R.Błażejewski: 100 prostych doswiadczeń z wodą i powietrzem

R.Błażejewski: 100 prostych doswiadczeń z wodą i powietrzem

Ryszard
Błażejewski
lOO
prostych
doświadczeń
z wodą
i powietrzem
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne
Warszawa
WNT Warszawa 1991
Wydanie I. Format B5
Ark. wyd. 19,1. Ark. druk. 16,0.
Symbol Mk/82278/WNT
Olsztyńskie Zakłady Graficzne
Im. Seweryna Pieniężnego
Zam. 2115/11/L
Opiniodawcy: prof. dr inż. Włodzimierz Prosnak
doc. dr hab. Jan Gaj
Redaktorzy:
mgr Krzysztof Bujalski
Henryk Kunicki
Okładkę projektował: Andrzej Pilich
Redaktor techniczny: Alina Stępień
53(076.5)
Książka zawiera opis stu interesujących i efektownych doświadczeń z zakresu hydrauliki,
hydromechaniki i aerodynamiki. Przedstawione doświadczenia są wzbogacone opisem związanych z nimi problemów naukowych oraz prostym wytłumaczeniem przedstawionych zjawisk. Zwrócono uwagę na przykłady występowania omawianych zjawisk w życiu codziennym oraz na ich zastosowanie techniczne.
Książka przeznaczona dla szerokiego kręgu czytelników interesujących się techniką,
a zwłaszcza dla uczniów i nauczycieli szkół średnich.
© Copyright by Wydawnictwa Naukowo-Techniczne
Warszawa 1991
All rights reserved
Printed in Poland
ISBN 83-204-1237-4
Spis treści
Wstęp ...................................................................................................................................
9
Porady praktyczne .............................................................................................................
11
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
Termometr wodny i powietrzny .............................................................................. 13
Mikromanometry ..................................................................................................... 16
Barometr wodno-powietrzny ...................................................................................... 19
Wzniesienie kapilarne ................................................................................................ 22
Jak zmierzyć siłę napięcia powierzchniwego ............................................................. 26
Powierzchnie minimalne ............................................................................................ 29
Rozpad strumienia na krople ...................................................................................... 32
„Sympatie“ i antypatie pływających ciałek ................................................................ 34
Napięcie powierzchniowe w akcji .............................................................................. 36
Sztuczka ze szklanką wody ........................................................................................ 37
Woda w sicie i sito w wodzie ..................................................................................... 40
Powietrzne „koreczki“ ................................................................................................ 42
Igła na powierzchni wody .......................................................................................... 45
Siła napięcia powierzchniowego przeciwko sile wyporu .......................................... 47
Bańki mydlane i baloniki ........................................................................................... 49
Półkule magdeburskie ................................................................................................ 52
Problem ogrodnika ..................................................................................................... 54
Ciąg kominowy .......................................................................................................... 56
Woda na karuzeli ........................................................................................................ 59
Sprawdźmy prawo Archimedesa! .............................................................................. 63
Próba podważania prawa Archimedesa ...................................................................... 65
Prosty areometr .......................................................................................................... 66
„Słynne“ zadanie ........................................................................................................ 68
Kolejna próba intuicji ................................................................................................. 70
Nurki Kartezjusza ....................................................................................................... 71
Doświadczenie Plateau ............................................................................................... 72
Jajko w wodzie ........................................................................................................... 74
Flotacja ....................................................................................................................... 75
Paradoks hydrostatyczny ............................................................................................ 77
Mierzymy parcie hydrostatyczne ............................................................................... 79
Metacentrum ............................................................................................................... 81
Karuzela na szpilce ..................................................................................................... 84
Najprostszy model fizyczny bryzy ............................................................................. 85
Naczynie Mariotte’a ................................................................................................... 88
Hydrofor ..................................................................................................................... 90
Fontanna Herona ........................................................................................................ 92
Wodowskaz pneumatyczny ........................................................................................ 94
Efekt Coandy .............................................................................................................. 96
Współczynnik lepkości wody ..................................................................................... 98
Czy powietrze jest lepkie? ........................................................................................ 101
Doświadczenie Reynoldsa ........................................................................................ 103
Jak szybko filtruje woda ........................................................................................... 105
Pływaki – prędkościomierze .................................................................................... 108
Naukowo umotywowane zdmuchiwanie kartki ....................................................... 110
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
Zjawisko Venturiego ................................................................................................
Strumienica ...............................................................................................................
Kiedy nie można stosować prawa Bernoulliego ......................................................
Jak zmierzyć natężenie przepływu wody… linijką ..................................................
Piłeczka w strumieniach powietrza i wody ..............................................................
Od latawca do skrzydła samolotu .............................................................................
Bumerang .................................................................................................................
Kawitacja ..................................................................................................................
Doświadczenie Bankiego .........................................................................................
Rurki – prędkościomierze ........................................................................................
Efekt Magnusa ..........................................................................................................
Efekt Magnusa w przypadku kul ..............................................................................
Lewar ........................................................................................................................
Lewary automatyczne ..............................................................................................
Najprostszy model wodociągu .................................................................................
Strumień wody w powietrzu ....................................................................................
Co przeszkadza wodzie przy wypływie przez otwór ...............................................
Przystawki ................................................................................................................
Inwersja strumienia wody ........................................................................................
Danaidy ....................................................................................................................
Klepsydry .................................................................................................................
Przelewy o ostrej krawędzi ......................................................................................
Płaski przepływ potencjalny .....................................................................................
Źródło i upust ...........................................................................................................
Opór czołowy ...........................................................................................................
Odrzut czyli reakcja .................................................................................................
Doświadczenie Galileusza i paradoks Bergerona ....................................................
Od koła Segnera do turbiny wodnej .........................................................................
Od bani Herona do turbiny parowej .........................................................................
Poduszkowce ............................................................................................................
Zjawisko Leidenfrosta ..............................................................................................
Hydrauliczna wielkość koralika ...............................................................................
Antydeszcz i deszcz .................................................................................................
Bliższa znajomość z erozją ......................................................................................
Tańczące liście, kartki i żyletki ................................................................................
Masa stowarzyszona .................................................................................................
Doświadczenie Bjerknesa ........................................................................................
Niezwykły nurnik .....................................................................................................
Uderzenie hydrauliczne ............................................................................................
Hydrauliczne wahadło ..............................................................................................
“Kaczki” na wodzie ..................................................................................................
Wśród fal kapilarnych i grawitacyjnych ..................................................................
Odskok hydrauliczny ................................................................................................
Symulacja fail uderzeniowej ....................................................................................
Doświadczenie Pokrowskiego ..................................................................................
Wir pusty w środku ..................................................................................................
Lej powietrzny w roli bohatera pozytywnego ..........................................................
Pierścienie wirowe w powietrzu ..............................................................................
Pierścienie wirowe w wodzie ...................................................................................
Ruch śrubowy w szklance herbaty ...........................................................................
112
114
116
118
121
123
126
128
131
133
136
139
141
144
146
149
152
154
157
158
161
163
166
168
171
174
177
180
182
185
187
189
192
195
197
199
202
204
206
209
212
213
216
219
222
224
226
228
230
231
95.
96.
97.
98.
99.
100.
Wiry Taylora ............................................................................................................
Karteczka w roli rdzenia wiru ..................................................................................
Cień aerodynamiczny ...............................................................................................
Przepływ w dyfuzorze ..............................................................................................
Ścieżka wirowa Kármána .........................................................................................
Harfa eolska ..............................................................................................................
233
235
238
240
242
245
Dodatek .............................................................................................................................. 248
Literatura ............................................................................................................................ 252