Коричневый предмет в сосуде

[Ygrek]

Хорошо, если Вам так понятней, эффект зависит от ИЗМЕНЕНИЯ скорости. А оно в свою очередь может быть связано с изменением сечения.

Я прекрасно догадываюсь, что Вы имели ввиду - что вода ударяется о "вертикальную" "стенку" в месте сужения трубы, притормаживается, что-то при этом теряет и поэтому "ПОТОМ" слабее давит, а то, что её (воды) скорость стала выше - это уже не причём, просто сопутствующее ничего не значащее обстоятельство. НО! А почему потом, после расширения трубы до прежнего сечения давление опять увеличивается до прежней величины?

 Можно воду разогнать с помощью насоса, центробежной силой (как кетчуп) или ещё как-то повысить её скорость в трубе, и давление упадёт. В этом суть эффекта! Независимые измерения барометром его фиксируют. И в том-то и дело, что никто (и ни я, и ни Вы (по крайней мере сейчас)) не понимает почему. Формула легко выводится (типа отражает закон сохранения энергии), а на пальцах никто объяснить не может и не понимает. Ну, по крайней мере я в рамках своего полуторачасового поиска не нашел. Я уверен, что есть умные люди, которые и этот контринтуитивный эффект хорошо понимают и могут объяснить, и даже гироскопический эффект. Просто я пока их не видел.

[StrannikPiter]

Да, этот закон не очень интуитивно-понятный, и я о нем не вспомнил. Хотя если подумать, давление - результат столкновения молекул, и если к некой зоне есть направленный приток молекул, то он будет повышать давление. А направленный отток будет соответственно давление понижать. В ровной трубе эти 2 эффекта компенсируются, но в местах изменения сечения компенсация будет не полной и будет перепад давления.

Где я тут говорил о каких-то стенках? Вам только показалось, что Вы прекрасно догадались. В месте расширения трубы скорость притока будет больше, чем скорость оттока, следовательно прибавка давления за счет притока будет больше, чем уменьшение за счет оттока. Поэтому давление и повысится при расширении трубы.

[Ygrek]

Да, этот закон не очень интуитивно-понятный, и я о нем не вспомнил. Хотя если подумать, давление - результат столкновения молекул, и если к некой зоне есть направленный приток молекул, то он будет повышать давление. А направленный отток будет соответственно давление понижать. В ровной трубе эти 2 эффекта компенсируются, но в местах изменения сечения компенсация будет не полной и будет перепад давления.

Где я тут говорил о каких-то стенках? Вам только показалось, что Вы прекрасно догадались. В месте расширения трубы скорость притока будет больше, чем скорость оттока, следовательно прибавка давления за счет притока будет больше, чем уменьшение за счет оттока. Поэтому давление и повысится при расширении трубы.

Я сейчас уже лучше понимаю, что Вы имеете ввиду. Мне только не очень нравится, что Ваше объяснение привязано не к скорости течения в точке измерения, а к некоему событию, происходящему где-то вдалеке от места измерения, а именно, в месте изменения сечения. Ведь, как я уже написал, скорость воды можно менять разными способами, а сам эффект для каждой конкретной точки трубы - не относительный, а абсолютный (наверное). Вот смотрите - где-то по середине многокилометровой трубы, которая десятки километров не меняет сечение, в стенке этой трубы стоит барометр или трубка, торчащая вверх (как на рисунке). А также там же стоит приборчик, измеряющий линейную скорость течения воды относительно трубы. Когда скоростемер фиксирует изменение скорости, барометр или трубка фиксируют изменение давление. И хочется понять, что же ТАКОЕ происходит в точке расположения барометра или трубки, что при изменении скорости они это замечают. И совершенно не хочется думать, что где-то там за много километров есть какая-то стенка, перегораживающая поток и меняющая сечение. Хочется понимать, что происходит локально при изменении скорости течения.

Если представить, что там, за много километров до места измерения вдруг в трубу засунули дополнительный насос, который ускорил течение тем, что стал давить на воду своими лопастями, то, по идее, давление в трубе везде после насоса должно повыситься. А оно-то наоборот, уменьшается! Хотя тут я пока не уверен. Может быть всё-таки наличие активного элемента в потоке полностью меняет картину и не допустимо. Надо подумать.

[StrannikPiter]

В том то и дело, что если в трубу засунуть дополнительный насос, разгоняющий поток, то давление как раз и повысится, с чего Вы взяли, что оно должно понизиться? Это будет случай, эквивалентный добавлению воды в левую часть Вашего сосуда.

[Ygrek]

В том то и дело, что если в трубу засунуть дополнительный насос, разгоняющий поток, то давление как раз и повысится, с чего Вы взяли, что оно должно понизиться? Это будет случай, эквивалентный добавлению воды в левую часть Вашего сосуда.

Я, честно говоря, не собирался тут рассуждать об эффекте Бернулли в трубе с жидкостью, а только о том, что будет с архимедовой силой, а точнее, с давлением на дно кор. предмета если учитывать, что вода всё-таки течёт, а не неподвижна. Этот вопрос пока остаётся открытым.

Когда я говорил, что "У меня лично есть кое-какие крейзи идеи о том, как этот эффект работает", я имел ввиду распространённое объяснение подъёмной силы крыла эффектом Бернулли, которое мне не нравится, и у меня там свой "молекулярный подход". Но случаи газа и жидкости всё-таки довольно разные, так как жидкость нерастяжима, а газ легко растягивается. А мне хотелось бы применить свой "молекулярный подход" к случаю жидкости в трубе, и пока не получается. И всё, что мне пока приходило в голову, это что высота жидкости в вертикальной трубке, торчащей вверх из трубы, как бы "высасывается" быстро протекающей в трубе водой. Но мне эта "интуитивная идея" кажется неверной.
http://sfiz.ru/img/tom1/ris312.jpg

Также ещё была идея, что у молекул протекающей жидкости в распоряжении как бы эффективно меньше времени на то, чтобы бомбить воду в трубке или зонд барометра. Но это тоже как-то я ещё не продумывал.

P.S. Вообще, у меня в последние дни отношение к понятию "физическое давление" стало меняться. В частности, к вопросу о пузырьке в бочке, в котором я себя стараюсь уговорить, что давление повысится при всплывании пузырька, моё более новое понимание давления помогает снять "эмоциональную напряжённость", которая меня мучала, и устранить возникающие парадоксальные выводы. Я стал рассматривать давление как "температуру" (типа механический аналог из теплофизики), в том смысле, что как давление, так и температура (как и эл. напряжение, кстати), оба сами по себе не несут кажущийся смысл энергии и мощности.

Например, как с теми же лазерами. Говорят "температура лазерного луча столько-то там тысяч градусов", и люди ошибочно думают - о, да, лазер - это круто. Но энергии-то, точнее мощности, в этом самом луче нифига и нет - лишь миливаты какие-то.
А ещё - когда снимаешь свитер, особенно в темноте, случается фейерверк - раздаётся треск и видны вспышки. Это пробой воздуха, который требует тысячи вольт на мм. Бывает даже больно, но умереть от "удара током" даже при всём желании не получится.

[StrannikPiter]

Архимедова сила уменьшится, я с этим согласился.

По поводу крыла, там действительно на первый взгляд есть противоречие с интуицией. Ведь встречный поток воздуха, ударяясь в верхнюю наклонную часть крыла должен вроде наоборот толкать его вниз. Но при более тщательном рассмотрении получается, что в передней части крыла действительно встречный поток создаст повышенное давление, но одновременно в задней части крыла наоборот образуется разряжение, и эти две силы друг друга скомпенсируют. Правда они образуют вращательный момент, но на то и хвост, чтобы это скомпенсировать. Зато разница давлений между передней и задней частями крыла приведут к ускорению, и последующему торможению воздушного потока. А это по закону Бернулли и приведет, что в середине крыла давление сверху будет меньше, чем снизу.

По поводу растяжимости воздуха, полагаю, что за счет нее действительно эффект Бернулли будет слабее, чем в жидкости. Потому, что воздух под действием давления в передней части крыла будет в меньшей степени ускоряться, а частично просто сожмется.

По поводу засасывания воды в измерительной трубке, то эта идея очевидно неверная. Хотя бы потому, что при некотором наклоне трубки, поток наоборот будет туда сильней затекать и поднимать уровень. И если уж трубка "измерительная" то там должны быть учтены подобные эффекты, чтобы измерялось "чистое" давление.

[Ygrek]

Архимедова сила уменьшится, я с этим согласился.

По поводу крыла, там действительно на первый взгляд есть противоречие с интуицией. Ведь встречный поток воздуха, ударяясь в верхнюю наклонную часть крыла должен вроде наоборот толкать его вниз. Но при более тщательном рассмотрении получается, что в передней части крыла действительно встречный поток создаст повышенное давление, но одновременно в задней части крыла наоборот образуется разряжение, и эти две силы друг друга скомпенсируют. Правда они образуют вращательный момент, но на то и хвост, чтобы это скомпенсировать. Зато разница давлений между передней и задней частями крыла приведут к ускорению, и последующему торможению воздушного потока. А это по закону Бернулли и приведет, что в середине крыла давление сверху будет меньше, чем снизу.

По поводу растяжимости воздуха, полагаю, что за счет нее действительно эффект Бернулли будет слабее, чем в жидкости. Потому, что воздух под действием давления в передней части крыла будет в меньшей степени ускоряться, а частично просто сожмется.

По поводу засасывания воды в измерительной трубке, то эта идея очевидно неверная. Хотя бы потому, что при некотором наклоне трубки, поток наоборот будет туда сильней затекать и поднимать уровень. И если уж трубка "измерительная" то там должны быть учтены подобные эффекты, чтобы измерялось "чистое" давление.

Я, когда думаю о крыле, вообще не хочу вспоминать про Бернулли. Там можно схематично нарисовать и показать, откуда может взяться подъёмная сила без всяких Бернулли - просто разрежение воздуха над крылом, точно так же, как образуется вакуум сзади быстроедущей машины с резкозаканчивающимся задком, из-за чего, в частности, сзади машины подымаются клубы пыли. Клубы пыли подымаются - значит и крыло подняться может.

На рисунке показано, что снизу по крылу бьёт на 4 молекулы больше, чем сверху.

Вообще, мне не понятно, почему нельзя просто сделать крыло плоским, но передним краем выше, чем задним.

По модели, показанной на рисунке, получается, что в нормальных условиях (атмосферное давление 10⁵ Па, температура комнатная, т.е. w ~ 500 м/сек), если высота h = 10 см, а самолет летит со скоростью 50 м/сек, то зона вакуума будет иметь ширину L = 1 см. Значит, чтобы удерживать самолёт массой 1 тонна, размах крыльев D должен быть:
mg = 10⁵ x LD

Откуда D = mg/(10⁵L) = 1000x10/(100000x0.01) = 10 метров.

Это вполне правдоподобно, что делает  данное рассмотрение заслуживающим право на жизнь.

[StrannikPiter]

Такое крыло будет обладать подъемной силой, но с одним большим недостатком. Из-за низкой обтекаемости оно будет оказывать большое сопротивление движению, и разогнать его до высоких скоростей будет сложно и топливозатратно.

[StrannikPiter]

Я, когда думаю о крыле, вообще не хочу вспоминать про Бернулли. Там можно схематично нарисовать и показать, откуда может взяться подъёмная сила без всяких Бернулли - просто разрежение воздуха над крылом, точно так же, как образуется вакуум сзади быстроедущей машины с резкозаканчивающимся задком, из-за чего, в частности, сзади машины подымаются клубы пыли.

Так я же и говорю, разрежение воздуха будет в задней части крыла, а в передней будет наоборот повышенное давление. Так что без Бернулли тут вряд ли можно обойтись.

[Ygrek]

Такое крыло будет обладать подъемной силой, но с одним большим недостатком. Из-за низкой обтекаемости оно будет оказывать большое сопротивление движению, и разогнать его до высоких скоростей будет сложно и топливозатратно.

Я же нарисовал только сам принцип. Ясень пень, что надо его до ума довести - спереди прилепить острый "конус", чтоб врезался в воздух, а заднюю часть сделать в виде рампы для обеспечения ламинарности. Профиль рампы должен аккурат повторять линии течения воздуха, чтобы завихрений не было. Это одна из 2х причин, почему крыло на самом деле шириной не 1 см. (Вторая причина - для планированиая без работающего двигателя типа при приземлении. М.б. ещё для пущей устойчивости и куда топливо заливать.)

Я, когда думаю о крыле, вообще не хочу вспоминать про Бернулли. Там можно схематично нарисовать и показать, откуда может взяться подъёмная сила без всяких Бернулли - просто разрежение воздуха над крылом, точно так же, как образуется вакуум сзади быстроедущей машины с резкозаканчивающимся задком, из-за чего, в частности, сзади машины подымаются клубы пыли.

Так я же и говорю, разрежение воздуха будет в задней части крыла, а в передней будет наоборот повышенное давление. Так что без Бернулли тут вряд ли можно обойтись.

   Я когда сказал "просто разрежение воздуха над крылом", это чтобы не говорить слово "вакуум", чтобы людям понятнее было. А то, что "в передней будет наоборот повышенное давление" - это фигня полная, в смысле это лишь побочный вредный эффект, который не нужен для создания подъёмной силы. Так что Бернулли пусть пока поотдыхает.
  Для создания подъёмной силы без того, чтобы просто крыло задрать передком кверху, нужно лишь блокировать поступление воздуха на верх крыла, т.е. смести его с пути как бульдозером (бульдозер, кстати, пропал куда-то). Для этого нужно поставить вертикальный "экран", как на рисунке, а вовсе не создавать повышенное давление. Это я Вам как опытный авиаконструктор опытному авиаконструктору говорю.
  Вообще, изобретать крыло в наше время - это почти тоже самое, что изобретать колесо.

А Вы, кстати, знаете основные элементы движений крыла нормальной птицы? За счёт чего она взлетает?

[StrannikPiter]

Если прилепить острый конус, то воздух снизу крыла тоже будет двигаться ускоренно. И тогда Бернулли потянет крыло вниз. Кстати, даже с тупым носом скорее всего будет происходить то же самое, ведь воздуху надо куда-то деваться. Так что возможно я поторопился назвать Ваше крыло работоспособным.

А про птиц Вам снн лучше расскажет. Как мне представляется, при разгоне, когда они машут крыльями, крылья движутся волнообразно, как плавники у ската. А при планировании, держатся за счет формы крыла, которая похожа на форму крыла самолета.

[Ygrek]

Если прилепить острый конус, то воздух снизу крыла тоже будет двигаться ускоренно. И тогда Бернулли потянет крыло вниз. Кстати, даже с тупым носом скорее всего будет происходить то же самое, ведь воздуху надо куда-то деваться. Так что возможно я поторопился назвать Ваше крыло работоспособным.

А про птиц Вам снн лучше расскажет. Как мне представляется, при разгоне, когда они машут крыльями, крылья движутся волнообразно, как плавники у ската. А при планировании, держатся за счет формы крыла, которая похожа на форму крыла самолета.

Похоже, тему крыльев тоже надо сворачивать, как и большинство других физических тем.

"поторопился назвать Ваше крыло работоспособным" - Тогда вообще никакое крыло не будет работать. И, если уж на то пошло, кто мешает прилепить спереди угол не симметричным относительно середины высоты конусом, а сдвинуть остриё вниз до уровня нижней поверхности крыла?

Но, так или иначе, у Вас там какое-то заблуждение о роли уплотнённого спереди воздуха. Пусть себе уплотняется, Бернулли тут вообще не при чём. Любой движущийся предмет в среде вызывает спереди себя уплотнение, а сзади разрежение. Роль крыла - использовать получившееся разрежение с выгодой, а роль мотора - бороться с передним уплотнением. Вот и весь принцип самолёта с крыльями.

А насчёт птиц - ахинея. Так только скаты плавают (а, увидел, что Вы сами припомнили ската), да змеи извиваются. У птиц совсем другой принцип.
Конструкция крыла в принципе не позволяет делать волнообразные движения. Это же те же самые руки как у Вас. Они ими машут, но не просто вверх вниз. Они кое-что ещё ими делают. А вот это самое "кое-что ещё" большинство людей не осознаёт.

 А снн пропала куда-то. И её и спрашивать не надо, она сама ответит без приглашения.

[StrannikPiter]

И, если уж на то пошло, кто мешает прилепить спереди угол не симметричным относительно середины высоты конусом, а сдвинуть остриё вниз до уровня нижней поверхности крыла?

Тогда обычное крыло получится. 

[Ygrek]

И, если уж на то пошло, кто мешает прилепить спереди угол не симметричным относительно середины высоты конусом, а сдвинуть остриё вниз до уровня нижней поверхности крыла?

Тогда обычное крыло получится.  

Ок, время, люди, и нобелевский комитет нас рассудят. Очень охота об орнитологии поговорить, поделиться с миром в лице одного странника своими открытиями о механике движения крыльев птиц.

[StrannikPiter]