Механика сплошных сред. Семенов М.В - 47 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

47
Ëåêöèîííûé ýêñïåðèìåíò
4) êîëüöåâûå âèõðè â æèäêîñòè.
Äëÿ äåìîíñòðàöèè êîëüöåâûõ âèõðåé â æèäêîñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü
áîëüøóþ ïðÿìîóãîëüíóþ êþâåòó ñ ÷èñòîé âîäîé, â êîòîðóþ ïîãðóæåíà èçîã-
íóòàÿ òðóáêà ñ âîäîé, ïîäêðàøåííîé ìàðãàíöîâîêèñëûì êàëèåì èëè öâåòíû-
ìè ÷åðíèëàìè (ðèñ. 3.8.4à). Ïîäêðàøåííàÿ âîäà ïîñòóïàåò â òðóáêó èç âîðîíêè ñ
êðàíîì, óêðåïëåííîé íà øòàòèâå íàä êþâåòîé, ÷åðåç ðåçèíîâóþ òðóáêó. Çàïîë-
íèâ ñèñòåìó, çàêðûâàþò êðàí, ïîñëå ÷åãî ïðè ðåçêîì ñäàâëèâàíèè ïàëüöàìè
ðåçèíîâîé òðóáêè èç îòâåðñòèÿ íà êîíöå èçîãíóòîé òðóáêè âûõîäÿò öâåòíûå
êîëüöåâûå âèõðè, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â âîäå (ðèñ. 3.8.4á). Îïûò äåìîíñòðèðó-
åòñÿ â ïðîåêöèè íà áîëüøîì ýêðàíå ïðè ïîìîùè âèäåîêàìåðû. Èçãèá òðóáêè
ñëåäóåò íàïðàâèòü òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû âèõðè ïðîåöèðîâàëèñü íà ýêðàí â
ôîðìå ýëëèïñîâ. Ìîæíî ïîêàçàòü, êàê è â ñëó÷àå äûìîâûõ êîëåö, ïðîõîæäå-
íèå îäíîãî êîëüöà ÷åðåç äðóãîå, à òàêæå ñòîëêíîâåíèå êîëåö ñî ñòåíêîé ñîñóäà
è èõ ðàçðóøåíèå.
5) ïîëóêîëüöåâûå âèõðè ó ïîâåðõíîñòè æèäêîñòè (ïî Ãåëüìãîëüöó, “âåñëî”).
Ïðè ãðåáëå âåñëàìè íà ïî-
âåðõíîñòè âîäû ïîñëå ãðåáêà ÷àñòî
áûâàþò âèäíû âîðîíêîîáðàçíûå óã-
ëóáëåíèÿ, äâèæóùèåñÿ ïî âîäå è ñî-
õðàíÿþùèåñÿ â òå÷åíèå íåêîòîðîãî
âðåìåíè. Âðàùåíèå ÷àñòèö âîäû â
ýòèõ óãëóáëåíèÿõ ïðîèñõîäèò â ïðî-
òèâîïîëîæíûå ñòîðîíû. Óãëóáëåíèÿ
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé îêîí÷àíèÿ ïî-
ëóêîëüöåâûõ âèõðåé, îáðàçóþùèõñÿ
îêîëî ïîâåðõíîñòè âîäû ïðè ãðåáëå
èç-çà áîëüøèõ ãðàäèåíòîâ ñêîðîñòè
âáëèçè êðàåâ âåñåë. Ïðîäåìîíñòðè-
ðîâàòü ýòî ÿâëåíèå ìîæíî ïðè ïî-
ìîùè ïëîñêîé ïðîçðà÷íîé êþâåòû
ñ âîäîé, óñòàíîâëåííîé íà êîäîñêî-
Ðèñ.3.8.4à.
Ðèñ.3.8.4á.
Ðèñ.3.8.5à.
Ëåêöèîííûé ýêñïåðèìåíò                                                      47
       4) êîëüöåâûå âèõðè â æèäêîñòè.
       Äëÿ äåìîíñòðàöèè êîëüöåâûõ âèõðåé â æèäêîñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü
áîëüøóþ ïðÿìîóãîëüíóþ êþâåòó ñ ÷èñòîé âîäîé, â êîòîðóþ ïîãðóæåíà èçîã-
íóòàÿ òðóáêà ñ âîäîé, ïîäêðàøåííîé ìàðãàíöîâîêèñëûì êàëèåì èëè öâåòíû-
ìè ÷åðíèëàìè (ðèñ. 3.8.4à). Ïîäêðàøåííàÿ âîäà ïîñòóïàåò â òðóáêó èç âîðîíêè ñ
êðàíîì, óêðåïëåííîé íà øòàòèâå íàä êþâåòîé, ÷åðåç ðåçèíîâóþ òðóáêó. Çàïîë-
íèâ ñèñòåìó, çàêðûâàþò êðàí, ïîñëå ÷åãî ïðè ðåçêîì ñäàâëèâàíèè ïàëüöàìè
ðåçèíîâîé òðóáêè èç îòâåðñòèÿ íà êîíöå èçîãíóòîé òðóáêè âûõîäÿò öâåòíûå
êîëüöåâûå âèõðè, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â âîäå (ðèñ. 3.8.4á). Îïûò äåìîíñòðèðó-




              Ðèñ.3.8.4à.                              Ðèñ.3.8.4á.

åòñÿ â ïðîåêöèè íà áîëüøîì ýêðàíå ïðè ïîìîùè âèäåîêàìåðû. Èçãèá òðóáêè
ñëåäóåò íàïðàâèòü òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû âèõðè ïðîåöèðîâàëèñü íà ýêðàí â
ôîðìå ýëëèïñîâ. Ìîæíî ïîêàçàòü, êàê è â ñëó÷àå äûìîâûõ êîëåö, ïðîõîæäå-
íèå îäíîãî êîëüöà ÷åðåç äðóãîå, à òàêæå ñòîëêíîâåíèå êîëåö ñî ñòåíêîé ñîñóäà
è èõ ðàçðóøåíèå.
        5) ïîëóêîëüöåâûå âèõðè ó ïîâåðõíîñòè æèäêîñòè (ïî Ãåëüìãîëüöó, “âåñëî”).
        Ïðè ãðåáëå âåñëàìè íà ïî-
âåðõíîñòè âîäû ïîñëå ãðåáêà ÷àñòî
áûâàþò âèäíû âîðîíêîîáðàçíûå óã-
ëóáëåíèÿ, äâèæóùèåñÿ ïî âîäå è ñî-
õðàíÿþùèåñÿ â òå÷åíèå íåêîòîðîãî
âðåìåíè. Âðàùåíèå ÷àñòèö âîäû â
ýòèõ óãëóáëåíèÿõ ïðîèñõîäèò â ïðî-
òèâîïîëîæíûå ñòîðîíû. Óãëóáëåíèÿ
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé îêîí÷àíèÿ ïî-
ëóêîëüöåâûõ âèõðåé, îáðàçóþùèõñÿ
îêîëî ïîâåðõíîñòè âîäû ïðè ãðåáëå
èç-çà áîëüøèõ ãðàäèåíòîâ ñêîðîñòè
âáëèçè êðàåâ âåñåë. Ïðîäåìîíñòðè-
ðîâàòü ýòî ÿâëåíèå ìîæíî ïðè ïî-
ìîùè ïëîñêîé ïðîçðà÷íîé êþâåòû
ñ âîäîé, óñòàíîâëåííîé íà êîäîñêî-                   Ðèñ.3.8.5à.