Движение твердого тела

Существуют ли твёрдые тела? Этот вопрос может вызвать недоумение — ведь окружающий нас мир полон твёрдых тел, например деревянная доска, стальной прут. И всё же деревянная доска хотя бы немного, но прогнётся под тяжестью севшего на неё человека. Стальной прут сложно растянуть руками, однако не невозможно: мастер настраивает рояль, натягивая металлические струны. Тело называется твёрдым, [...]

Тяготение и эфир

Ньютон считал необходимым подчеркнуть, что природа тяготения остаётся для него неизвестной: он
знает, как действует тяготение, но не знает почему. «До сих пор, — писал Ньютон, — я изъяснил
небесные явления и приливы наших морей на основании силы тяготения, но я
не указывал причины самого тяготения. Эта сила происходит от некоторой причины, которая
проникает до центра Солнца [...]

Вулсторпский затворник

Однако вскоре Ньютону пришлось прервать свои занятия: в июне 1665 г. во время разгара эпидемии чумы университет закрыли. Более полутора лет он вынужден был провести в имении матери, которая, очевидно, уже оставила надежды сделать из сына фермера и не донимала его предложениями заняться хозяйством. Ньютон был предоставлен самому себе и, как он признавался в своих [...]

Сверхзвуковая скорость и ударные волны

Скорость звука в воздухе при нормальных условиях равна примерно 330 м/с. Звук — это относительно малые возмущения плотности воздуха. Чтобы разобраться в данном явлении, удобно воспользоваться аналогией звуковых волн и волн на поверхности воды. Если бросить камешек в воду, от места падения кругами разбегутся волны. Движение в воздухе вызывает похожие волны, только они невидимы. Но [...]

Аэродинамический эффект и критерии подобия

В 60-х гг. XX в., когда начали активно развиваться вычислительная техника и методы вычислений,
было высказано мнение, что вскоре необходимость в эксперименте для механики сплошной среды
отпадёт — всё можно будет рассчитать на компьютере. Однако, несмотря на значительные успехи в
развитии вычислительной техники, отказываться от эксперимента ни сейчас, ни в обозримом
будущем [...]

Сила Магнуса и подъемная сила крыла

В футболе одним из коварных ударов для вратаря считается так называемый «сухой лист». Похожий
подрезанный удар — «спин» применяют в теннисе и других играх с мячом. При этом ударе мяч в
полёте быстро вращается, и его траектория становится значительно сложнее по сравнению с
траекторией мяча, посланного обычным ударом. Предвидеть, [...]

Пограничный слой

Если вы помешиваете ложечкой чай в стакане, форма поверхности воды представляет собой параболоид вращения. Оказывается, на дне стакана происходят не менее занимательные и даже парадоксальные явления. Чаинки имеют более высокую плотность, чем вода (иначе они бы не падали на дно). Значит, при вращении на них действует большая, чем на воду, сила инерции, которая должна отнести [...]

Гидравлический удар

С точки зрения гидроаэромеханики жидкости и газы очень схожи между собой. Однако плотность жидкости ко много раз больше плотности газа. Например, плотность воды больше плотности воздуха при нормальных условиях примерно в 800 раз. Поэтому гребные винты морских и речных судов сравнительно меньше пропеллеров самолётов — тяжёлая жидкость «работает» эффективнее, чем лёгкий воздух. По той же [...]

Движение жидкостей и газов

Описать движение газа или жидкости гораздо труднее, чем решить задачи гидростатики, поэтому теория движения жидкостей и газов начала разрабатываться относительно недавно. Хотя гидроаэродинамика основана на трёх хорошо знакомых в механике законах сохранения массы, импульса и энергии, их формулировки здесь выглядят немного сложнее. Например, определение закона сохранения массы обычно выглядит так: масса системы тел остаётся [...]

Воздушные аппараты и подводные лодки

Люди уже в древние времена мечтали научиться летать и передвигаться так же свободно, как птицы и насекомые. Однако, совершая первые шаги в воздухоплавании, человек использовал скорее опыт плавающих существ — рыб и других обитателей моря, нежели летающих.
Важнейшим органом рыбы является плавательный пузырь, который помогает ей держаться на определённой глубине. На рыбу, как и на любое [...]