов, в разных местах реки на той же глубине и на том же расстоянии от берегов, смотря по близости и профилю дна, смотря по ветру и т. п. Это ясно показано еще в прошлом столетии Дю-Бюа, а в 60-х годах нашего столетия, особенно после знаменитых работ американцев (Нптрйгеуз апб АЬЬо1) над течением Миссисипи и др., предмет этот подвергся обширной и точной разработке, заставляющей сомневаться в достоинстве чисел, получающихся для сопротивления неподвижных тел, помещенных в воду. Не менее шатки определения, производимые в струе ветра.
Непостоянство скорости ветра на данной высоте известно каждому, кто имел случай делать определение этих скоростей в течение быстро следующих друг за другом времен наблюдений. Качания привязанных аэростатов и змейка показывают, что и на некотором удалении от земли скорость ветра непостоянна. Близ земнои поверхности, где делались до сих пор подобные определения, даже в гамом направлении ветра происходят тем более частые и заметные изменения, чем слабее сила ветра. Самые способы определения скоростей ветра подлежат сомнению по одному тому, что анемометры обыкновенно нли не регулируются, или их регулирования производятся в неподвижном воздухе комнаты, заставляя их двигаться по кругам с определенною скоростью, а такой способ, при всех поправках,' включает предположение о том, что сопротивление тел и давление иа ннх одинаково при движении среды с тем, которое отвечает движению тела, а это подлежит, после исследований Дю-Бюа (стр.
326 — 327), сомнению и во всяком случае требует особой опытной проверки потому уже, что регулирование делается поневоле в ограниченном пространстве комнаты, а не в безграничной среде. Остается тот способ определения скоростей ветра, который употребили Мариотт, Тибо и др., а именно скорость полета пуха; но он по своему существу не допускает ни отчетливости, ни удобства, а потому его ре- т Напр.
такия, какие применял г. горлит при своих ввиечателькых исслеяоваииях пок анемометрами (Метеорологический Сборник СПб. Академии, ред. Вилья. тт. 4 и 6). О сопнотивлвнии хеидкостей зультаты мало надежны. Лля метеорологических целей разные анемометры, дающие среднюю скорость ветра или путь, прой. денный ветром в час (илн в секунду, что узнается уже по расчету), могут считаться удовлетворительными, но для получеяня сопротивлений важно знать скорость ветра в момент наблюдения, а ее-то и нет средств знать с достаточною точностью„ при современном запасе приемов.
Еще менее, чем в реке и на ветру, надежны определения, производимые при помощи искусственного течения волы и воздуха в искусственных каналах, струях, трубах и т.' п., потому что размеры поясов с постоянными скоростями токов здесь еще более ограничены, вследствие неизбежной в подобном случае малости размеров искусственных приспособлений. Всякие определения сопротивлений, в текущей воде и в движущемся воздухе, имеют однако ценность, особенно при значительном числе наблюдений, когда в средних велпчинах можно думать, что скорость движения среды определена удовлетворительно, и еще тогда, когда единовременно исследуются давления на разные тела.' На основании вышесказанйого и вследствие малого числа наблюдений, сделанных в текучей воде и на ветру, я обращаю преимущественное внимание на такие способы определения сопротивлений, в которых среда была неподвижна, а двн ался в ней предмет„тем более, что именно зти определения ближе всего касаются прямых задач сопротивления, а потому распределяю около соответственных приемов в неподвижной среде те немногие наблюдения, которые считаю наиболее поучительными из числа сделанных в подвижной среде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
