हम पहली बार घर्षण के बारे में बात नहीं कर रहे हैं। और सच्चाई, क्योंकि यह संभव था, आंदोलन के बारे में बता रहा है, घर्षण का जिक्र किए बिना करें? हमारे आस-पास के निकायों के लगभग किसी भी आंदोलन में घर्षण के साथ है। कार बंद हो जाती है, जिसका चालक मोटर बंद कर देता है, कई oscillations पेंडुलम के बाद बंद हो जाता है, धीरे-धीरे सूरजमुखी के तेल के साथ एक छोटे से धातु की गेंद को छोड़ दिया जा सकता है। शरीर को सतह पर आगे बढ़ने, रोकने के लिए क्या होता है, तेल में गेंद को धीमा करने का क्या कारण है? हम जवाब देते हैं: यह दूसरों की सतह के साथ अकेले निकायों को स्थानांतरित करते समय उत्पन्न होने वाली घर्षण बलों है।
लेकिन घर्षण बलों न केवल चलते समय उत्पन्न होता है।
आपको शायद कमरे में फर्नीचर ले जाना पड़ा। आप जानते हैं कि भारी कैबिनेट को स्थानांतरित करना कितना मुश्किल है। इस प्रयास का विरोध करने वाली बल को शांति घर्षण कहा जाता है।
घर्षण बल उत्पन्न होता है और जब हम विषय को स्थानांतरित करते हैं, और जब हम इसे जल्दी करते हैं। ये दो कुछ उत्कृष्ट भौतिक घटनाएं हैं। इसलिए, वे स्लिप और रोलिंग के घर्षण की घर्षण को अलग करते हैं। कम घर्षण पर्ची के दसियों में रोलिंग घर्षण।
बेशक, कुछ मामलों में, स्लाइड बहुत आसानी से होती है। स्लेज आसानी से बर्फ के माध्यम से स्लाइड, और बर्फ स्केट्स - और यहां तक \u200b\u200bकि आसान।
घर्षण बल के किस कारण से निर्भर करता है?
ठोस शरीर के बीच घर्षण बल आंदोलन की गति पर निर्भर होता है और शरीर के वजन के आनुपातिक होता है। यदि शरीर का वजन दोगुना हो जाता है, तो इसे दृश्य से खींचना अधिक कठिन होगा। हमने काफी सटीक रूप से व्यक्त नहीं किया है, यह शक्ति के रूप में इतना अधिक वजन नहीं है, शरीर को सतह पर दबाया गया है। यदि शरीर हल्का है, लेकिन हमने आपके हाथ से उस पर कड़ी मेहनत की, तो निश्चित रूप से, यह घर्षण की ताकत को प्रभावित करेगा। यदि आप बल को निर्दिष्ट करते हैं, तो शरीर को सतह पर दबाते हैं (ज्यादातर यह वजन होता है), पी के माध्यम से, तो ऐसा एक साधारण सूत्र घर्षण बल के लिए उचित होगा।
एफ़टीपी \u003d केपी।
लेकिन सतहों के गुणों को कैसे ध्यान में रखा जाता है? आखिरकार, यह अच्छी तरह से जाना जाता है कि एक ही क्लॉज पर एक ही स्लीप्स पूरी तरह से अलग-अलग स्लाइड करते हैं, जो लौह के अंत के अंत की अनिच्छुक को देखते हैं या नहीं। इन गुणों को आनुपातिकता गुणांक द्वारा ध्यान में रखा जाता है क।। इसे घर्षण गुणांक कहा जाता है।
पेड़ पर धातु घर्षण गुणांक 1/2 है। एक लकड़ी की चिकनी मेज पर धातु प्लेट बिछाने 2 किलो वजन केवल 1 केजीएफ में वजन।
लेकिन बर्फ पर स्टील का घर्षण गुणांक केवल 0.027 के बराबर है। बर्फ पर झूठ बोलने वाला एक ही स्लैब केवल 0.054 केजीएफ के बराबर बल द्वारा स्थानांतरित किया जा सकता है।
पर्ची गुणांक को कम करने के शुरुआती प्रयासों में से एक को मिस्र के मकबरे में भित्तिचित्र के टुकड़े पर चित्रित किया गया है, जो लगभग 1650 ईसा पूर्व से डेटिंग करता है। इ। (चित्र 6.1)। दास स्लेज के सूरज के नीचे तेल डालता है, जो एक बड़ी मूर्ति ले जाती है।
अंजीर। 6.1
परिणामी सूत्र में सतह क्षेत्र शामिल नहीं है: घर्षण बल रगड़ निकायों के संपर्क के सतह क्षेत्र पर निर्भर नहीं है। हमें एक ही बल को एक किलोग्राम में एक विस्तृत गति चौड़ी शीट स्टील के साथ स्थानांतरित करने या खींचने के लिए एक ही बल की आवश्यकता होती है और केवल एक छोटे से क्षेत्र के साथ सतह पर लेबल किया गया एक किलोग्राम वजन होता है।
और स्लाइडिंग करते समय घर्षण की ताकतों के बारे में एक और टिप्पणी। शरीर को स्लिमिंग करना कुछ हद तक कठिन है: घर्षण बल आंदोलन के पहले क्षण (आराम की घर्षण), अधिक बाद में घर्षण बल मूल्यों को 20-30% तक खत्म कर देता है।
रोलिंग के दौरान घर्षण की ताकत के बारे में क्या कहा जा सकता है, उदाहरण के लिए, पहिया के लिए? स्लाइडिंग की घर्षण की तरह, यह अधिक, अधिक शक्ति है, सतह पर पहिया दबाकर। इसके अलावा, रोलिंग घर्षण बल पहिया के त्रिज्या के विपरीत आनुपातिक है। यह समझ में आता है: जितना अधिक पहिया, इसके लिए कम महत्व अनियमित सतह है जिस पर यह रोल करता है।
यदि आप उन बलों की तुलना करते हैं जिन्हें आपको दूर करना है, शरीर को स्लाइड और रोल करने के लिए मजबूर करना, तो अंतर बहुत प्रभावशाली है। उदाहरण के लिए, 1 टी में डामर स्टील रिक्त द्रव्यमान को खींचने के लिए, आपको 200 केजीएफ में ताकत संलग्न करने की आवश्यकता है - केवल एथलीट इसके लिए सक्षम हैं। और बच्चा ट्रॉली पर ट्रॉली की सवारी कर सकता है, इसके लिए आपको 10 किलो से अधिक की आवश्यकता नहीं है।
कोई आश्चर्य नहीं कि रोलिंग की घर्षण "जीत" घर्षण पर्ची। कोई आश्चर्य नहीं कि मानवता पहले ही व्हील परिवहन में बहुत लंबे समय तक चली गई है।
पोलोज़ोव पहियों के प्रतिस्थापन अभी तक स्लाइडिंग के घर्षण पर पूरी जीत नहीं है। आखिरकार, पहिया को धुरी पर रखा जाना चाहिए। पहली नज़र में, बीयरिंग के बारे में अक्षों के घर्षण से बचने के लिए असंभव है। इस प्रकार सदियों से सोचा और केवल विभिन्न स्नेहकों द्वारा बियरिंग्स में घर्षण स्लाइडिंग को कम करने की कोशिश की। स्नेहक द्वारा प्रदान की जाने वाली सेवाएं, काफी स्लाइडिंग घर्षण 8-10 गुना कम हो जाती है। लेकिन यहां तक \u200b\u200bकि स्नेहक, घर्षण पर्ची के साथ बहुत सारे मामलों में बहुत अधिक; जो अत्यधिक महंगा है। पिछली शताब्दी के अंत में, यह परिस्थिति तकनीकी विकास से बहुत ब्रेक थी। फिर बीयरिंग में घर्षण घर्षण घर्षण को बदलने के लिए एक अद्भुत विचार था। यह प्रतिस्थापन एक गेंद असर द्वारा किया जाता है। धुरी और आस्तीन के बीच गेंदों को रखा। पहिया घूर्णन करते समय, गेंदें आस्तीन पर लुढ़कती हैं, और धुरी है: गेंदें। अंजीर में। 6.2 इस तंत्र के डिवाइस को दिखाता है। इस तरह, पर्ची घर्षण रोलिंग के घर्षण द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। घर्षण बलों में दर्जनों बार में कमी आई।
अंजीर। 6.2
आधुनिक तकनीक में रोलिंग बीयरिंग की भूमिका को कम करना मुश्किल है। वे शंक्वाकार रोलर्स के साथ बेलनाकार रोलर्स के साथ गेंदों के साथ बने होते हैं। ऐसी बीयरिंग सभी कारों, बड़े और छोटे से सुसज्जित हैं। एक मिलीमीटर के आकार में बॉल बीयरिंग हैं; बड़ी कारों के लिए कुछ बीयरिंग अधिक टन वजन करते हैं। बीयरिंग के लिए बीयरिंग (आपने उन्हें विशेष रूप से, विशेष दुकानों के शोकेस में देखा) विभिन्न प्रकार के व्यास का उत्पादन - एक मिलीमीटर के अंश से कई सेंटीमीटर तक।
तरल पदार्थ और गैसों में चिपचिपा घर्षण
अब तक, हमने "सूखी" घर्षण के बारे में बात की, यानी, ठोस वस्तुओं के संपर्क से उत्पन्न घर्षण के बारे में। लेकिन फ्लोटिंग, और फ्लाइंग बॉडीज भी घर्षण बलों की कार्रवाई के अधीन हैं। घर्षण स्रोत परिवर्तन - सूखी घर्षण "गीला" द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
पानी या हवा में चलने वाले शरीर का अनुभव करने वाला प्रतिरोध अन्य कानूनों के अधीन है, शुष्क घर्षण के कानूनों से काफी अलग है, जिसे हमने ऊपर बात की थी।
घर्षण के खिलाफ तरल पदार्थ और गैस के व्यवहार के नियम अलग नहीं हैं। इसलिए, उपर्युक्त सभी समान रूप से तरल पदार्थ, और गैसों के लिए संदर्भित करता है। यदि हम "तरल पदार्थ" के बारे में बताने के लिए संक्षिप्तता के लिए हैं, तो कहा गया है कि यह समान रूप से और गैसों के लिए होगा।
शुष्क से "गीले" घर्षण के बीच मतभेदों में से एक आराम की घर्षण की अनुपस्थिति है - पानी या हवा में लटकने वाली जगह से स्थानांतरित करने के लिए यह संभव है, आमतौर पर बोलते हुए, मनमाने ढंग से छोटी बल। घर्षण बल के लिए, एक चलने वाले शरीर द्वारा परीक्षण किया जाता है, यह शरीर के आकार और आकार पर और तरल (गैस) के गुणों पर आंदोलन की गति पर निर्भर करता है। तरल पदार्थ और गैसों में निकायों के आंदोलन के अध्ययन से पता चला है कि "गीले" घर्षण के लिए कोई भी कानून नहीं है, और दो अलग-अलग कानून हैं: एक छोटे से सत्य है, और दूसरा आंदोलन की उच्च गति पर है। दो कानूनों की उपस्थिति का मतलब है कि तरल पदार्थ और गैसों में ठोस पदार्थों की बड़ी और कम गति, शरीर के चारों ओर प्रवाह में यह अलग-अलग होता है।
कम गति पर, प्रतिरोध बल गति और शरीर के आकार के लिए सीधे आनुपातिक है:
आकार की आनुपातिकता को कैसे समझें, अगर नहीं कहा जाता है, तो हम किस तरह के शरीर के बारे में बात कर रहे हैं? इसका मतलब है कि दो निकायों के लिए, फॉर्म में अक्सर एक में (यानी, जैसे, जिनमें से सभी आयाम समान होते हैं), प्रतिरोध की ताकत भी Tel के रैखिक आयामों के रूप में भी संबंधित होती है।
प्रतिरोध की परिमाण तरल पदार्थ के गुणों पर निर्भर करता है। उन घर्षण बलों की तुलना करना जो अलग-अलग वातावरणों में समान गति से चल रहे हैं, हम देखेंगे कि निकाय प्रतिरोध की सबसे बड़ी ताकत का अनुभव कर रहे हैं, अधिक मोटी, या, जैसा कि वे कहते हैं, अधिक चिपचिपा वातावरण होगा । इसलिए, प्रश्न में घर्षण चिपचिपा घर्षण होना उचित है। यह स्पष्ट है कि हवा थोड़ा चिपचिपा घर्षण बनाता है, जो पानी से लगभग 60 कम है। तरल पदार्थ "भुना", पानी की तरह, और खट्टा क्रीम या शहद के रूप में बहुत चिपचिपा हो सकता है।
तरल पदार्थ की चिपचिपाहट की डिग्री या तो इसे ठोस में गिरावट की गति से या छेद से तरल पदार्थ को तेज करके फैसला किया जा सकता है।
कुछ सेकंड में आधा लीटर कीप से पानी गिर जाएगा। एक बहुत चिपचिपा तरल पदार्थ इसके घंटों, और यहां तक \u200b\u200bकि दिनों से बाहर निकल जाएगा। आप एक उदाहरण और यहां तक \u200b\u200bकि अधिक चिपचिपा तरल पदार्थ दे सकते हैं। भूगर्भिकों ने देखा कि लावा के समूहों में आंतरिक ढलानों पर कुछ ज्वालामुखी के क्रूर में गोलाकार टुकड़े हैं। पहली नज़र में, यह पूरी तरह से समझ में आता है कि कैसे क्रेटर लावा से ऐसी गेंद बना सकता है। यह स्पष्ट नहीं है कि हम लावा के बारे में एक ठोस शरीर के रूप में बात करते हैं। यदि लावा तरल की तरह व्यवहार करता है, तो यह किसी भी अन्य तरल की तरह बूंदों के साथ क्रेटर फ़नल से बह जाएगा। लेकिन केवल एक बूंद एक दूसरे के अंश के लिए नहीं बल्कि दशकों से नहीं है। जब ड्रॉप बहुत भारी हो जाता है, तो यह ज्वालामुखीय क्रेटर के नीचे टूट जाएगा और "चोरी" होगा।
इस उदाहरण से, यह स्पष्ट है कि असली ठोस और असंगत निकायों को एक बोर्ड पर नहीं रखा जाना चाहिए, जैसा कि हम जानते हैं, क्रिस्टल की तुलना में तरल के समान अधिक समान है। लावा - बस इतना असंगत शरीर। यह ठोस लगता है, लेकिन वास्तव में एक बहुत चिपचिपा तरल है।
क्या आपको लगता है कि Surgachi एक ठोस है? दो कॉर्क लें, उन्हें दो कप के नीचे रखें। एक में कुछ पिघला हुआ नमक डालें (उदाहरण के लिए, सेलिट्रा - इसे प्राप्त करना आसान है), और एक प्लग के साथ दूसरे कप में सुरगक डालें। दोनों तरल पदार्थ जमे हुए और दफन यातायात जाम हैं। इन कप को कोठरी में रखें और उनके बारे में लंबे समय तक भूल जाएं। कुछ महीने बाद आप सर्जोम और नमक के बीच का अंतर देखेंगे। नमक द्वारा बनाए गए कॉर्क अभी भी पोत के नीचे आराम करेंगे। और प्लग pegs द्वारा डाला जाता है, यह ऊपर की ओर होगा। यह कैसे हुआ? बहुत सरल: प्लग बिल्कुल सामने आया,; यह पानी में कैसे पॉप अप करता है। केवल समय में अंतर; जब चिपचिपा घर्षण की शक्तियां छोटी होती हैं, तो प्लग तुरंत पॉप अप करता है, और बहुत चिपचिपा तरल पदार्थ में पॉप-अप महीनों तक जारी रहता है।
उच्च गति पर प्रतिरोध बल
लेकिन "गीले" घर्षण के कानूनों पर वापस। जैसा कि हमने पाया, कम गति पर, प्रतिरोध द्रव की चिपचिपाहट, आंदोलन की गति और शरीर के रैखिक आकार की गति पर निर्भर करता है। उच्च गति पर घर्षण के नियमों पर विचार करें। लेकिन इससे पहले कि आपको यह कहने की ज़रूरत है कि कौन सी गति छोटी है, और क्या बड़ा है। हमें गति के पूर्ण मूल्य में कोई दिलचस्पी नहीं है, और टीआई 8 यह है कि स्पीड चिपचिपा घर्षण के उपरोक्त कानून द्वारा पर्याप्त रूप से पर्याप्त है या नहीं।
यह पता चला है कि प्रति सेकंड इस तरह के मीटर को कॉल करना असंभव है, ताकि निचली गति पर सभी मामलों में, चिपचिपा घर्षण कानून लागू हों। अध्ययन किए गए कानून के आवेदन की सीमा शरीर के आकार और चिपचिपाहट की डिग्री और तरल पदार्थ की घनत्व पर निर्भर करती है।
हवा "छोटे" के लिए, गति कम है
पानी के लिए - कम
और चिपचिपा तरल पदार्थ के लिए, मोटी शहद की तरह, - कम
इस प्रकार, हवा और विशेष रूप से पानी के लिए, चिपचिपा घर्षण के नियम थोड़ा लागू होते हैं: यहां तक \u200b\u200bकि कम गति पर, लगभग 1 सेमी / एस, वे केवल मिलीमीटर के आकार के छोटे निकायों के लिए उपयुक्त होंगे। पानी में मानव डाइविंग द्वारा अनुभव किया जाने वाला प्रतिरोध चिपचिपा घर्षण के कानून के अधीन नहीं है।
यह कैसे समझाओ कि जब गति बदलता है, तो मध्यम परिवर्तन के प्रतिरोध का कानून? इसमें बढ़ने वाले शरीर के चारों ओर बहने की प्रकृति में बदलाव में कारणों की मांग की जानी चाहिए। अंजीर में। 6.3 तरल में चलने वाले दो परिपत्र सिलेंडरों को दर्शाता है (सिलेंडर की धुरी ड्राइंग के लिए लंबवत है)। धीमी गति के साथ, तरल आसानी से एक चलती वस्तु को बहती है - प्रतिरोध की ताकत जिसे उसे दूर करना है, वहां एक चिपचिपा घर्षण बल (चित्र 6.3, ए) है। चलने वाले शरीर के पीछे उच्च गति पर, एक जटिल भ्रमित तरल पदार्थ आंदोलन होता है (चित्र 6.3, बी)। तरल में, वे दिखाई देते हैं, फिर विभिन्न ट्रिकल गायब हो जाते हैं, वे विचित्र आंकड़े, अंगूठियां, भंवरों का निर्माण करते हैं। पाइप पर नक्शा हर समय बदल रहा है। इस आंदोलन का उदय, जिसे अशांत कहा जाता है, मूल रूप से प्रतिरोध के कानून को बदलता है।
अंजीर। 6.3।
अशांत प्रतिरोध चिपचिपा से काफी अलग रूप से आइटम की गति और आकार पर निर्भर करता है: यह स्क्वायर गति और रैखिक आयामों के वर्ग के समान है। एक ही समय में तरल पदार्थ की चिपचिपाहट एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए बंद हो जाती है; निर्धारित संपत्ति इसकी घनत्व बन जाती है - और प्रतिरोध बल तरल घनत्व (गैस) की पहली डिग्री के आनुपातिक है। इस प्रकार, सूत्र अशांत प्रतिरोध के बल एफ के लिए मान्य है।
एफ ~ ?? 2L2,
कहाँ पे? - मोशन स्पीड, एल - विषय के रैखिक आयाम और? - बुधवार घनत्व। आनुपातिकता के संख्यात्मक गुणांक जिसे हमने लिखा नहीं है, शरीर के आकार के आधार पर अलग-अलग अर्थ होते हैं।
सुव्यवस्थित रूप
हवा में आंदोलन, जैसा कि हमने ऊपर कहा था, लगभग हमेशा "तेज़", यानी, मुख्य भूमिका अशांत द्वारा निभाई जाती है, और चिपचिपा प्रतिरोध नहीं। अशांत प्रतिरोध परीक्षण हवाई जहाज, पक्षियों, पैराशूट। यदि कोई व्यक्ति बिना पैराशूट के हवा में पड़ता है, थोड़ी देर के बाद वह समान रूप से गिरने लगते हैं (प्रतिरोध की ताकत वजन को संतुलित करती है), लेकिन बहुत ही गति के साथ, लगभग 50 मीटर / एस। पैराशूट प्रकट होने में एक तेज मंदी की ओर जाता है - वही वजन अब पैराशूट गुंबद के प्रतिरोध से संतुलित होता है। चूंकि प्रतिरोध शक्ति आंदोलन की गति और घटना के आकार के समान आनुपातिक है, इसलिए इसी हद तक, घटना शरीर के परिवर्तन के रैखिक आयामों के रूप में कई बार गिर जाएगी। पैराशूट का व्यास लगभग 7 मीटर है, किसी व्यक्ति का "व्यास" लगभग एक मीटर है। गिरावट की दर 7 मीटर / एस हो जाती है। इस गति के साथ, आप सुरक्षित रूप से भूमि कर सकते हैं।
यह कहा जाना चाहिए कि प्रतिरोध को बढ़ाने का कार्य विपरीत कार्य की तुलना में बहुत आसान हो गया है। पानी के किनारे से हवा या पनडुब्बी से कार और विमान के प्रतिरोध को कम करें - सबसे महत्वपूर्ण और कठिन तकनीकी कार्य।
यह पता चला है कि, शरीर के आकार को बदलना, आप कई बार अशांत प्रतिरोध को कम कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, हमें अशांत आंदोलन को कम करना होगा, जो प्रतिरोध का स्रोत है। यह विषय विशेष देकर हासिल किया जाता है, क्योंकि वे मजबूत रूप कहते हैं।
सबसे अच्छा इस अर्थ में क्या फॉर्म है? पहली नज़र में ऐसा लगता है कि शरीर को आगे बढ़ने के लिए ऐसा रूप दिया जाना चाहिए। टिप ले जाया गया। ऐसा एज "विच्छेदन" हवा की सबसे बड़ी सफलता के साथ प्रतीत होता है। लेकिन यह पता चला है, यह महत्वपूर्ण है कि हवा को विच्छेदन न करें, बल्कि इसे परेशान करने के लिए जितना संभव हो सके ताकि यह विषय को बहुत आसानी से बह रहा हो। शरीर के तरल या शरीर में जाने की सबसे अच्छी प्रोफ़ाइल आकार, सुस्त और पीछे से तेज है। उसी समय, तरल टिप से आसानी से बहता है, और अशांत आंदोलन न्यूनतम तक आता है। किसी भी तरह से, तेज कोणों को आगे निर्देशित करना असंभव है, क्योंकि द्वीप एक अशांत आंदोलन के गठन का कारण बनता है।
विमान विंग का सुव्यवस्थित आकार न केवल आंदोलन के लिए सबसे छोटा प्रतिरोध बनाता है, बल्कि सबसे बड़ी लिफ्ट बल भी जब सुव्यवस्थित सतह को आंदोलन की दिशा में घुमाया जाता है। बहने वाले पंख, हवा इसे मुख्य रूप से अपने विमान (चित्र 6.4) के लिए लंबवत दिशा में दबाती है। यह स्पष्ट है कि झुकाव विंग के लिए, यह बल ऊपर की ओर निर्देशित है।
अंजीर। 6.4।
भारोत्तोलन बल के कोण में वृद्धि के साथ -Start। तर्क के अनुसार, अकेले ज्यामितीय विचारों के आधार पर, हमें गलत निष्कर्ष निकालेगा कि आंदोलन की दिशा के लिए कोण जितना अधिक होगा। वास्तव में, एक कोण बढ़ने के रूप में, विमान के चारों ओर चिकनी प्रवाह सभी मुश्किल है, और कोण के एक निश्चित मूल्य पर, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 6.5, गंभीर अशांति उत्पन्न होती है; आंदोलन का प्रतिरोध तेजी से बढ़ता है, और उठाने बल गिरता है।
अंजीर। 6.5।
चिपचिपापन का गायब होना
अक्सर, कुछ घटनाओं को समझाते हुए या कुछ निकायों के व्यवहार का वर्णन करते हैं? हम परिचित उदाहरणों का उल्लेख करते हैं। यह काफी स्पष्ट है, हम कहते हैं कि यह आइटम किसी भी तरह से आगे बढ़ रहा है, क्योंकि अन्य निकाय एक ही नियम के साथ आगे बढ़ते हैं। ज्यादातर हमेशा स्पष्टीकरण को संतुष्ट करता है जो नए सुनता है जो हम पहले से ही जीवन में पहले से मिले हैं। इसलिए, हमने विशेष कठिनाइयों का अनुभव नहीं किया है, पाठक को समझाते हुए कानून जिस पर तरल चाल चलता है - आखिरकार, सभी ने देखा कि पानी बहता है, और इस आंदोलन के कानून काफी प्राकृतिक लगते हैं।
हालांकि, एक पूरी तरह से अद्भुत तरल है जो किसी अन्य तरल पदार्थ के समान नहीं है, और यह एक विशेष के अनुसार चलता है, केवल अपने असाधारण कानून में। यह तरल हीलियम है।
हमने पहले ही कहा है कि तरल हीलियम को पूर्ण शून्य तक तापमान पर तरल पदार्थ के रूप में बनाए रखा जाता है। हालांकि, 2 के (अधिक सटीक, 2.19 के) से ऊपर हीलियम और इस तापमान के नीचे हीलियम पूरी तरह से अलग तरल पदार्थ हैं। दो डिग्री से ऊपर, हीलियम के गुण इसे अन्य तरल पदार्थों के बीच अलग नहीं करते हैं। इस तापमान के नीचे, हीलियम अद्भुत तरल बन जाता है। अद्भुत हीलियम को हीलियम II कहा जाता है।
हीलियम II की सबसे हड़ताली संपत्ति 1 9 38 में ओपन पी। एल। कपिट्सा है। सुपरफ्लुइटी, यानी, चिपचिपापन की पूरी कमी।
एक जहाज को सुपरफ्लुइटी का निरीक्षण करने के लिए निर्मित किया जाता है, जिसके नीचे एक बहुत ही संकीर्ण स्लिट होता है - चौड़ाई केवल आधा दूरी में होती है। सामान्य तरल पदार्थ लगभग इस तरह के स्लॉट के माध्यम से sepps; यह 2.1 9 के से ऊपर के तापमान पर भी व्यवहार करता है और हीलियम होता है लेकिन मुश्किल से केवल तापमान 2,19 के नीचे हो जाता है, हाइलियम रिसाव की गति कम से कम हजारों बार बढ़ जाती है। हीलियम II के बेहतरीन अंतर के माध्यम से, यह लगभग तुरंत बाद होता है, यानी, पूरी तरह से चिपचिपापन खो देता है। हेलिया superfluidity एक भी अजनबी घटना की ओर जाता है। हीलियम II एक गिलास या परीक्षण ट्यूब से "बाहर निकलने" में सक्षम है जहां यह नैनित है। हीलियम द्वितीय के साथ टेस्ट ट्यूब को हीलियम बाथरूम में डेवेयर में रखा गया है। "इसके साथ न तो इनमें से कोई भी" हीलियम परीक्षण ट्यूब की दीवार के साथ पूरी तरह से अपरिहार्य फिल्म के रूप में उगता है और किनारे के माध्यम से बहता है; टेस्ट ट्यूब के नीचे से ड्रॉप ड्रॉप।
यह याद रखना चाहिए कि केशिका बलों के कारण, जो पृष्ठ 36 पर कहा गया था, सभी तरल के अणु, जहाज की दीवार को गीला करते हुए, इस दीवार पर चढ़ते हैं और एक पतली फिल्म बनाते हैं, जिसकी चौड़ाई 10 का आदेश है - 6 सेमी। यह फिल्म आंख के लिए अदृश्य है हां, और सामान्य रूप से, यह सामान्य चिपचिपा तरल पदार्थ के लिए खुद को नहीं दिखाती है।
अगर हम चिपचिपाहट हीलियम से रहित हो रहे हैं तो तस्वीर पूरी तरह से बदल रही है। आखिरकार, संकीर्ण अंतर सुपरफ्लूइड हीलियम के आंदोलन में हस्तक्षेप नहीं करता है, और एक पतली सतह फिल्म एक संकीर्ण स्लॉट की तरह है। तरल झुकाव तरल पदार्थ बेहतरीन परत बहता है। एक गिलास या टेस्ट ट्यूब के किनारे के माध्यम से, सतह फिल्म एक सिफन बनाती है जिसके साथ जहाज के किनारे के माध्यम से हीलियम अतिरंजित होता है।
यह स्पष्ट है कि पारंपरिक द्रव में हम कुछ भी नहीं देखते हैं। पर। सामान्य चिपचिपाहट "स्कैटर।" महत्वहीन मोटाई के सिफॉन के माध्यम से, तरल व्यावहारिक रूप से नहीं कर सकता है। इस तरह का एक आंदोलन इतना धीमा है कि प्रवाह लाखों साल तक चला।
तो, हीलियम II सभी चिपचिपापन से वंचित है। ऐसा लगता है कि लोहे के तर्क के साथ यहां से घर्षण के बिना चलने के लिए इस तरह के तरल में ठोस की वर्दी का अनुसरण करता है। हमने थ्रेड पर तरल हीलियम डिस्क में डाल दिया और थ्रेड को कसकर "इस सरल अनुकूलन की आजादी प्रदान करके, हम एक पेंडुलम की तरह कुछ बनाएंगे - एक डिस्क के साथ एक धागा अनदेखा करने और समय-समय पर एक में मोड़ने के लिए, फिर दूसरे तरीके से । अगर कोई घर्षण नहीं है, तो हमें उम्मीद करनी चाहिए कि हमें उम्मीद करनी चाहिए कि हमें उम्मीद करनी चाहिए कि डिस्क हमेशा के लिए उतार-चढ़ाव करेगी। हालांकि, तरह के कुछ भी नहीं। अपेक्षाकृत कम समय के बाद, यह पारंपरिक सामान्य हीलियम I के समान है ( यानी 2,19 के ऊपर तापमान पर हीलियम, डिस्क बंद हो जाती है। विषमता क्या है? अंतराल के माध्यम से उभरा, हीलियम चिपचिपापन के बिना एक तरल की तरह व्यवहार करता है, और इसमें आगे बढ़ने वाले निकायों के संबंध में एक साधारण चिपचिपा तरल की तरह व्यवहार होता है। इस वास्तव में काफी असामान्य और समझ में नहीं आता है।
अब हम याद कर सकते हैं कि इस तथ्य के बारे में क्या कहा गया है कि हीलियम पूर्ण शून्य तक कठोर नहीं है। आखिरकार, यह आंदोलन के बारे में सामान्य विचारों की अनुपस्थिति के बारे में है। यदि हीलियम "अवैध रूप से" तरल बना रहा, तो क्या इस तरल पदार्थ के चार्जिंग व्यवहार से आश्चर्यचकित होना आवश्यक है।
आंदोलन के बारे में नए विचारों के दृष्टिकोण से तरल हीलियम के व्यवहार को समझना संभव है, जिसे क्वांटम यांत्रिकी कहा जाता था। हम क्वांटम यांत्रिकी तरल हीलियम के व्यवहार को बताते हुए सबसे आम विचार देने की कोशिश करेंगे।
क्वांटम यांत्रिकी - सिद्धांत को समझने के लिए बहुत मुश्किल और मुश्किल, और पाठक को आश्चर्यचकित नहीं किया जाता है कि स्पष्टीकरण स्वयं की तुलना में अधिक अजीब दिखता है। यह पता चला है कि तरल हीलियम के प्रत्येक कण दो आंदोलनों में एक साथ भाग लेता है: एक आंदोलन सुपरफ्लूइड है, चिपचिपापन से जुड़ा नहीं है, और दूसरा सामान्य है।
हीलियम II इस तरह से व्यवहार करता है जैसे कि इसमें दो तरल पदार्थों का मिश्रण होता है; पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से "एक दूसरे के माध्यम से"। एक तरल व्यवहार में सामान्य है, यानी यह एक सामान्य चिपचिपापन है, एक और घटक सुपरफ्लूइड है।
जब हीलियम अंतर के माध्यम से बहती है या कट गिलास के माध्यम से बहती है, तो हम सुपरफ्लुइटी प्रभाव का निरीक्षण करते हैं। और जब हीलियम में विसर्जित डिस्क ऑसीलेशन, घर्षण डिस्क को रोकना इस तथ्य के कारण बनाया जाता है कि डिस्क घर्षण हीलियम के सामान्य हिस्से में अनिवार्य रूप से घर्षण है।
दो अलग-अलग आंदोलनों में भाग लेने की क्षमता हीलियम के पूरी तरह से असामान्य थर्मल आचरण गुण उत्पन्न करती है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, तरल पदार्थ आमतौर पर काफी खराब होते हैं। सामान्य तरल पदार्थ की तरह व्यवहार और हीलियम I। जब हीलियम II में परिवर्तन, थर्मल चालकता लगभग अरब बार बढ़ जाती है। इस प्रकार, हीलियम II सबसे अच्छा पारंपरिक गर्मी कंडक्टरों की तुलना में गर्मी को बेहतर ढंग से आयोजित करता है - जैसे तांबा और चांदी।
तथ्य यह है कि गर्मी के संचरण में हीलियम का सुपरफ्लूइड आंदोलन भाग नहीं लेता है। इसलिए, जब हीलियम द्वितीय में तापमान अंतर होता है, तो दो धाराएं विपरीत दिशाओं में होती हैं, और उनमें से एक सामान्य है - यह खुद को गर्मी के साथ ले जाता है। यह सामान्य थर्मल चालकता के समान नहीं है। पारंपरिक तरल पदार्थ में, अणुओं को उड़ाने से गर्मी फैलती है। हीलियम II में, गर्मी एक तरल के रूप में हीलियम प्रवाह के सामान्य हिस्से के साथ एक साथ बहती है। यहां "गर्मी की धारा" शब्द पूरी तरह से उचित है। गर्मी हस्तांतरण की यह विधि एक विशाल थर्मल चालकता की ओर ले जाती है।
हीलियम की थर्मल चालकता की यह स्पष्टीकरण इतनी अजीब लग सकती है कि आप इसे विश्वास करने से इनकार करते हैं। लेकिन आपने जो कहा, उसके न्याय में, आप अपने विचार में अगले सरल अनुभव के बारे में सुनिश्चित कर सकते हैं।
तरल हीलियम के साथ स्नान में एक देवर होता है, जो पूरी तरह ही हीलियम से भरा होता है। पोत बाथरूम केशिका प्रक्रिया के साथ संचार करता है। पोत के अंदर हीलियम एक विद्युत सर्पिल द्वारा गरम किया जाता है, गर्मी आसपास के हीलियम नहीं जाती है, क्योंकि पोत की दीवारें गर्मी संचारित नहीं करती हैं।
केशिका ट्यूब के विपरीत एक पतला धागे पर निलंबित एक पंख है। यदि गर्मी तरल के रूप में बहती है, तो इसे विंग को चालू करना चाहिए। यही होता है। उसी समय, पोत में हीलियम की मात्रा बदलती नहीं है। इस अद्भुत घटना को कैसे समझाया जाए? केवल एकमात्र तरीका: जब गरम किया जाता है, तो गर्म जगह से तरल पदार्थ के सामान्य हिस्से का प्रवाह विपरीत दिशा में सुपरफ्लूइड भाग की ठंड और धारा में होता है। प्रत्येक बिंदु पर हीलियम की मात्रा में बदलाव नहीं होता है, लेकिन जब से, गर्मी के हस्तांतरण के साथ, तरल पदार्थ की चाल का सामान्य हिस्सा, विंग इस भाग के चिपचिपा घर्षण के कारण बदल जाता है और गर्म होने के रूप में अधिक समय के रूप में विक्षेपित रहता है ।
इस तथ्य से कि सुपरफ्लूइड आंदोलन गर्मी को बर्दाश्त नहीं करता है, एक और निष्कर्ष का पालन करता है। इसका उल्लेख किया गया था "एक गिलास के किनारे" ओवरराइटिंग "हीलियम के बारे में" एक गिलास सुपरफ्लूइड भाग से "बाहर निकलता है", लेकिन यह सामान्य रहता है। गर्मी केवल हीलियम के एक सामान्य हिस्से के साथ जुड़ा हुआ है, यह "के साथ नहीं है" देखभाल "सतही भाग। अब तक" जहाज से बाहर निकलने "के रूप में, वही गर्मी में हीलियम की बढ़ती संख्या होगी - जहाज में शेष हीलियम गर्म हो जाना चाहिए। यह वास्तव में अनुभव में मनाया जाता है।
सुपरफ्लूइड और सामान्य आंदोलन से जुड़े हीलियम के लोग समान नहीं हैं। उनका दृष्टिकोण तापमान पर निर्भर करता है। तापमान कम करें, हीलियम के वजन का सुपरफ्लूइड हिस्सा जितना अधिक होगा। पूर्ण शून्य के साथ, सभी हीलियम superfluch हो जाता है। जैसे ही तापमान बढ़ता है, वेलियम का पूरा बहुमत सामान्य रूप से व्यवहार करना शुरू होता है और पूरे हीलियम में 2.1 9 के तापमान पर सामान्य हो जाता है, सामान्य तरल पदार्थ के गुण प्राप्त करता है।
लेकिन पाठक पहले से ही भाषा में कताई कर रहा है: यह सुपरफ्लूइड हीलियम क्या है, तरल पदार्थ का कण एक साथ दो चालों में कैसे भाग ले सकता है, एक कण के दो आंदोलनों के तथ्यों को कैसे समझाया जाए? .. दुर्भाग्य से, हमें यहां छोड़ने के लिए मजबूर किया जाता है जवाब दिए बिना ये सभी प्रश्न।। हीलियम द्वितीय का सिद्धांत बहुत जटिल है, और इसे समझने के लिए, आपको बहुत कुछ जानना होगा।
प्लास्टिक
लोच शक्ति के बाद शरीर को अपने आकार को बहाल करने की क्षमता है। यदि किलोग्राम वजन को निलंबित करने के लिए 1 मिमी 2 के क्रॉस सेक्शन के साथ मीटर स्टील के तार के साथ, तो तार फैला हुआ है। खींचना थोड़ा सा है, केवल 0.5 मिमी है, लेकिन यह नोटिस करना आसान है। यदि वजन हटा दिया जाता है, तो तार 0.5 मिमी से कम हो जाएगा, और लेबल पिछली स्थिति में वापस आ जाएगा। इस तरह के विरूपण को लोचदार कहा जाता है।
ध्यान दें कि 1 केजीएफ में बल की कार्रवाई के तहत 1 एमएम 2 के एक क्रॉस सेक्शन के साथ तार और 100 किलोमीटर पर बल की क्रिया के तहत 1 सेमी 2 के एक क्रॉस सेक्शन के साथ तार, जैसा कि वे कहते हैं, उसी में मैकेनिकल वोल्टेज की स्थिति। इसलिए, सामग्री के व्यवहार को हमेशा वर्णित किया जाना चाहिए, यह इंगित करना कि शरीर क्रॉस सेक्शन अज्ञात है), और वोल्टेज, यानी, प्रति यूनिट क्षेत्र बल। पारंपरिक शरीर - धातु, कांच, पत्थरों - आप कुछ प्रतिशत, सबसे अच्छी तरह से फैल सकते हैं। उत्कृष्ट लोचदार गुणों में रबर है। रबर आप कुछ सौ प्रतिशत नहीं कर सकते हैं (यानी इसे दो बार और तीन गुना अधिक प्रारंभिक लंबाई), और इस तरह के रबर कॉर्ड को दे सकते हैं, हम देखेंगे कि यह अपने मूल राज्य में वापस आ जाएगा।
अपवाद के बिना, छोटी ताकतों की कार्रवाई के तहत elastically व्यवहार करते हैं। हालांकि, कुछ निकायों में लोचदार व्यवहार की सीमा होती है, दूसरों के पास बहुत बाद में होता है। उदाहरण के लिए, लीड की तरह, इतनी नरम धातुओं में, लोच की सीमा पहले से ही होती है, यदि आप मिलीमीटर क्रॉस सेक्शन के तार के अंत में 0.2-0.3 केजीएफ का भार लटकाते हैं। स्टील के रूप में इस तरह की ठोस सामग्रियों में, यह सीमा लगभग 100 गुना अधिक है, यानी यह लगभग 25 किलोग्राम है।
महान ताकतों के संबंध में, लोच की सीमा से बेहतर, विभिन्न निकायों को मोटे तौर पर दो वर्गों में विभाजित किया जा सकता है - जैसे कि ग्लास, यानी नाजुक, और मिट्टी, यानी प्लास्टिक जैसे।
यदि आप मिट्टी के टुकड़े के लिए एक उंगली दबाते हैं, तो वह त्वचा पैटर्न के जटिल कर्ल को प्रेषित करने वाली सटीकता में छाप छोड़ देगा। हथौड़ा, अगर वे नरम लोहे या नेतृत्व का एक टुकड़ा मारा, तो एक स्पष्ट निशान छोड़ देंगे। कोई प्रभाव नहीं है, लेकिन विरूपण बनी रही - इसे प्लास्टिक या अवशिष्ट कहा जाता है। इस तरह के अवशिष्ट निशान ग्लास पर नहीं पहुंच पाएंगे: यदि आप इस इरादे में बने रहते हैं, तो ग्लास गिर जाएगा। इस तरह के नाजुक कुछ धातुओं और मिश्र धातु, जैसे कि कास्ट आयरन। हथौड़ा के झटके के नीचे लौह बाल्टी चपटा हो गई है, और कास्ट आयरन गेंदबाज विभाजित हो जाएगा। नाजुक निकायों की ताकत निम्नलिखित संख्याओं द्वारा तय की जा सकती है। कच्चे लोहा को पाउडर में बदलने के लिए, आपको सतह के प्रति वर्ग मिलीमीटर के लगभग 50-80 किलोग्राम के बल के साथ कार्य करने की आवश्यकता है। ईंटों के लिए, यह आंकड़ा 1.5-3 केजीएफ तक गिर जाता है।
किसी भी वर्गीकरण की तरह, शरीर को नाजुक और प्लास्टिक के लिए पर्याप्त रूप से सशर्त रूप से विभाजित करना। सबसे पहले, एक भंगुर शरीर उच्च तापमान पर कम तापमान पर प्लास्टिक बन सकता है। ग्लास को प्लास्टिक सामग्री के रूप में शानदार ढंग से इलाज किया जा सकता है यदि इसे कई सौ डिग्री के तापमान पर गर्म किया जाता है।
लीड की तरह नरम धातुओं को ठंड के साथ riveted किया जा सकता है, लेकिन ठोस धातु केवल एक अत्यधिक गर्म, लाल रंग में फोर्जिंग के लिए उपयुक्त हैं। तापमान बढ़ाएं तेजी से सामग्री के प्लास्टिक गुणों को बढ़ाता है।
धातुओं की आवश्यक विशेषताओं में से एक, जिसने उन्हें अनिवार्य संरचनात्मक सामग्रियों को बनाया है, कमरे के तापमान और प्लास्टिकिटी पर उनकी कठोरता है उच्च पर: होटल आसानी से वांछित आकार दे सकते हैं, और कमरे के तापमान पर, इस फॉर्म को बहुत महत्वपूर्ण ताकतों के साथ बदलना संभव है ।
सामग्री की एक आंतरिक संरचना या यांत्रिक गुणों पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। यह स्पष्ट है कि दरारें और खालीपन शरीर की दृश्यमान शक्ति को कमजोर करती है और इसे अधिक नाजुक बना देती है।
मजबूत करने के लिए प्लास्टिक विकलांग शरीर की अद्भुत क्षमता। एकल धातु क्रिस्टल, जो सिर्फ पिघल से बाहर हो गया है, बहुत नरम। कई धातुओं के क्रिस्टल इतने नरम हैं कि उन्हें आसानी से अपनी उंगलियों के साथ झुकाया जा सकता है, लेकिन ... इस तरह के एक क्रिस्टल तोड़ने के लिए सफल नहीं होगा। कठोरता हुई। अब यह नमूना प्लास्टिक रूप से केवल अधिक शक्ति को विकृत करने में सक्षम होगा। यह पता चला है, प्लास्टिसिटी न केवल भौतिक संपत्ति है, बल्कि प्रसंस्करण संपत्ति भी है।
उपकरण धातु को क्यों नहीं भेजता है, बल्कि फोर्जिंग? कारण स्पष्ट है: धातु, फोर्जिंग (या लुढ़का हुआ, या ब्रोच), बहुत मजबूत कास्ट। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कितना धातु, हम एक निश्चित सीमा से ऊपर अपनी ताकत बढ़ाने में सक्षम नहीं होंगे, जिसे उपज की ताकत कहा जाता है। स्टील के लिए, यह सीमा 30-50 केजीएफ / मिमी 2 की सीमा में निहित है।
यह आंकड़ा निम्नलिखित का अर्थ है। यदि मिलीमीटर क्रॉस सेक्शन का तार एक हलवा वजन (सीमा के नीचे) के साथ निलंबित कर दिया गया है, तो तार खिंचाव शुरू हो जाएगा और एक अस्थायी रूप से मजबूत हो जाएगा। इसलिए, खिंचाव जल्दी से बंद हो जाएगा - वजन तार पर calmly लटका होगा। यदि, ऐसे तार पर, दो या तीन पुडिंग गिरचे (उपज शक्ति के ऊपर) लटकाएं, फिर तस्वीर अलग होगी। तार तब तक (प्रवाह) तक पहुंच जाएगा जब तक यह टूट जाएगा। एक बार फिर हम जोर देते हैं कि शरीर के यांत्रिक व्यवहार को लागू नहीं किया जाता है, बल्कि वोल्टेज। 100 माइक्रोन 2 के एक क्रॉस सेक्शन के साथ तार 30-50 * 10 -4 केजीएफ, यानी 3-5 जीएस की कार्रवाई के तहत बह जाएगा।
विस्थापन
साबित करें कि प्लास्टिक विरूपण एक ऐसी घटना है जो अभ्यास के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, इसका मतलब खुले दरवाजे में तोड़ने का मतलब है। फोर्जिंग, मुद्रांकन, धातु की चादरें प्राप्त करना, तार खींचना - यह सब घटना एक प्रकृति है।
हम प्लास्टिक विरूपण में कुछ भी समझ नहीं पाए, अगर ऐसा माना जाता है कि क्रिस्टलीट जिनमें से धातु बनाया गया था वह स्थानिक ग्रिल के सही टुकड़े हैं।
सही क्रिस्टल के यांत्रिक गुणों का सिद्धांत हमारी शताब्दी की शुरुआत में भी बनाया गया था। वह एक हजार बार अनुभव के साथ अलग हो गई। यदि क्रिस्टल सही रहा है, तो उसकी तन्यता शक्ति को मनाया और प्लास्टिक विरूपण की तुलना में अधिक परिमाण के बहुत सारे आदेश होना चाहिए।
तथ्यों की तुलना में पहले से उत्पन्न की गई परिकल्पनाएं जमा हुई हैं। शोधकर्ता स्पष्ट थे कि सिद्धांत और अभ्यास को सुलझाने का एकमात्र तरीका क्रिस्टलीट में दोषों की उपस्थिति की धारणा है। लेकिन, ज़ाहिर है, इन दोषों की प्रकृति को विभिन्न प्रकार की धारणाएं की जा सकती हैं। केवल तभी जब भौतिकविद पदार्थ की संरचना का अध्ययन करने के बेहतरीन तरीकों से सशस्त्र होते हैं, तो तस्वीर स्पष्ट करने लगी। यह पता चला कि जाली (ब्लॉक) का सही टुकड़ा सेंटीमीटर के कई मिलियन के क्रम के आकार का है। ब्लॉक सेकंड के भीतर या चाप के मिनट के भीतर विचलित होते हैं।
बीसवीं सदी के अंत तक, कई तथ्यों को जमा किया गया, जिसके कारण एक महत्वपूर्ण बयान दिया गया कि मुख्य (हालांकि केवल एक ही नहीं) दोष एक वास्तविक क्रिस्टल एक प्राकृतिक विस्थापन है जो विस्थापन का नाम प्राप्त हुआ है। सरल विस्थापन मॉडल अंजीर द्वारा चित्रित किया गया है। 6.6। जैसा कि आप देख सकते हैं, दोष का सार इस तथ्य में निहित है कि क्रिस्टल में ऐसे स्थान हैं जैसे कि एक "अतिरिक्त" परमाणु विमान। अंजीर में क्रिस्टल के बीच में स्ट्राइक लाइन। 6.6, और दो ब्लॉक को विभाजित करता है। क्रिस्टल का ऊपरी भाग संपीड़ित होता है, और नीचे बढ़ाया जाता है। जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है, विस्थापन जल्दी से अवशोषित होता है। 6.6, बी, बाएं ड्राइंग "शीर्ष" के दृश्य को दर्शाते हुए।
अंजीर। 6.6
क्रिस्टल में अक्सर पाए जाने वाले अन्य अव्यवस्थाओं को सर्पिल कहा जाता है। उनकी योजनाएं अंजीर में दिखाए जाते हैं। 6.7। यहां ग्रिल दो ब्लॉक में टूट गया है, जिसमें से एक ने पड़ोसी की ओर एक अवधि के लिए अपना हिस्सा फिसल दिया है। सबसे बड़ी विकृतियां धुरी के पास केंद्रित हैं। इस धुरी के नजदीक क्षेत्र को सर्पिल डिस्क्लॉक कहा जाता है।
हम बेहतर समझेंगे, जिसमें विरूपण का सार, यदि हम कट विमान के दूसरी तरफ दो पड़ोसी परमाणु विमानों को दर्शाते हुए एक ही आंकड़े पर इस योजना पर विचार करते हैं (चित्र 6.7, बी)। त्रि-आयामी आकृति के संबंध में, यह दाईं ओर विमान पर एक दृश्य है। सर्पिल विस्थापन की धुरी त्रि-आयामी आकृति के समान ही है। ठोस रेखाएं दाएं, बिंदीदार ब्लॉक के विमान को दिखाती हैं। ब्लैक डॉट्स व्हाइट की तुलना में पाठक के करीब हैं। जैसा कि योजना से देखा जा सकता है, सर्पिल विस्थापन सरल के अलावा एक और प्रकार का विरूपण है। यहां परमाणुओं की कोई अतिरिक्त पंक्ति नहीं है। विरूपण वह है; आस-पास के विस्थापन परमाणु पंक्तियों के धुरी अपने निकटतम पड़ोसियों को बदलती हैं, अर्थात्, नीचे दिए गए पड़ोसियों को मोड़ और उठाई गई।
अंजीर। 6.7
यह विस्थापन सर्पिल क्यों कहा जाता है? कल्पना कीजिए कि आप चल रहे हैं लेकिन परमाणु (सबेटोमिक आकार में कमी के बाद) और विस्थापन की धुरी को बाईपास करने का लक्ष्य निर्धारित करें। यह देखना आसान है कि, निचले विमान के नीचे से अपनी यात्रा शुरू करने के बाद, आप प्रत्येक मोड़ के फर्श के बाद फर्श के ऊपर गिर जाएंगे और अंततः क्रिस्टल की शीर्ष सतह पर बाहर निकल जाए जैसे कि आप सर्पिल सीढ़ियों के साथ चले गए। हमारे ड्राइंग में, नीचे का उदय वामावर्त हो गया। यदि ब्लॉक शिफ्ट रिवर्स था, तो यात्रा घड़ी की दिशा में हुई होगी।
अब हमने इस सवाल के जवाब से संपर्क किया कि प्लास्टिक विरूपण कैसे होता है,
मान लीजिए कि हम नीचे एक अंतरात्मिक दूरी के संबंध में क्रिस्टल के शीर्ष आधे हिस्से को स्थानांतरित करना चाहते हैं। आप देखते हैं कि इसके लिए आपको शिफ्ट विमान में स्थित परमाणुओं की सभी पंक्तियों को एक-दूसरे पर रोल करना होगा। यह विस्थापन के साथ एक क्रिस्टल पर एक शिफ्ट बल की कार्रवाई के बारे में काफी अलग है।
अंजीर में। 6.8 गेंदों की तंग पैकेजिंग दिखाया गया है (केवल परमाणु पंक्तियों की चरम गेंदों को दिखाया गया है) जिसमें एक साधारण डिसक्लेक्शन होता है। आइए नीचे के संबंध में दाहिने ऊपरी ब्लॉक में जाना शुरू करें। यह समझना आसान बनाने के लिए क्या हो रहा है, हमने गेंदों को संख्याओं के साथ चिह्नित किया; संपीड़ित परत गेंदों को स्ट्रोक के साथ लेबल किया जाता है। कुछ अन्य समय, "दरार" पंक्तियों 2 और 3 के बीच था; रैंक 2 "और 3" संपीड़ित थे।
अंजीर। 6.8।
जैसे ही बल करता है, श्रृंखला 2 को एक दरार में स्थानांतरित कर दिया जाएगा; अब गेंद 3 "" स्वतंत्र रूप से सांस ले सकती है ", लेकिन आपको गेंद को निचोड़ना है।" क्या हुआ? सभी प्रकटीकरण बाईं ओर चले गए, और इसका आंदोलन क्रिस्टल से विस्थापन "बाहर आने" तक उसी तरह जारी रहेगा। परिणाम परमाणुओं की एक पंक्ति पर एक बदलाव होगा, यानी एक ही परिणाम, सही क्रिस्टल की शिफ्ट में।
यह साबित करने की आवश्यकता नहीं है कि विस्थापन शिफ्ट को बहुत कम शक्ति की आवश्यकता है। पहले मामले में, परमाणुओं के बीच बातचीत को दूर किया जाना चाहिए - सभी परमाणु पंक्तियों को रोल करें; दूसरे मामले में, प्रत्येक पल में केवल एक ही परमाणु परमाणुओं को घुमाया जाता है।
विघटन की उपस्थिति के बिना बदलाव की धारणा के तहत क्रिस्टल की ताकत अनुभव पर देखी गई ताकत का मूल्य सौ गुना है।
हालांकि, निम्नलिखित कठिनाई उत्पन्न होती है। यह आकृति से कैसे स्पष्ट है, लागू बल क्रिस्टल से विस्थापन "cattures"। इसका मतलब है कि विरूपण की डिग्री के रूप में, क्रिस्टल अधिक से अधिक मजबूत हो जाना चाहिए और अंत में, जब बाद के अव्यवस्थाओं से हटा दिया जाता है, तो क्रिस्टल को सिद्धांत, ताकत के अनुसार, लगभग सौ गुणा अधिक ताकत के अनुसार हासिल करना चाहिए आदर्श सही क्रिस्टल का। क्रिस्टल वास्तव में विरूपण की डिग्री के रूप में सख्त है, लेकिन सौ गुना नहीं है। सर्पिल विस्थापन बचाव। यह पता चला है (लेकिन यहां पाठक को शब्द के लिए हमें विश्वास करना चाहिए, क्योंकि इसे चित्र के साथ चित्रित करना बहुत मुश्किल है), सर्पिल डिस्क क्रिस्टल से "ड्राइव" के लिए इतना आसान नहीं है। इसके अलावा, क्रिस्टल शिफ्ट दोनों प्रकार के विघटन की मदद से हो सकती है। अव्यवस्थाओं का सिद्धांत संतोषजनक रूप से क्रिस्टलीय विमानों की शिफ्ट की घटनाओं की विशेषताओं को समझाता है। क्रिस्टल के साथ गड़बड़ी का आंदोलन यह है कि आधुनिक दृष्टिकोण से है जो क्रिस्टल का एक प्लास्टिक विरूपण है।
कठोरता
ताकत और कठोरता एक दूसरे के साथ हाथ में नहीं आती है। रस्सी रस्सी, कपड़ा फ्लैप, रेशम धागा एक बहुत बड़ी सटीकता हो सकता है - उन्हें तोड़ने के लिए महत्वपूर्ण तनाव की आवश्यकता है। बेशक, कोई भी नहीं कहेंगे कि रस्सी और कपड़े ठोस सामग्री हैं। इसके विपरीत, कांच की ताकत छोटी है, और कांच ठोस है।
तकनीक में उपयोग की जाने वाली कठोरता की अवधारणा को रोजमर्रा के अभ्यास से उधार लिया जाता है। कठोरता परिचय का विरोध कर रही है। शरीर ठोस है, अगर इसे खरोंच करना मुश्किल है, तो उस पर छाप छोड़ना मुश्किल है। ये परिभाषाएं कुछ हद तक धुंधली लग सकती हैं। हम इस तथ्य के आदी हैं कि भौतिक अवधारणा संख्या से व्यक्त की जाती है। कठोरता के संबंध में यह कैसे करें?
एक बहुत ही हस्तशिल्प, लेकिन साथ ही अल्पोलॉजिस्ट द्वारा व्यावहारिक रूप से उपयोगी तरीके से उपयोग किया गया है। दस कुछ खनिज एक पंक्ति में हैं। पहला हीरा है, इसके बाद कोरंडम, इसके बाद - टॉपज, क्वार्ट्ज, व्हीलपथ, एपेटाइट, प्लैटिच प्लिस, नींबू तलवार, जिप्सम और तालक। पंक्ति को निम्नानुसार चुना गया है: हीरा सभी खनिजों पर खरोंच छोड़ देता है, लेकिन इनमें से कोई भी खनिज हीरा को खरोंच नहीं कर सकता है। इसका मतलब है कि हीरा सबसे कठिन खनिज है। हीरा की कठोरता संख्या 10 से अनुमानित है। कोरंडम के हीरे के बगल में अन्य सभी निचले स्तर के खनिजों की तुलना में कठिन है - कोरंडम उन्हें पंप कर सकता है। कोरंडम को कठोरता की संख्या असाइन की जाती है 9. संख्या 8, 7 और 6 को Topaz, क्वार्ट्ज और एक ही आधार पर एक फ़ील्ड स्वैप को सौंपा गया है।
उनमें से प्रत्येक कठिन है (यानी यह सभी निचले खनिजों की तुलना में खरोंच का कारण बन सकता है), और नरम (इसे कॉप किया जा सकता है) खनिजों में बड़ी संख्या में कठोरता होती है। हल्का खनिज - तालक - एक कठोरता इकाई है।
"मापन" (आपको इस शब्द को उद्धरणों में लेना होगा) इस पैमाने के साथ कठोरता को कई दस चयनित मानकों में खनिज के लिए ब्याज की जगह ढूंढना है।
यदि एक अज्ञात खनिज क्वार्ट्ज के साथ खरोंच किया जा सकता है, लेकिन वह खुद फील्ड स्वॉप पर खरोंच छोड़ देता है, तो इसकी कठोरता 6.5 है।
मेटालोट्स कठोरता निर्धारित करने के लिए एक और तरीका का उपयोग करते हैं। मानक बल (आमतौर पर 3000 केजीएफ) एक स्टील बॉल के साथ विषय सामग्री पर 1 सेमी के व्यास के साथ दांत द्वारा किया जाता है। गठित गड्ढे की त्रिज्या कठोरता की संख्या पर ली जाती है।
इंडेंटेशन के संबंध में खरोंच और कठोरता के संबंध में कठोरता जरूरी नहीं है, और स्क्रैचिंग के परीक्षण के दौरान एक सामग्री दूसरे की तुलना में कठिन हो सकती है, लेकिन भोग के लिए परीक्षण किए जाने पर नरम।
इस प्रकार, कठोरता की कोई सार्वभौमिक अवधारणा नहीं है जो माप विधि पर निर्भर नहीं है। इसलिए कठोरता की अवधारणा तकनीकी, लेकिन शारीरिक अवधारणाओं पर लागू होती है।
ध्वनि oscillations और लहरें
हमने पहले ही पाठक को उतार-चढ़ाव के बारे में बहुत सारी जानकारी दी है क्योंकि पेंडुलम हिचकिचाहट, वसंत पर गेंद, स्ट्रिंग उतार-चढ़ाव के पैटर्न क्या - पुस्तक के अध्यायों में से एक इन सवालों के लिए समर्पित था। हमने क्या बात नहीं की थी हवा या किसी अन्य वातावरण में हो रहा है जब यह उसमें होता है तो शरीर उत्तेजना करता है। इसमें कोई संदेह नहीं है कि माध्यम उतार-चढ़ाव के प्रति उदासीन नहीं रह सकता है। ऑसीलेशन ऑब्जेक्ट हवा को धक्का देता है, उन प्रावधानों से हवा के कणों को स्थानांतरित करता है जिसमें वे पहले थे। यह भी स्पष्ट है कि मामला केवल आस-पास की परत पर प्रभाव तक ही सीमित नहीं हो सकता है। शरीर निकटतम परत को जला देगा, यह परत परत के पीछे अगली - और इतनी परत दबाती है, कण के पीछे कण पूरे परिवेश हवा से प्रेरित होता है। हम कहते हैं कि हवा ऑसीलेबल स्थिति में आई है या वह ध्वनि ऑसीलेशन हवा में होती है।
हम ध्वनि के साथ मध्यम उतार-चढ़ाव कहते हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि हम सभी ध्वनि ऑसीलेशन सुनते हैं। भौतिकी एक व्यापक अर्थ में ध्वनि oscillations की अवधारणा का आनंद लेती है। क्या ध्वनि oscillations हम सुनते हैं - इस पर चर्चा की जाएगी।
यह केवल हवा के बारे में है क्योंकि ध्वनि अक्सर हवा के माध्यम से फैलती है। लेकिन, ज़ाहिर है, हवा से कोई विशेष गुण नहीं है ताकि एकाधिकार योग्य ध्वनि उतार-चढ़ाव करने का अधिकार हो। ध्वनि oscillations संपीड़न करने में सक्षम किसी भी माध्यम में होते हैं, और चूंकि प्रकृति में कोई असम्पीडित निकाय नहीं है, तो किसी भी सामग्री के कण इन स्थितियों में हो सकते हैं। इस तरह के oscillations के सिद्धांत को आमतौर पर ध्वनिक कहा जाता है।
ध्वनि oscillations के साथ, औसत पर हवा के प्रत्येक कण जगह में बनी हुई है - यह संतुलन की स्थिति के पास केवल oscillations बनाता है। सबसे सरल मामले में, वायु कण एक हार्मोनिक ऑसीलेशन बना सकता है, जो हमें याद है, साइनस के कानून पर आधारित है। इस तरह के एक उत्तेजना को संतुलन स्थिति से अधिकतम विस्थापन की विशेषता है - आयाम और दोलन अवधि, यानी पूर्ण उतार-चढ़ाव पर खर्च किया गया समय।
ध्वनि ऑसीलेशन के गुणों का वर्णन करने के लिए, अक्सर अवधि की तुलना में ऑसीलेशन आवृत्ति की अवधारणा का उपयोग करते हैं। आवृत्ति वी \u003d 1 / टी मूल्य, रिवर्स अवधि है। आवृत्ति इकाई - रिवर्स सेकेंड (सी -1), लेकिन ऐसा शब्द वितरित नहीं किया गया है। वे कहते हैं - पहली डिग्री या हर्ट्ज (एचजेड) के शून्य में दूसरा। यदि ऑसीलेशन की आवृत्ति 100 एस -1 है, तो इसका मतलब है कि एक में, वायु कण का दूसरा हिस्सा 100 पूर्ण ऑसीलेशन करेगा। चूंकि भौतिकी को अक्सर आवृत्तियों से निपटना पड़ता है जो कई बार अधिक हर्ट्ज, उसके पास किलोहर्ट्ज इकाई (1 केएचजेड \u003d 10 3 हर्ट्ज) और मेगाहर्ट्ज (1 मेगाहर्ट्ज \u003d 10 6 हर्ट्ज) का विस्तृत उपयोग होता है।
संतुलन पदों के पारित होने के साथ, oscillating कण की गति अधिकतम है। इसके विपरीत, चरम विस्थापन की स्थिति में, कण की गति, स्वाभाविक रूप से, शून्य है। हमने पहले ही कहा है कि यदि कण का विस्थापन हार्मोनिक ऑसीलेशन के कानून का पालन करता है, तो ऑसीलेशन की गति में परिवर्तन एक ही कानून का पालन करता है। यदि आप एस 0 द्वारा विस्थापन के आयाम को निर्दिष्ट करते हैं, और वेग v 0 के आयाम, तो v 0 \u003d 2? 0 / टी जाओ? 0 \u003d 2? बनाम 0। एक जोरदार बातचीत हवा के कणों को केवल कुछ मिलियन डॉलर के विस्थापन के विस्थापन के आयाम के साथ उत्तेजित करने का कारण बनती है। गति का आयाम मूल्य लगभग 0.02 सेमी / एस का मूल्य होगा।
एक और महत्वपूर्ण भौतिक मात्रा, कण की विस्थापन और गति के साथ एक साथ उतार-चढ़ाव, एक अतिवृद्धि भी कहा जाता है। ध्वनि वायु ऑसीलेशन में संपीड़न के आवधिक विकल्प और माध्यम के प्रत्येक बिंदु पर डालना शामिल है। किसी भी स्थान पर वायु दाब अधिक है, फिर कम दबाव, जो ध्वनि की अनुपस्थिति में था। यह अतिरिक्त (या हानि) दबाव और ध्वनि कहा जाता है। ध्वनि दबाव सामान्य वायु दाब का एक बहुत छोटा अनुपात है। हमारे उदाहरण के लिए, एक जोरदार बातचीत - ध्वनि दबाव का आयाम वातावरण के लगभग दस लाख डॉलर के बराबर होगा। ध्वनि दबाव सीधे कण उतार-चढ़ाव की वेग के लिए आनुपातिक है, और इन भौतिक मात्रा का अनुपात केवल माध्यम के गुणों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, 1 डीआईएन / सेमी 2 में हवा में ध्वनि दबाव 0.025 सेमी / एस के ऑसीलेशन की गति से मेल खाता है।
अंजीर। 6.9
स्ट्रिंग, साइनस के कानून के अनुसार उतार-चढ़ाव, हार्मोनिक ऑसीलेशन में हवा के कणों की ओर जाता है। शोर और संगीत chords एक और अधिक जटिल तस्वीर के लिए नेतृत्व करते हैं। अंजीर में। 6.9 समय के आधार पर ध्वनि oscillations, अर्थात् ध्वनि दबाव की रिकॉर्डिंग दिखाता है। यह वक्र साइनसॉइड के समान ही नहीं है। यह पता चला है कि हालांकि, किसी भी मनमाने ढंग से जटिल ऑसीलेशन को अलग-अलग आयामों और आवृत्तियों के साथ एक बड़ी संख्या में साइनसॉइड को ओवरले करने के परिणामस्वरूप दर्शाया जा सकता है। इन सरल oscillations, जैसा कि वे कहते हैं, जटिल oscillations की सीमा बनाते हैं। एक साधारण उदाहरण के लिए, ऑसीलेशन के इस तरह के अतिरिक्त अंजीर में दिखाया गया है। 6.10।
अंजीर। 6.10।
यदि ध्वनि तुरंत फैलती है, तो सभी वायु कण एक के रूप में धाराप्रवाह होंगे। लेकिन ध्वनि तुरंत फैल रही है, और वितरण लाइन पर झूठ बोलने वाली हवा की मात्रा बदले में आंदोलन में आती है, जैसे कि स्रोत से आने वाली लहर उठाती है। इसके अलावा, सटीक रूप से चुटकी पानी पर शांति से झूठ बोलती है जब तक कि त्याग किए गए कंकड़ से गोलाकार पानी की लहरें इसे नहीं उठाएगी और दोलन नहीं होगी।
एक oscillating कण पर हमारा ध्यान स्थापित करें और एक ही ध्वनि प्रसार रेखा पर झूठ बोलने वाले अन्य कणों के आंदोलन के साथ अपने व्यवहार की तुलना करें। पड़ोसी कण थोड़ी देर बाद ऑसीलेशन में आएगा, यहां तक \u200b\u200bकि बाद में भी। देरी तब तक बढ़ेगी, अंत में, हम पूरी अवधि के लिए एक कण को \u200b\u200bबनाए रखने के साथ नहीं मिलेंगे और इसलिए मूल के साथ व्यवहार में उतार-चढ़ाव। असफल धावक पूरे सर्कल पर गुजर सकता है, नेता के साथ एक साथ फिनिश लाइन के माध्यम से जा सकते हैं। स्रोत के साथ शुरुआत में rosillating द्वारा हम किस दूरी से मिलेंगे? यह पता लगाना आसान है कि यह दूरी है? ऑसीलेशन टी की अवधि के लिए ध्वनि की गति के उत्पाद के बराबर। दूरी दूरी? तरंगदैर्ध्य कहा जाता है:
अंतराल के माध्यम से? हम oscillating अंक मनाएंगे। दूरी पर डॉट्स? / 2, किसी वस्तु के संबंध में, एक वस्तु के रूप में, एक वस्तु के रूप में, दर्पण के लिए लंबवत तरल पदार्थ, इसकी छवि के सापेक्ष।
यदि आप हार्मोनिक ध्वनि की प्रसार रेखा पर झूठ बोलने वाले सभी बिंदुओं के ऑफ़सेट (या गति, या ध्वनि दबाव) को दर्शाते हैं, तो यह फिर से साइनसॉइड निकलता है।
लहर गति और oscillations के ग्राफिक्स को भ्रमित न करें। अंजीर। 6.11 और 6.12 बहुत समान हैं, लेकिन पहले क्षैतिज धुरी पर, दूरी स्थगित कर दी गई है, और दूसरी बार में। एक ड्राइंग एक अस्थायी ऑसीलेशन स्कैन है, और दूसरा लहरों की तत्काल "फोटो" है। इन चित्रों की तुलना से यह देखा जा सकता है कि तरंगदैर्ध्य को इसकी स्थानिक अवधि भी कहा जा सकता है: समय में टी की भूमिका अंतरिक्ष में खेला जाता है?
अंजीर। 6.11
आकृति में, कण के विस्थापन की ध्वनि लहर लंबवत स्थगित कर दी गई है, और तरंग प्रसार की दिशा, जिसके साथ दूरी की गणना की जाती है, एक क्षैतिज है। यह गलत विचार ला सकता है कि कणों को तरंग प्रसार की दिशा में लंबवत स्थानांतरित कर दिया जाता है। वास्तव में, वायु कण हमेशा ध्वनि प्रचार की दिशा में उतार-चढ़ाव करते हैं। इस तरह की लहर को अनुदैर्ध्य कहा जाता है।
अंजीर। 6.12।
प्रकाश ध्वनि की तुलना में अतुलनीय रूप से तेजी से लागू होता है - लगभग तुरंत। एक ही पल में थंडर और बिजली होती है, लेकिन हम उसकी घटना के समय जिपर देखते हैं, और थंडर की आवाज हमारे लिए लगभग एक किलोमीटर की गति से तीन सेकंड में होती है (हवा में ध्वनि की गति 330 मीटर / है s)। तो जब गड़गड़ाहट सुनी जाती है, तो बिजली का खतरा पहले ही पारित हो चुका है।
ध्वनि प्रसार की गति को जानना, आमतौर पर यह निर्धारित किया जा सकता है कि आंधी कैसे गुजरता है। यदि बिजली की बिजली से दरारें तक 12 सेकंड पारित हुए, तो इसका मतलब है कि हमसे आंधी 4 किमी दूर है।
गैसों में ध्वनि की गति लगभग गैस अणुओं की औसत गति के बराबर होती है। यह गैस की घनत्व पर भी निर्भर करता है और पूर्ण तापमान से रूट वर्ग के आनुपातिक है। तरल पदार्थ गैसों की तुलना में ध्वनि तेजी से खर्च करते हैं। पानी में, ध्वनि 1450 मीटर / एस की गति से फैलती है, यानी, हवा की तुलना में 4.5 गुना तेज है। ठोस में और भी ध्वनि गति, उदाहरण के लिए, ग्रंथि में - लगभग 6000 मीटर / एस।
जब ध्वनि एक माध्यम से दूसरे माध्यम से गुजरती है, तो इसके प्रचार की गति बदल जाती है। लेकिन साथ ही एक और दिलचस्प घटना है - दो वातावरण के बीच सीमा से ध्वनि का आंशिक प्रतिबिंब। ध्वनि का अनुपात क्या प्रभावित करेगा - यह मुख्य रूप से घनत्व के रिश्ते पर निर्भर करता है। हवा से ठोस या तरल सतहों तक की आवाज में गिरावट के मामले में, इसके विपरीत, हवा में घने माध्यम की आवाज लगभग पूरी तरह से परिलक्षित होती है। जब ध्वनि हवा से पानी में प्रवेश करती है या इसके विपरीत, हवा में पानी से, तो केवल 1/1000 ध्वनि बल दूसरे वातावरण में गुजरता है। यदि दोनों मीडिया घने हैं, तो गुजरने और प्रतिबिंबित ध्वनि के बीच संबंध छोटा हो सकता है। उदाहरण के लिए, 13% पानी से स्टील या स्टील तक पारित किया जाएगा, और 87% ध्वनि परिलक्षित होगा।
ध्वनि प्रतिबिंब घटना नेविगेशन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह गहराई - गूंज साउंडर को मापने के लिए डिवाइस पर आधारित है। जहाज के एक बोर्ड को पानी के नीचे रखा जाता है, ध्वनि स्रोत रखा जाता है (चित्र 6.13)। एक भयंकर ध्वनि ध्वनि किरणों को बनाता है जो समुद्र या नदी के नीचे पानी के माध्यम से फाड़ते हैं, वे नीचे से गाएंगे, और कुछ ध्वनि जहाज पर वापस आ जाएंगी, जहां संवेदनशील डिवाइस फंस गए हैं। सटीक घड़ी इंगित करेगी कि इस यात्रा पर कितना समय लगता है। पानी में ध्वनि की गति ज्ञात है, और सरल गणना आप गहराई के बारे में सटीक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
अंजीर। 6.13
प्रत्यक्ष ध्वनि नीचे नहीं है, लेकिन आगे या भाग के लिए, आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि यह निर्धारित करना संभव है कि क्या कोई खतरनाक पानी के नीचे चट्टान नहीं है या बर्फबारी के रूप में गहराई से डूबा हुआ है या नहीं। ध्वनि शरीर के आस-पास के सभी वायु कण ऑसीलेशन की स्थिति में हैं। जैसा कि हमने पुस्तक 1 \u200b\u200bमें पाया, कानून द्वारा उतार-चढ़ाव सामग्री बिंदु में एक निश्चित और अपरिवर्तित पूर्ण ऊर्जा होती है।
जब oscillating बिंदु संतुलन की स्थिति गुजरता है, इसकी अधिकतम गति। चूंकि इस पल में विस्थापित बिंदु शून्य हैं, फिर सभी ऊर्जा गतिशील हो जाती है:
इसलिए, कुल ऊर्जा ऑसीलेशन दर के आयाम मूल्य के वर्ग के आनुपातिक है।
यह वायु कणों के लिए सच है, एक ध्वनि तरंग में उतार-चढ़ाव। हालांकि, वायु कण कुछ अनिश्चित है। इसलिए, ध्वनि ऊर्जा मात्रा की एक इकाई को संदर्भित करती है। इस परिमाण को ध्वनि ऊर्जा घनत्व कहा जा सकता है।
चूंकि मात्रा की इकाइयों का द्रव्यमान घनत्व है?, फिर ध्वनि ऊर्जा की घनत्व
हमने गति के समान आवृत्ति के साथ साइनस के कानून पर उतार-चढ़ाव के एक और महत्वपूर्ण भौतिक मूल्य से ऊपर बात की। यह एक ध्वनि या अतिवृद्धि है। चूंकि ये मान आनुपातिक हैं, इसलिए यह कहा जा सकता है कि ऊर्जा घनत्व ध्वनि दबाव के आयाम मूल्य के वर्ग के आनुपातिक है।
एक जोरदार बातचीत के साथ ध्वनि oscillation की गति का आयाम 0.02 सेमी / एस है। इस तरह से 1 सेमी 3 हवा का वजन 0.001 है, ऊर्जा घनत्व बराबर है
1/2 * 10-3 * (0.02) 2 erg / cm3 \u003d 2 * 10-7 erg / cm3।
ध्वनि स्रोत धाराप्रवाह होने दें। यह परिवेश हवा में ध्वनि ऊर्जा का अध्ययन करता है। ऊर्जा के रूप में यह ध्वनि शरीर से "बह रहा" होगा। ध्वनि वितरण लाइन के लिए लंबवत स्थित प्रत्येक साइट के माध्यम से, एक निश्चित ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा में एक सेकंड में आय होती है। इस मान को मंच के माध्यम से पारित ऊर्जा प्रवाह कहा जाता है। यदि, इसके अलावा, साइट 1 सेमी 2 में ली जाती है, तो ऊर्जा की कार्यवाही मात्रा को ध्वनि तरंग की तीव्रता कहा जाता है।
यह देखना आसान है कि ध्वनि की तीव्रता मैं ऊर्जा घनत्व के काम के बराबर है डब्ल्यू के साथ ध्वनि की गति पर। 1 सेमी की ऊंचाई और आधार क्षेत्र 1 सेमी 2 की ऊंचाई के साथ सिलेंड्रिक का प्रतिनिधित्व करना, जो ध्वनि के दिशात्मक रूप से प्रचार के समानांतर रूप में होता है। इस तरह के सिलेंडर के अंदर निहित डब्ल्यू ऊर्जा इसे 1 / एस के माध्यम से पूरी तरह से छोड़ देगी। इस प्रकार, समय की प्रति यूनिट इकाई क्षेत्र के माध्यम से गुजर जाएगा डब्ल्यू / (1 / सी), यानी डब्ल्यूसी। ऊर्जा, जैसा कि यह था, ध्वनि की गति से ही चलता है।
जोर से बातचीत के साथ, इंटरलोक्यूटर के पास ध्वनि की तीव्रता लगभग बराबर होगी (हम ऊपर प्राप्त संख्या का उपयोग करेंगे)
2 * 10-7 * 3 * 104 \u003d 0.006 erg / (cm2 * c)।
सुना और उदास आवाज
अफवाह के लिए एक आदमी द्वारा क्या ध्वनि oscillations माना जाता है? यह पता चला है कि कान केवल 20 से 20,000 हर्ट्ज तक की सीमा के आसपास झूठ बोल रहा है। हम कम आवृत्ति के साथ उच्च आवृत्ति उच्च के साथ ध्वनि को कॉल करते हैं, कम।
लहरों की लंबाई सीमा श्रव्य आवृत्तियों के अनुरूप क्या है? चूंकि ध्वनि की गति लगभग 300 मीटर / एस के बराबर होती है, फिर सूत्र के अनुसार? \u003d सीटी \u003d सी / वी हम पाते हैं कि सुनवाई ध्वनि तरंगों की लंबाई सबसे कम के लिए 1.5 सेमी तक सबसे कम टन के लिए 15 मीटर की सीमा में स्थित है।
हम इन oscillations को "सुनें" कैसे करते हैं?
हमारे सुनने वाले शरीर का काम अभी भी अंत तक स्पष्ट नहीं है। तथ्य यह है कि आंतरिक कान में (घोंघा में - चैनल तरल से भरे कई सेंटीमीटर की लंबाई) कई हजार संवेदनशील तंत्रिकाएं हैं जो डंपैच के माध्यम से हवा से घोंघे में प्रेषित ध्वनि उत्तेजना को समझ सकती हैं। स्वर की आवृत्ति के आधार पर, घोंघा का एक या दूसरा पक्ष मजबूत है। यद्यपि संवेदनशील तंत्रिकाएं घोंघे के साथ स्थित हैं, इसलिए अक्सर उनकी संख्या, व्यक्ति (और जानवर) उत्साहित होती है - खासकर बचपन में - महत्वहीन (हजारवें) शेयरों पर आवृत्ति में परिवर्तनों को अलग करने के लिए। यह कैसे होता है, यह अभी भी निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है। यह केवल स्पष्ट है कि विभिन्न व्यक्तिगत तंत्रिकाओं से आने वाली चिड़चिड़ापन के मस्तिष्क में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है। एक यांत्रिक मॉडल के साथ आओ - एक ही डिजाइन के साथ - ध्वनि की आवृत्ति, साथ ही मानव कान, अभी तक संभव नहीं होगा।
20,000 हर्ट्ज में ध्वनि की आवृत्ति उपर्युक्त सीमा है जो मानव कान माध्यम के यांत्रिक उतार-चढ़ाव को नहीं समझता है। विभिन्न तरीकों से, आप एक उच्च आवृत्ति में उतार-चढ़ाव पैदा कर सकते हैं, व्यक्ति उन्हें नहीं सुनेंगे, लेकिन उपकरण रिकॉर्ड करने में सक्षम होंगे। हालांकि, न केवल डिवाइस ऐसे दोलन को ठीक करते हैं। कई जानवर, जैसे चमगादड़, मधुमक्खियों, व्हेल और डॉल्फ़िन (जैसा कि देखा जा सकता है, मामला जीवित रहने के आकार में नहीं है), 100,000 हर्ट्ज तक आवृत्ति के साथ यांत्रिक ऑसीलेशन को समझ सकता है।
अब एक अरब हर्ट्ज तक आवृत्ति के साथ उतार-चढ़ाव प्राप्त करना संभव है। इस तरह के oscillations, हालांकि वे बीमार नहीं हैं, ध्वनि के अपने रिश्तेदारों की पुष्टि करने के लिए अल्ट्रासाउंड कहा जाता है। अल्ट्रासाउंड क्वार्ट्ज प्लेटों का उपयोग करके उच्चतम आवृत्तियों को प्राप्त किया जाता है। इस तरह की प्लेटें क्वार्ट्ज एकल क्रिस्टल से कट जाती हैं।
टिप्पणियाँ:
"कट" के लिए नावों और समुद्री जहाजों के तेज नाक की आवश्यकता होती है, यानी, केवल तभी जब आंदोलन होता है लेकिन सतहें होती हैं।
सूखे से चिपचिपा घर्षण के बीच का अंतर यह है कि एक ही समय में एक ही समय में शून्य से संपर्क करने में सक्षम है। यहां तक \u200b\u200bकि कम बाहरी ताकत के साथ, चिपचिपा माध्यम की परतों की सापेक्ष गति की सूचना दी जा सकती है।
एक चिपचिपा वातावरण में आगे बढ़ते समय प्रतिरोध बल
नोट 1।तरल और गैसीय मीडिया में ड्राइविंग करते समय घर्षण बलों के अलावा, माध्यम के प्रतिरोध की ताकत होती है, जो घर्षण से कहीं अधिक प्रकट होती है।
घर्षण बलों के अभिव्यक्तियों के संबंध में द्रव और गैस का व्यवहार अलग नहीं है। इसलिए, निम्नलिखित विशेषताओं दोनों राज्यों को संदर्भित करते हैं।
परिभाषा 1।
जब शरीर चिपचिपा माध्यम में चलता है तो उत्पन्न होने वाली प्रतिरोध बल का प्रभाव इसके गुणों के कारण होता है:
- कोई आराम घर्षण नहीं है, यानी रस्सी का उपयोग कर फ्लोटिंग मल्टी-टोरेंट जहाज का आंदोलन;
- प्रतिरोध की ताकतों को कम करने के लिए, दूसरे शब्दों में, एक चलती निकाय के रूप में प्रतिरोध बल की निर्भरता;
- गति से प्रतिरोध बल के पूर्ण मूल्य की निर्भरता।
ऐसे कुछ पैटर्न हैं जो घर्षण बल की कुल बल के प्रतीक के साथ माध्यम के घर्षण और प्रतिरोध के अधीन हैं। इसका मूल्य इस पर निर्भर करता है:
- शरीर के आकार और आकार;
- इसकी सतह की स्थिति;
- गति और उसके गुणों के सापेक्ष गति, चिपचिपापन कहा जाता है।
पर्यावरण के सापेक्ष शरीर की दर पर घर्षण बल की निर्भरता की छवि के लिए, चित्रा 1 का ग्राफ का उपयोग किया जाता है।
चित्र 1 । पर्यावरण के संबंध में गति से घर्षण दर की निर्भरता की अनुसूची
यदि गति मूल्य पर्याप्त नहीं है, तो प्रतिरोध बल सीधे आनुपातिक है, और घर्षण बल रैखिक रूप से गति से बढ़ रहा है:
एफ टी पी \u003d - के 1 υ (1)।
माइनस की उपस्थिति का मतलब गति की दिशा के सापेक्ष विपरीत दिशा में घर्षण बल की दिशा है।
गति के एक बड़े मूल्य के साथ, एक रैखिक कानून का संक्रमण एक वर्गबद्ध में संक्रमण, यानी, घर्षण बल की वृद्धि गति के वर्ग के आनुपातिक है:
एफ टी पी \u003d - के 2 υ 2 (2)।
यदि गति की गति पर प्रतिरोध बल की निर्भरता हवा में कम हो जाती है, तो वे कहते हैं कि प्रति सेकंड कई मीटर के मूल्यों के साथ गति।
घर्षण गुणांक के 1 और के 2 की परिमाण शरीर की सतह के आकार, आकार और स्थिति और माध्यम के चिपचिपा गुणों के आधार पर है।
उदाहरण 1।
यदि हम एक कड़े पैराशूटिस्ट कूद पर विचार करते हैं, तो इसकी गति लगातार बढ़ सकती है, एक निश्चित पल में इसकी गिरावट शुरू हो जाएगी, जिसमें प्रतिरोध बल गुरुत्वाकर्षण की ताकत के बराबर होता है।
जिस गति से कानून (1) संक्रमण का उत्पादन करता है (2) उसी कारण पर निर्भर करता है।
उदाहरण 2।
एक ही ऊंचाई से एक लापता प्रारंभिक गति के साथ दो अलग-अलग धातु गेंदें हैं। कौन सी गेंद तेजी से गिर जाएगी?
दिया हुआ: एम 1, एम 2, एम 1\u003e एम 2
फेसला
गिरावट के दौरान, दोनों शरीर गति प्राप्त कर रहे हैं। एक निश्चित बिंदु पर, नीचे आंदोलन एक स्थिर गति के साथ किया जाता है जिस पर प्रतिरोध बल (2) का मूल्य गुरुत्वाकर्षण के बल के बराबर होता है:
एफ टी पी \u003d के 2 υ 2 \u003d एम जी।
हम सूत्र द्वारा स्थिर गति प्राप्त करते हैं:
υ 2 \u003d एम जी के 2।
नतीजतन, एक भारी गेंद की रोशनी की तुलना में अधिक स्थिर गिरावट की गति होती है। इसलिए, पृथ्वी की सतह की उपलब्धि तेजी से होगी।
उत्तर: एक भारी गेंद तेजी से पृथ्वी तक पहुंच जाएगी।
उदाहरण 3।
एक पैराशूटिस्ट पैराशूट के प्रकटीकरण के लिए 35 मीटर / एस की गति से उड़ता है, और उसके बाद - 8 मीटर / एस की गति से। जब पैराशूट का खुलासा किया जाता है तो तनाव स्लिंग की ताकत का निर्धारण करें। पैराशूटिस्ट 65 के जी का द्रव्यमान, 10 मीटर / एस 2 के मुक्त गिरावट को तेज करता है। F t r के आनुपातिकता को दर्शाता है as।
दिया हुआ: एम 1 \u003d 65 के जी, 1 \u003d 35 मीटर / एस, 2 \u003d 8 मीटर / एस।
ढूँढ़ने के लिए: टी -?
फेसला
चित्र 2
खोलने से पहले, पैराशूटिस्ट की गति थी 1 \u003d 35 मीटर / एस, यानी, इसका त्वरण शून्य था।
न्यूटन के दूसरे कानून पर हमें मिलता है:
0 \u003d एम जी - के υ 1।
यह स्पष्ट है कि
पैराशूट के प्रकट होने के बाद, यह बदल जाता है और 2 \u003d 8 मीटर / एस के बराबर होता है। इसलिए न्यूटन का दूसरा कानून फॉर्म ले जाएगा:
0 - एम जी - के υ 2 - टी।
तनाव बल को खोजने के लिए, स्लिंग को सूत्र में परिवर्तित किया जाना चाहिए और मानों को प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए:
टी \u003d एम जी 1 - 2 υ 1 ≈ 500 एन।
उत्तर: टी \u003d 500 एन।
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श्यानता (आतंरिक मनमुटाव) - स्थानांतरण की घटनाओं में से एक, द्रव निकायों की संपत्ति (तरल पदार्थ और गैसों) की संपत्ति दूसरे के सापेक्ष उनके एक हिस्से के आंदोलन का विरोध करने के लिए। नतीजतन, इस आंदोलन पर बिताए गए काम को गर्मी के रूप में विलुप्त किया जाता है।
तरल पदार्थ और गैसों में आंतरिक घर्षण तंत्र यह है कि अराजक चलती अणुओं को एक परत से दूसरे परत में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिससे वेगों को स्तरित करने की ओर जाता है, उन्हें घर्षण बल की शुरूआत द्वारा वर्णित किया जाता है। ठोस निकायों की चिपचिपापन में कई विशिष्ट विशेषताएं हैं और आमतौर पर अलग से माना जाता है।
गतिशील चिपचिपापन (इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में माप की इकाई (सी) - पीएएस, एसजीएस सिस्टम में - पुज; 1 पा · सी \u003d 10 पोज़) और किनेमेटिक चिपचिपाहट (एसआई में माप की इकाई - एमए / एस, जीएसएस में - स्टोक्स, गैर-सिस्टम यूनिट - Englera की डिग्री)। किनेमेटिक चिपचिपापन को पदार्थ की घनत्व के लिए गतिशील चिपचिपापन के अनुपात के रूप में प्राप्त किया जा सकता है और इसकी उत्पत्ति चिपचिपाहट को मापने के लिए क्लासिक रूप से विधियों के लिए बाध्य होती है, जैसे गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत एक कैलिब्रेटेड छेद के माध्यम से किसी दिए गए वॉल्यूम के रिसाव के समय को मापना। चिपचिपापन को मापने के लिए एक उपकरण को विस्कोमीटर कहा जाता है।
ग्लास में तरल अवस्था से पदार्थ का संक्रमण आमतौर पर आमतौर पर लगभग 10 11 -10 12 पा के चिपचिपापन की उपलब्धि से जुड़ा होता है।
विश्वकोश यूट्यूब।
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चिपचिपा घर्षण की शक्ति एफ , तरल पर अभिनय, सापेक्ष आंदोलन की गति के आनुपातिक (एक कतरनी की दीवार के साथ एक कतरनी प्रवाह के सबसे सरल मामले में) है वी टेल और स्क्वायर एस और विमानों के बीच की दूरी के विपरीत आनुपातिक एच :
एफ → α - v → ⋅ s h (\\ displaystyle (\\ Vec (f)) \\ propto - (\\ frac ((\\ vec (v)) \\ cdot s) (एच)))तरल या गैस की प्रकृति के आधार पर आनुपातिकता का गुणांक कहा जाता है गतिशील चिपचिपापन का गुणांक। यह कानून 1687 में इसहाक न्यूटन द्वारा प्रस्तावित किया गया था और उसका नाम (न्यूटन के चिपचिपापन कानून) पहनता है। क्यूक्स शताब्दी की शुरुआत में कूलॉन के प्रयोगों में घुमावदार तराजू के प्रयोगों में और केशिकाओं में पानी के प्रवाह के साथ हेगन और poazelyl के प्रयोगों में कानून की प्रायोगिक पुष्टि प्राप्त की गई थी।
से चिपचिपा घर्षण बलों के बीच एक गुणात्मक अंतर शुष्क घर्षणअन्य चीजों के साथ, तथ्य यह है कि चिपचिपा घर्षण और मनमाने ढंग से छोटे बाहरी बल की उपस्थिति में शरीर आवश्यक रूप से गति में आ जाएगा, यानी, चिपचिपा घर्षण के लिए शांति का कोई घर्षण नहीं है, और इसके विपरीत - केवल चिपचिपा की कार्रवाई के तहत घर्षण, शरीर पहले चले गए, कभी नहीं (मैक्रोस्कोपिक सन्निकटन के ढांचे में, ब्राउनियन आंदोलन की उपेक्षा), पूरी तरह से बंद नहीं होगा, हालांकि आंदोलन धीरे-धीरे धीमा हो जाएगा।
दूसरा चिपचिपापन
दूसरी चिपचिपाहट, या वॉल्यूमेट्रिक चिपचिपाहट - आंदोलन की दिशा में नाड़ी के हस्तांतरण के दौरान आंतरिक घर्षण। अंतरिक्ष में दूसरी चिपचिपापन के गुणांक की विषमता को ध्यान में रखते हुए यह केवल संपीड़ता और (या) को प्रभावित करता है।
यदि गतिशील (और किनेमेटिक) चिपचिपापन शुद्ध शिफ्ट के विरूपण की विशेषता है, तो दूसरी चिपचिपापन वॉल्यूम संपीड़न के विरूपण की विशेषता है।
वॉल्यूम चिपचिपापन ध्वनि और सदमे की तरंगों के क्षीणन में एक प्रमुख भूमिका निभाता है, और इस क्षीणन को मापकर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है।
गैस चिपचिपाहट
μ \u003d μ 0 टी 0 + सी टी + सी (टी टी 0) 3/2। (\\ Displaystyle (\\ mu) \u003d (\\ mu) _ (0) (\\ frac (t_ (0) + c) (t + c)) \\ Left ((\\ frac (t) (t_ (0))) \\ सही) ^ (3/2)।)
- μ \u003d किसी दिए गए तापमान पर (पा · c) में गतिशील चिपचिपाहट टी,
- μ 0 \u003d एक निश्चित नियंत्रण तापमान पर (पीए · s) में चिपचिपापन टी 0।,
- टी \u003d केल्विन में तापमान सेट करें,
- टी 0। \u003d केल्विन में तापमान की जांच करें,
- सी। \u003d उस गैस के लिए स्थायी सुथरलैंड जिसकी चिपचिपाहट निर्धारित करने की आवश्यकता है।
इस सूत्र का उपयोग 0 की सीमा में तापमान के लिए किया जा सकता है< टी < 555 K и при давлениях менее 3,45 МПа с ошибкой менее 10 %, обусловленной зависимостью вязкости от давления.
लगातार सटरलैंड और विभिन्न तापमान पर गैसों की नियंत्रण चिपचिपाहट नीचे दी गई तालिका में दिखाए जाते हैं
गैस सी। टी 0। μ 0 तरल पदार्थ की चिपचिपाहट
डायनेमिक गाढ़ापन
τ \u003d - η ∂ v ∂ n, (\\ displaystyle \\ tau \u003d - \\ eta (\\ frac (\\ आंशिक वी) (\\ आंशिक एन)),),)चिपचिपाहट गुणांक η (\\ Displaystyle \\ eta) (गतिशील चिपचिपाहट गुणांक, गतिशील चिपचिपाहट) अणुओं के विचारों के आधार पर प्राप्त किया जा सकता है। यह स्पष्ट है कि η (\\ Displaystyle \\ eta) यह "निपटने" अणुओं के समय से कम कम होगा। इन विचारों ने चिपचिपाहट गुणांक के लिए एक अभिव्यक्ति का कारण बनता है जिसे फ्रेंकल-एंड्रैड समीकरण कहा जाता है:
η \u003d c e w / k t (\\ displaystyle \\ eta \u003d ce ^ (w / kt))एक अन्य सूत्र जिसमें चिपचिपाहट गुणांक का प्रतिनिधित्व किया गया था, बाचिंस्की द्वारा प्रस्तावित किया गया था। जैसा कि दिखाया गया है, चिपचिपाहट गुणांक अणुओं के बीच औसत दूरी के आधार पर इंटरमोल्यूलर बलों द्वारा निर्धारित किया जाता है; उत्तरार्द्ध पदार्थ के दाढ़ी की मात्रा द्वारा निर्धारित किया जाता है V m (\\ displaystyle v_ (m))। कई प्रयोगों से पता चला है कि दाढ़ी मात्रा और चिपचिपापन गुणांक के बीच एक संबंध है:
η \u003d सी वी एम - बी, (\\ Displaystyle \\ eta \u003d (\\ frac (c) (v_ (m) -b)),)जहां सी और बी स्थिरांक हैं। इस अनुभवजन्य अनुपात को बैचिनस्की फॉर्मूला कहा जाता है।
तरल पदार्थ की गतिशील चिपचिपाहट बढ़ते तापमान के साथ घट जाती है, और दबाव में वृद्धि के साथ बढ़ती है।
कीनेमेटीक्स चिपचिपापन
तकनीक में, विशेष रूप से, हाइड्रोलिक ड्राइव की गणना करते समय और आदिवासी इंजीनियरिंग में, अक्सर मूल्य से निपटना पड़ता है:
ν \u003d η ρ, (\\ Displaystyle \\ Nu \u003d (\\ frac (\\ eta) (\\ rho)))),)और इस मूल्य को किनेमेटिक चिपचिपाहट कहा जाता था। यहाँ ρ (\\ Displaystyle \\ Rho) - तरल घनत्व; η (\\ Displaystyle \\ eta) - गतिशील चिपचिपाहट गुणांक (ऊपर देखें)।
पुराने स्रोतों में किनेमेटिक चिपचिपापन अक्सर सॉर्टिस्टॉक्स (सीएसटी) में इंगित किया जाता है। एक्स में, इस मान का अनुवाद निम्नानुसार है:
1 ust \u003d 1 मिमी 2 / (\\ Displaystyle /)1 सी \u003d 10 -6 मीटर 2 / (\\ Displaystyle /)सी।
सशर्त चिपचिपापन
सशर्त चिपचिपापन वह मूल्य है जो अप्रत्यक्ष रूप से ऊर्ध्वाधर ट्यूब (परिभाषित व्यास) के माध्यम से समाधान की निर्दिष्ट मात्रा के समाप्ति समय द्वारा मापा गया प्रवाह के हाइड्रोलिक प्रतिरोध को दर्शाता है। Englera की डिग्री में माप (जर्मन केमिस्ट के। ओ। इंग्लैंड नामक), अंकित - ° डब्ल्यू। यह एक विशेष Viscometer से 200 सेमी 3 के 200 सेमी 3 के 200 सेमी 3 के समाप्ति समय के अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो एक ही उपकरण से 200 सेमी 3 की समाप्ति के समय में 20 डिग्री सेल्सियस पर आसुत पानी की समाप्ति के समय तक होता है। 16 डिग्री तक की सशर्त चिपचिपापन तालिका में किनेमैटिक सॉफ्टवेयर में अनुवादित है, और सूत्र द्वारा सशर्त चिपचिपापन 16 डिग्री डब्ल्यू से अधिक है:
ν \u003d 7, 4 ⋅ 10 - 6 ई टी, (\\ Displaystyle \\ Nu \u003d 7.4 \\ cdot 10 ^ (- 6) e_ (टी),)कहा पे ν (\\ Displaystyle \\ NU) - किनेमेटिक चिपचिपाहट (एम 2 / एस में), और ई टी (\\ displaystyle e_ (t)) - तापमान टी पर सशर्त चिपचिपाहट (° डब्ल्यू में)।
न्यूटनियन और नेनगेटन तरल पदार्थ
न्यूटनियन लोग तरल पदार्थ कहते हैं जिसके लिए चिपचिपापन विरूपण की दर पर निर्भर नहीं करता है। Navier में - न्यूटनियन तरल पदार्थ के लिए स्टोक्स समीकरण, उपरोक्त चिपचिपापन कानून के समान ही है (वास्तव में, न्यूटन के कानून, या नेवियर-स्टोक्स कानून का सामान्यीकरण):
Σ ij \u003d η (∂ vi ∂ xj + ∂ vj ∂ xi), (\\ Displaystyle \\ Sigma _ (ij) \u003d \\ eta \\ Left ((\\ Frac (\\ आंशिक v_ (i)) (\\ आंशिक x_ (j)) ) + (\\ Frac (\\ आंशिक v_ (j)) (\\ आंशिक x_ (i))) \\ दाएँ),)कहा पे Σ I, J (\\ Displaystyle \\ सिग्मा _ (i, j)) - टेंसर चिपचिपा तनाव।
η (टी) \u003d a ⋅ exp \u2061 (q r t), (q r t), (\\ displaystyle \\ eta (t) \u003d a \\ cdot \\ ऍक्स्प \\ Left ((\\ FRAC (Q) (RT)) \\ राइट)),)कहा पे Q (\\ Displaystyle q) - चिपचिपाहट सक्रियण ऊर्जा (जे / एमओएल), टी (\\ displaystyle टी) - तापमान (), R (\\ displaystyle r) - यूनिवर्सल गैस कॉन्स्टेंट (8.31 जे / मोल · के) और ए (\\ displaystyle a) - कुछ स्थायी।
असंगत सामग्रियों में एक चिपचिपा प्रवाह आरेनियस के अधिनियम से विचलन द्वारा विशेषता है: चिपचिपापन सक्रियण ऊर्जा Q (\\ Displaystyle q) एक बड़े मूल्य से भिन्न होता है Q h (\\ displaystyle Q_ (H)) कम तापमान पर (एक गिलास अवस्था में) एक छोटी राशि के लिए Q l (\\ displaystyle q_ (l)) उच्च तापमान (एक तरल के आकार के राज्य में) पर। इस परिवर्तन के आधार पर, असंगत सामग्रियों को तब भी मजबूत माना जाता है (क्यू एच - क्यू एल)< Q L {\displaystyle \left(Q_{H}-Q_{L}\right)
असंगत सामग्रियों की चिपचिपाहट एक दो-प्रतीकात्मक समीकरण द्वारा अनुमानित रूप से अनुमानित है:
η (टी) \u003d ए 1 ⋅ टी ⋅ [1 + ए 2 ⋅ एक्सप \u2061 बीआरटी] ⋅ [1 + सी एक्सप \u2061 डीआरटी] (\\ डिस्प्लेस्टाइल \\ ईटीए (टी) \u003d ए_ (1) \\ सीडीओटी टी \\ सीडीओटी \\ बाएं \\ सीडीओटी \\ Left)निरंतरता के साथ एक 1 (\\ displaystyle a_ (1)), एक 2 (\\ displaystyle a_ (2)), B (\\ displaystyle b), C (\\ displaystyle c) तथा डी (\\ displaystyle d)असंगत सामग्री के कनेक्टिंग लिंक के थर्मोडायनामिक पैरामीटर के साथ जुड़े।
संकीर्ण तापमान में ग्लास संक्रमण तापमान के पास है T g (\\ displaystyle t_ (g)) इस समीकरण को वीटीएफ प्रकार सूत्र या संपीड़ित कॉलर प्रदर्शकों द्वारा अनुमानित किया जाता है।
यदि कांच संक्रमण तापमान से तापमान काफी कम है टी< T g {\displaystyle T
η (टी) \u003d alt ⋅ exp \u2061 (qhrt), (\\ Displaystyle \\ eta (t) \u003d a_ (l) t \\ cdot \\ ऍक्स्प \\ Left ((\\ frac (q_ (h)) (rt)) \\ राइट) )उच्च सक्रियण ऊर्जा के साथ Q h \u003d h d d + h m (\\ displaysstyle q_ (h) \u003d h_ (d) + h_ (m))कहां है H D (\\ Displaystyle H_ (D)) -
आंतरिक घर्षण गुणांक की परिभाषा
कम चिपचिपापन तरल पदार्थ
चिपचिपापन परिभाषा
द्रव चिपचिपाहट के प्रकटीकरण के उदाहरण
बिल्कुल सही तरल, यानी। घर्षण के बिना तरल पदार्थ एक अमूर्त है। सभी वास्तविक तरल पदार्थ या गैस कम या ज्यादा अंतर्निहित चिपचिपाहट, या आंतरिक घर्षण हैं। इस तथ्य में चिपचिपापन प्रकट होता है कि कारणों के समाप्त होने के बाद तरल या गैस में उत्पन्न होने वाले आंदोलन धीरे-धीरे बंद हो जाते हैं।
हम निम्नलिखित उदाहरणों पर भी विचार करते हैं जिनमें तरल पदार्थ की चिपचिपाहट प्रकट होती है। तो, एक आदर्श तरल पदार्थ के लिए बर्नौली कानून के अनुसार, पाइप में दबाव लगातार होता है यदि इसका क्रॉस-सेक्शन और ऊंचाई नहीं बदली जाती है। हालांकि, जैसा कि यह ज्ञात है, इस तरह के पाइप के साथ दबाव समान रूप से घटता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। एक।
अंजीर। 1. एक चलती तरल पदार्थ के साथ एक पाइप में दबाव गिरना।
इस घटना को तरल पदार्थ में आंतरिक घर्षण की उपस्थिति से समझाया जाता है और इसके साथ ही आंतरिक में यांत्रिक ऊर्जा के हिस्से के संक्रमण के साथ होता है।
पाइप पर तरल पदार्थ के लैमिनेर प्रवाह में (चित्र 2), परतों की गति लगातार अधिकतम (पाइप की धुरी के साथ) शून्य (दीवारों पर) से बदल रही है।
एक यांत्रिक दृष्टिकोण से, कोई भी परत पाइप की धुरी (तेजी से आगे बढ़ने) के करीब स्थित आसन्न परत के आंदोलन को रोकती है, और धुरी पर स्थित परत पर एक तेज प्रभाव पड़ता है (धीमी गति से चल रहा है)।
अंजीर। 2. प्रवाह के क्रॉस सेक्शन में गति का वितरण
परिपत्र क्रॉस सेक्शन (लैमिनार प्रवाह) के पाइप में तरल पदार्थ।
चिपचिपा घर्षण की शक्ति
पैटर्न को स्पष्ट करने के लिए, जो आंतरिक घर्षण बलों के अधीन हैं, निम्नलिखित अनुभव पर विचार करें। दो समांतर प्लेटों को तरल (चित्र 3) में भेज दिया जाता है, जिनमें से रैखिक आयाम उनके बीच की दूरी से काफी बेहतर होते हैं। डी। निचली प्लेट जगह में आयोजित की जाती है, ऊपरी एक निश्चित गति वी 0 पर अपेक्षाकृत कम हो जाता है।
अंजीर। 3. प्लेटों के बीच एक चिपचिपा तरल पदार्थ की परत-दर-परत मोल्डिंग,
आंदोलन की विभिन्न गति होना।
ऊपरी प्लेट के लिए सीधे तरल पदार्थ की एक परत, आणविक क्लच की ताकतों के लिए धन्यवाद और प्लेट के साथ चलती है। निचली प्लेट के लिए चिपकने वाली तरल पदार्थ की परत अकेले इसके साथ बनी हुई है। इंटरमीडिएट परतें इस तरह से आगे बढ़ रही हैं कि उनमें से प्रत्येक शीर्ष पर झूठ बोलने की तुलना में अधिक की गति है। इसलिए प्रत्येक परत आसन्न परतों के संबंध में स्लाइड करता है। इसलिए, निचली परत के किनारे से शीर्ष पर एक घर्षण बल है, उनमें से दूसरे के आंदोलन को धीमा कर देता है, और, पीछे, शीर्ष के किनारे से निचले - त्वरित आंदोलन तक। सापेक्ष आंदोलन का अनुभव करने वाले तरल परतों के बीच उत्पन्न बलों को बुलाया जाता है आतंरिक मनमुटाव। आंतरिक घर्षण बलों की उपस्थिति से जुड़े तरल पदार्थ के गुणों को बुलाया जाता है श्यानता.
अनुभव यह देता है कि ऊपरी प्लेट को निरंतर गति v 0 पर स्थानांतरित करने के लिए, इसे पूरी तरह से परिभाषित बल के साथ कार्य करना आवश्यक है एफ। बाहरी बल कार्रवाई एफ यह घर्षण की विपरीत दिशा की परिमाण में इसके बराबर बराबर है।
तरल पदार्थ की दो परतों के बीच आंतरिक घर्षण बल की गणना न्यूटन के सूत्र द्वारा की जा सकती है:
, (1)जहां एच एक गतिशील चिपचिपाहट है, आंतरिक घर्षण गुणांक, एस - संपर्क का वर्ग (इस मामले में, प्लेट्स क्षेत्र), डीवी / डी जेड - गति ढाल।
चिपचिपाहट गुणांक संख्यात्मक रूप से परत के प्रति इकाई क्षेत्र के कार्यरत बल के बराबर होता है जब परत के लंबवत लंबाई की लंबाई एक (डीवी / डी) द्वारा बदल जाती है z \u003d।1)
एक चिपचिपा वातावरण में आगे बढ़ते समय प्रतिरोध बल
शुष्क चिपचिपा घर्षण के विपरीत, यह विशेषता है कि चिपचिपा घर्षण की ताकत एक ही समय में एक ही समय में शून्य हो जाती है। इसलिए, कोई फर्क नहीं पड़ता कि बाहरी बल कितना छोटा है, यह चिपचिपा माध्यम की परतों की सापेक्ष गति को सूचित कर सकता है।
नोट 1।
यह ध्यान में रखना चाहिए कि, कर्षण के अलावा, जब तरल या गैसीय माध्यम में शरीर को स्थानांतरित किया जाता है, तो तथाकथित मध्यम प्रतिरोध की ताकत होती है, जो घर्षण बलों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हो सकती है।
घर्षण के खिलाफ तरल पदार्थ और गैस के व्यवहार के नियम अलग नहीं हैं। इसलिए, उपर्युक्त सभी समान रूप से तरल पदार्थ, और गैसों के लिए संदर्भित करता है।
जब शरीर चिपचिपा माध्यम में चलता है तो प्रतिरोध बल उत्पन्न होता है जो कुछ गुण होते हैं:
- कोई शांति घर्षण बल नहीं है - उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति स्पॉट से एक फ्लोटिंग एकाधिक जहाज को स्थानांतरित कर सकता है, बस रस्सी खींच रहा है;
- प्रतिरोध बल एक चलती निकाय के आकार पर निर्भर करता है - एक पनडुब्बी के पतवार, एक हवाई जहाज या रॉकेट के पास एक सुव्यवस्थित सिगार जैसी रूप है --- प्रतिरोध बल को कम करने के लिए, इसके विपरीत, जब गोलार्द्ध शरीर चलता है, तो प्रतिरोध बल बहुत अधिक है (उदाहरण - - पैराशूट);
- प्रतिरोध बल का पूर्ण मूल्य गति पर निर्भर करता है।
चिपचिपा घर्षण की शक्ति
हम ऐसे पैटर्न प्रस्तुत करते हैं जो एक साथ मध्यम के लिए घर्षण और प्रतिरोध के अधीन हैं, और हम सशर्त रूप से घर्षण बल की कुल शक्ति को बुलाएंगे। संक्षेप में, ये पैटर्न निम्न में कम हो जाते हैं - घर्षण बल की परिमाण निर्भर करता है:
- शरीर के आकार और आकार से;
- इसकी सतह की स्थिति;
- माध्यम के संबंध में गति और चिपचिपापन नामक माध्यम की संपत्ति।
माध्यम के सापेक्ष शरीर की दर पर घर्षण बल की सामान्य निर्भरता चित्र में चित्र रूप से दिखाया गया है। 1. ~
चित्रा 1. पर्यावरण के सापेक्ष गति के खिलाफ घर्षण बल की निर्भरता का ग्राफ
आंदोलन की कम गति पर, प्रतिरोध बल सीधे गति के लिए आनुपातिक होता है और घर्षण बल गतिशील रूप से रैखिक रूप से बढ़ता है:
$ F_ (mp) \u003d -k_ (1) v $, (1)
जहां संकेत "-" का अर्थ है कि घर्षण बल को गति के विपरीत निर्देशित किया जाता है।
उच्च गति पर, रैखिक कानून एक वर्गबद्ध यानी में जाता है। घर्षण बल आनुपातिक वर्ग वर्ग बढ़ने लगता है:
$ F_ (mp) \u003d -k_ (2) v ^ (2) $ (2)
उदाहरण के लिए, जब हवा में गिरना, गति के वर्ग से प्रतिरोध बल की निर्भरता पहले से ही प्रति सेकंड कई मीटर की गति से होती है।
$ K_ (1) $ और $ k_ (2) $ (उन्हें घर्षण गुणांक कहा जा सकता है) के गुणांक का मूल्य आकार पर निर्भर करता है, और शरीर के आकार, इसकी सतह की स्थिति और पर निर्भर करता है माध्यम के चिपचिपा गुण। उदाहरण के लिए, ग्लिसरीन के लिए, वे पानी की तुलना में काफी बड़ी हो जाते हैं। तो, एक लंबी कूद के साथ एक पैराशूटिस्टिस्ट गति को असीमित रूप से प्राप्त नहीं करता है, और एक निश्चित पल से यह स्थिर गति के साथ गिरना शुरू होता है, जिसमें प्रतिरोध बल गुरुत्वाकर्षण की ताकत के बराबर हो जाता है।
जिस गति से कानून (1) (2) में चलता है, उसी कारणों पर निर्भर करता है।
उदाहरण 1।
दो धातु गेंदें, आकार में समान और वजन से अलग, समान उच्च ऊंचाई से प्रारंभिक गति के बिना गिरते हैं। जमीन पर कितनी गेंदें तेजी से गिर जाएगी --- प्रकाश या भारी?
दान: $ m_ (1) $, $ m_ (2) $, $ m_ (1)\u003e m_ (2) $।
पतन में गेंदों को गतिहीनता नहीं मिलती है, और एक निश्चित क्षण से स्थिर गति के साथ गिरने लगते हैं, जिसमें प्रतिरोध बल (2) गुरुत्वाकर्षण की ताकत के बराबर हो जाता है:
इसलिए स्थिर गति:
परिणामी सूत्र से यह इस प्रकार है कि एक भारी गेंद में एक स्थिर गिरावट दर बड़ी है। तो, वह गति को लंबे समय तक बढ़ाएगा और इसलिए पृथ्वी तक तेजी से पहुंच जाएगा।
उत्तर: एक भारी गेंद पृथ्वी पर तेजी से पहुंच जाएगी।
उदाहरण 2।
$ 35 $ एम / सी की दर से एक पैराशूट के लिए उड़ान एक पैराशूट पैराशूट का खुलासा करता है, और इसकी गति $ 8 $ + के बराबर हो जाती है। यह निर्धारित करें कि पैराशूट के प्रकटीकरण के दौरान स्लिंग के तनाव की लगभग ताकत क्या है। पैराशूटिक वजन $ 65 $ किग्रा, $ 10 \\ m / s ^ 2. $ की मुक्त गिरावट को तेज करने के लिए $ F_ (एमपी) $ को स्वीकार करने के लिए $ V $ के आनुपातिक है।
यह दिया गया है: $ m_ (1) \u003d $ 65 किलो, $ v_ (1) \u003d 35 $ m / s, $ v_ (2) \u003d $ 8 m / s।
खोजें: $ t $ -?
चित्र 2।
एक पैराशूट खोलने से पहले, एक पैराशूटिस्ट था
$ V_ (1) \u003d $ 35 m / s की निरंतर गति, जिसका मतलब है कि पैराशूटिस्ट का त्वरण शून्य था।
पैराशूट के प्रकटीकरण के बाद, पैराशूटिस्ट के पास $ v_ (2) \u003d $ 8 m / s की निरंतर दर थी।
इस घटना के लिए न्यूटन का दूसरा कानून इस तरह दिखेगा:
फिर तनाव की वांछित ताकत के बराबर है:
$ T \u003d mg (1- \\ frac (v_ (2)) (v_ (1))) \\ लगभग 500 $ N.