Диск Релея
Диск Релея — прилад для вимірювання коливальної швидкості частинок у звуковій хвилі та сили звуку. Являє собою тонку пластинку круглої форми, із слюди або металу, підвішену на тонку кварцеву нитку. Зазвичай диск розміщують під кутом у 45º до напряму коливань частинок середовища, оскільки таке розташування найчутливіше до коливань. При розповсюдженні звукових хвиль диск повертається перпендикулярно до напряму коливань. Це відбувається через те, що при обтіканні пластинки тиск, згідно із законом Бернуллі більший у тому місці, де швидкість менша. Сили тиску уворюють обертальний момент, який урівноважується за рахунок пружності нитки. При цьому диск встановлюється до напряму потоку під кутом, що більший, ніж 45º. за кутом повороту диску визначають силу звуку. У постійному потоці кут повороту диска Релея пропорційний квадрату швидкості, при звукових коливаннях — квадрату амплітуди швидкості, і цей кут не залежить від частоти.
Неправильне застосування закону Бернуллі
Підіймальна сила літака зумовлюється специфічною будовою крила. Донедавна для пояснення причини підіймальної сили крила застосовували закон Бернуллі. Відповідно до закону Бернуллі, пояснення підіймальної сили літака виглядає так: крило має особливу будову — знизу воно має пряме, а його верхня частина заокруглена. Це дозволяє збільшити площу верхньої частини крила. Згідно із законом Бернуллі, із збільшенням швидкості тиск зменшується. А оскільки повітря долає шлях під крилом та над крилом за однаковий проміжок часу, під крилом виникає область із збільшеним тиском, що зумовлює підйом літака у повітря. Таким чином виникає підйомна сила.
Проте, згідно з сучасними уявленнями, підіймальна сила крила виникає не внаслідок закону Бернуллі. Рух повітряної маси перед крилом можна вважати суцільним, він характеризується одним показником швидкості. Коли повітряна маса контактує з крилом, вона розбивається на дві частини, які, внаслідок форми крила, мають різні швидкості і це зумовлює різний тиск. Однак це не може бути причиною підйомної сили, оскільки ці дві повітряні маси обтікають відповідно верхню і нижню частини крила не за однаковий час, бо, на відміну від колишніх уявлень, ці повітряні потоки не поєднуються на кінці крила. Отже, більша довжина верхньої частини крила не означає більшої швидкості руху повітря. Отже, хоча закон Бернуллі і можна застосувати для повітряних мас, які розсікаються крилом (більша швидкість зумовлює менший тиск), проте він один не пояснює підіймальну силу крила. Для повного пояснення слід застосовувати теорему Жуковського.
Контрольні питання:
Що таке ламінарний режим руху рідини?
Що таке турбулентний режим руху рідини?
Прокоментуйте рівняння нерозривності потоку.
Прокоментуйте призначення рівняння Бернуллі.
Застусування рівняння Бернулі на практиці.
Застосування рівняння Бернулі в техніці.
Що називається ламінарним режимом руху рідини?
Число Рейнольдса для ламінарного потоку рідини.
Що називається турбулентним режимом руху рідини?
Накреслити схему трубки Піто.
Записати формулу визначення витрати рідини яка рухається через трубку Піто.
Записати формулу визначення витрати рідини яка рухається через ствол водомір.
Будова і принцип роботи ствола Вен турі.
Записати формулу визначення витрати рідини яка рухається через ствол Вентурі.
Література:
Качалов А.А., Воротынцев Ю.П., Власов А.В.. Противопожарное водоснабжение. Учебник для пожарно-технических училищ. – М.: Стройиздат, 1985, § 13.
Лаврівський З.В., Мандрус В.І. Технічна механіка рідин та газів. - Львів, 2004, § 2.7.
Старший викладач циклу
організації служби та цивільного захисту
підполковник служби
цивільного захисту В. В. Придатко