оценить подъемную силу пластины площадью

Видео:задача с пластинами и источником "Сложный конденсатор"Скачать

Оценить подъемную силу пластины площадью

2019-12-17
Имеется следующий проект летательного аппарата. Верхняя поверхность большой плоской пластинки поддерживается при постоянной температуре $0^ С$, а нижняя — при температуре $100^ С$. Изобретатель утверждает, что такая пластинки будет висеть в воздухе подобно дирижаблю. Объясните, почему. Оцените по порядку величины подъемную силу такой пластинки с площадью $1 м^$ при температуре воздуха $20^ С$.

Налетающие на пластину молекулы воздуха имеют среднеквадратичную скорость, равную $vec_ = sqrt< frac >$, где $T$ — температура воздуха, $m$ — масса молекулы. Среднее значение абсолютных величин проекций скоростей молекул на ось $OY$, перпендикулярную к поверхности пластины, равно

При столкновении с пластиной «температура» молекул становится равной температуре пластины. Это означает, что после отражения от нижней поверхности пластины

а после отражения от верхней поверхности

В результате проекция $p_$ импульса молекулы, попадающей на нижнюю поверхность пластины, меняется при соударении на величину

а молекулы, попадающей на верхнюю поверхность, — на величину

За время $Delta t$ на каждую из поверхностей попадают молекулы, находящиеся от пластины на расстоянии, равном $bar<v_> Delta t$. Число этих молекул равно $N = n bar_ s Delta t$, где $n$ — число молекул в единице объема, $s$ — площадь пластины.

В соответствии со вторым и третьим законами Ньютона на пластину в вертикальном направлении действуют силы, равные по абсолютным величинам изменениям проекций импульсов молекул в единицу времени. На нижнюю поверхность пластины действует направленная вверх сила (рис.)

а на верхнюю — направленная вниз сила

Так как $T_ > T_$, то равнодействующая $vec$ сил $vec_$ и $vec_$ направлена вверх и равна по абсолютной величине

Подавив в это выражение данные в условии величины (считая $p = 10^ н/м^$), получим

Видео:Подъёмная сила крыла ● 1Скачать

Сборник задач по физике Часть II (стр. 5 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

где m – масса молекулы, k – постоянная Больцмана. Функция

называется функцией распределения. На рисунке приведена функция распределения молекул азота при комнатной температуре (Т = 293 К). Используя график, найдите: а) сколько в 1 см3 воздуха содержится молекул азота, имеющих в некотором направлении скорость в интервале от 499 до 501 м/с, б) сколько в 1 м3 содержится молекул азота, имеющих в некотором направлении скорость в интервале от 498 до 502 м/с, если число молекул азота в 1 см3 равно 2⋅1019.

Оцените подъёмную силу пластины площадью 1 м2, нижняя поверхность которой находится при температуре 100 0С, а верхняя при 0 0С. Температура воздуха 20 0С, а давление равно 0.1 Па. В сосуде с газом поддерживается температура T0. Вне его находится газ, давление которого p, а температура T. Чему равно давление газа внутри сосуда, если в стенке сосуда имеется небольшое отверстие? Газы разрежены. Используя закон равнораспределения молекул идеального газа по скоростям, найдите формулу для наиболее вероятной скорости молекул.

5.2. Уравнение состояния идеального газа

Воздух при начальном давлении 1 атм адиабатически сжимают до 10 атм. Определите давление воздуха, когда он остынет снова до комнатной температуры. Нагревается или охлаждается газ, расширяющийся по закону: а) pV2 = const; б) р = const; в) р/V = const? Как изменяется температура идеального газа (увеличивается или уменьшается) в течение процесса, график которого в координатах (P, V) изображен на рисунке? На (V, T) диаграмме газ переходит при постоянном давлении из точки 1 в точку 2 по прямой линии, проходящей через начало координат. Как меняется при этом масса газа?

За сколько качаний поршневым насосом с рабочим объемом V можно откачать сосуд объема V0 от давления p0 до p? Герметически закрытый бак заполнен жидкостью так, что на дне его имеется пузырек воздуха. Давление на дне бака p0. Каким оно станет, если пузырек воздуха всплывет? Высота бака Н, плотность жидкости ρ. Герметически закрытый бак высоты 3 м заполнен водой так, что на дне его находятся 2 одинаковых пузырька воздуха. Давление на дно бака 0.15 МПа. Каким станет давление, если всплывет 1 пузырек? Два пузырька? Нижний конец узкой вертикальной трубки длины 2L (в мм) запаян, а верхний открыт в атмосферу. В нижней половине трубки находится газ при температуре T0, а верхняя ее половина заполнена ртутью. До какой минимальной температуры надо нагреть газ в трубке, чтобы он вытеснил всю ртуть? Внешнее давление в миллиметрах ртутного столба равно L. Мыльный пузырь, заполненный горячим воздухом, неподвижно висит в атмосфере. Атмосферное давление p0 и температура T0. Плотность мыльной пленки ρ, ее толщина δ, а радиус пузыря r. Найдите температуру воздуха внутри пузыря, если поверхностное натяжение мыльной воды равно σ. Молярная масса воздуха μ. Два мыльных пузыря радиуса r1 и r2 сливаются в один. Найдите поверхностное натяжение мыльной воды, если радиус нового пузыря равен r, а атмосферное давление равно p0. Найдите период малых колебаний поршня массы m, разделяющего гладкий, горизонтально расположенный цилиндрический сосуд сечения S на две части длины L каждая. По обе стороны от поршня находится газ при давлении p0 и температуре T0. При колебании поршня температура газа не меняется.

Видео:Билет №30 "Подъемная сила электромагнита"Скачать

Эффект «Электронного паруса»

NovaInfo53, с. 9-14
Опубликовано 18 октября 2016
Раздел: Физико-математические науки
Просмотров за месяц: 3
CC BY-NC

Видео:Урок 136. Подъемная сила крыла самолета (часть 2)Скачать

Аннотация

В статье рассмотрены теоретические обоснования нового типа движителя, работающего за счет взаимодействия с электрическим полем окружающего пространства, в том числе электрических полей планет. Силы взаимодействия определяются на основании закона Кулона. В практической конструкции движителя используются уникальные свойства ртути, поверхность которой в твердом «замороженном» состоянии представляет слой из атомарных электронов.

Видео:Археолог Андрей Буровский – о мистических случаях в практике, секретах науки и НЛО (+ESP Subtítulos)Скачать

Ключевые слова

Видео:ЭФФЕКТ БЕРНУЛЛИ - МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ? ЧАСТЬ II.Скачать

Текст научной работы

Науке известен эффект Биффельда-Брауна. На настоящий момент его объяснение связывают с взаимодействием пластин плоского конденсатора, находящихся под высоким постоянным напряжением, с окружающим электрическим полем. Это взаимодействие вызывает так называемый «ионный ветер», который заставляет плоский конденсатор перемещаться в направлении положительно заряженной пластины.

Данное объяснение вступает в противоречие с 3-им законом Ньютона, согласно которому все силы и импульсы сил, возникающие в замкнутой системе, уравновешиваются внутри этой системы. Согласно этому, должна быть внешняя сила, которая вызывает это движение. Поэтому, рассмотрим указанный плоский конденсатор, как систему из распределенного по плоскости отрицательного заряда и диэлектрического слоя, отделяющего его от такого же по величине распределенного положительного заряда. При этом вся данная система находится в зоне отрицательно заряженной огромной сферической поверхности, какой является планета Земля. С учетом соотношения геометрических размеров необходимо рассматривать систему, как конденсатор, расположенный над отрицательно заряженной бесконечной плоскостью (см. рис. 1). А значит, в такой системе действуют кулоновские силы F_с статического электричества.

Рассмотрим это взаимодействие подробнее.

Так как действие сил Кулона на отрицательно заряженную пластину (отталкивание) осуществляется непосредственно, а на положительно заряженную пластину (притягивание) — через слой диэлектрика, однозначно понятно, что эти силы не уравновешиваются. Причем, движение V конденсатора всегда будет осуществляться именно в сторону положительно заряженной пластины независимо от его расположения над поверхностью. Именно это и доказывает эффект Биффельда-Брауна. То есть, он просто подтвердил закон Кулона, но только для зарядов, имеющих геометрические размеры. Поэтому, далее представим систему, как пластину площадью S_plс отрицательно распределенным зарядом q_spl К/м 2 и радиусом R, расположенную на высоте h над бесконечной плоскостью с распределенным зарядом q_ssur К/м 2 (см. рис. 2).

Рассмотрим в ней действие кулоновских сил. Для наглядности будем считать, что взаимодействие каждого точечного заряда q_i на пластине происходит только с точечными зарядами q_j, расположенными в радиусе h от нормали. В этом случае подъемная сила F_acij с учетом закона Кулона [1] будет иметь величину:

где k = 1/4πε₀ = 1/4π ⋅8,85 ⋅ 10 -12 Ф/м = 8,99 ⋅ 10 9 Нм 2 /К 2 ; ε₀ =1/ 4π ⋅8,85 ⋅ 10 -12 Ф/м — электрическая постоянная; h/cos(α) — среднее расстояние между точечными зарядами q_i и q_j в рассматриваемой зоне; угол α = arctg(0,5 1/2 )

Согласно закону Кулона силы действия на каждый точечный заряд от других зарядов суммируются. Следовательно, для рассматриваемого случая суммарная подъемная сила на пластину составит:

Из полученной формулы следует, что при h>>R подъемная сила практически не зависит от высоты, что дает принципиальную возможность создавать летательные аппараты (ЛА) на базе закона Кулона, то есть использующие электростатические силы, а именно: пресловутую «летающую тарелку». В тоже время, при R>>h подъемная сила может возрастать в порядки, что дает возможность создавать устройства значительной грузоподъемностью.

Далее, рассмотрим вариант h>>R, то есть вариант ЛА в пределах Земли:

площадь Земли составляет 510 млн. км 2 или

0,5⋅10 15 м 2 [2];

Тогда подъемная сила пластины площадью 1 м 2 будет составлять:

То есть, каждый кулон заряда на одном квадратном метре пластины дает подъемную силу 1, 568 кгс. Получение значительной поверхностной плотности заряда в рамках конденсатора не представляется возможным, так как этому препятствует эффект пробоя конденсатора.

Согласно существующему представлению в физике невозможно гарантировать нахождение на поверхности любого материала атомарных электронов. Электрон в металле находится в потенциальной «яме» [4]. Следовательно, для того, чтобы находиться на поверхности материала, обычно электрону необходимо преодолеть потенциальный барьер, который для него выстраивает пустое пространство над поверхностью. Поэтому они там отсутствуют. Доказательством этого служит очень длительный процесс диффузии твердых веществ, в частности металлов. Процесс перехода поверхности от одной кристаллической решетки к другой, происходит, как и обычный фазовый переход, только при определенной температуре и давлении. В то же время кусочки твердой ртути[5] при соприкосновении друг с другом слипаются почти так же легко, как и жидкие ее капли. Из этого следует, что поверхность твердой ртути при температуре ниже минус39 о С при нормальном атмосферном давлении представляет собой сплошной слой распределенных атомарных электронов. То есть, в результате приведения ртути в постоянно твердое состояние, получается поверхность с распределенным отрицательным зарядом q_spl.

То есть, ее нужно «заморозить» до твердого состояния и поддерживать в дальнейшем при температуре ниже минус39 о С [6]. Кристаллическая решетка такой ртути имеет ромбоэдрическую решетку [6], то есть атомы на поверхности фактически располагаются сеткой из ромбов, а точнее, сеткой из равносторонних (по логике) треугольников на расстоянии a = 0,3464 нм [6], или 0,3464 ⋅ 10 -9 м друг от друга. Тогда 1 м 2 поверхности ртути образован:

1/ (0,3464 ⋅ 10 -9 ⋅ 0,3464 ⋅ 10 -9 ⋅ 0,866) = 9,623 ⋅ 10 18 атомами.

Логично считать, что на поверхности остается половина электронов от каждого атома, то есть 40 штук. Количественно заряд одного электрона составляет 1,6 ⋅ 10 -19 К [1]. Тогда поверхностный заряд 1 м 2 ртути составит:

1,6 ⋅ 10 -19 ⋅ 40 ⋅ 9,623 ⋅ 10 18 = 61,59 К.

То есть, подъемная сила, образованная 1 м 2 поверхности ртути в твердом состоянии составит не менее:

F_ac = 1,568 кгс ⋅ м 2 /К ⋅ 61,59 К/м 2 = 96,57 кгс

Такая величина подъемной силы позволяет уже практически создавать безтопливные ЛА принципиально нового типа, работающие согласно закону Кулона от сил статического электричества.

Если две пластины, одна сторона которой является поверхностью с твердой ртутью, а обратная — диэлектриком, расположить оппозиционно (см. рис. 3), с возможностью вращения, то получится модель двигателя, использующего внешнее электрическое поле.

Для его работы требуется только поддержание температуры поверхности ртути или окружающей среды ниже минус 39 о С. Это не является технически сложной и энергоемкой задачей. А вырабатываемой мощности вполне хватит на обеспечение последней.

Если поверхности ЛА выполнены частично из твердой ртути и частично из диэлектрика, то и он, и вышеприведенный двигатель будут работать в условиях космоса. Согласно существующей парадигме физики, во вселенной в звездах происходит термоядерная реакция превращения водорода в гелий. По массе для образования одного атома гелия требуется четыре атома водорода. В каждом атоме водорода содержится один электрон, а в атоме гелия — два. То есть, каждый раз в результате такого преобразования освобождается два электрона, которые, в конце концов, попадают в межзвездное пространство. То есть, по мнению автора, вся вселенная находится в «облаке» электронов, совершающих хаотичные перемещения, типа броуновского. При этом количество столкновений как со стороны поверхности из твердой ртути, так и со стороны диэлектрика примерно одинаково. Но со стороны ртути удар воспринимается с силой заряда электрона — 1,6⋅10 -19 К [1], а со стороны диэлектрика — как удар массой 9,1⋅10 -31 кг [1]. То есть, силы явно не уравновешены, и поэтому устройства будут двигаться в сторону диэлектрика.

В результате практической реализации будет решены проблемы энергетики, транспорта и освоения космоса.

Видео:02 Молекулярная физика (10-11 кл)Скачать

Читайте также

Средства стохастической подготовки обучающихся на основе информационных технологий

Инструментальная реализация прикладной математической подготовки бакалавра экономики и менеджмента

1. Синчуков А.В.

NovaInfo59, с.24-28, 13 февраля 2017 , Физико-математические науки, CC BY-NC

Видео:Авторотация 2 ● Планирующая пластинаСкачать

Список литературы

1. Электронный справочник по физике создан на основе книги авторов И. М. Гельфгата, Л. Э. Генденштейна, Л. А. Кирик, Е. Ю. Свириновской Физика в таблицах, изд-во «Илекса», «Гимназия» Москва — Харьков, 1998.
2. Свободная энциклопедия – Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Земля
3. Справочник. Физические величины. Автор: под редакцией И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова Издательство: М. Энергоатомиздат, 1991.
4. Электронная библиотека Наука и техника. Панкратов С., Панов В. «Поверхности твердых тел» http://n-t.ru/nj/nz/1986/0501.ht
5. Большая энциклопедия нефти и газа. Твердая ртуть. ngpedia.ru›id405264p1.html
6. Свободная энциклопедия – Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Ртуть

Видео:Парадокс сужающейся трубыСкачать

Цитировать

Степанов, Е.И. Эффект «Электронного паруса» / Е.И. Степанов. — Текст : электронный // NovaInfo, 2016. — № 53. — С. 9-14. — URL: https://novainfo.ru/article/8101 (дата обращения: 12.02.2022).

Видео:АЭРОДИНАМИКА. Нам врали все эти годы? Внимание на подъёмную силу. Теория параплана простыми словамиСкачать

Поделиться

Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.

Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.

🔥 Видео

Лекция 7 | Введение в аэродинамикуСкачать

Урок 133. Закон Бернулли. Уравнение БернуллиСкачать

Придумано в окопах или история ,военно -инженерного дела в России.От второй мировой до наших днейСкачать

Лекция 23 | Введение в аэродинамикуСкачать

Почему на самом деле летает самолёт?Скачать

Научный семинар НЦФМ по перспективам создания российского EUV-литографа для микроэлектроникиСкачать

Подъемник+Используя гидравлическое давление в качестве подъемной силы, подъем стабиленСкачать

Параплан - аэродинамика, часть I. Причина подъемной силы и особенности аэродинамики параплана.Скачать

Котика ударило током, 10 т. ВольтСкачать

Воздух и его свойства. Принципы создания подъемной силы. Авиамодельный цикл 2. Простейшие авиамоделиСкачать