§ 184. Реакция движущейся жидкости и ее использование.
Положим на стол согнутую под прямым углом стеклянную трубку, соединенную резиновой трубкой с водопроводом (рис. 318). При истечении воды трубку будет отбрасывать
Рис. 318. При открывании крана изогнутая трубка начинает двигаться по направлению стрелки
Рис.319. При изменении направления течения воды на трубку действует сила реакции струи воды F
в направление стрелки. Для объяснения этого опыта рассмотрим силы, действующие со стороны протекающей жидкости на изогнутую трубку. Пусть жидкость входит в трубку со скоростью v1 (рис. 319) и выходит из трубки со скоростью v2. Допустим для простоты расчета, что трубка имеет
повсюду одно и то же сечение. В таком случае скорости v1 и v2 по модулю равны, но направления их различны. Следовательно, скорость получает приращение ?v=v2—v1. Это означает, что при течении по изогнутой трубке жидкость испытывает ускорение, среднее значение которого направлено вдоль вектора ?v. Ускорение сообщается жидкости силами, с которыми стенки трубки действуют на жидкость. По третьему закону Ньютона на трубку со стороны жидкости действует сила противодействия F, направленная противоположно вектору ?v. Эту силу мы будем называть силой реакции струи жидкости. В описанном опыте трубка отклоняется в сторону силой реакции струи.
356
Рис. 320. Ведерко вращается в сторону, обратную направлению вытекания струи далее