Апрель 4th, 2013
создает всплеск?ф Ответ на поставленный вопрос дают опыты, описанныев гл. 1, § 5. Однако эти опыты носят качественный характери до конца удовлетворить вас вряд ли могут. Чтобыболее или менее успокоиться, необходимо сделать хотя бысамые простые количественные оценки и сопоставить ихс результатами экспериментов. Можно почти не сомневаться,что в первую очередь вас волнует вопрос о том,Рис. 36. Схематическое изображение образования кумулятивнойструи при падении капли в жидкостьудастся ли вычислить высоту всплеска, порожденногоупавшей каплей. Давайте попробуем сделать это.Пусть капля жидкости плотностью р, радиус которойравен г, с нулевой начальной скоростью падает с высотыh на поверхность той же жидкости (рис. 36, а). Кинетическаяэнергия, которой обладает капля в момент соприкосновенияс поверхностью жидкости, составляет Ек == mgh = рVKgh, где т к и FK — масса и объем каплисоответственно. Поскольку капля предполагается сферической,ее объем Ук = (4/3) яг3, следовательно, кинетическаяэнергия каплиЕ к = (4/3) npgr3h. (4.1)Капля, упав в жидкость, исчезает. Поэтому жидкости помимоэнергии Е к передается энергия поверхности капли,которая равна Еп = a SK = 4лот2, где а — коэффициентповерхностного натяжения и 5К — площадь поверхностикапли. Расчетом нетрудно убедиться, что в условияхваших опытов Еп < 2?к, поэтому поверхностной энергиейкапли можно пренебречь и считать, что упавшая капляотдает жидкости лишь энергию Е к (4.1).Допустим, что эта энергия полностью расходуетсятолько на создание в жидкости полусферического углублениятолько на создание в жидкости полусферического углубления