Импульс сжатие

Облако газа или звезд может сплющиваться в направлении, параллельном оси полного момента импульса, без изменения значения импульса. Сжатие вызывается гравитационным притяжением энергия, приобретаемая при сжатии, должна каким-то [c.199]

Рассмотрим одиночный одномерный звуковой импульс сжатия газа, в котором уже успела образоваться ударная волна, и выясним, по какому закону будет происходить окончательное затухание этой волны. На поздних стадиях своего распространения [c.537]

Сферическое распространение звукового импульса сжатия должно сопровождаться, как и в цилиндрическом случае, следующим за сжатием разрежением (см. 70). Поэтому и здесь должны образоваться два разрыва (сферический одиночный импульс может, однако, иметь задний фронт и тогда во втором разрыве V возрастает скачком сразу до нуля) ). Тем же способом найдем предельные законы возрастания длины импульса и убывания интенсивности ударной волны [c.541]

Совершенно так же, как импульс сжатия, распространяется в стержне импульс растяжения. Для того чтобы такой импульс возник, на крайнее сечение стержня должна действовать кратковременная сила, направленная не к стержню, а от стержня, например, на левый конец стержня должна действовать сила, направленная влево. Под действием этой силы частицы стержня, расположенные у левого его конца, начнут двигаться влево, и в крайнем левом слое стержня возникнет деформация растяжения. Обусловленные ею упругие силы остановят частицы, расположенные у левого конца стержня и движущиеся влево, и заставят двигаться влево частицы, расположенные в следующем слое стержня возникнет деформация растяжения во втором слое стержня. [c.489]

Так по стержню слева направо будет распространяться импульс деформаций растяжения при этом скорости частиц в импульсе будут направлены влево, т. е. в сторону, противоположную направлению движения импульса (напомним, что в импульсе сжатия скорости частиц направлены в ту же сторону, в которую движется сам импульс). Как и в случае импульса сжатия, с движением импульса растяжения будет связано определенное количество движения. Но вектор этого количества движения Ар направлен в сторону, противоположную направлению движения импульса растяжения. Это связано с тем, что движется в этом случае не уплотнение (как в случае импульса сжатия), а разрежение (при котором Ар < 0) ясно, что разрежение, движущееся в одном направлении, обладает таким же по абсолютной величине количеством движения, как такое же по величине уплотнение, движущееся в обратном направлении. [c.489]

С другой стороны, и упругие силы F, действующие со стороны одной части стержня на другую через какое-либо сечение, лежащее в области деформации, в случае сжатия и растяжения направлены в противоположные стороны со стороны левой части стержня на правую действует сила, в случае сжатия направленная вправо, а в случае растяжения направленная влево. Поэтому все соотношения, при помощи которых выше было найдено выражение для скорости распространения импульса сжатия, а значит, и конечный результат остаются справедливыми и для распространения импульса растяжения. [c.489]

Распространение импульса сжатия в газе [c.578]

Рассмотрим прежде всего, как может возникнуть импульс сжатия в газе. Представим себе пластину очень больших размеров, помещенную в газ (рис. 373). Сообщив пластине быстрое перемещение вдоль нормали к ней, мы вызовем в прилегающем слое газа сжатие и вследствие этого повышение давления. [c.578]

Это давление вызовет движение следующего слоя газа, и т. д. Сжатие и движение частиц будут передаваться от слоя к слою в газе будет распространяться импульс сжатия. Это импульс продольный, так как направление распространения импульса совпадает с направлением движения частиц. Очевидно, что с левой стороны пластины должен возникнуть продольный импульс разрежения, но мы ограничимся рассмотрением импульса только справа от пластины. [c.578]

Распространение импульса сжатия обусловлено наличием упругих сил, возникающих в газе. Газы обладают упругостью только в отношении изменения объема и не обладают упругостью в отношении сдвига. Поэтому, в отличие от твердых тел, в газах могут распространяться только импульсы сжатия и разрежения, т. е. продольные [c.578]

Скорость импульса сжатия определяется тем, как изменяется плотность среды при изменении давления. [c.579]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ИМПУЛЬСА СЖАТИЯ В ГАЗЕ 581 [c.581]

Импульс сжатия, возникающий при быстром перемещении бесконечно большой пластины, представляет собой простейший тип импульса сжатия, так называемый плоский импульс. Во всех точках любой плоскости, параллельной пластине, в каждый момент времени газ находится в одном и том же состоянии. Энергия, движущаяся вместе с импульсом сжатия, занимает все время одинаковый объем, и плотность энергии, следовательно, не меняется импульс сжатия распространяется, не ослабевая. Но это было бы справедливо только для бесконечно больших пластин. При конечных размерах пластины вследствие явлений, о которых мы будем говорить в гл. XIX, импульс сжатия размывается и захватывает все более и более широкие области. При этом энергия распространяется на все большие и большие объемы и плотность энергии в импульсе сжатия уменьшается. Импульс сжатия постепенно ослабевает при распространении. Однако полная энергия импульса сжатия оставалась бы постоянной, если бы при распространении импульса не происходило потерь энергии. В действительности вследствие теплопроводности и вязкости газа часть энергии импульса сжатия превращается в тепло, полная энергия импульса уменьшается и импульс сжатия ослабевает быстрее, чем в отсутствие потерь. [c.581]

После того как найдена скорость, с которой распространяется слабый импульс сжатия, можно определить условия, при которых [c.581]

Условию (16.26) можно придать более обш,ий смысл. Двигаясь со скоростью D, пластина такую же скорость сообщает частицам газа в импульсе сжатия. Следовательно, сжатие в импульсе будет мало, пока скорость, которой обладают частицы в импульсе, мала по сравнению со скоростью распространения звука в газе. [c.582]

Поскольку пластина, создающая импульс сжатия, по нашему предположению, начала двигаться сразу с Конечной скоростью, фронт импульса мы должны представлять себе как плоскость, параллельную пластине, впереди которой плотность равна рд, а позади нее р. На этой плоскости меняются скачком (претерпевают разрыв) значения р, р и скорости частиц v. Поэтому такие импульсы сжатия называют разрывными волнами (или ударными волнами). [c.582]

Движение пластины с постепенно возрастающей скоростью можно представить себе как ряд последовательных скачков скорости. Каждый скачок скорости будет вызывать возникновение импульса сжатия, но каждый следующий импульс будет возникать в газе, частицам которого пластина уже сообщила скорость и который уже сжат предшествующими импульсами поэтому распространяться он будет со скоростью большей, чем все предшествующие импульсы. Все импульсы будут догонять друг друга и вместе с тем догонят и первый импульс, сжатие в котором вследствие этого сильно возрастет. Вся последовательность импульсов, наложившись друг на друга, образует ударную волну. [c.583]

Таким образом всякий импульс, в котором скорости частиц возрастают не мгновенно, но достигают значений, превосходящих скорость звука в газе, превращается в ударную волну. Так происходит, например, образование ударной волны при взрыве, когда давление образовавшихся при взрыве газов возрастает хотя и очень быстро, но все же с конечной скоростью. Но независимо от механизма возникновения ударной волны в реальном газе не могут существовать в буквальном смысле разрывы давления, плотности и скорости. Поэтому рассмотренный механизм возникновения ударной волны приводит не к образованию разрывов в буквальном смысле слова, а к возникновению у фронта импульса сжатия тонкого слоя с очень большими градиентами плотности, давления и скорости частиц. Но большие градиенты скоростей приводят к большим потерям энергии за счет вязкости, а большие градиенты сжатия, а значит и повышения температуры газа, — к большим потерям за счет теплопроводности. Поэтому потери энергии в ударной волне велики, и при распространении она гораздо быстрее ослабевает, чем слабый импульс сжатия. [c.583]

Для того чтобы приблизиться к реальным случаям возникновения ударной волны, нужно отказаться от рассмотрения очень большой пластины и выяснить, как сказываются размеры пластины на условиях возникновения импульса. В случае пластины небольших размеров при медленных ее движениях давления по обе стороны от пластины будут выравниваться газ будет около краев пластины перетекать из области сжатия впереди пластины в область разрежения позади нее. Поэтому при медленном движении пластина небольших размеров не будет создавать импульса сжатия в газе. [c.583]

Однако если пластина движется так быстро, что давления не успевают выравниваться, то в газе возникнет импульс сжатия такой же величины, как и в случае движения бесконечной пластины. Давления выравниваются со скоростью распространения слабого импульса, т. е. со скоростью звука Сд (пока давление успевает выравниваться, мы имеем дело с малыми сжатиями). Поэтому, если скорость движения пластины превышает скорость звука Ср, то давление впереди и позади пластины не будет успевать выравниваться даже при малых [c.583]

Так как скорость распространения ударной волны меньше, чем скорость тела, ее порождающего, то характер возникающей ударной волны и характер ее распространения оказываются весьма своеобразными. Пуля (или снаряд) создает в воздухе импульс сжатия, который не может обогнать пулю, так как движется с меньшей скоростью. Следовательно, перед пулей импульса сжатия не будет. Он будет появляться только позади нее. [c.584]

Чтобы выяснить характер импульса, представим себе, что пуля движется не непрерывно, а равными скачками каждый из этих скачков вызывает возникновение импульса сжатия, который распространяется во все стороны в виде шарового импульса так как он быстро ослабевает с расстоянием, то на некотором расстоянии от места возникновения скорость его распространения приближается к скорости звука с . На рис. 374 цифрами отмечены последовательные положения пули через равные промежутки времени. Пользуясь указанным представлением, мы должны рассматривать точки 1, 2, 3,. .. как источники, шаровых импульсов сжатия, возникающих в момент появления пули в данной точке. Так как эти моменты отделены от момента, соответствующего положению 8, разными промежутками времени, то импульсы от отдельных точек успевают распространиться на разные расстояния. Расположение таких отдельных импульсов для момента времени, когда пуля находится в точке 8, отмечено на рисунке соответствующими кругами. [c.584]

Если отдельные скачки будут становиться все мельче и мельче, круги эти будут расположены все гуще и гуще. При этом все шаровые импульсы сжатия образуют сплошную коническую поверхность, которая является фронтом ударной волны. Эта волна движется вместе с пулей и с ее скоростью. Таким образом, хотя отдельные импульсы сжатия распространяются с меньшей скоростью, но ударная волна движется с такой же скоростью, с какой движется пуля. Так как за время движения пули от точки 1 до точки 8 со скоростью v шаровой импульс, распространяясь со скоростью q, проходит путь d, то угол 2а раствора конуса определяется выражением sin а = q/v. [c.584]

Так как при отражении от левого конца стержня (также свободного) импульс растяжения снова превратится в импульс сжатия, то через время после удара характер деформации в стержне будет такой же, как и в момент удара. Наряду с импульсом деформации по стержню распространяется с той же скоростью и импульс скоростей ), причем, как было показано в 113, этот последний отражается от свободных концов стержня без изменения знака скорости. Поэтому через время после удара характер не только деформации, но и скоростей будет таким же, как в момент удара. Если потерями энергии при распространении импульсов в стержне и отражении от его концов можно пренебречь, то через время должны повторяться не только характер деформации и скоростей, но и их величины. [c.659]

Как было показано в 113, при отражении от закрепленных концов в импульсе скоростей направление скорости изменяется на обратное, а в импульсе деформаций характер деформации остается неизменным. Положим для определенности, что на левый конец стержня через закрепление действует кратковременная сила, направленная вправо и создающая импульс сжатия. [c.668]

Звуковая волна представляет собой последовательные сжатия и разрежения воздуха, распространяющиеся со скоростью, зависящей от свойств воздуха. В звуковой волне, как и в случае отдельного импульса, сжатия и разрежения происходят столь быстро, что обмен теплом не успевает происходить и процесс протекает адиабатически (см. 134). Поэтому для скорости распространения звуковых волн малой амплитуды получается такое же выражение, как и для скорости отдельного слабого импульса сжатия [c.721]

Те допущения, на которых основано все рассмотрение, для разных участков звуковой волны являются разной степенью приближения. Этот принципиально важный факт приближенное рассмотрение не учитывает, и поэтому оно не в состоянии учесть и тех последствий, которые этот факт может за собой повлечь. Очевидно, такое сомнение не могло возникнуть, когда это же приближенное рассмотрение применялось к одному импульсу сжатия, в котором сжатия и скорости частиц во всех участках импульса примерно одинаковы. Но в случае звуковой волны необходимо выяснить, к каким последствиям приводит то, что для различных участков волны с разной степенью точности соблюдаются предположения о малости сжатия и скорости частиц. [c.727]

Вредная роль непосредственного выравнивания давления между сжатиями и разрежениями, возникающими около колеблющегося тела, сказывается во всех случаях излучения звука. Оно не происходило бы, если бы за время, малое по сравнению с периодом колебаний, импульс сжатия, выравнивающий давление, не успевал обежать вокруг колеблющегося тела. Но за период Т импульс пробегает путь сТ = X, т. е. как раз путь, равный длине звуковой волны, возбуждаемой телом. Поэтому колеблющееся тело будет хорошо излучать только в том случае, когда размеры его по крайней мере сравнимы с длиной излучаемой волны. [c.739]

Рассмотрим теперь, что произо1]дет, когда импульс достигнет свободного правого конца стержня. Когда импульс сжатия достигнет правого конца стержня, то частицы стержня, лежащие у самого его конца, приобретут скорость, направленную вправо. Так как правый конец стержня свободен, то остановиться эти частицы могут только после того, как со стороны стержня па них подействует сила, направленная влево. А такая сила может возникнуть только вследствие [c.489]

Это легко объяснить силы, действующие ео стороны растянутого крайнего правого слоя па прилегаюгций к нему слева, сообп1,ат частицам этого слоя скорости вправо, т. е. в том же нанравлении, в каком двигались частицы, когда импульс сжатия проходил слева направо. [c.490]

Скорость распространения продольного импульса сжатия в газе можно рассчитать совершенно так л е, как и скорость продольного импульса в твердом теле ( 113). Пусть импульс сжатия соответствует увеличению плотности на Ар и увеличению давления на Ар. Через площадку S, перпендикулярную к направлению распространения импульса, за время At проходит часть импульса сжатия с At, где с — скорость распространения импульса. Прохождение этого участка импульса сжатия связано с увеличением массы справа от площадки S на величину Ат = Ар S At. При этом через площадку передается количество движения ) Апгс = Ар S At. Вместе с тем слева на площадку S действует сила F = S Ар. Изменение количества движения должно быть равно f At. Следовательно, [c.579]

Для воздуха, например, при 0° Ро Ро = S-I см 1сек , у = 1,4 и скорость импульса сжатия Со = 334 м/сек. Так как отношение Ро/ро меняется с температурой (йовышается с увеличением температуры), то скорость импульса сжатия в газе растет с повышением температуры. При неизменной температуре отношение ро/Ро Для данного газа не зависит от плотности и, следовательно, скорость распространения слабого импульса не зависит от средней плотности газа. Найденная скорость распространения слабого импульса сжатия 334 м/сек совпадает со скоростью звука в воздухе при тех же условиях. Это совпадение вполне понятно, поскольку скорость распространения с должна быть одинакова для всех слабых импульсов сжатия независимо от их формы и степени сжатия (пока оно мало). Звуковые волны можно рассматривать как ряд таких импульсов сжатия, следующих вплотную друг за другом и распространяющихся с одинаковой скоростью. Пока сжатия в звуковой волне невелики, она должна распространяться с той же скоростью, что и отдельные слабые импульсы сжатия. [c.580]

Другим простым типом импульса сжатия является шаровой импульс. Такой импульс мог бы возникнуть, если бы шар, помещенный в газе, сразу резко увеличил свой радиус. Если среда однородна, то скорость распространения импульса сжатия во все стороны одна и та же и шаровой импульс в один и тот же момент будет приходить в точки, лежащие на поверхности одной и той же с( ры. При распространении такого шарового импульса сжатия объем, по которому распределяется полная энергия импульса, растет как квадрат расстояния, пройденного импульсом от места возникновения, а плотность энергии в импульсе будет уменьшаться обратно пропорционально квадрату этого расстояния. Поэтому шаровой импульс сжатия будет ослабевать с расстоянием быстрее, чем гГлоский (однако на большом расстоянии от места возникновения, где плоский импульс уже достаточно сильно размылся, он не будет существенно отличаться от шарового и так же быстро, как шаровой, будет ослабевать с расстоянием). [c.581]

В случае, если концы стержня находятся в разных условиях (одни конец закреплен, а другой свободен), то не только распределение амплитуд, но и частоты нормальных колебаний отличаются от таковых для того же стержня со свободньмн концами. Вследствие того, что условия отражения от двух концов стержня различны, время, через которое повторяется вся картина распространения импульса по стержню, окажется вдвое больше, чем в случае стержня с одинаковыми условиями на концах. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим стержень длины I, правый конец которого закреплен, а левый свободен (рис. 438) и на левый конец в момент t = О действует кратковременный удар, создающий импульс сжатия (рис. 438, а). Дойдя до закрепленного конца, импульс сжатия отразится ), не изменяя знака [c.668]

Эксперименты различаются по типу возбуждаемого импульса напряжений. При этом могут быть использованы монотонные импульсы сжатия в форме полуволны синусоиды о пологим участком нарастания напряжения, образуюш иеся в результате соударения с частицей, или импульсы с резким нарастанием напряжения, вызываемые воздействием взрывчатого вещества и ударных плит. Разложение Фурье для этих импульсов содержит значительную по величине составляющую с нулевой частотой. Ультразвуковые или синусоидальные импульсы характеризуются узким спектром, концентрирующимся в окрестности некоторой определенной частоты или длины волны. Волны этого типа идеальны для непосредственного определения соотношения дисперсии путем измерения групповых скоростей импульсов, в то время как при монотонном илшульсе дисперсия определяется косвенным образом по изменению формы импульса при его прохождении через материал. [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...