Квант
Лаборатория «Кванта»

Поучительный опыт с кумулятивной струёй

Майер В. В.

20

Поччительный опыт с кумулятивной стреей

Мы уже расссказывали о том, как можно наблюдать образование тонкой сільной струпи, вызванной концентрацией энергии в определенном направлении (см. статью Г. Покровского «Гидродинамический механизм в падающей пробирке», «Квант», 1974, № 3). Такой эффект называют кумулятивным (от латинского ситulo — собираю), а образование струпи — кумулятивной.

Тепер мы публикуем статью В. Майера, в которой расссказывает еще об одном опите с кумулятивной струпей, а также предлагается несколько экспериментальных задач, связанных с образование струпи в падающей пробирке.

В простом и изящном опите профессора Г. И. Покровского струпа образуется при ударе о твердую поверхность стола вертикально падающей пробирки (с высоты нескольких сантиметров), частную заполненной водой. Поскольку вода смачивает стекло, поверхность воды в пробирке образует волнутий мениск. При ударе о стол пробирка и нахождения в ней вода резко тормозится, возникают очень большиеускорения, жидкость становится как бы очень тяжелой и ее поверхность выравнивается. Края опускаются вниз, а из центральной части небольшие колическую воды выбрасывается в воздух в виде узкого кратковременного фонтачика.

Мы предлагаем вам поставить аналогичный эксперимент, быть может,

21

воды толщиной примерно 1 см. Поверхность воды в трубке должна находиться на одном уровне с поверхностью воды в стакане.

Расположите трубку вертикально и закрепите ее в штатные. Телерс слегка ударьте пальцем по резиновой пленке: немедленно внутри трубки возникнет кумулятивная струя, поднимающаяся до самого пленки!

На рисунках 1 и 2 приведены фотографии опыта, полученные в разных моменты времени для разных ударов, поэтому на них зафиксированы различные фазы образования и разы

Рушеня разных кумулятивных струй; на первых двух фотографиях вы видите собственно струю, на остальных — распадение струи на отдельные капли.

Сопоставив этот опыт с экспериментом, описанным Г. И. Покровским, попробyte объяснить его результат.

Предлагаемый опыт особенно интересен тем, что в нем можно наблюдать сам процесс образования кумулятивной струи. В опыте с падающей пробиркой сделать это гораздо сложнее: глаз не успевает фиксировать явления, произходящие в момент образования струи при ударре пробирки о стол. Тем не менее, мы советем вам еще раз вернуть к опыту с падающей пробиркой и подробнее использовать принцип образования струи. С этой целью предлагаем вам несколько экспериментальных задач.

  1. Выясните, влияет ли форма дна пробирки на образование струи. Можно быть, струя возникнет за счет фокусировки во нутым дом поевляющейся в воде ударной волны?

Припаяйте к тонкостенной медной трубке жесткое до любой интерсуошей вас формы (например, плоское или волнутое). Опыты, проделанные с получившими пробирками, показут, что форма дна на образование струи не влияет. Таким образом, фокусировкой ударной волны объяснить результат опыта нельзя.

  1. Обязательно лижидкость должна быть стенки пробирки?

Поместите внутренний пробирки небольшой кусочек парафина и расплавьте его на пламени сухого горючего. Вращая удаленную из пламени пробирку, покройте ее изнутри тонким слоем парафина и проведите опыт Г. И. Покровского. В этом случае кумулятивная струя не образуется. Следовательно, смачиваемость стенок пробирки жидкостья является существенным условием опыта.

  1. Какие опыты можно проведити, чтобы получить кумулятивную струю в неподвижной относительной наблюдается пробирке?

Рис. 2.