Техника твоими руками - Рабиза Флорентий Владимирович - Страница 11

И движение струй воздуха, и движение струй воды имеют много общего.

Физик Даниил Бернулли, член Петербургской академии наук, вывел знаменитое уравнение, из которого видно, что если скорость потока жидкости или газа на каком-либо участке возрастает, то на этом участке давление уменьшается, если сравнивать его с давлением окружающей среды.

Мы проделаем серию опытов и убедимся, что это так. Нам станет понятно, почему крыша «подсосалась» к мчащимся с огромной скоростью струям воздуха и почему корабль вдруг «потянуло» на мель.

Возьмите две бумажные полоски, поместите их на расстоянии 1–2 сантиметров друг от друга и подуйте между ними. Полоски бумаги сблизятся.

Подуйте в трубку с загнутым кверху концом. Легкий шарик будет «танцевать» над кончиком трубки.

Возьмите пульверизатор и дуйте в его короткую трубку. Вода или одеколон поднимутся по вертикальной трубке вверх и в виде мелких брызг разлетятся веером.

И, наконец, сделайте небольшой прибор, состоящий из картонного кружка с отверстием посередине и прикрепленной к нему воском трубки.

Подуйте в трубку. Бумажка, приложенная к картонному кружку, не только не отскочит, но, наоборот, прижмется к нему еще сильнее.

Во всех этих опытах в струе давление по сравнению с окружающим воздухом понижалось. А наружное давление сближало бумажные полоски, удерживало шарик на воздушной струе, поднимало воду или одеколон в пульверизаторе, прижимало бумажку к картонному диску.

Уравнение Бернулли объясняет и полет самолета. Если плохо укрепленная крыша дома может подняться в воздух, когда над ней мчится мощный воздушный поток, то вполне естественно было заставить крылья самолета перемещаться по отношению к неподвижному воздуху. При этом возникает сила, которая поднимает и крылья и корпус самолета с пассажирами и грузом.

А теперь рассмотрим, почему мель «притягивает» пароход на реке. В течении, которое проходит между пароходом и мелью, давление понижено, и поэтому наружное давление, действуя на пароход, направляет его на мель.

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ, ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОВЕРКИ

При заводах, фабриках, в научно-исследовательских институтах всегда есть лаборатории. В них тщательно изучают и проверяют продукцию, которую выпускает или собирается выпускать предприятие. Например, на электроламповом заводе проверяют, как долго может гореть лампочка, как она переносит сотрясения, перегрузки тока, сколько она потребляет электрической энергии. Все это нужно знать, чтобы выпускать лампочки еще лучшего качества.

Когда повар варит суп, он пробует, достаточно ли в нем соли, хорош ли суп на вкус, не надо ли в него еще чего-либо положить.

Нечто подобное происходит и при варке стали. На предприятиях, где варят сталь, существуют так называемые экспресс-лаборатории, которые по взятым пробам быстро определяют, правилен ли состав стали, не надо ли в нее добавить, пока не поздно, те вещества, которые делают ее тверже или, наоборот, мягче, в зависимости от будущего назначения.

Заводские лаборатории следят за тем, чтобы устранить все недостатки, какие могут быть обнаружены в производимых вещах.

Мы познакомимся с приборами, которые служат для различных измерений, необходимых в процессе производства. Познакомимся также и с некоторыми приборами, нужными для изучения уже готовых изделий.

Конечно, познакомиться сразу со всем, что есть на производстве, невозможно, поэтому рассмотрим только некоторые приборы, сделаем их модели и уясним принцип их работы.

Измерение размеров

Когда рабочий обрабатывает какую-нибудь деталь, ему обязательно надо ее измерять; если это круглая деталь, то, кроме других размеров, нужно знать диаметр. Ведь деталь должна точно соответствовать чертежу.

Есть несколько способов измерения круглых деталей в зависимости от их размеров. Мы рассмотрим только некоторые приборы. Они могут пригодиться вам при изготовлении моделей и в проведении опытов.

Для измерения больших диаметров существует прибор, называемый кронциркулем. Кронциркули применяют разных размеров в зависимости от измеряемых деталей. Это металлический циркуль с кривыми ножками. Его легко сделать из толстой 2—3-миллиметровой проволоки. Надо изогнуть два куска проволоки и заострить концы. Другие концы, которые должны быть соединены вместе, нужно с помощью плоскогубцев и тисков навернуть на толстый гвоздь. Затем надо обрезать ножовкой или напильником лишнюю часть гвоздя и расклепать его оставшуюся часть. Обе половинки должны туго раздвигаться, а острые концы находиться друг против друга. В сжатом состоянии концы кронциркуля должны соприкасаться. Измерив деталь кронциркулем и приложив его к линейке, легко узнать результат.

Сравнительно небольшие детали измеряются штангенциркулем. У него ножки прямые и расположены параллельно, прямо на металлической линейке. Одна ножка закреплена неподвижно на конце, а другая передвигается вдоль линейки и сразу показывает размер измеряемой детали.

Для измерения очень тонких деталей, имеющих доли миллиметра, применяют микрометр — винт с круговой шкалой. Изготовить его довольно сложно. Если вам понадобится измерить диаметр тонкой проволоки, то сделать это нужно так. Намотайте проволоку на круглый карандаш плотно — виток к витку. Затем измерьте расстояние между первым витком и последним, разделите эту величину на число витков, и вы получите диаметр проволоки. Чем больше будет витков и чем плотнее намотана проволока, тем точнее будет результат измерения.

Измерение веса

Лабораторные весы отличаются высокой точностью. Это коромысловые весы: на одну чашечку кладется гиря, на другую — взвешиваемый предмет. Сделать самим такие весы нетрудно, нужно только позаботиться о том, чтобы коромысло опиралось на какое-нибудь острие, например острую грань треугольной призмочки, выточенной напильником из кусочка стали. Гирьки надо сделать из кусочков жести, обрезая их ножницами и подгоняя вес по эталону, то есть настоящей гирьке, взятой как образец.

Измерение температуры

Температуру обычно измеряют термометром, который наверняка есть и у вас дома. До изучения физики вы уже знали, что при нагревании ртуть расширяется и показывает измеряемую температуру. Термометр хорошо выполняет свои обязанности, когда измеряется температура воздуха, воды, тела.

А что делать, если нужно измерить температуру в тысячу градусов? Обыкновенный, стеклянный термометр для этого не годится — он расплавится.

Для измерения высоких температур применяют специальные термометры. Существуют, например, термопары. Они основаны на следующем принципе. Если взять две пластинки из разнородных металлов, например медную и железную, концы их спаять, то при нагреве этого спая и охлаждении свободных концов по пластинкам потечет электрический ток. Чем выше температура нагрева спая, тем большей величины идет ток. На шкале прибора, измеряющего ток, проходящий по пластинкам, нанесены деления в градусах. Термопара может измерять очень высокую температуру.

Но бывают такие температуры, когда и термопара не выдержит, может расплавиться, несмотря на защитный кожух из тугоплавких материалов. Тогда применяют оптический пирометр — термометр для измерения температуры раскаленных тел. Чтобы понять, как он работает, проделайте такой опыт.