Генератор вихорів, наука і життя

ГЕНЕРАТОР вихор

Вихор - це рух рідини або газу, яке супроводжується обертанням частинок середовища. Переважна більшість течій, що відбуваються і в природі, і в технічних пристроях, супроводжується появою вихорів. Кожен, ймовірно, помічав, як при самому слабкому вітрі біля бровки тротуару або кута будівлі починають кружляти дрібні папірці і сміття. Це в потоці повітря, що обтікає перешкоду, виник вихор. Рев і гудіння водопровідних труб викликають вихори, що виникли при перебігу води через кран зі зношеною прокладкою. А смерч, проходячи десятки кілометрів за лічені хвилини, виробляє на своєму шляху страшні руйнування.

Обертання частинок середовища, залучених в вихровий рух, призводить до взаємодії вихорів. Якщо, наприклад, зближуються два однакових вихору, які обертаються в одну сторону, то вони почнуть обертатися навколо осі симетрії. Якщо ж вони обертаються в протилежні сторони, обидва вони стануть рухатися поступально як одне ціле. Дуже цікаво поводяться вихрові кільця, що летять одна за одною. Переднє кільце втрачає швидкість і розширюється, заднє прискорюється, стискається і проскакує крізь нього. Кільця міняються місцями, і все повторюється - починається "гра" вихрових кілець.

Продемонструвати цікаві властивості вихрових кілець можна за допомогою нескладного пристрою - "генератора вихорів". У дні великої консервної банки або старого алюмінієвого бідона вирізують круглий отвір діаметром 1 - 2 сантиметри. Друге дно зрізають і затягують отвір щільною поліетиленовою плівкою - мембраною. Генератор готовий.

Банку беруть в руку і вдаряють долонею по мембрані. Порція повітря з великою швидкістю вилітає з отвору і, взаємодіючи з його краями, утворює вихровий кільце (схожим чином курець пускає димові кільця). Летить воно досить далеко, і на відстані 2-3 метра легко збиває сірникові коробки і будиночки, побудовані з листівок.

Щоб побачити кільце в польоті, банку наповнюють димом. Якщо ж її вдасться акуратно заповнити димом тільки наполовину, вихор виглядає особливо ефектно: по повітрю летить половинка "бублика"! Уважно придивившись, вдається розгледіти навіть внутрішню структуру вихору (для цього слід скористатися стробоскопом - см. "Наука і життя" № 7, 1984 р). На знімку, відтвореному вище, добре видно, що вона являє собою туго закручену спіраль.

Див. В номері на ту ж тему

Схожі статті