Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🌡 Сосуд Мариотта (сифон Мариотта) — устройство, позволяющее добиться равномерного вытекания струи жидкости за счёт постоянного давления. Было изобретено французским физиком XVII века Эдмом Мариоттом (1620 - 1684).
Сифон Мариотта представляет собой герметично закрытый сосуд, в крышку которого вставлена открытая с обоих концов трубка, одним концом погруженная в жидкость, а другим — сообщающаяся с атмосферой.
Первоначально, когда все клапаны и сообщающееся с атмосферой отверстие в трубке закрыты, уровень жидкости в трубке совпадает с уровнем жидкости в сосуде. Если наполнить сосуд жидкостью не полностью, над её поверхностью будет некоторое количество воздуха, и давление P в нижней части трубки вычисляется по формуле:
P =ρgh0 + p0 , где:
ρ — плотность жидкости;
g — ускорение свободного падения;
h0 — расстояние между поверхностью жидкости и нижней частью трубки;
p0 — давление в пространстве над водой (атмосферное давление).
Если открыть клапан 3, то трубку, вытеснив жидкость в ней, заполнит воздух, а давление над поверхностью станет равным p0 - ρgh0 . На уровне конца трубки установится атмосферное давление . Жидкость из отверстия начнёт вытекать только под давлением столба жидкости между клапанами 2 и 3 (на рис.), которое останется постоянным всё время, пока конец трубки остаётся погруженным в жидкость. Через трубку в верхнюю часть сосуда будет поступать воздух.
Скорость истечения жидкости можно определить, воспользовавшись формулой Торричелли:
v = √2gh, где h — расстояние между нижним концом трубки и клапаном (или между клапанами 2 и 3 на рис.).
Соответственно, если открыть клапан 2, находящийся на уровне нижнего конца трубки, жидкость из отверстия вытекать не будет. При откупоривании отверстия 1 давление на его уровне будет ниже атмосферного, уровень которого — это уровень конца трубки. Поэтому через отверстие в сосуд будет поступать воздух, а жидкость вытекать не будет.
Основное свойство сосуда Мариотта состоит в том, что он позволяет регулировать скорость потока жидкости. Это используется в системах непрерывной подачи чернил (СНПЧ), при дозировке жидкостей в лабораторных условиях.
#механика #физика #physics #гидродинамика #гидростатика #опыты #эксперименты #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Сифон Мариотта представляет собой герметично закрытый сосуд, в крышку которого вставлена открытая с обоих концов трубка, одним концом погруженная в жидкость, а другим — сообщающаяся с атмосферой.
Первоначально, когда все клапаны и сообщающееся с атмосферой отверстие в трубке закрыты, уровень жидкости в трубке совпадает с уровнем жидкости в сосуде. Если наполнить сосуд жидкостью не полностью, над её поверхностью будет некоторое количество воздуха, и давление P в нижней части трубки вычисляется по формуле:
P =ρgh0 + p0 , где:
ρ — плотность жидкости;
g — ускорение свободного падения;
h0 — расстояние между поверхностью жидкости и нижней частью трубки;
p0 — давление в пространстве над водой (атмосферное давление).
Если открыть клапан 3, то трубку, вытеснив жидкость в ней, заполнит воздух, а давление над поверхностью станет равным p0 - ρgh0 . На уровне конца трубки установится атмосферное давление . Жидкость из отверстия начнёт вытекать только под давлением столба жидкости между клапанами 2 и 3 (на рис.), которое останется постоянным всё время, пока конец трубки остаётся погруженным в жидкость. Через трубку в верхнюю часть сосуда будет поступать воздух.
Скорость истечения жидкости можно определить, воспользовавшись формулой Торричелли:
v = √2gh, где h — расстояние между нижним концом трубки и клапаном (или между клапанами 2 и 3 на рис.).
Соответственно, если открыть клапан 2, находящийся на уровне нижнего конца трубки, жидкость из отверстия вытекать не будет. При откупоривании отверстия 1 давление на его уровне будет ниже атмосферного, уровень которого — это уровень конца трубки. Поэтому через отверстие в сосуд будет поступать воздух, а жидкость вытекать не будет.
Основное свойство сосуда Мариотта состоит в том, что он позволяет регулировать скорость потока жидкости. Это используется в системах непрерывной подачи чернил (СНПЧ), при дозировке жидкостей в лабораторных условиях.
#механика #физика #physics #гидродинамика #гидростатика #опыты #эксперименты #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍113🔥28❤6🤷♂3❤🔥2😱2🤯1🌚1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🌡 U-образный манометр и Манометр Бурдона
U-образный манометр — устройство для измерения давления, которое состоит из прозрачной трубки, выполненной в форме латинской буквы «U». В зависимости от того, измерение какого вида давления производится трубки U-образного манометра могут быть открыты, тогда жидкость будет подвержена атмосферному давлению. Так же трубки могут быть закрыты и подсоединены к источнику давления. Перепад давления определяется разницей в уровне между двумя столбиками жидкости и рассчитывается как ρ∙g∙Δh.
Манометр с трубкой Бурдона, изобретенный около 1850 года, по-прежнему является одним из наиболее широко используемых приборов для измерения давления жидкостей и газов всех видов, включая пар, воду и воздух, вплоть до давления 100 000 фунтов на квадратный дюйм (70 000 ньютонов на квадратный сантиметр). Устройство состоит из сплюснутой круглой трубки, свернутой в виде дуги окружности. Один конец припаян к центральному блоку и открыт для подачи жидкости, давление которой необходимо измерить; другой конец герметичен и соединен со шпинделем указателя. Когда давление внутри трубки превышает давление снаружи, трубка стремится выпрямиться, в результате чего стрелка поворачивается. Давление измеряется по круговой шкале.
#манометр #термодинамика #механика #гидростатика #давление #опыты #эксперименты #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
U-образный манометр — устройство для измерения давления, которое состоит из прозрачной трубки, выполненной в форме латинской буквы «U». В зависимости от того, измерение какого вида давления производится трубки U-образного манометра могут быть открыты, тогда жидкость будет подвержена атмосферному давлению. Так же трубки могут быть закрыты и подсоединены к источнику давления. Перепад давления определяется разницей в уровне между двумя столбиками жидкости и рассчитывается как ρ∙g∙Δh.
Манометр с трубкой Бурдона, изобретенный около 1850 года, по-прежнему является одним из наиболее широко используемых приборов для измерения давления жидкостей и газов всех видов, включая пар, воду и воздух, вплоть до давления 100 000 фунтов на квадратный дюйм (70 000 ньютонов на квадратный сантиметр). Устройство состоит из сплюснутой круглой трубки, свернутой в виде дуги окружности. Один конец припаян к центральному блоку и открыт для подачи жидкости, давление которой необходимо измерить; другой конец герметичен и соединен со шпинделем указателя. Когда давление внутри трубки превышает давление снаружи, трубка стремится выпрямиться, в результате чего стрелка поворачивается. Давление измеряется по круговой шкале.
#манометр #термодинамика #механика #гидростатика #давление #опыты #эксперименты #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍46🔥10❤4🆒2😱1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
💨 Ламинарное течение (лат. lāmina — «пластинка») — течение, при котором жидкость или газ перемещаются слоями без перемешивания и пульсаций (то есть без беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).
Только в ламинарном режиме возможно получение точных решений уравнения движения жидкости (уравнений Навье — Стокса), например, — течение Пуазёйля.
Ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса, после которого оно переходит в турбулентное. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения (течение в круглой трубе, обтекание шара и т. п.). Например, для течения в круглой трубе
В некоторых случаях для получения порогового числа Рейнольдса достаточно провести линейный анализ устойчивости — теоретический анализ устойчивости под воздействием бесконечно малых возмущений. Так, например, получены пороги для течения между параллельными плоскостями и течение Куэтта — Тейлора между вращающимися цилиндрами. Однако в некоторых случаях линейного анализа недостаточно: для течения в круглой трубе он приводит к абсолютной устойчивости, что опровергается экспериментами.
#физика #physics #опыты #эксперименты #гидродинамика #гидростатика #механика #видеоуроки
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Только в ламинарном режиме возможно получение точных решений уравнения движения жидкости (уравнений Навье — Стокса), например, — течение Пуазёйля.
Ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса, после которого оно переходит в турбулентное. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения (течение в круглой трубе, обтекание шара и т. п.). Например, для течения в круглой трубе
Re_kr ~ 2300. В некоторых случаях для получения порогового числа Рейнольдса достаточно провести линейный анализ устойчивости — теоретический анализ устойчивости под воздействием бесконечно малых возмущений. Так, например, получены пороги для течения между параллельными плоскостями и течение Куэтта — Тейлора между вращающимися цилиндрами. Однако в некоторых случаях линейного анализа недостаточно: для течения в круглой трубе он приводит к абсолютной устойчивости, что опровергается экспериментами.
#физика #physics #опыты #эксперименты #гидродинамика #гидростатика #механика #видеоуроки
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍77🔥16❤🔥8❤6🤔1😱1🤝1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
💦 Фонтан Герона — гидро-пневматический прибор, придуманный в I веке н. э. древнегреческим учёным Героном Александрийским. Конструкция обеспечивает длительное фонтанирование струи воды на значительную высоту без внешнего воздействия и какого-либо двигателя. Различные версии фонтана Герона сегодня используют на уроках физики для демонстрации принципов гидравлики и пневматики.
Прибор состоит из трёх сосудов, сообщающихся между собой трубками. Для максимальной зрелищности их обычно размещают вертикально один над другим: два нижних с нерастяжимыми стенками закрыты и герметизированы (подойдут пластиковые и стеклянные бутылки, но не подойдут резиновые ёмкости), а верхний имеет форму открытой чаши фонтана. Перед демонстрацией опыта средний сосуд практически полностью заполняют водой, в нижнем сосуде находится воздух (наличие воды в нём не обязательно, но обычно там есть небольшое количество).
Для запуска фонтана надо не очень большое количество воды налить в верхнюю чашу. Вода из неё по трубке, проходящей транзитом через средний резервуар спускается почти до дна нижнего сосуда. Из-за подъёма уровня воды повышается давление воздуха в нижней ёмкости, которое передаётся в средний сосуд по другой трубке, идущей от верхней части нижнего сосуда к верхней части среднего сосуда. Повышение воздушного давления в среднем сосуде выдавливает из него воду по трубке, проведённой от дна среднего сосуда в верхнюю чашу, где из конца этой трубки, возвышающейся над поверхностью воды, и бьёт фонтан.
В идеальных условиях высота фонтана над поверхностью воды в верхней чаше равна расстоянию между поверхностью воды в среднем и нижнем сосудах. Но сопротивление при движении жидкости по трубам несколько уменьшают реальную высоту фонтана.
Постепенно вода из среднего сосуда через фонтан и верхнюю чашу наполняет нижний сосуд. Расстояние между уровнями уменьшается, из-за чего высота фонтана понижается. Работа фонтана прекращается после снижения уровня воды в средней ёмкости ниже среза трубки, подающей воду в фонтан. Для «пререзарядки» фонтана его нужно перевернуть и дождаться, пока вода из нижней ёмкости (которая после переворота станет верхней) перетечёт в средний резервуар.
Впервые наблюдая фонтан Герона кажется, что это вечный двигатель. Но после исчерпания воды в ёмкости В он останавливается. Однако, если ёмкости В и С значительного объёма, а скорость потока воды невелика (зависит от диаметра сопла на конце трубки P3), то фонтан может работать в течение значительного времени. Для достижения максимального зрелищного эффекта с высокой струёй фонтана средняя ёмкость должна быть сразу под чашей, а нижняя размещаться от них на максимальном удалении вниз.
#физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Прибор состоит из трёх сосудов, сообщающихся между собой трубками. Для максимальной зрелищности их обычно размещают вертикально один над другим: два нижних с нерастяжимыми стенками закрыты и герметизированы (подойдут пластиковые и стеклянные бутылки, но не подойдут резиновые ёмкости), а верхний имеет форму открытой чаши фонтана. Перед демонстрацией опыта средний сосуд практически полностью заполняют водой, в нижнем сосуде находится воздух (наличие воды в нём не обязательно, но обычно там есть небольшое количество).
Для запуска фонтана надо не очень большое количество воды налить в верхнюю чашу. Вода из неё по трубке, проходящей транзитом через средний резервуар спускается почти до дна нижнего сосуда. Из-за подъёма уровня воды повышается давление воздуха в нижней ёмкости, которое передаётся в средний сосуд по другой трубке, идущей от верхней части нижнего сосуда к верхней части среднего сосуда. Повышение воздушного давления в среднем сосуде выдавливает из него воду по трубке, проведённой от дна среднего сосуда в верхнюю чашу, где из конца этой трубки, возвышающейся над поверхностью воды, и бьёт фонтан.
В идеальных условиях высота фонтана над поверхностью воды в верхней чаше равна расстоянию между поверхностью воды в среднем и нижнем сосудах. Но сопротивление при движении жидкости по трубам несколько уменьшают реальную высоту фонтана.
Постепенно вода из среднего сосуда через фонтан и верхнюю чашу наполняет нижний сосуд. Расстояние между уровнями уменьшается, из-за чего высота фонтана понижается. Работа фонтана прекращается после снижения уровня воды в средней ёмкости ниже среза трубки, подающей воду в фонтан. Для «пререзарядки» фонтана его нужно перевернуть и дождаться, пока вода из нижней ёмкости (которая после переворота станет верхней) перетечёт в средний резервуар.
Впервые наблюдая фонтан Герона кажется, что это вечный двигатель. Но после исчерпания воды в ёмкости В он останавливается. Однако, если ёмкости В и С значительного объёма, а скорость потока воды невелика (зависит от диаметра сопла на конце трубки P3), то фонтан может работать в течение значительного времени. Для достижения максимального зрелищного эффекта с высокой струёй фонтана средняя ёмкость должна быть сразу под чашей, а нижняя размещаться от них на максимальном удалении вниз.
#физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍118🔥21✍6❤🔥6🤯2❤1🤩1👻1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🧪 Закон сообщающихся сосудов — один из законов гидростатики, гласящий, что в сообщающихся сосудах уровни однородных жидкостей, считая от наиболее близкой к поверхности земли точки, равны. Это происходит потому что напряжённость гравитационного поля и давление в каждом сосуде постоянны (гидростатическое давление). Это было обнаружено Симоном Стевином.
Рассмотрим два сообщающихся сосуда, в которых находится жидкость плотностью ρ. Давление жидкости в I сосуде расписывается по формуле p₁ = ρgh₁, где h₁ — высота столба в I сосуде. Давление жидкости во II сосуде p₂ расписывается аналогично как p₂ = ρgh₂ , где h₂ — высота столба во II сосуде. Так как система открытая, то давления равны, и
Аналогично предыдущему утверждению, справедливому только для однородных жидкостей, можно доказать и следующее утверждение: отношение уровней жидкостей обратно пропорционально отношению их плотностей. В XVII веке Блез Паскаль доказал, что давление, оказываемое на молекулу жидкости, передается в полном объеме и с одинаковой интенсивностью во всех направлениях.
Со времен Древнего Рима концепция сообщающихся сосудов использовалась для внутренней сантехники через водоносные слои и свинцовые трубы. Вода достигнет одинакового уровня во всех частях системы, которые действуют как сообщающиеся сосуды, независимо от того, какая самая низкая точка труб – хотя на практике самая низкая точка системы зависит от способности сантехники выдерживать давление жидкости.
В городах часто используются водонапорные башни , благодаря которым городская водопроводная система выполняет функцию сообщающихся сосудов, распределяя воду на верхние этажи зданий с достаточным давлением. Гидравлические прессы , использующие системы сообщающихся сосудов, широко используются в различных промышленных процессах. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Рассмотрим два сообщающихся сосуда, в которых находится жидкость плотностью ρ. Давление жидкости в I сосуде расписывается по формуле p₁ = ρgh₁, где h₁ — высота столба в I сосуде. Давление жидкости во II сосуде p₂ расписывается аналогично как p₂ = ρgh₂ , где h₂ — высота столба во II сосуде. Так как система открытая, то давления равны, и
p₁ = p₂ ⇒ ρgh₁ = ρgh₂ ⇒ h₁ = h₂.Аналогично предыдущему утверждению, справедливому только для однородных жидкостей, можно доказать и следующее утверждение: отношение уровней жидкостей обратно пропорционально отношению их плотностей. В XVII веке Блез Паскаль доказал, что давление, оказываемое на молекулу жидкости, передается в полном объеме и с одинаковой интенсивностью во всех направлениях.
Со времен Древнего Рима концепция сообщающихся сосудов использовалась для внутренней сантехники через водоносные слои и свинцовые трубы. Вода достигнет одинакового уровня во всех частях системы, которые действуют как сообщающиеся сосуды, независимо от того, какая самая низкая точка труб – хотя на практике самая низкая точка системы зависит от способности сантехники выдерживать давление жидкости.
В городах часто используются водонапорные башни , благодаря которым городская водопроводная система выполняет функцию сообщающихся сосудов, распределяя воду на верхние этажи зданий с достаточным давлением. Гидравлические прессы , использующие системы сообщающихся сосудов, широко используются в различных промышленных процессах. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍80🔥20❤7❤🔥5🆒1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
⏳ Задача: Почему опрокинулась кювета? Кювета с водой стоит на бруске. На воде плавает коробочка с гирей. Кювета находится в равновесии. Если вынуть гирю из коробочки и поставить на дно кюветы под тем местом, где плавала коробочка, то равновесие нарушится, хотя вес левой части кюветы как будто бы не изменился. Объясните ошибку рассуждений.
📝 Решение: Коробка с гирей весит столько же, сколько и вытесненная ею вода. Поэтому перемещение коробки с гирей не нарушает равновесие кюветы. Если же в левой части кюветы вынуть гирю и поставить на дно кюветы, то коробочка всплывает, освободившаяся полость заполняется водой, левая часть становится тяжелее и равновесие нарушается.
Альтернативное рассуждение: Когда гиря плавает в коробке, то коробка вытесняет объем воды, который весит как гиря + коробка. Эта вода равномерно распределяется в поле силы тяжести. Мы можем считать, что в нашем крупном тазу (кювете) только равномерно распределенная вода, масса которой равна = масса реальной воды + масса воды, равная лодке и коробке. Когда мы вытаскиваем гирю, то вода уравнивает только плавающую коробку. А вот сама гиря уже вытесняет своим объемом количество воды, которое в этом вытесненном объеме весит меньше чем гиря. И не смотря на то, что вода распределяется равномерно, гиря всё равно является локальной областью повышенной плотности, поэтому силы перестают быть скомпенсированными и кювета опрокидывается.
#механика #динамика #физика #кинематика #гидростатика #наука #science #physics #гидродинамика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍104🔥26❤11🤓5👻4
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Так как сила Архимеда обусловлена силой тяжести, то в невесомости она не действует.
В соответствии с законом Архимеда для выталкивающей силы выполняется: Fₐ = ρₑₙ·g·V
Выталкивающая или подъёмная сила по направлению противоположна силе тяжести, прикладывается к центру тяжести объёма, вытесняемого телом из жидкости или газа.
Если тело плавает (см. плавание тел) или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая или подъёмная сила по модулю равна силе тяжести, действующей на вытесненный телом объём жидкости или газа.
На самом деле, Архимед проводил не совсем тот опыт, который везде рассказывают. Был другой эксперимент, подробнее в заметке ниже:
💧 Найти объем: простая геометрическая задача, в которой ошибается 50% людей
#гидростатика #опыты #физика #механика #physics #science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍65❤26🔥8🌚3❤🔥1⚡1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
⏳ Задача: Почему опрокинулась кювета? Кювета с водой стоит на бруске. На воде плавает коробочка с гирей. Кювета находится в равновесии. Если вынуть гирю из коробочки и поставить на дно кюветы под тем местом, где плавала коробочка, то равновесие нарушится, хотя вес левой части кюветы как будто бы не изменился. Объясните ошибку рассуждений.
📝 Решение: Коробка с гирей весит столько же, сколько и вытесненная ею вода. Поэтому перемещение коробки с гирей не нарушает равновесие кюветы. Если же в левой части кюветы вынуть гирю и поставить на дно кюветы, то коробочка всплывает, освободившаяся полость заполняется водой, левая часть становится тяжелее и равновесие нарушается.
Альтернативное рассуждение: Когда гиря плавает в коробке, то коробка вытесняет объем воды, который весит как гиря + коробка. Эта вода равномерно распределяется в поле силы тяжести. Мы можем считать, что в нашем крупном тазу (кювете) только равномерно распределенная вода, масса которой равна = масса реальной воды + масса воды, равная лодке и коробке. Когда мы вытаскиваем гирю, то вода уравнивает только плавающую коробку. А вот сама гиря уже вытесняет своим объемом количество воды, которое в этом вытесненном объеме весит меньше чем гиря. И не смотря на то, что вода распределяется равномерно, гиря всё равно является локальной областью повышенной плотности, поэтому силы перестают быть скомпенсированными и кювета опрокидывается.
#механика #динамика #физика #кинематика #гидростатика #наука #science #physics #гидродинамика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍76❤38🔥20🤯5🤔2🤝1🗿1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
#механика #динамика #физика #кинематика #гидростатика #наука #science #physics #гидродинамика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍82🔥24❤10❤🔥4👏3👻2
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🧪 Закон сообщающихся сосудов — один из законов гидростатики, гласящий, что в сообщающихся сосудах уровни однородных жидкостей, считая от наиболее близкой к поверхности земли точки, равны. Это происходит потому что напряжённость гравитационного поля и давление в каждом сосуде постоянны (гидростатическое давление). Это было обнаружено Симоном Стевином.
Рассмотрим два сообщающихся сосуда, в которых находится жидкость плотностью ρ. Давление жидкости в I сосуде расписывается по формуле p₁ = ρgh₁, где h₁ — высота столба в I сосуде. Давление жидкости во II сосуде p₂ расписывается аналогично как p₂ = ρgh₂ , где h₂ — высота столба во II сосуде. Так как система открытая, то давления равны, и
Аналогично предыдущему утверждению, справедливому только для однородных жидкостей, можно доказать и следующее утверждение: отношение уровней жидкостей обратно пропорционально отношению их плотностей. В XVII веке Блез Паскаль доказал, что давление, оказываемое на молекулу жидкости, передается в полном объеме и с одинаковой интенсивностью во всех направлениях.
Со времен Древнего Рима концепция сообщающихся сосудов использовалась для внутренней сантехники через водоносные слои и свинцовые трубы. Вода достигнет одинакового уровня во всех частях системы, которые действуют как сообщающиеся сосуды, независимо от того, какая самая низкая точка труб – хотя на практике самая низкая точка системы зависит от способности сантехники выдерживать давление жидкости.
В городах часто используются водонапорные башни , благодаря которым городская водопроводная система выполняет функцию сообщающихся сосудов, распределяя воду на верхние этажи зданий с достаточным давлением. Гидравлические прессы , использующие системы сообщающихся сосудов, широко используются в различных промышленных процессах. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Рассмотрим два сообщающихся сосуда, в которых находится жидкость плотностью ρ. Давление жидкости в I сосуде расписывается по формуле p₁ = ρgh₁, где h₁ — высота столба в I сосуде. Давление жидкости во II сосуде p₂ расписывается аналогично как p₂ = ρgh₂ , где h₂ — высота столба во II сосуде. Так как система открытая, то давления равны, и
p₁ = p₂ ⇒ ρgh₁ = ρgh₂ ⇒ h₁ = h₂.Аналогично предыдущему утверждению, справедливому только для однородных жидкостей, можно доказать и следующее утверждение: отношение уровней жидкостей обратно пропорционально отношению их плотностей. В XVII веке Блез Паскаль доказал, что давление, оказываемое на молекулу жидкости, передается в полном объеме и с одинаковой интенсивностью во всех направлениях.
Со времен Древнего Рима концепция сообщающихся сосудов использовалась для внутренней сантехники через водоносные слои и свинцовые трубы. Вода достигнет одинакового уровня во всех частях системы, которые действуют как сообщающиеся сосуды, независимо от того, какая самая низкая точка труб – хотя на практике самая низкая точка системы зависит от способности сантехники выдерживать давление жидкости.
В городах часто используются водонапорные башни , благодаря которым городская водопроводная система выполняет функцию сообщающихся сосудов, распределяя воду на верхние этажи зданий с достаточным давлением. Гидравлические прессы , использующие системы сообщающихся сосудов, широко используются в различных промышленных процессах. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍52🔥17❤5😱5🤓1👻1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Водяной насос со спиральной трубой является методом откачки воды с подливным водоподъемным колесом, которое имеет лопатку, соединенную со спиральной трубой. По мере поворота колеса, лопатка обеспечивает спиральную трубу либо водой, либо воздухом. Давление от гидростатического напора, вырабатываемого водяным столбом, обеспеченного лопаткой, добавляется к давлению от предыдущих лопаток, и, таким образом, при повороте колеса увеличивается давление воды с каждым поворотом спирали. Основная характеристика спирального водяного насоса состоит в том, что он может откачивать воду без необходимости в электричестве или топливе. Он работает на энергии расхода воды. После сооружения, спиральный водяной насос способен выталкивать воду на высоту до 30 метров (горизонтальный толчок) и на расстояние до 70 метров (вертикальный толчок). Толчок воды (насколько вода будет вытолкнута горизонтально или вертикально) зависит от размера колеса Спирального Водяного Насоса, и сколько труб уложено вокруг колеса.
Спиральный водяной насос: Когда колесо вращается при помощи гидроэнергии, «заглатывание» обеспечивает поступление воды или воздуха в трубу при каждом
вращении. Сочетание воды и воздуха в трубе создает увеличенное давление при каждом вращении колеса. Данное созданное давление позволяет воде выталкиваться на определенную высоту.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍88❤25🔥20🤔3🤯3😱3👏2🤷♂1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Попробуйте подумать самостоятельно и написать свой ответ в комментариях. Обсуждаем задачу здесь... ✍🏻
#физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #гидродинамика #видеоуроки #гидростатика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍39❤12✍5🔥3🤯3🤔1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Водяной насос со спиральной трубой является методом откачки воды с подливным водоподъемным колесом, которое имеет лопатку, соединенную со спиральной трубой. По мере поворота колеса, лопатка обеспечивает спиральную трубу либо водой, либо воздухом. Давление от гидростатического напора, вырабатываемого водяным столбом, обеспеченного лопаткой, добавляется к давлению от предыдущих лопаток, и, таким образом, при повороте колеса увеличивается давление воды с каждым поворотом спирали. Основная характеристика спирального водяного насоса состоит в том, что он может откачивать воду без необходимости в электричестве или топливе. Он работает на энергии расхода воды. После сооружения, спиральный водяной насос способен выталкивать воду на высоту до 30 метров (горизонтальный толчок) и на расстояние до 70 метров (вертикальный толчок). Толчок воды (насколько вода будет вытолкнута горизонтально или вертикально) зависит от размера колеса Спирального Водяного Насоса, и сколько труб уложено вокруг колеса.
Спиральный водяной насос: Когда колесо вращается при помощи гидроэнергии, «заглатывание» обеспечивает поступление воды или воздуха в трубу при каждом
вращении. Сочетание воды и воздуха в трубе создает увеличенное давление при каждом вращении колеса. Данное созданное давление позволяет воде выталкиваться на определенную высоту.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍52❤20🔥14🙈2🤯1😱1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Перед вами эксперимент, который позволяет слить воду через более высокую границу, если выполнить некоторые условия — создать сифон (в данном случае объемный)
Сифон — это изогнутая трубка, используемая для переливания жидкости из одного сосуда в другой, когда эти сосуды находятся на разных уровнях. Ключевая особенность в том, что жидкость самостоятельно поднимается по колену трубки, а затем сливается вниз, в сосуд с более низким уровнем.
Представьте себе цепь, перекинутую через блок. Если с одной стороны блока свисает более длинный и тяжелый кусок цепи, он потянет за собой всю цепь, включая тот участок, который приходится подниматься вверх по другой стороне. С жидкостью в сифоне происходит нечто очень похожее. Здесь работают два ключевых физических закона:
➖ Атмосферное давление.
➖ Закон сообщающихся сосудов (и гравитация).
1. Предварительное заполнение. Сначала сифонную трубку нужно заполнить жидкостью (например, втянуть воздух ртом или с помощью насоса). Это важно, чтобы внутри не было воздуха, который бы "разорвал" столб жидкости. На видео это делается вращательными движениями — жидкость поднимается выше с помощью силы инерции при вращении.
2. Давление в точках A и B. Представим, что у нас есть два колена трубки:
➖ Короткое колено опущено в верхний сосуд (точка A).
➖Длинное колено опущено в нижний сосуд (точка B).
На поверхность жидкости в обоих сосудах давит атмосферное давление (обозначим его Pₐтм). Оно примерно одинаково для обоих сосудов.
3. "Проталкивающая" сила. Жидкость — это цепь связанных молекул. Рассмотрим давление в самой высокой точке изгиба трубки (точка C).
➖ Со стороны длинного колена (C→B) на точку C давит столб жидкости высотой h₂. Это давление P₂ = ρ * g * h₂ (где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения). Оно направлено ВНИЗ, к точке B.
➖ Со стороны короткого колена (C→A) на точку C давит столб жидкости высотой h₁. Это давление P₁ = ρ * g * h₁. Оно также направлено ВНИЗ, к точке A.
4. Ключевой момент: разница давлений. Поскольку h₂ > h₁, то P₂ > P₁. То есть, давление, "тянущее" жидкость вниз по длинному колену, сильнее, чем давление, "тянущее" ее вниз по короткому колену.
5. Результат. Эта разница давлений (P₂ - P₁) создает силу, которая проталкивает жидкость через самую высокую точку C и заставляет ее течь в сторону длинного колена, то есть в нижний сосуд. Атмосферное давление в верхнем сосуде постоянно подталкивает новую жидкость в короткое колено, чтобы компенсировать уходящую.
Схема: (Верхний сосуд) Уровень A —> (Точка C, самая высокая) —> (Нижний сосуд) Уровень B
▪️ Высота подъема (h₁) ограничена. Жидкость может подняться только до того уровня, где давление в самой высокой точке (C) не станет равно нулю (точнее, давлению насыщенных паров жидкости). На практике это означает, что h₁ не может превышать ~10 метров для воды при нормальном атмосферном давлении, так как столб воды высотой 10 метров создает давление, равное атмосферному. Если h₁ будет больше, столб жидкости разорвется.
▪️ Работает только с атмосферным давлением. В вакууме сифон работать не будет.
▪️ Уровень в верхнем сосуде должен быть выше уровня в нижнем. Иначе перетекания не будет.
Эффект сифона — это движение жидкости по трубке из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с более низким уровнем, при котором жидкость на своем пути самостоятельно поднимается вверх выше уровня верхнего сосуда. #гидростатика #гидродинамика #физика #physics #опыты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
3🔥75👍31❤24🤯5❤🔥1🤩1😭1🙈1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Что такое гидродинамическое сопротивление? Это сила, которая противодействует движению тела в воде. Оно складывается из нескольких компонентов, но в нашем случае ключевую роль играют два:
▪️Сопротивление трения: Связано с вязкостью воды. Чем больше смоченная поверхность тела, тем выше сопротивление.
▪️Сопротивление формы (или давление): Связано с разницей давлений на носовой и кормовой частях тела. "Лобовые" элементы, создающие турбулентность и разрежение за собой, сильно увеличивают это сопротивление.
Неподвижный винт с жестко закрепленными лопастями — это идеальный генератор сопротивления формы. Представьте себе лопасть винта:
▪️Она имеет сложный аэродинамический профиль, оптимизированный для работы в режиме тяги (когда вращается и "ввинчивается" в воду).
▪️Когда судно движется, а винт неподвижен, поток воды набегает на лопасть под отрицательным углом атаки (фактически, с "обратной", нерабочей стороны).
▪️В таком режиме профиль лопасти работает крайне неэффективно: за лопастью образуется мощная зона турбулентности и кавитации (разрывов потока), что создает очень высокое сопротивление давления.
Аналогия: Попробуйте протащить по воде обычную ложку выпуклой стороной вперед. А потом — ребром. Разница в сопротивлении будет колоссальной. Неподвижный винт — это и есть несколько таких "ложек", создающих огромный тормозящий эффект. Для парусной яхты это означает потерю скорости до 0.5-1 узла, что очень много в условиях слабого ветра.
В сложенном положении лопасти поворачиваются вокруг своих осей и складываются вдоль линии потока воды, параллельно валу или в специальные выемки в ступице. Что это дает с точки зрения гидродинамики:
1. Резкое снижение сопротивления формы: Вместо объемных, необтекаемых лопастей, поток воды обтекает компактную, обтекаемую ступицу и сложенные лопасти. Зона турбулентности и разрежения за ними минимальна.
2. Уменьшение смоченной поверхности: Сложенные лопасти представляют собой гораздо меньшую площадь, что снижает сопротивление трения.
В результате, сложенный винт создает сопротивление, сравнимое с сопротивлением простого стержня (вала), что позволяет судну развивать значительно большую скорость под парусами или экономить топливо на буксире. Обычно складывание/раскладывание происходит автоматически под действием двух сил:
1. Центробежная сила: При запуске двигателя и раскрутке вала центробежная сила стремится "выбросить" лопасти наружу, преодолевая усилие специальных пружин или грузов.
2. Гидродинамическая сила: Когда лопасти начинают захватывать воду, давление на их рабочую поверхность окончательно переводит их в рабочее, развернутое положение.
♻️ Существует также вариант V-образного (ферингтоновского) винта, у которого лопасти не складываются, а разворачиваются ребром к потоку, что дает схожий эффект снижения сопротивления. А для самых требовательных к скорости яхт используются съемные винты, которые убираются в специальный колодец в корпусе, полностью устраняя сопротивление. #гидростатика #гидродинамика #физика #physics #опыты #техника
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
1👍74🔥30❤9✍4❤🔥3🤯2🌚2🤨2🙈2😱1🆒1