Một kinh nghiệm mang tính hướng dẫn với một máy bay phản lực tích lũy

20

Trải nghiệm tuyệt vời với dòng tích lũy

Chúng ta đã nói về cách người ta có thể quan sát sự hình thành lớp vảy mỏng, chắc do sự tập trung năng lượng theo một hướng nhất định (xem bài viết của G. Pokrovsky “Cơ chế thủy động lực trong ống nghiệm rơi”, «Kvant», 1974, số 3). Hiệu ứng này được gọi là tích lũy (từ tiếng Latin situlo - thu thập), và sự hình thành vảy là tích lũy.

Bây giờ chúng tôi đang xuất bản một bài báo của V. Mayer, trong đó ông nói về một thí nghiệm khác với vảy tích lũy, đồng thời đề xuất một số bài toán thử nghiệm liên quan đến sự hình thành vảy trong ống nghiệm rơi xuống.

Trong một thí nghiệm đơn giản và tao nhã của Giáo sư G.I. Pokrovsky, vảy được hình thành khi một ống nghiệm rơi thẳng đứng (từ độ cao vài cm), chứa đầy nước, chạm vào bề mặt cứng của bàn. Khi nước làm ướt thủy tinh, bề mặt nước trong ống nghiệm tạo thành một mặt khum gợn sóng. Khi ống nghiệm chạm vào bàn và có nước ở trong đó, nó chuyển động chậm lại rõ rệt, xuất hiện những gia tốc rất lớn, chất lỏng trở nên như rất nặng và bề mặt của nó được san bằng. Các cạnh đi xuống và từ phần trung tâm, một lượng nước nhỏ được ném vào không khí dưới dạng một đài phun nước hẹp, ngắn hạn.

Chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện một thử nghiệm tương tự, có lẽ

21

nước dày khoảng 1 cm. Bề mặt của nước trong ống phải ngang bằng với bề mặt của nước trong cốc.

Đặt ống theo chiều dọc và cố định nó vào ống tiêu chuẩn. Sau đó dùng ngón tay ấn nhẹ vào màng cao su: ngay lập tức một dòng tia tích lũy sẽ xuất hiện bên trong ống, dâng cao đến tận màng!

Hình 1 và 2 hiển thị các bức ảnh chụp thí nghiệm thu được tại các thời điểm khác nhau đối với các tác động khác nhau, do đó chúng ghi lại các giai đoạn hình thành và thời gian khác nhau

Rushenya của các máy bay phản lực tích lũy khác nhau; trong hai bức ảnh đầu tiên bạn nhìn thấy chính tia nước, trong những bức ảnh còn lại bạn thấy sự tan rã của tia nước thành từng giọt riêng lẻ.

So sánh thí nghiệm này với thí nghiệm được mô tả bởi G.I. Pokrovsky, hãy thử giải thích kết quả của nó.

Thí nghiệm được đề xuất đặc biệt thú vị vì trong đó người ta có thể quan sát chính quá trình hình thành dòng phản lực tích lũy. Trong thí nghiệm với một ống nghiệm rơi xuống, điều này khó thực hiện hơn nhiều: mắt không có thời gian để phát hiện hiện tượng xảy ra tại thời điểm hình thành tia khi ống nghiệm chạm vào bàn. Tuy nhiên, chúng tôi khuyên bạn nên quay lại thí nghiệm với ống nghiệm rơi một lần nữa và sử dụng nguyên lý hình thành tia một cách chi tiết hơn. Để đạt được mục đích này, chúng tôi cung cấp cho bạn một số bài toán thử nghiệm.

1. Tìm hiểu xem hình dạng của đáy ống nghiệm có ảnh hưởng đến sự hình thành tia hay không. Có lẽ tia sẽ phát sinh do sự tập trung của sóng xung kích xuất hiện trong nước?

Hàn một ống cứng vào ống đồng có thành mỏng theo bất kỳ hình dạng nào bạn thích (ví dụ: phẳng hoặc lượn sóng). Các thí nghiệm được thực hiện với các ống nghiệm thu được sẽ cho thấy hình dạng của đáy không ảnh hưởng đến sự hình thành tia phản lực. Vì vậy, sự tập trung của sóng xung kích không thể giải thích được kết quả của thí nghiệm.

2. Chất lỏng có nhất thiết phải là thành ống nghiệm không?

Đặt một miếng parafin nhỏ vào trong ống nghiệm và làm tan chảy nó trên ngọn lửa nhiên liệu khô. Xoay ống nghiệm lấy ra khỏi ngọn lửa, phủ một lớp parafin mỏng từ bên trong và tiến hành thí nghiệm G.I. Pokrovsky. Trong trường hợp này, dòng phản lực tích lũy không được hình thành. Do đó, khả năng thấm ướt của thành ống nghiệm với chất lỏng là điều kiện thiết yếu của thí nghiệm.

3. Những thí nghiệm nào có thể được thực hiện để thu được một tia tích lũy trong một ống nghiệm quan sát được tương đối đứng yên?

Cơm. 2.