Сопротивление среды (для задания 22).
Если тело движется внутри жидкости или газа, то вся его
поверхность всё время соприкасается с частицами жидкости или газа.
Со стороны жидкости или газа на тело действуют силы, направленные
навстречу движению. Эти силы называют сопротивлением среды. Как и
силы трения, силы сопротивления всегда направлены против движения
и тормозят его. Поэтому- сопротивление среды можно рассматривать как
один из видов сил трения. Сила сопротивления обусловлена не только
трением воздуха о поверхность тела, но и изменением движения потока.
В воздушном потоке, изменённом присутствием тела, давление на
передней стороне тела растёт, а на задней - понижается. Таким образом,
создаётся разность давлений. тормозящая движущееся тело,
погружённое в поток. Движение воздуха позади тела принимает
беспорядочный вихревой характер.
Сила сопротивления зависит от относительной скорости потока,
от размеров и формы тела. Если тело имеет гладкую шарообразную или
сигарообразную форму-, то оно обтекается потоками воздуха и потому
не нарушает правильности потока. Давление на заднюю часть тела лишь
немного понижено по сравнению с давлением на переднюю часть тела и
сопротивление движению тела невелико. За прямоугольной пластинкой
при её движении образуется область беспорядочного движения воздуха,
где давление сильно падает.
Для уменьшения сопротивления движению на самолётах
устанавливают различные обтекатели, которые устраняют завихрения
потока выступающими частями конструкций. Главную роль при этом
играет задняя часть движущегося тела, так как понижение давления
вблизи неё больше, чем повышение давления в передней части. Поэтому-
особенно существенно придание обтекаемой формы именно задней
части тела.
Сопротивление воздуха сильно влияет и на движение наземного
транспорта: с увеличением скорости автомобиля на преодоление
сопротивления воздуха затрачивается большая часть мощности двигателя. Поэтому автомобилям придается по возможности обтекаемая
форма.
Особенностью сил трения внутри жидкости или газа является
отсутствие трения покоя.
Твёрдое тело, находящееся на поверхности другого твёрдого
тела, может быть сдвинуто с места, только если к нему приложена сила,
превосходящая максимальную силу трения покоя. При меньшей силе
твёрдое тело с места не сдвинется.
Если тело находится в жидкости, то дтя приведения его в
движение достаточно очень небольшой силы. Например, один человек
никогда не сдвинет с места лежащий на земле камень массой 100 т. В то
же время груженую баржу массой 100 т, плавающую на воде, один
человек, хотя и очень медленно, может сдвинуть. По мере увеличения
скорости сопротивление среды сильно увеличивается.
22. Изменится ли сила сопротивления движению лодки, если на неё
положить дополнительный груз без изменения прочих условий
движения. Ответ поясните.
(Решение)
23. Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат,
соединительные провода, резистор, обозначенный R
1, соберите экспериментальную установку для определения мощности, выделяемой на
резисторе. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,3 А.
В бланке ответов:
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта мощности электрического тока;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0.3 А;
4) запишите численное значение мощности электрического тока.
(Решение)
24. Стакан наполовину заполнен кипятком. В каком случае вола остынет
в большей степени:
1) если подождать 5 минут, а потом долить в стакан
холодную воду;
2) если сразу долить холодную воду, а затем подождать
5 минут?
Ответ поясните.
(Решение)
