Основы механики
Кинематика и динамика материальной точки. Инерциальные системы отсчета, законы Ньютона. Кинетическая и механическая энергия системы. Момент импульса частицы. Движение искусственных спутников; космические скорости. Механика твердого тела и жидкости.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курс лекций |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.07.2015 |
| Размер файла | 2,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рис. 76
Скорость увлекаемого цилиндром воздуха тем меньше, чем больше расстояние от оси цилиндра. При обтекании вращающегося цилиндра потоком воздуха в тех местах, где скорость поступательного движения воздуха совпадает по направлению со скоростью вращения цилиндра, цилиндр разгоняет воздух. Здесь скорость воздуха превосходит скорость потока, набегающего на цилиндр. Там, где скорость точек вращающегося цилиндра направлена навстречу скорости воздуха в потоке, цилиндр тормозит воздух, и его скорость становится меньше скорости потока. Таким образом, получается картина, изображенная на рис. 79.
Рис. 79
Скорость воздуха снизу цилиндра меньше, а давление больше, чем сверху. В результате возникает подъемная сила. Это и есть эффект Магнуса.
Его можно наблюдать при скатывании с края стола легкого бумажного цилиндра. Направленная перпендикулярно скорости поступательного движения цилиндра подъемная сила приводит к резкому увеличению крутизны траектории и, падая, цилиндр закручивается под стол. Эффект Магнуса проявляется при полете закрученного теннисного или футбольного мяча. Возможная причина появления подъемной силы заключается в циркуляции воздуха вокруг твердого тела. Однако циркуляция может возникать не только за счет вращения тела, но и при обтекании тела вязкой жидкостью или газом. Рассмотрим обтекание воздухом крыла самолета, которое симметрично или несимметрично расположено относительно горизонтальной плоскости, в которой оно движется (рис. 80).
Рис. 80
Скорости частиц вязкого воздуха возрастают по мере удаления от поверхности крыла. Благодаря этому в пограничном слое движение воздуха вихревое. Сверху крыла вращение совершается по, а снизу - против часовой стрелки, если поток воздуха набегает слева направо. Пусть в результате отрыва от поверхности крыла какая-то масса воздуха, находящаяся в пограничном слое снизу от крыла, уносится потоком в виде отдельных вихрей. Эта масса уносит определенный момент импульса. Если отрыва пограничного слоя воздуха от поверхности крыла под ним не происходит, то для сохранения полного момента импульса системы воздух во внешнем потоке должен начать циркулировать вокруг крыла по часовой стрелке. При этом скорость воздуха под крылом уменьшается, над крылом увеличивается и возникает подъемная сила, направленная вверх.
Картина линий тока при несимметричном расположении крыла в потоке имеет вид, показанный на рис. 81а.
Рис. 81
Поток воздуха под крылом огибает заднюю кромку крыла и встречается с потоком, огибающим крыло сверху. Здесь образуется поверхность раздела, свертывающаяся в вихрь, в котором вращение происходит против часовой стрелки (рис. 81 б). Вихри уносятся потоком воздуха вместе с моментом импульса, которым они обладают, а вокруг крыла возникает циркуляция воздуха по часовой стрелке. Возрастание скорости течения над крылом и уменьшение ее под крылом приводит к смещению точки встречи потоков, пока она не достигнет задней кромки крыла при этом картина линий тока показана на рис. 82.
Рис. 82
В отсутствие вязкости дальнейшее образование вихрей на этом прекратилось бы. Однако благодаря вязкости циркуляция воздуха вокруг крыла постепенно затухает. Точка встречи вихрей смещается от кромки крыла вверх, и вновь появляются условия для возникновения вихрей. Все повторяется снова. При постоянной скорости самолета описанный процесс носит регулярный характер - вихри периодически отрываются от задней кромки крыла, поддерживая практически постоянной величину циркуляции воздуха, а с ней и действующую на крыло подъемную силу.
Размещено на Allbest.ru
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обзор разделов классической механики. Кинематические уравнения движения материальной точки. Проекция вектора скорости на оси координат. Нормальное и тангенциальное ускорение. Кинематика твердого тела. Поступательное и вращательное движение твердого тела.
презентация [8,5 M], добавлен 13.02.2016Изучение механики материальной точки, твердого тела и сплошных сред. Характеристика плотности, давления, вязкости и скорости движения элементов жидкости. Закон Архимеда. Определение скорости истечения жидкости из отверстия. Деформация твердого тела.
реферат [644,2 K], добавлен 21.03.2014Вывод формулы для нормального и тангенциального ускорения при движении материальной точки и твердого тела. Кинематические и динамические характеристики вращательного движения. Закон сохранения импульса и момента импульса. Движение в центральном поле.
реферат [716,3 K], добавлен 30.10.2014Решение задачи на нахождение скорости тела в заданный момент времени, на заданном пройденном пути. Теорема об изменении кинетической энергии системы. Определение скорости и ускорения точки по уравнениям ее движения. Определение реакций опор твердого тела.
контрольная работа [162,2 K], добавлен 23.11.2009Границы применимости классической и квантовой механики. Исследование одиночных атомов. Сила и масса. Международная система единиц. Определение секунды и метра. Сущность законов Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Уравнение движения материальной точки.
презентация [1,7 M], добавлен 29.09.2013Законы сохранения импульса и момента импульса. Геометрическая сумма внутренних сил механической системы. Законы Ньютона. Момент импульса материальной точки. Изотропность пространства. Момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси.
презентация [337,7 K], добавлен 28.07.2015Первый, второй и третий законы Ньютона. Инерциальные системы, масса и импульс тела. Принцип суперпозиции, импульс произвольной системы тел. Основное уравнение динамики поступательного движения произвольной системы тел. Закон сохранения импульса.
лекция [3,6 M], добавлен 13.02.2016Механика, ее разделы и абстракции, применяемые при изучении движений. Кинематика, динамика поступательного движения. Механическая энергия. Основные понятия механики жидкости, уравнение неразрывности. Молекулярная физика. Законы и процессы термодинамики.
презентация [2,0 M], добавлен 24.09.2013Основные понятия и определения теоретической механики. Типы и реакции связей. Момент силы относительно точки, ее кинематика и виды движения в зависимости от ускорения. Динамика и колебательное движение материальной точки. Расчет мощности и силы трения.
курс лекций [549,3 K], добавлен 17.04.2013Примеры взаимодействия тел с помощью опытов. Первый закон Ньютона, инерциальные системы отсчета. Понятие силы и физического поля. Масса материальной точки, импульс и центр масс системы. Второй и третий законы Ньютона, их применение. Движение центра масс.
реферат [171,4 K], добавлен 10.12.2010Механика и элементы специальной теории относительности. Кинематика и динамика поступательного и вращательного движений материальной точки. Работа и механическая энергия, законы сохранения в механике. Молекулярная физика и термодинамика, теплоемкость.
курс лекций [692,1 K], добавлен 23.09.2009Момент инерции тела относительно неподвижной оси в случае непрерывного распределения масс однородных тел. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Плоское движение твердого тела. Уравнение динамики вращательного движения.
презентация [163,8 K], добавлен 28.07.2015Кинематика, динамика, статика, законы сохранения. Механическое движение, основная задача механики. Материальная точка. Положение тела в пространстве - координаты. Тело и система отсчета. Относительность механического движения. Состояние покоя, движения.
презентация [124,8 K], добавлен 20.09.2008Динамика вращательного движения твердого тела относительно точки и оси. Расчет моментов инерции простых тел. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения момента импульса. Сходство и различие линейных и угловых характеристик движения.
презентация [4,2 M], добавлен 13.02.2016Кинематика вращательного и динамика поступательного движения тела. Определение инерциальных систем отсчета как таких, которые находятся в покое или движутся равномерно и прямолинейно относительно гелиоцентрической системы. Описание законов Ньютона.
курс лекций [936,6 K], добавлен 14.12.2011Механическая работа и энергия. Закон сохранения энергии. Динамика материальной точки, движущейся по окружности. Следствия уравнения Бернулли. Молекулярная физика и термодинамика. Молекулярно-кинетическая теория газов. Первое начало термодинамики.
учебное пособие [5,8 M], добавлен 13.10.2013Три основных закона динамики Исаака Ньютона. Масса и импульс тела. Инерциальные системы, принцип суперпозиции. Импульс произвольной системы тел. Основное уравнение динамики поступательного движения произвольной системы тел. Закон сохранения импульса.
лекция [524,3 K], добавлен 26.10.2016Динамика вращательного движения твердого тела относительно точки, оси. Расчет моментов инерции некоторых простых тел. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения момента импульса. Сходство и различие линейных и угловых характеристик движения.
презентация [913,5 K], добавлен 26.10.2016Определение динамики, классической механики. Инерциальные системы отсчета. Изучение законов Ньютона. Основы фундаментального взаимодействия тел. Импульс силы, количество движения. Единицы измерения работы и мощности. Свойства потенциального поля сил.
презентация [0 b], добавлен 25.07.2015Равномерное и ускоренное движение. Движение под углом к горизонту. Движение тела, брошенного горизонтально. Сила всемирного тяготения, криволинейное движение. Механика жидкостей и газов, электромагнитные колебания, молекулярно-кинетическая теория.
краткое изложение [135,9 K], добавлен 18.04.2010
