Почему летают самолеты? Новое понимание проблемы. - презентация

1 Почему летают самолеты? Новое понимание проблемы

2 План 1. Аппараты «легче» воздуха. 1. Аппараты «легче» воздуха. 2. Проблема полета облаков. 2. Проблема полета облаков. 3. Проблема полета воздушного змея. 3. Проблема полета воздушного змея. 4. Закон Бернулли. 4. Закон Бернулли.

3 Воздухоплавание Воздухоплавание, летание на аппаратах легче воздуха. До начала 20-х гг. 20 в. термин воздухоплавание обозначал передвижение по воздуху вообще. Зарождение научных основ воздухоплавания и первые попытки подняться в воздух, используя законы аэростатики, относятся к 18 веку. Как свидетельствует летопись, в России попытка подъёма на большом шаре, наполненном дымом, относится к Воздухоплавание, летание на аппаратах легче воздуха. До начала 20-х гг. 20 в. термин воздухоплавание обозначал передвижение по воздуху вообще. Зарождение научных основ воздухоплавания и первые попытки подняться в воздух, используя законы аэростатики, относятся к 18 веку. Как свидетельствует летопись, в России попытка подъёма на большом шаре, наполненном дымом, относится к Итак воздухоплавательные аппараты менее плотны, чем окружающий воздух. Итак воздухоплавательные аппараты менее плотны, чем окружающий воздух.

4 Почему летают облака? Может ли облако упасть на землю? Многие думают, что облако не может упасть на землю. Это совсем не так. Облака падают на землю, и можно неожиданно оказаться в густом тумане, который и есть не что иное, как упавшее на землю облако. Многие думают, что облако не может упасть на землю. Это совсем не так. Облака падают на землю, и можно неожиданно оказаться в густом тумане, который и есть не что иное, как упавшее на землю облако. Как облако держится в воздухе, если оно состоит из капелек воды и кристаллов льда, которые во много раз плотнее окружающего воздуха? Как облако держится в воздухе, если оно состоит из капелек воды и кристаллов льда, которые во много раз плотнее окружающего воздуха?

5 Воздушные потоки От земли идут восходящие потоки горячего воздуха, которые, сталкиваясь с облаками, создают как бы воздушную подушку для них. Нижний край облака выравнивается. При обтекании этими потоками облака, они создают сверху завихрения, отчего верхний край облака неровен. От земли идут восходящие потоки горячего воздуха, которые, сталкиваясь с облаками, создают как бы воздушную подушку для них. Нижний край облака выравнивается. При обтекании этими потоками облака, они создают сверху завихрения, отчего верхний край облака неровен. Если восходящий поток ослабнет или исчезнет совсем, то облако может упасть на землю. Если восходящий поток ослабнет или исчезнет совсем, то облако может упасть на землю.

6 Уравнение неразрывности Если вещество (среда) несжимаема и нет разрывов (пустот), то при протекании по трубе количество втекающей с одной стороны и вытекающей с другой стороны жидкости за единицу времени должно быть одинаково. Отсюда следует, что по узким участкам жидкость будет двигаться быстрее, а по широким медленнее. Если вещество (среда) несжимаема и нет разрывов (пустот), то при протекании по трубе количество втекающей с одной стороны и вытекающей с другой стороны жидкости за единицу времени должно быть одинаково. Отсюда следует, что по узким участкам жидкость будет двигаться быстрее, а по широким медленнее. При этом, как показывает эксперимент, поперечное давление на участках с более высокой скоростью меньше, чем на участках с пониженной скоростью (см. рисунок). При этом, как показывает эксперимент, поперечное давление на участках с более высокой скоростью меньше, чем на участках с пониженной скоростью (см. рисунок).

7 Закон Бернулли Объяснение этому явлению нашел ученый Яков Бернулли. Он применил закон сохранения энергии и уравнение непрерывности к случаю протекания жидкости по трубе и вывел (уравнение) закон, называемый его именем. Объяснение этому явлению нашел ученый Яков Бернулли. Он применил закон сохранения энергии и уравнение непрерывности к случаю протекания жидкости по трубе и вывел (уравнение) закон, называемый его именем. Из формулы, выражающей закон, видно, что при постоянных плотности ρ и высоте h давление р тем меньше, чем выше скорость v. Из формулы, выражающей закон, видно, что при постоянных плотности ρ и высоте h давление р тем меньше, чем выше скорость v.

8 Применяется этот закон во многих технических устройствах. Например, водоструйный насос (см. рисунок). Поток воды понижает давление воздуха в левом резервуаре насоса, и воздух их правой части вдавливается в левую более высоким давлением. Применяется этот закон во многих технических устройствах. Например, водоструйный насос (см. рисунок). Поток воды понижает давление воздуха в левом резервуаре насоса, и воздух их правой части вдавливается в левую более высоким давлением.

9 Наш соотечественник Жуковский применил закон Бернулли к случаю обтекания крыла самолета с определенным профилем (см. рисунок). Он рассмотрел процесс обтекания в системе отсчета, связанной с крылом и сформулировал и доказал теорему о циркуляции, из которой вывел формулу подъемной силы крыла (см. внизу рисунка). Наш соотечественник Жуковский применил закон Бернулли к случаю обтекания крыла самолета с определенным профилем (см. рисунок). Он рассмотрел процесс обтекания в системе отсчета, связанной с крылом и сформулировал и доказал теорему о циркуляции, из которой вывел формулу подъемной силы крыла (см. внизу рисунка). Здесь S –площадь крыла, v – скорость потока воздуха, налетающего на крыло, u – скорость циркуляции потока вокруг крыла, ρ – плотность потока воздуха. Здесь S –площадь крыла, v – скорость потока воздуха, налетающего на крыло, u – скорость циркуляции потока вокруг крыла, ρ – плотность потока воздуха.

10 Применение закона Бернулли Здесь мы видим информацию, связанную с различными аспектами вывода и применения закона Бернулли. Здесь мы видим информацию, связанную с различными аспектами вывода и применения закона Бернулли.

11 Здесь дан фрагмент более строгого вывода закона Бернулли. Здесь дан фрагмент более строгого вывода закона Бернулли. Журнал Квант.. Журнал Квант год

12 Проблемы применения закона Бернулли Все это хорошо! Однако при применении закона Бернулли возникают многие противоречия: Все это хорошо! Однако при применении закона Бернулли возникают многие противоречия: 1. Воздушные струи могут менять плотность и испытывать разрывы, что делает применение уравнения непрерывности, а, значит, и закона Бернулли к воздушному потоку. 2. При попытке применить закон Бернулли к полету подкрученного мяча, результат противоречит наблюдаемым данным. 3. В выводах Жуковского очень важен профиль крыла и его ориентация («верх» - «низ»), и, получается, что в перевернутом виде самолет летать не может, так как «подъемная сила» будет действовать сверху-вниз. На самом же деле самолет прекрасно может летать и «вверх ногами» 4. Воздушный змей, не имеющий профиля крыла, прекрасно держится в воздухе, что не может быть объяснено выводом Жуковского. 5. Другие проблемы. Мы попробуем разрешить их в ходе нашего исследования. Мы попробуем разрешить их в ходе нашего исследования.