ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткий очерк исторического развития механики жидкости и газа. От гидромеханики древних до установления воззрений ньютониаиской эпохи из "Механика жидкости и газа " История развития механики жидкости и газа полностью подтверждает известное материалистическое положение о глубокой взаимной связи между наукой и запросами практики, между научной теорией и бытием общества, условиями его материальной жизни. [c.17] Основной гидроаэродинамической проблемой того времени явилос . выяснение сущности взаимодействия между твердым телом и окружающей его средой — воздухом или водой— например, при полете или плавании тела. [c.18] Общеизвестны заслуги Архимеда (287—212 гг. до н. н. э.) как создателя теории равновесия жидкости и, в частности, плавания тел знаменитый его закон и по настоящее время служит основой гидростатики. [c.18] Работы Архимеда послужили толчком к созданию ряда замечательных гидравлических аппаратов. Наиболее известны поршневой насос Ктезибия, сифон Герона и мн. др. [c.18] Большое принципиальное лначение для дальнейшего развития всей механики жидкости и газа сыграл известный закон Паскаля о независимости силы давления жидкости на расположенную внутри нее площадку от ориентации этой площадки в данной точке покоящейся жидкости. Этот закон был в дальнейшем обобщен и на случай движения жидкости. [c.19] Аналогичное объяснение давал Л. да Винчи и происхождению подъемной силы, поддерживающей птицу в воздухе, считая, что воздух, сжимаясь под крылом, становится как бы твердым и создает опору для крыла. Изучая полет птиц, Леонардо да Винчи правильно сформулировал два основных принципа их полета машущий полет и парение (планирование). [c.19] Вопрос о сущности сопротивления среды и, особенно, выяснение количественных законов сопротивления представляли долгое время непреодолимые затруднения. Даже основоположник экспериментальной механики Галилей дал, по существу, лишь качественную оценку сопротивления поставив опыты с колебанием маятников, Галилей вывел из этих опытов заключение о пропорциональности сопротивления первой степени скорости движения тела. [c.19] Только Гюйгенс (1629—1695) на основании более точных опытов указал более близкий к действительности (для тел плохо обтекаемой формы) закон пропорциональности сопротивления квадрату скорости движущегося тела. [c.19] Ньютон (1642—1727) в своих знаменитых Началах приводит теоретический вывод квадратичного закона сопротивления. В этой первой в истории механики попытке выяснения с щности явления сопротивления уже можно найти зародыши идей, близких к нашим современным представлениям. [c.19] Исходя из представления об изменении количества движения окружающей тело жидкости за счет действия на нее лобовой части тела, Ньютон получает квадратичный закон зависимости первой составляющей сопротивления от ск( рости. Что касается второй составляющей сопротивления, зависящей от трения, то для ее определения Ньютон дал З же ставшую классической формулу пропорциональности напряжения трения между двумя слоями жидкости относительной скорости скольжения этих слоев. Последняя формула носит имя Ньютона, обобщена на любой случай движения как несжимаемой жидкости, так и сжимаемого газа и служит основой всей современной механики вязкой жидкости. Сопротивление трения, ио Ньютону, оказывается пропорциональным первой степени скорости, остальные составляющие сопротивления (упругость газа, силы сцепления в нем) Ньютон оценивает некоторой постоянной величиной, вследствие чего для полного сопротивления получает трехчленную формулу, состоящую из квадратичного члена, линейного члена и постоянного слагаемого. В настоящее время эта формула уи с не представляет особого интереса, но свою исто-)шческую роль она несомненно сыграла. Следует отметить, что Ньютон определил коэффициенты своей формулы на осповаиии целого ряда ти1ательно проведенных опытов. [c.20] Таким образом, Ньютон и его последователи связывали происхождение квадратичной части сопротивления с ударом жидкости в лобовую часть обтекаемого тела, совершенно не считаясь с давлением жидкости на кормовую его часть. Наоборот, противники Ньютона, ссылаясь иа Аристотеля, указывали, что жидкость, смыкаясь за кормовой частью тела, должна оказывать противоположное по папра-плению действие, что может привести к ослаблению и даже уни-чтожениго сопротивления. [c.20] на первый взгляд парадоксальный, результат был в дальнейшем доказан Даламбером. Дискуссия, возникшая вокруг этого вопроса, много способствовала установлению правильного понимаиия природы сопротивления, так как направила внимание ученых на изучение влияния физических свойств жидкости и, в первую очередь, вязкости ее на возпикновение сопротивления. [c.20] Вернуться к основной статье