Падающие тела, эксперимент

Падающие тела, эксперименты 21-22 [c.202]

Все тела, находящиеся в одном и том же месте Земли, падают на Землю с одинаковым ускорением g, из чего следует, что веса тел, находящиеся в одном и том же месте Земли, пропорциональны их массам и не зависят от формы тел . Однако еще во времена Ньютона точные эксперименты показали, что ускорение падающего тела и вес его на экваторе меньше, чем в наших широтах, хотя масса остается прежней. Поэтому Ньютон четко разграничил понятия массы и веса. Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения придало различию между массой и весом особо важное значение. Космонавт, летящий вдали от Земли в кабине космической ракеты, почти полностью теряет свой вес, но сохраняет свою массу. [c.252]

Еще во времена Ньютона точные эксперименты показали, что ускорение свободно падающего тела и вес на экваторе меньше, чем в наших географических широтах, хотя масса тела остается неизменной. Поэтому Ньютон четко разграничил понятия веса и массы. [c.198]

Опираясь на этот же принцип, Бенедетти отвергает аристотелевскую теорию падения тел, выдвигая прямо противоположную ей. Свое доказательство он строит на простом мысленном эксперименте делит падающее тело на несколько равных по объему и весу частей и утверждает, что скорости падения их всех будут одинаковы, поскольку нет причин, которые помешали бы этому. Убыстрение же движения тел при падении он объясняет возрастанием все той же стремительности при непрерывном действии постоянной силы, а не увеличением веса, как учили схоласты. Это было первое открытое, ясное и доказательное выступление с утверждением независимости времени и скорости падения от веса тел. Принцип инерции движения позволяет Бенедетти высказать предположение о существовании центробежной силы (инерции) если тело, движущееся по кругу, не прикреплено, оно будет удаляться под действием этой силы по касательной к кругу подобно грязи, отскакивающей от колес экипажа . И наконец, изучая равновесие жидкости в сообщающихся сосудах, Бенедетти почти на 70 лет раньше Паскаля и за год до Стенина обнаруживает гидравлический парадокс — одинаковое давление жидкости на основание при равных высотах независимо от формы сосуда. [c.56]

Очевидно, что эти отклонения (как наблюдаемые, так и не поддающиеся наблюдению) объясняются тем, что лежащие в основе эксперимента и теории начальные условия (30.10) предполагают состояние покоя относительно Земли и что именно по этой причине они означают наличие у первоначально покоящегося тела определенной скорости в пространстве. Эта скорость равна произведению угловой скорости вращения Земли на расстояние от тела до оси вращения Земли и потому несколько отличается от окружной скорости земной поверхности под падающим телом. Естественным следствием этого и является некоторое отличие траектории падающего тела от вертикали, проходящей через его начальное положение. [c.228]

Однако из изложенного не видно, чем же физически состояние тела при невесомости отличается от состояния, которое будет у тела, когда оно просто покоится на поверхности Земли или движется под действием каких-нибудь других сил, например силы тяги. Между тем, что в этих состояниях есть существенное различие, показывает эксперимент. Так, если в кабину падающего лифта или космического летательного аппарата поместить сосуд с жидкостью, не смачивающей его стенок (например, с ртутью), то при невесомости жидкость не заполнит сосуд, а примет в нем форму шара и сохранит ее и вне сосуда. Объясняется это, очевидно, тем, что при невесомости изменяется характер внутренних усилий в теле (в данном случае в жидкости). Следовательно, чтобы выяснить, в чем состоит отличительная особенность состояния невесомости, надо обратиться к рассмот ению возникающих в теле внутренних усилий. [c.258]

Найдено, что отношение эксцентриситетов, соответствуюш ее минимуму диссипации энергии при данной скорости опускания (т. е. минимальной скорости падения для данного веса шара), равно примерно 0,98 и что эта скорость более чем в два раза больше скорости, соответствуюш ей нулевому эксцентриситету. Были проведены эксперименты, в которых пытались установить, всегда ли падающий шар будет находиться в положении, соответствующем минимуму диссипации энергии. Но точная проверка невозможна. Желательно доказать, что если в выбранной области движутся одно или более тел и они свободны выбирать различные положения и скорости (в отличие от теоремы Гельмгольца, здесь скорости и границы определены неточно), то реализуются такие скорость и положение сферы, которые соответствуют минимуму диссипации. [c.113]

Эксперимент заключается в нагружении твердого тела пиковым давлением, действующим в течение долей микросекунд, возбуждаемым посредством взрывов на его поверхности и превышающим в четыре-пять раз то, которое прикладывается квазистатическим способом. Для создания распространяющегося в плите плоского волнового фронта, параллельного плоскости поверхности, на которой сосредоточен взрыв, существенным является тип взрыва, пространственная форма эпюры возбуждаемого им давления и способ детонации. В процессе опыта исследовалось движение противоположной поверхности плиты и доньев просверленных углублений, расположенных на определенном расстоянии от этой противоположной поверхности. Благодаря наличию углублений разной высоты на основании измерений в двух точках определяется скорость распространения ударной волны. На основании полученной зависимости перемещения точек свободной поверхности плиты от времени можно получить только сумму скоростей падающей и отраженной волн. [c.99]

Распыление поверхности твердого тела. В большинстве практически важных случаев ионного легирования машиностроительных материалов необходимо достижение концентрации легирующей примеси в единицы и десятки процентов. Соответствующие дозы легирования должны составлять 10 —10 ионов на 1 см облучаемой поверхности. Для сравнения отметим, что при легировании полупроводниковых материалов достаточны дозы, меньшие на два-три порядка. При высоких концентрациях легирующей примеси становится существенным распыление поверхности мишени налетающими ионами. В предельном случае распыление поверхности определяет максимально достижимую концентрацию ионов и приводит к трансформации профиля их распределения от гауссова к платообразному с максимумом концентрации на поверхности. Для количественного описания процесса вводится коэффициент распыления, определяющий число атомов мишени, выбиваемых одним падающим ионом. Методы расчета коэффициента распыления моноатомных мишеней дают хорошее согласие с экспериментом [14, 111]. [c.80]

На рис. 4.13—4.15 представлены результаты численного эксперимента по определению плотности падающего лучистого теплового потока на вертикальные конструкции в соответствии с изложенной моделью и сравнение этих результатов с экспериментальными данными й результатами расчета по традиционному методу. Экспериментальные данные, приведенные на рис. 4.13—4.15, охватывают область локальных пожаров при горении керосина с определяющим размером очага пожара 0=0,9 1,2 2,4 3 м и локальные пожары, моделируемые на фрагментах зданий, описание которых приведено в гл. 3, разд. 3.3.1, при горении керосина с характерным размером очага 1 и 2 м и при горении древесины с характерным размером 1,1 и 2,57 м. В работе П. И. Романенко и др. приведен метод расчета лучистого теплообмена между очагом пожара и тепловоспринимающей конструкцией, основанный на известных законах лучистого теплообмена между двумя твердыми серыми телами произвольной формы и ориентаций в пространстве, находящимися в оптически прозрачной газовой среде. Средние по поверхности коэффициенты облученности определяются с помощью принципа суперпозиций и соотношений взаимности для угловых коэффициентов. Как следует из рис. 4.13—4.15, разработанная модель лучистого теплообмена хорошо согласуется с экспериментальными данными во всем приведенном диапазоне экспериментальных исследований. Результаты, полученные по методу, приведенному в учебнике П. И. Романенко и др., дают практически подобные результаты для очагов пожара [c.179]

При изучении этих особенностей были поставлены различные эксперименты, в частности, проведены опыты при применении двух электродов (одного с подведенным током, другого — обесточенного) проведены плавки с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в сочетании с плавящимся, а также обычные плавки с применением электродов диаметро.м 30—45 мм. Результаты опытов позволили установить наличие у жидкой металлической ванны центральной части и выпуклого мениска по краям. Установлено, что под действием падающих капель ванна колеблется. Вибрирования ванны под действием переменного тока не обнаружено. Отрыв капли от электрода происходит под действием силы тяжести, сила тока не отражается на размерах капли, капля в полете не дробится. Траектория полета капель соответствует траектории свободно падающего тела. Образования газовых пузырей между электродом и каплей при ее отрыве не обнаружено. Зона максимальной температуры шлаковой ванны находится в центре межразряд-ного промежутка. [c.92]

И уже в раннем своем сочинении Диалог о движении Галилей публично заявляет, ссылаясь на эксперименты (бросание различных предметов с Пизанской наклонной башни), что скорость и время всех тел, падающих с одной высоты, должны быть одинаковы (при условии, конечно, что поперечные сечения этих тел невелики и сопротивление воздуха не будет помехой). Здесь же он отвергает аристотелеву силу легкости . Если в воде дерево всплывает, а в воздухе падает, то это значит, что никакой силы легкости нет — все тела тяжелые , направление же их движения зависит от удельного веса по отношению к среде. Наконец, он опровергает аристотелевский принцип природа боится пустоты и основанное на этом принципе объяснение движения брошенных тел подталкиванием их воздухом. Для доказательства он использует тот же пример, что [c.59]

Тело, падающее под действием силы тяжести, обычно достигает постоянной установившейся скорости падения, когда ускоряющая его гравитационная сила с учетом поправки на плавучесть равняется тормозящей силе сопротивления. Для обтекания сферы применим закон Стокса, сравнимые соотношения имеются и для тел других форм, как это обсуждалось в гл. 4 и 5. Многочисленные эксперименты, проведенные со сферами в самых разных средах, показывают, что при значениях чисел Рейнольдса iVRed построенных по диаметру сферы, меньших 0,05, отклонения от закона Стокса не превышают 1%. Число Рейнольдса, равное 0,05, соответствует падающей в воздухе сфере диаметром 77 мкм и единичной плотности. [c.476]

Одной из наиболее существенных перспектив использования операции обращения волнового фронта является осуществление автоматической фокусировки излучения на мишень, что крайне важно, например, для осуществления термоядерного синтеза. Схема эксперимента, выполненного для этих целей Рагульским и др. [46], поясняется также на рис. 13. Достаточно слабое излучение дополнительного лазера на рубине подсвечивает точку Р на экране L. Интенсивность волны Wo излучения, рассеянного этой точкой, после прохождения волны через лазерный усилитель U увеличивается при этом оптические неоднородности усилителя вызывают трансформацию волны Wo в волну W - Волна W попадает на бриллюэновское зеркало К, обращается им и трансформируется в волну 1F, сопряженную с волной, падающей на кювету. После прохождения через усилитель обращенная волна переходит в волну WI, обращенную по отношению к слабой волне, испущенной мишенью. Эта волна точно фокусируется на мишень, несмотря на присутствие оптических неоднородностей рабочего тела усилителя и оптических деталей, установленных на пути излучения. [c.721]

Существенную роль в построении теории сопротивления движению тел в жидкости или в воздухе у Ньютона играл эксперимент. Во второй книге Начал описываются 13 опытов, проведенных с шарами, падающими в сосуд с водой, а также опыты физиков этого времени Ф. Гоуксби и Ж. Деза-гюлье с падением шаров в воздухе. [c.184]

Еще один метод создания прямолинейного движения — свободное падение тела в воздухе. Ньютон сам наблюдал за сферами, падающими с купола собора Святого Павла. Этот метод применяли многие исследователи. Замечательные эксперименты проводили в конце девятнадцатого и начале двадцатого века Александр Густав Эйфель (1832-1923) [c.22]

Эффекты, возникающие за счет перекрытия атомов на проекции, значительно более важны для твердых тел. Псевдокинематичес-кая теория, предложенная Герни [198], в которой действительные амплитуды атомного рассеяния заменяются комплексными амплитудами атомного рассеяния кинематических формул для интенсивности, имеет очень ограниченные пределы применимости. Эта теория справедлива лишь для твердых тел, состоящих из моноатом-ных слоев, перпендикулярных падающему пучку. Для большинства экспериментов необходимо учитывать многократное когерентное, или динамическое, рассеяние с помощью специального теоретического подхода, который будет описан в последующих главах. [c.91]

Из исследований Н. Е. Жуковского известна также попытка моделирование движения на основе экспериментов по са-мовращению падающих в воздухе пластинок [78, 79] (так называемого гамбургского картона ). Здесь приходится учитывать такие свойства воздействия среды на тело как силу сопротивления и подъемную силу. Именно аэродинамические характеристики пластинки использованы и для моделирования полета птиц [79]. [c.12]

Рассеяние света на тепловых акустических колебаниях [1, 3, 4] в принципе ничем не отличается от рассеяния на когерентных звуковых волнах. Однако его математическое описание несколько более сложно, так как тепловые возбуждения обладают широким спектром частот и волновых векторов, в результате чего рассеяние происходит во всех направлениях. Так же, как и в случае когерентных световых волн, при рассеянии на тепловых колебаниях наблюдается смещение частот дифрагированного света. Это смещение впервые было предсказано Мандельштамом и Бриллюэном именно для рассеяния на звуковых волнах теплового происхождения, что и послужило причиной называть его мандельштам-брил-люэновским рассеянием (МБР), в отлщие от рассеяния на неподвижных неоднородностях — рэлеевского рассеяния, происходящего без сдвига частоты [1]. В экспериментах с жидкостями обычно наблюдаются две смещенные линии мандельштам-бриллюэновского рйссеяния стоксова линия, имеющая более низкую частоту по сравнению с частотой падающего света (см. также 2), и антистоксова линия, характеризующаяся более высокой частотой. Для твердых кристаллических тел как правило наблюдаются три стоксовы и три антистоксовы компоненты в соответствии с тремя типами акустических волн в кристалле — одной квазипродольной и двумя квазипоперечными. При наличии свободной поверхности в результате рассеяния на тепловых поверхностных волнах в спектре рассеянного света могут появиться и дополнительные линии. [c.346]

В широком смысле слова общие принципы, лежащие в основе таких экспериментов, во многом одинаковы, иевависимо от того, какие падающие частицы используются — нейтроны или фотоны, однако информация, получаемая из экспериментов с фотонами, обычно более ограничена по своему содержанию и более трудна для интерпретации. С другой стороны, электромагнитные методы исследования (в особенности рентгеновский анализ) имеют решающее значение при изучении тех твердых тел, для которых не удается провести исследование методом рассеяния нейтронов. Одним из примеров ) служит твердый гелий-3, в котором нейтронная спектроскопия невозможна из-за очень большого поперечного сечения процесса захвата нейтрона ядром гелия-3. [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...