|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
efekt kumulacyjny. Laboratorium naukowe dla dzieci
Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci Działanie kumulacyjne to zjawisko koncentracji eksplozji w danym kierunku. W ładunku wybuchowym wykonane jest wgłębienie, którego powierzchnia pokryta jest metalową okładziną. Podczas eksplozji okładzina zostaje silnie ściśnięta, a metal pod wpływem wysokiego ciśnienia nabiera właściwości cieczy. W rezultacie ze sprężonej powłoki wyrzucany jest cienki metalowy strumień z prędkością 12-16 km/s. Gęstość energii w strumieniu jest porównywalna z gęstością energii wybuchu jądrowego. Nic dziwnego, że jest w stanie przepalić nawet bardzo gruby pancerz. Dziś zwracamy uwagę na kilka eksperymentów, które pomogą wam poeksperymentować z efektem skumulowanym, ale, zauważamy, bez ani grama materiałów wybuchowych. Pamiętaj, jeśli uderzysz dłonią w wodę i obrócisz dłoń pod kątem, rodzi się cienki, mocny strumień… A mając szkolny statyw i proste urządzenie składające się z pręta z szpatułką, możesz ustawić jeszcze bardziej naukowy eksperyment i określenie prędkości na podstawie zasięgu dysz „strzałowych”. Nietrudno policzyć z jaką prędkością ostrze dotknęło wody (ponieważ sami wybieramy wysokość opadu wędki), w ten sposób możemy dowiedzieć się o ile prędkość się mnoży dzięki niesamowitemu efektowi kumulacji, czyli 10 - 15 razy, jak podczas prawdziwych eksplozji.
Proste i piękne doświadczenie można uzyskać poprzez szybkie zanurzenie w wodzie lejka. Tylko nie daj się ponieść emocjom: strumień z łatwością dotrze do sufitu. I tak się dzieje: ścianki ruchomego lejka tworzą strumień wody zbiegający się do jego osi. Zderzając się, strumienie cieczy zwalniają, w wyniku czego wzrasta ciśnienie. Nałożony na niewielką ilość wody u gardzieli lejka nadaje mu znaczną prędkość. A cała istota efektu polega na tym, że energia wolno poruszającego się strumienia o dużej masie zostaje przeniesiona na przepływ, który ma mniejszą masę, ale jego prędkość jest kilkakrotnie większa.
Nasze eksperymenty z szpatułką lub lejkiem dają do myślenia nad impulsowymi pompami hydraulicznymi do dostarczania małych mas cieczy pod wysokim ciśnieniem. To jedna z „białych plam” współczesnej technologii. Gdybyśmy stworzyli pompę zdolną wtłoczyć jeden milimetr sześcienny benzyny do cylindra silnika motocykla na jeden skok tłoka i przy ciśnieniu 4-5 MPa, to moglibyśmy przejechać na jednym tankowaniu co najmniej 1000 km . To wspaniale, prawda? Nie da się rozwiązać tego problemu jedynie poprzez zgrubną redukcję konwencjonalnej pompy paliwowej - bardzo trudno jest to zrobić nawet w jednym egzemplarzu. Przebiegłe efekty hydrodynamiczne pomogą nam to rozgryźć.
Oto kolejne ciekawe doświadczenie, w którym manifestuje się ten sam skumulowany efekt. Wrzuć piłkę do wody. Po kilkukrotnym powtórzeniu eksperymentu zauważysz, a raczej poczujesz, że kulka opuszcza lejek w wodzie. Jego ściany zapadają się i unosi się cienka, przypominająca igłę strużka wody. Ale jest tu jedna subtelność. Nawet tak oczywisty efekt w eksperymentach nie zawsze jest możliwy. Okazuje się, że powierzchnia kulki powinna być pokryta tłuszczem.
Podobne zjawisko ma miejsce, gdy kropla wody wpada do wody. Co ciekawe, na szczycie strumienia skumulowanego (widać to na zdjęciach) tworzą się maleńkie kropelki. Dzięki swoim niewielkim rozmiarom mogą unosić się w powietrzu niczym cząstki kurzu. Ten piękny efekt wykorzystuje się przy budowie fontann. Amerykańscy naukowcy odkryli jednak, że dzieje się to także podczas spłukiwania… toalety, przez co zawartość w mikroskopijnych dawkach unosi się w powietrzu. Lekarze postrzegają to jako jeden z kanałów rozprzestrzeniania się niebezpiecznych chorób, a inżynierowie - doskonały powód do refleksji. W British Museum portrety wynalazcy maszyny parowej i wynalazcy toalety Brama znajdują się obok siebie. Uważani są za największych dobroczyńców ludzkości i nie wiadomo, kto jest ważniejszy... Lepiej jednak poeksperymentujmy z eksplozjami. I od razu odpowiemy na „koronne” pytanie wielu otrzymanych przez redakcję listów: „Czy można w domu wytwarzać materiały wybuchowe?” Odpowiadamy: „Można, ale nie da się przeżyć!” Jednak głównym zadaniem materiałów wybuchowych jest wyzwolenie energii mechanicznej z dużą prędkością i w danej objętości. Na przykład trotyl jest w stanie uwolnić około 2000 kJ energii mechanicznej na centymetr sześcienny. Ty i ja, nie ryzykując niczego, przeprowadzimy eksperymenty z substancją co najmniej dziesięciokrotnie silniejszą. To... plazma powstająca w wyniku wyładowania elektrycznego w wodzie. Zmontujemy więc instalację, której schemat pokazano na rysunku. Składa się z kondensatora (1-3 tys. pF, 24 kV), plastikowej kuwety z wodą destylowaną i dwóch iskierników. Podłączamy kondensator do źródła wysokiego napięcia „Wyładowanie-1” lub maszyny elektrostatycznej. W miarę ładowania kondensatora różnica potencjałów na elektrodach szczeliny powietrznej wzrasta i następuje samorozładowanie. Powstały impuls prądu powoduje wyładowanie pomiędzy elektrodami w wodzie. Efekt, jaki wywołuje, jest odpowiednikiem miniaturowej eksplozji ciężkiego materiału wybuchowego. Ostrzegamy: wzrost pojemności kondensatora nie wnosi nic zasadniczo nowego do obserwowanych efektów, ale praca z instalacją staje się niebezpieczna.
Wytwarzając wyładowania na głębokości 5-10 mm, można zaobserwować sułtany wodne, podobne do fali powstałej po wybuchu bomby głębinowej. Spróbuj zamontować urządzenie ze szczeliną wylotową w kawałku przezroczystego węża. Uszczelnij wejścia przewodów plasteliną. Po zamocowaniu urządzenia na statywie należy je napełnić wodą i opróżnić. Menisk utworzony przez wodę zapadnie się, a cienki skumulowany strumień rozpryśnie się wysoko pod sufitem.
Obwód elektryczny do uzyskiwania podwodnych wyładowań elektrycznych: źródło wysokiego napięcia, kondensator i dwa urządzenia wyładowcze. Jeden z nich, ze szczeliną wylotową powietrza wynoszącą około dwóch centymetrów, służy do wytwarzania impulsu. Przechodząc przez wodę, impuls elektryczny wywoła efekt wybuchowy w drugim urządzeniu wyładowczym ze szczeliną 1-2 mm. Wszystkie przewody zanurzone w wodzie muszą być dobrze izolowane! Można zaproponować wiele różnych urządzeń, w których efekt kumulacyjny zachodzi bez udziału materiału wybuchowego. W naszych eksperymentach jego konsekwencje były całkowicie bezpieczne dla innych tylko z jednego powodu - znikomej energii procesów. Kiedy jednak na ich bazie zostaną stworzone urządzenia do kruszenia kamieni lub inne podobne urządzenia wymagające dużej energii, staną się one niebezpieczne, choć nie zawierają żadnego materiału wybuchowego. Jednak młot pneumatyczny lub maszyna do cięcia metalu również wymagają zwracania się tylko do „ty”. Autor: A. Saveliev
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Niemieckie pociągi zostaną przestawione na energię z wiatru i słońca ▪ Nowy rekord prędkości pojazdów elektrycznych
▪ sekcja witryny dla radioamatora-projektanta. Wybór artykułu ▪ artykuł Więc nazywała się Tatiana. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dlaczego sum ma wąsy? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł Duża Łyżka Natury. Laboratorium naukowe dla dzieci ▪ artykuł Posłuszny przycisk. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony