Изучение движения межзвездного газа на примере вихревых колец в жидкости Сорокин Борис ученик 10 «А» класса МОУ СОШ 2 Ст. Каневской

Рэлей Джон Уильям Джозеф Хотон Тейлор

Целью работы является проведение эксперимента, позволяющего пронаблюдать действительную форму падающих капель; наблюдать водяные кольца в лабораторных условиях; узнать какими свойствами они обладают; провести аналогию между поведением капли чернил и сложными космическими явлениями.

Задачи: изучить литературные и электронные источники информации; систематизировать и обобщить найденный материал; провести наблюдение.

Схематическое изображение двух газовых сред с различными плотностями, находящихся в однородном поле тяжести: а - начальное состояние (неустойчивое равновесие), б - стадия развития неустойчивости Рэлея-Тейлора, в - конечное состояние (устойчивое равновесие).

Рождение звезд

Наблюдение распада капли в кольцо и взаимодействия колец R – радиус капли; σ – коэффициент поверхностного натяжения капли; ρ – плотность среды; v - скорость капли в момент соприкосновения с поверхностью воды. p л =2σ/R – давление Лапласа для жидкого шара, p д =ρv 2 /2 – динамическое давление в лобовой точке капли,

Эксперимент

Число Вебера 10< We< 20 капля распадается в кольцо We 20 происходит распад капли на множество мелких капель. Рис.3

Зависимость скорости капли от ее радиуса

Зависимость числа Вебер от высоты падения капли

Результаты нашей работы можно применять: для моделирования вихревых колец (к примеру, атомного гриба) с помощью веществ, доступных в лаборатории; для моделирования и изучения характера поведения, загрязняющих веществ в атмосфере и мировом океане. для моделирования формирований плотных облаков межзвёздного газа, в котором формируются новорожденные звёзды (астрономическое применение). использование явления неустойчивости Рэлея- Тейлора для моделирования вспышки сверхновых звезд.