Моды поверхностного натяжения

Моды поверхностного натяжения. [c.14]

Опыт. Моды поверхностного натяжения. Круговые стоячие волны поверхностного натяжения легко наблюдать следуюш,им образом, Наполните бумажную чашку до краев водой и затем добавьте еще чуть-чуть, чтобы вода слегка поднялась над краями (удерживаясь силой поверхностного натяжения). Слегка ударьте по чашке. Волны легко проследить, наблюдая за отражением неба от поверхности воды. Другой способ наблюдения возьмите небольшой яркий источник света, поместите его на расстоянии около метра от поверхности и наблюдайте за узорами, появляющимися на дне чашки из-за того, что поверхностные волны действуют как Рис. к задаче 2.34, ЛИНЗЫ, Чтобы убедиться в том, что работает [c.102]

Наполните прямоугольный сосуд водой и слегка толкните его. Еще лучше поместить сосуд на горизонтальную поверхность, наполнить его до краев и затем долить так, чтобы вода вздулась (поднялась) над краями. Слегка толкните сосуд. После того, как более высокие моды затухнут, можно наблюдать моду омывания , которая затухает очень медленно. (Это — гравитационная мода, несмотря на то что мы используем поверхностное натяжение, чтобы удержать воду над стенками этим затухание сводится к минимуму.) Поверхность воды остается практически плоской (после того как более высокие моды затухнут). Предположим, что мода все время плоская горизонтальная — в положении равновесия и наклонная — в крайних положениях. Пусть ось х совпадает с горизонтальным направлением, а ось у направлена вверх. Пусть х и у — горизонтальная и вертикальная координаты центра тяжести воды в сосуде с равновесными значениями х и i/o- Найдите зависимость у—i/o) от х—х ). (Удобной переменной может служить уровень воды на одном конце сосуда, отсчитанный от равновесного уровня.) Увеличение потенциальной энергии всего объема воды равно mg (у—yd). Вы обнаружите, что (у—i/o) пропорционально (х—Хо) . Таким образом, потенциальная энергия центра тяжести, подобно потенциальной энергии гармонического осциллятора, пропорциональна квадрату смещения от равновесного положения. Используйте второй закон Ньютона, предполагая, что вся масса воды от сосредоточена в центре тяжести. Найдите формулу для частоты. [c.56]

Проведенные выше рассуждения хорошо иллюстрируются излучением звука пузырьками воздуха или другого газа в жидкости. Такие пузырьки обычно совершают сложные колебания как формы, так и объема, причем из-за ограничений, налагаемых поверхностным натяжением, колебания происходят около сферической формы с различными модами, описываемыми различными сферическими гармониками. Однако (в приближении линейной теории) объем У (t) не меняется ни в одной из этих мод, кроме одной, той, в которой пузырек остается сферическим и только его радиус а колеблется около невозмущенного значения а . Для такой единственной моды возвращающая сила [c.50]

Рассмотрим влияние азимутальных волновых чисел. При учете азимутальных мод происходит объединение областей неустойчивости для интервалов а<1иа>1в одну область (фиг. 7). При этом неустойчивость возникает только при достаточно длинных волнах (для = 0,1 при а < 3,22), а коротковолновые возмущения стабилизируются силами поверхностного натяжения. Наиболее опасной является первая азимутальная мода и с ростом т запас устойчивости повышается. Область неустойчивости при этом смещается в сторону более длинных волн. [c.11]

Традиционный физический пример самоорганизации — возникновение в подогреваемом снизу слое жидкости структуры из шестигранных призматических ячеек (ячейки Бенара, рис. 24.1а). Для образования подобной структуры принципиальны неравновесность нелинейной среды и ее диссипативность — в результате развития конвективной неустойчивости нарастают возмущения поля скорости и температуры в некотором интервале пространственных масштабов, затем из-за эффекта конкуренции масштабов (возможного только при наличии диссипации) выживает решетка лишь вполне определенного масштаба (рис. 24.16). Шестигранники образуются в результате синхронизации фаз решеток с разной пространственной ориентацией (см. 24.4). Такая синхронизация возможна в жидкостях, где вязкость (поверхностное натяжение или диффузионные коэффициенты) зависит от температуры. Формальное описание синхронизации различных пространственных мод содержится в 24.4. Ни масштаб решетки, ни структура ячеек практически не зависят от условий на боковых границах слоя, если его размеры по горизонтали достаточно велики. [c.514]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...