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어린이 과학 실험실
누적 효과. 어린이과학실
누적 작용은 주어진 방향으로 폭발이 집중되는 현상입니다. 폭발물에는 오목한 부분이 있으며 표면은 금속 라이닝으로 덮여 있습니다. 폭발하는 동안 라이닝은 강하게 압축되고 고압의 영향을 받는 금속은 액체의 특성을 얻습니다. 결과적으로 얇은 금속 제트가 압축된 껍질에서 12-16km/s의 속도로 분출됩니다. 제트기의 에너지 밀도는 핵폭발의 에너지 밀도와 비슷합니다. 매우 두꺼운 갑옷도 뚫을 수 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 오늘 우리는 누적 효과를 실험하는 데 도움이 되는 몇 가지 실험에 주목하지만 폭발물은 XNUMXg도 사용하지 않습니다. 손을 물에 대고 손바닥을 비스듬히 돌리면 얇고 강한 제트가 탄생합니다 ... 그리고 학교 삼각대와 주걱이 달린 막대로 구성된 간단한 장치가 있으면 훨씬 더 과학적인 실험을 설정하고 "샷"의 범위에 따라 제트의 속도를 결정할 수 있습니다. 블레이드가 물에 닿는 속도를 계산하는 것은 어렵지 않습니다 (막대 낙하 높이를 직접 선택하기 때문에).
깔때기의 물에 빠르게 담그면 간단하고 아름다운 경험을 할 수 있습니다. 너무 흥분하지 마세요. 제트기가 쉽게 천장에 도달합니다. 그리고 이것이 일어나는 일입니다. 움직이는 깔때기의 벽은 축으로 수렴하는 물의 흐름을 만듭니다. 충돌하면 액체 제트가 느려지고 결과적으로 압력이 증가합니다. 깔때기 입구에 소량의 물을 묻히면 상당한 속도를 낼 수 있습니다. 그리고 그 효과의 본질은 질량이 큰 천천히 움직이는 흐름의 에너지가 질량은 작지만 속도는 몇 배 더 큰 흐름으로 전달된다는 것입니다.
주걱이나 깔때기를 사용한 우리의 실험은 고압에서 소량의 액체를 공급하기 위한 임펄스 유압 펌프에 대한 생각을 제공합니다. 이것은 현대 기술의 "빈 공간" 중 하나입니다. 피스톤 행정당 오토바이 엔진의 실린더에 4-5MPa의 압력으로 1000입방 밀리미터의 휘발유를 주입할 수 있는 펌프를 만들면 한 번의 연료 보급으로 최소 XNUMXkm를 이동할 수 있습니다. 대단하지, 그렇지? 기존 연료 펌프의 대략적인 감소만으로는이 문제를 해결할 수 없습니다. 단일 사본으로도 만드는 것은 매우 어렵습니다. 교활한 유체 역학 효과는 이것을 알아내는 데 도움이 될 것입니다.
동일한 누적 효과가 나타나는 또 다른 흥미로운 경험이 있습니다. 공을 물에 던지십시오. 실험을 여러 번 반복하면 공이 물속에 깔때기를 남기는 것을 알 수 있습니다. 성벽이 무너지고 바늘처럼 가느다란 물방울이 솟아오릅니다. 그러나 여기에는 한 가지 미묘함이 있습니다. 실험에서 이러한 명백한 효과조차도 항상 가능한 것은 아닙니다. 공의 표면이 지방으로 덮여 있어야 한다는 것이 밝혀졌습니다.
물방울이 물에 떨어질 때도 비슷한 현상이 일어난다. 누적 제트(그림에서 볼 수 있음)의 상단에서 작은 물방울이 형성되는 것이 궁금합니다. 크기가 작기 때문에 먼지 입자처럼 공기 중에 떠다닐 수 있습니다. 이 아름다운 효과는 분수 건설에 사용됩니다. 그러나 미국 과학자들은 변기 물을 내릴 때도 발생한다는 사실을 발견했습니다. 이로 인해 미세한 양의 내용물이 공기 중에 있습니다. 의사는 이것을 위험한 질병의 확산 경로 중 하나로 보고 엔지니어는 반성해야 할 훌륭한 이유입니다. 대영박물관에는 증기기관 발명가와 화장실 브라마 발명가의 초상화가 나란히 있다. 그들은 인류의 가장 큰 은인으로 간주되며 누가 더 중요한지는 알려지지 않았습니다... 그러나 폭발을 더 잘 실험해 봅시다. 그리고 편집자가받은 많은 편지의 "왕관"질문에 즉시 답할 것입니다. "집에서 폭발물을 만들 수 있습니까?" 우리는 "가능하지만 살아남는 것은 불가능합니다! "라고 대답합니다. 그러나 폭발물의 주요 임무는 주어진 부피에서 고속으로 기계적 에너지를 방출하는 것입니다. 예를 들어, TNT는 입방 센티미터당 약 2000kJ의 기계적 에너지를 방출할 수 있습니다. 당신과 나는 어떤 위험도 감수하지 않고 적어도 1배 더 강력한 물질로 실험을 할 것입니다. 그것은... 물에서 전기 방전 후에 형성되는 플라즈마입니다. 따라서 그림에 다이어그램이 표시된 설치를 조립할 것입니다. 커패시터(3-24pF, XNUMXkV), 증류수가 있는 플라스틱 큐벳 및 두 개의 스파크 갭으로 구성됩니다. 커패시터를 고전압 소스 "Discharge-1"또는 정전기 기계에 연결합니다. 커패시터가 충전됨에 따라 에어 갭 전극의 전위차가 증가하고 자체 방전이 발생합니다. 결과 전류 펄스는 물의 전극 사이에서 방전을 생성합니다. 그것이 생성하는 효과는 대형 폭발물의 소형 폭발과 동일합니다. 우리는 경고합니다. 커패시터의 커패시턴스 증가는 관찰 된 효과에 근본적으로 새로운 것을 추가하지 않지만 설치 작업이 위험 해집니다.
5-10mm 깊이에서 방전을 생성함으로써 깊이 폭탄 폭발의 파도와 유사한 물 술탄을 관찰할 수 있습니다. 투명한 호스 조각에 배출 틈이 있는 장치를 조립해 보십시오. 전선 입구를 플라스틱으로 봉인하십시오. 장치를 삼각대에 고정한 후 물을 채우고 배출하십시오. 물에 의해 형성된 메니스커스가 무너지고 얇은 누적 제트가 천장 아래 높이 튀게 됩니다.
수중 전기 방전을 얻기 위한 전기 회로: 고전압 소스, 커패시터 및 두 개의 방전 장치. 그 중 하나는 약 1센티미터의 공기 배출 간격을 가지고 맥박을 형성하는 역할을 합니다. 물을 통과하면 전기 임펄스가 2-XNUMXmm 간격으로 두 번째 방전 장치에서 폭발 효과를 생성합니다. 물에 잠긴 모든 도체는 잘 절연되어야 합니다! 폭발물의 참여 없이 누적 효과가 발생하는 다양한 장치를 제안할 수 있습니다. 우리 실험에서 그 결과는 프로세스의 무시할만한 에너지라는 한 가지 이유 때문에 다른 사람들에게 절대적으로 안전했습니다. 그러나 돌을 부수는 장치 또는 높은 에너지가 필요한 기타 유사한 장치를 기반으로 만들면 폭발물이 포함되어 있지 않지만 위험해집니다. 그러나 착암기 또는 금속 절단기에도 "귀하"만 언급하면 됩니다. 저자: A. Saveliev
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