Задача от лауреата Нобелевки по физике
Однажды я проводил эксперимент в циклотронной лаборатории в Принстоне и получил поразительные результаты. В одной книжке по гидродинамике была задача, обсуждавшаяся тогда всеми студентами-физиками. Задача такая. Имеется S-образный разбрызгиватель для лужаек - S-образная труба на оси; вода бьет струей под прямым углом к оси и заставляет трубу вращаться в определенном направлении. Каждый знает, куда она вертится - трубка убегает от уходящей воды. Вопрос стоит так: пусть у вас есть озеро или плавательный бассейн - большой запас воды, вы помещаете разбрызгиватель целиком под воду и начинаете всасывать воду вместо того, чтобы разбрызгивать ее струей. В каком направлении будет поворачиваться трубка?
|
Тебя затаскивает в трубу а там поток поворачивает. Ты точно оттолкнешся "боком" от трубы толкнешься ногами в торец трубы и поплывешь дальше. Удар в торец трубы сдержет ее ось, а толчек локтем в борт толкнет трубу против часовой стрелки
А разбрызгиватель будет крутиться в обратную сторону хотя бы по импульсу: m1*V1 трубы = m2*V2 жидкости. При смене направления V2 должно измениться направление 1. Хотя m2=Ro*V2, это не вектор (пока) и m2*V2**2 сохранит направление V2.
Труба должна крутиться только от взаимодействия со средой - водой. Остальное - личные трудности негнущейся трубы ))
Взаимодействия два: текущая вода тянет трубку давлением, стоячая тормозит до стационара. Скажем разряжение в трубе 0,5 кг/м2, сечение 1 см2. На сопле будет сила 0,5 кГ в сторону от трубы. Хоть импульсом, хоть силой - результат один: втягивание закрутит в обратную разбрызгу. По СМ - по часовой. Других мнений вроде и не было.
Было бы течение в пруду, S-трубку еще вращало бы против часовой от нарисованной буквы. Результат - какая сила перевесит.
"После некоторого размышления я, наконец, принял решение, каким должен
быть ответ, и, чтобы продемонстрировать его, задумал поставить опыт.
В Принстоиской циклотронной лаборатории была большая оплетенная бутыль - чудовищный сосуд с водой. Я решил, что это просто замечательно для эксперимента. Я достал кусок медной трубки и согнул его в виде буквы S.
Затем в центре просверлил дырку, вклеил отрезок резинового шланга и вывел его через дыру в пробке, которую я вставил в горлышко бутылки. В пробке было еще одно отверстие, в которое я вставил другой кусок резинового шланга и подсоединил его к запасам сжатого воздуха лаборатории. Закачав воздух в бутыль, я мог заставить воду втекать в медную трубу точно так же, как если бы я ее всасывал, S-образная трубка, конечно, не стала бы вертеться
постоянно, но она повернулась бы на определенный угол (из-за гибкости
резинового шланга), и я собирался измерить скорость потока воды, измеряя,
насколько высоко поднимется струя от горлышка бутылки.
Я все установил на свои места, включил сжатый воздух, и тут раздалось: "пап!" Давление воздуха выбило пробку из бутылки. Тогда я прочно привязал ее проводом, чтобы она не выпрыгнула. Теперь эксперимент пошел отлично. Вода выливалась, и шланг перекрутился, поэтому я чуть подбавил давление, потому
что при большой скорости струи измерять можно было более точно. Я весьма тщательно измерил угол, затем расстояние и снова увеличил давление, и вдруг вся штука прямо-таки взорвалась. Кусочки стекла и брызги разлетелись по всей лаборатории. Один из спорщиков, пришедший понаблюдать за опытом, весь мокрый, вынужден был уйти домой и переменить одежду (просто чудо, что он не порезался стеклом). Все снимки, которые с большим трудом были получены на циклотроне в камере Вильсона, промокли, а я по какой-то причине был достаточно далеко или же в таком положении, что почти не промок. "
Говорят что в американском варианте книги, далее написано: "Меня все это расстроило и хотя я теперь точно знаю результат, я вам его не скажу!"
Страницы: 1 2 3 4