вход Вход Регистрация



Вращательное движение является популярным движением в природе, но до сих пор нет правильное математического описания вихрей в среде. Состоялось это потому, что своим появлением вихор всегда обязан вязкости среды, но формула силы вязкости была выведена Ньютоном, к сожалению, с ошибкой.

Если в среде (жидкости, газе или эфире) происходит ламинарное (струйчатый) ход ( в твердом теле - сдвиг) отдельных пластов один относительно одного, то между пластами возникает сила F, направленная, как считал Ньютон и как продолжают считать и сегодня, дотично к поверхности этих пластов. Эта сила, званая силой вязкости ( - внутреннего трения), выражается формулой:

 

(1.39)

 

где - градиент скорости, ΔS - элемент площади, на которую действует сила, , η - динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения). Внимательно присмотревшись к формулы мы можем отметить некоторую странность. Во-первых это - представление градиента скорости ν в виде вместо , где - единичный вектор нормали к скорости в направлении ее роста, то есть запись градиента скорости в виде скрывает, что grad ν - это вектор. Таким образом формула (1.39) никогда не записывалась в векторной форме, вместе с тем автор формулы упустил из виду, который и левая часть формулы есть вектор – сила . Указанная ошибка содействовала утверждению мысли, что сила внутреннего трения коленеарная скорости ν, однако на самом деле сила перпендикулярная (рис. 1.32).

Таким образом, запись формулы в виде (2.34) скрывал физический смысл явления и содействовал укоренившемуся, благодаря последователям Эйнштейна, ошибке, которая в механике отсутствуют поперечные силы.

Рис. 1.32 - Распределение сил при обращении среды

 

Вместе с тем, достоверно известно: вектор силы сопротивления коленеарно вектору скорости и направлен в противоположную сторону (рис. 1.32). Для преодоления разногласия, которое кажется, необходимое осознание того, что в случае внутреннего трения оказывают сопротивление не только поверхностные пласты, но и внутренние на всю глубину по нормали к тем, что смещаются при взаимодействия пластов. Другими словами, внутреннее трение зависит ( именно благодаря вязкости ) от нормального (поперечного, перпендикулярного) давки на пластов, который трись, со стороны всех по толщине тормозящих пластов, а последнее описывается вектором grad ν. Таким образом пласты смещаются коленеарно скорости (т. е противодействие трения осуществляется против скорости), но величина противодействия трения измеряется поперечной силой:

(1.40)

Но торможение пластов сопровождается увеличением согласно закону Бернулли поперечной статической давки среды, вследствие чего вокруг струи возникает поперечный вихор (тор), в котором меридианальное движение вызывается торможением пластов, а движение по параллелям - указанной статической давкой среды. Сила статической давки связана со скоростью хода (сдвиги) рдел и силой формулой:

(1.41)

где С - скорость распространения колебаний в среде (звука в жидкости или газе, света в эфире).

Циклической перестановкой векторных величин в (2.36) получаем формулу для описания явлений, в которых причина и следствие меняются местами:

(1.42)

Формулы (1.41) и (1.42) по своей физической сути является механическим вариантом формул:

(1.43)

и

(1.44)

которыми мы пользовались выше при выводе уравнений Максвела.

Таким образом, благодаря Максвелу мы сначала освоили эти формулы для эфира при описании электрического и магнитного полей и лишь теперь начинаем осваивать их в механике вещественных сред (жидкостей и газов) и твердых тел, хотя, казалось бы, должно было быть наоборот.

Похожесть уравнений (1.41) и (1.42) с уравнениями (1.43) и (1.44) позволяет нам обосновано использовать математический аппарат, разработанный Максвеллом, не только в теории электромагнетизма, но и в механике, и, прежде всего, в той ее части, которая при всей своей наглядности и по сей день остается непостижимой, - в теории вихрей. Вещь в том, что, как раньше подчеркивалось, под действием силы в среде возникает вихор со скоростью νв поперек первичному течению со скоростью ν (последнее для вихря становится осевым), так что формулы (1.41) и (1.42) описывают как порождения вихря со скоростью νв осевым потоком на скорости ν, так и циклическую перестановку в этом явлении причины и следствия -

порождение осевого потока со скоростью ν вихрем скорости νв, что всегда раньше оставалось недосягаемым, которым бы по сложности дифференциальные уравнения не составлялись.

Но понимание того, что для описания подобных явлений необходимое использование вязкости среды в последнее время созревало. Так, в работе [32] отмечено (з. 248) К классическим проблемам гидродинамики принадлежит проблема расчетов окончания жидкости из цилиндрового сосуда через круглое отверстие на его дне. Экспериментально известно, что при таком окончании поток, который казался что сначала покоится, приобретает в зоне стока, кроме естественной радиальной скорости, также значительную вращательную скорость. (Резкое увеличение скорости обращения каждый наблюдал, скажем, при спуска воды с ванны.)

Такое вращательное движение жидкости старались объяснить обращениям Земли или случайным начальным обращением. Однако расчеты в схеме идеальной жидкости не давали числового совпадения с экспериментом ...

Таким образом, объяснение ... нужно искать в вязкости".

И дальше авторы своим рассказом полностью подтверждают существования давки внутреннего трения, когда благодаря вязкости трись не только поверхностные пласты, а на з. 328 рассказывается и об образовании кольцевого поперечного вихря в струе.

Указанная книга ценная не только своим богатым научным содержанием, но и мудрым опытом авторов, приобретенным ими в ходе научной работы и которым они щедро делятся с другими. Так, на с.7 они пишут " Да и сейчас пишется немало работ, которые содержат складне и пространственные уравнения гидродинамики, весьма далекие от

действительности ...

Вместо того нужно с помощью экспериментов и наблюдений постараться понять процесс ... построить возможно более простую математическую схему (модель процесса) ..."

Следует отметить, что последнее выражение относится не только к гидродинамики, но и к физике в целом. Одно дело, когда при изучении явления строится его физическая, а потом математическая модели, составляется формула, которая описывает явление, а потом выводится уравнения из этой формулы - ярким примером есть уравнения Максвела. И совсем другое дело, когда уравнение записывается в отрыве от природы, ее конкретного явления, формально, абстрактно. В результате - неминуемые ошибки и ошибочные теории на основе этих ошибок.

Так случилось с задачей о моменте количества движения тела в центральном поле, ошибка при решении абстрактного уравнения для которой привела к ошибочной физической теории таблицы Менделеева. В то же время простая формула для этой задачи, составленная без решения какого-нибудь дифференциального уравнения, дает правильное описание и таблицы Менделеева и Солнечной системы, и строения ядра атомов (раздел 3 данной книги). Дифференциальные уравнения важные для детального и более глубокого исследования явления, чем может это даты формула, но без начальной формулы они не жизненные.

Скорость осевого потока вихря: ,

где Рсд - статическая давка

Рвт - вяжущая давка

С - скорость звука.

Случайная статья

1.3. Распределение частиц по энергетическим уровням

Распределение частиц по энергетическим уровням подчиняется законам квантовой статистики, носящей применительно к частицам с полуцелым спином (фермионы) название статистики Ферми-Дирака и...
© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру