Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
Величина ри достигает максимального значения рс1»с при скорости ис, равной местной скорости звука с и
называемой критической скоростью. Отношение — = X
Сс
называют коэффициентом скорости. При X < 1 поток является дозвуковым, а при X > 1 — сверхзвуковым. Для перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому необходимо, чтобы площади S поперечных сечений трубы изменялись вдоль ее оси nb закону
т. е. в области дозвукового течения постепенно уменьшались вплоть до критического значения Sc, а затем вновь увеличивались. Такую трубу называют соплом Лаваля.
Для идеального газа
где к — показатель адиабаты; В — удельная газовая постоянная; р0, р0и T0 — давление, плотность и температура газа, адиабатически заторможенного до скорости V 0; C0 — скорость звука в газе при температуре T0; рс, рс и Tc — критические значения плотности, температуры и давления.
ЦК + I fj к + 1 р0 А/
I 2 = I 2к Po = Г
J If-J-I .Iv-J-I Г» Al
358
III.3. ГИДРОАЭРОДИНАМИКА
В произвольном сечении трубы параметры идеального газа удовлетворяют уравнениям:
cO с
т=т0(г-^^ ) = т0
cO
(л - K-I и2\1/(к-1) _ /
^-Ч1 ~2~^J Ч
I V2
к+1
к — I V2 D
к+1 7 J
cO
Раздел IV ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Глава 1 ЭЛЕКТРОСТАТИКА
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. ЗАКОН КУЛОНА
1°. Электростатикой называют учение о свойствах и взаимодействии электрических зарядов, неподвижных относительно избранной для их изучения инерциа-льной системы отсчета.
Существует два рода электрических зарядов — положительные и отрицательные. Одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются друг другом.
2°. Закон сохранения электрических зарядові алгебраическая сумма электрических зарядов в изолированной системе постоянна.
Электрический заряд любого тела состоит из целого числа элементарных зарядов. Наименьшей стабильной частицей с отрицательным элементарным зарядом является электрон, а с положительным — позитрон — античастица электрона. Ядра любых атомов содержат протоны — носители положительного элементарного заряда. Электроны и протоны входят в состав атомов любого вещества.
В нейтральном (незаряженном) теле содержатся заряды противоположных знаков, равные по абсолютной величине.
Электрические заряды считаются точечными, если шнейные размеры тел, на которых эти заряды сосредоточены, во много раз меньше любых расстояний, рассматриваемых в данной задаче.
3°. Закон Кулона: сила F электростатического взаимодействия между двумя точечными электрическими
360
IV.l ЭЛЕКТРОСТАТИКА
зарядами Q1 и q2, находящимися неподвижно в вакууме, прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния г между ними:
F= _J_ MeIj
4яеп гг
где E0 = 8,85... ¦ 10 12 Ф/м — электрическая постоянная', —і— = 9 ¦ IO9 м/Ф.
4ле0
4°. Силы электростатического взаимодействия — центральные силы. Сила F21 действующая в вакууме на точечный заряд q2 со стороны точечного заряда qlt равна
_F2i_ . r2i р = 1 ЯіЯг _
21 4тіе0 гз 21>
- Fl2 - -F12_ где г21 — радиус-вектор, CO-
Яг > 0 > О единяющий заряды ^1 и gr2,
Рис. IVH.1 г=|г21|(рис. IV.1.1).
5°. Если точечные заряды Q1 и q2 находятся в однородном и безграничном газообразном или жидком диэлектрике, то сила их электростатического взаимодействия
F = I W* г
*21 ш-0 7?Г
где є — относительная диэлектрическая проницаемость среды, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия между зарядами q1 и q2 в данной среде меньше, чем в вакууме. Уменьшение силы F21 в E раз обусловлено явлением электрострикции, т. е. деформации диэлектрика Под влиянием электрического поля. При деформации жидкие и газообразные диэлектрики, прилегая вплотную к заряженным телам, производят на них дополнительное механическое воздействие. В твердых диэлектриках заряженные тела располагаются внутри полостей, и при прочих равных условиях силы, действующие на эти тела, зависят от формы полостей.
IV 7 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ 361
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ
1°. Согласно теории близкодействия взаимодействия между частицами вещества и удаленными друг от друга макроскопическими телами осуществляются через посредство физических полей, которые создаются этими частицами или телами в окружающем пространстве. Представление о физических полях тесно связано с конечностью скоростей распространения в пространстве изменений любых взаимодействий. В специальной теории относительности в соответствии с данными опытов утверждается, что эти скорости не превышают скорости света в вакууме с = 3 - IO8 м/с.
2°. Взаимодействие между неподвижными электрически заряженными частицами или телами осуществляется посредством электростатического поля. Электростатическое поле представляет собой стационарное, т. е. не изменяющееся во времени, электрическое поле, создаваемое неподвижными зарядами. Оно является частным случаем электромагнитного поля, посредством которого осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами, которые в общем случае могут произвольным образом двигаться относительно системы отсчета.
