Nick (biglebowsky) wrote,
Nick
biglebowsky

Category:

Аэродинамика для гуманитариев

Я люблю поехидничать в своем журнале над идиотскими учебниками физики и идиотами-преподавателями, распространяющими разные нелепые заблуждения.
Однако, гуманитариям обычно непонятен смысл моих заметок, потому решил написать что-нибудь простенькое.

Справка.
Струя газа / жидкости, не ограниченная твердыми стенками, называется свободной струей. Если не рассматривать несколько экзотических случаев (нестационарная задачка, продольный вихрь, сверхзвук), то давление в свободной струе с высокой точностью совпадает с давлением окружающего газа / жидкости.

Ссылки
Свободная струя в типичной задачке http://www.mining-enc.ru/s/svobodnaya-struya/ и http://masters.donntu.org/2007/kita/matvienko/library/lib_5.htm
Экзотика - свободная струя при сверхзвуке http://www.heuristic.su/effects/catalog/tech/byId/description/869/index.html

------------------------------------
Примечание.
Следует отметить, что очень распространено безграмотное заблуждение: давление в свободной струе якобы всегда обязано быть низким.
-------------------------------------

Пусть есть баллон со сжатым воздухом, через небольшое отверстие в из баллона в окружающую атмосферу истекает свободная струя.



Давление внутри баллона P1.
Дырка, из которой истекает воздух, мала по сравнению с диаметром балона, так что можем с разумной точностью считать, что скорость воздуха внутри баллона равна нулю (v1=0).
Скорость истекающей струи v2
Давление в струе P2
Струя истекает в атмосферу (Pатм) , считаем, что "экзотики" в нашей задачке нет, так что давление в струе будет атмосферным (P2=Pатм)

Как этот текст будет выглядеть в идиотской лекции.

Для начала лектор расскажет о скорости истечения струи.
Нарисует картинку "истечение струи из баллона со сжатым воздухом".



Далее лектор напишет формулу Бернулли, автоматически приравняв P2 = Pатм . Лектору столь очевидно совпадение давления в свободной струе с атмосферным, что лектор даже не сделает каких-либо пояснений по данному поводу.
После чего лектор получит абсолютно правильный ответ и порассуждает о том, что, пока отверстие в баллоне сравнительно мало, скорость истечения никак не зависит от диаметра отверстия.
Эта часть лекции правильна, что вполне ожидаемо. Задачка о скорости истечения из отверстия входит в учебники физики несколько сотен лет, со времен Бернулли. Лектора среди ночи разбуди - и он безошибочно изложит правильный текст из учебника.

После этого лектор расскажет о других якобы следствиях теоремы Бернулли, например, о пульверизаторе.
Нарисует картинку "истечение струи из баллона со сжатым воздухом".



Потом лектор пояснит: "совершенно очевидно" (как вариант - "легко видеть"), что чем меньше диаметр отверстия, тем выше будет скорость истечения.
Далее лектор заявит, что, раз скорость истечения высока, то, якобы по теореме Бернулли, P2 << Pатм
Лектору настолько ясно и очевидно, что давление в свободной струе много ниже атмосферного, что лектор даже не попытается вспомнить, о чем говорил некоторое время назад.
Эта часть лекции ошибочна, что вполне ожидаемо. Заблуждение о пониженном давлении в свободной струе входит в некоторые учебники физики уже около сотни лет, со времен Перышкина и Перельмана. Лектора среди ночи разбуди - и он безошибочно изложит ошибочный текст из учебника.

Видео по теме.

https://www.youtube.com/watch?v=qiwK96vv62s
0:00 - 11:20 Лектор долго и нудно выводит скорость истечения (формула Торичелли) Давление в свободной струе лектор принимает за атмосферное.
29:40 Лектор рассказывает о пульверизаторе и якобы пониженном давлении в свободной струе.


Update
Заблуждениям следует учить с детства. В подмосковном Зеленограде открылся квазитехнический музей "Экспериментариум".
https://starina-chuk.livejournal.com/658755.html



По словам starina-chuk.livejournal.com , текст надписи на экспонате: "Шарик устойчиво парит, так как давление в струе меньше атмосферного, которое и прижимает шарик к струе, не давая ему упасть. Это явление основано на уравнении, открытом... Бернулли".
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 48 comments