199801 tunel aerodynamiczny

WIAT

AUKI

Styczeƒ 1998 75

je i przykleiç. Poziome listwy b´dà do-
datkowo usztywniaç konstrukcj´ i po-
s∏u˝à do zamocowania aparatury
pomiarowej.

Niektóre wentylatory domowe mo-

gà rozp´dziç strumieƒ powietrza na-
wet do 5 m/s. Dodanie Êcianek ogra-
niczajàcych wokó∏ wlotu tunelu (ilu-
stracja z prawej na dole) zwi´ksza pr´d-
koÊç strumienia powietrza (podobnie
jak zatkanie kciukiem cz´Êci otworu
wylotowego ogrodowego w´˝a spra-
wia, ˝e woda wyp∏ywa z wi´kszà
pr´dkoÊcià). Zmniejszenie przekroju
tunelu w obszarze pomiarowym, na
przyk∏ad o dwie trzecie, zwi´ksza
pr´dkoÊç powietrza w tym miejscu
niemal trzykrotnie. JeÊli potrzebne sà
wi´ksze pr´dkoÊci, trzeba si´ posta-
raç o wentylator wi´kszej mocy. W
handlu wentylatory sà na ogó∏ wypo-
sa˝one w czteropo∏o˝eniowy prze-
∏àcznik pr´dkoÊci. W celu uzyskania
precyzyjniejszej regulacji mo˝na go
zastàpiç w∏àcznikiem oÊwietlenia ze
Êciemniaczem. Do przymocowania do
obudowy wentylatora Êcianek zamyka-
jàcych pude∏ko z boku mo˝na u˝yç ela-
stycznej taÊmy klejàcej. Âwietnym
szczelnym r´kawem b´dzie rozci´ta do-
∏em plastikowa torba na Êmieci. Wystar-
czy jà naciàgnàç na pude∏ko i wentyla-
tor oraz przymocowaç taÊmà.

Wlotowi tunelu nadajemy kszta∏t, od-

ginajàc boczne zamykajàce pude∏ko
Êcianki i przymocowujàc je do wygi´te-
go w kwadrat drutu z dwóch wiesza-
ków na ubrania. Druciany kwadrat trze-
ba posmarowaç klejem epoksydowym,
a nast´pnie przykleiç do kartonowych
klap taÊmà, tak jak pokazano na rysun-
ku. Na utworzony wlot równie˝ nacià-
ga si´ torb´ na Êmieci, aby by∏ szczelny.
W pomieszczeniu, w którym pracuje
wentylator, b´dà si´ tworzyç zawiro-
wania. Niektóre z nich zostanà wcià-
gni´te do tunelu.

Do wyg∏adzenia strumienia powietrza

mo˝na u˝yç cienkiej i g´stej drucianej siat-
ki. Powinna byç rozpi´ta na drewnianej
ramce wsuni´tej we wlot tunelu. Kra-
w´dê ramki okleja si´ filcem, aby powie-

trze nie przep∏ywa∏o bokiem. Poniewa˝
chcemy mieç dost´p do wn´trza, ramki
nie mocujemy na sta∏e. Aby jednak pod-
czas przeprowadzania doÊwiadczeƒ nie
zmienia∏a pozycji, dobrze jest od Êrodka,
w odpowiedniej odleg∏oÊci od wlotu,
przykleiç do Êcian tunelu cztery patycz-
ki od lodów. W celu utrzymania równo-
miernego przep∏ywu powietrza podczas
doÊwiadczeƒ za obszarem pomiarowym
umieszcza si´ tzw. prostownic´ ulowà,
którà w naszym przypadku mogà byç
kartonowe przegródki.

Pr´dkoÊç powietrza wewnàtrz tune-

lu daje si´ mierzyç w najró˝niejszy spo-
sób, na przyk∏ad anemometrem kulo-
wym [patrz:

NAUKOWIEC AMATOR

Âwiat Nauki, styczeƒ 1996], anemome-
trem wiatraczkowym ze starej stacji me-
teorologicznej, manometrem lub ane-
mometrem ultradêwi´kowym. Prosty
pr´dkoÊciomierz mo˝na te˝ zbudowaç
z pi∏eczki pingpongowej, kàtomierza
i krótkiej bia∏ej nitki (powy˝ej). Kàt, jaki
b´dzie przyjmowaç nitka, zale˝y od
stosunku si∏y cià˝enia i aerodynamicz-
nego oporu pi∏eczki. Do okreÊlenia pr´d-

koÊci s∏u˝y podane na ilu-
stracji równanie. Obliczona
wartoÊç odpowiada pr´dko-
Êci z oko∏o 10-procentowà
dok∏adnoÊcià. Ze wzgl´du
na pewne subtelnoÊci dyna-
miki p∏ynów równanie obo-
wiàzuje tylko w zakresie od
0.5 do 40 m/s.

Pasjonaci lotnictwa b´dà

prawdopodobnie chcieli mie-
rzyç si∏y aerodynamiczne.
Aby okreÊliç wszystkie mo˝-
liwe si∏y i momenty, nale˝y

dokonywaç równoczeÊnie szeÊciu po-
miarów. Cz´sto jednak eksperymen-
tatorzy sà zainteresowani tylko jednà
wielkoÊcià, na przyk∏ad si∏à noÊnà na
skrzydle lub oporem na danej po-
wierzchni. Uk∏ad pokazany poni˝ej
pozwala na pomiar albo si∏y noÊnej,
albo oporu (jednak nie obu tych wiel-
koÊci jednoczeÊnie). Zamocowanie
modeli bokiem eliminuje z równania
grawitacj´.

Mierzàc si∏´ noÊnà, nale˝y zwi´k-

szaç mas´ przeciwwagi a˝ do chwili,
kiedy model po zwolnieniu nie zmie-
ni swego po∏o˝enia. WielkoÊç si∏y ae-
rodynamicznej na modelu b´dzie
okreÊlona wielkoÊcià przeciwwagi.
Przy pomiarze oporu przeciwwaga
daje moment równowa˝àcy moment
zwiàzany z oporem. Si∏a oporu jest
równa iloczynowi stosunku ramion
dzia∏ania si∏ (a : b) i ci´˝aru przeciw-

wagi. JeÊli nie mamy zestawu odwa˝-
ników, mo˝emy pos∏u˝yç si´ moneta-
mi (tabela). JeÊli nasze wymagania sà
wi´ksze, zajrzyjmy na stron´ WWW So-
ciety for Amateur Scientists, gdzie
przedstawiono bardziej skomplikowane
uk∏ady równowa˝àce. Dalszym krokiem
mo˝e byç próba elektronicznej rejestra-
cji pomiarów.

Bli˝sze informacje na temat przedstawio-

nego projektu lub innych projektów prze-
znaczonych dla naukowców amatorów
mo˝esz uzyskaç, piszàc do Society for Ama-
teur Scientists pod adresem: 4735 Claire-
mont Square, Suite 179, San Diego, CA
92117, USA. Mo˝na równie˝ zajrzeç na
stron´ WWW towarzystwa (www.the-
sphere.com/SAS), zadzwoniç pod numer
(619)239-8807 lub zostawiç wiadomoÊç pod
numerem (800)873-8767.

T∏umaczy∏

Ryszard Witkowski

DLA MA¸YCH WYCHYLE¡
θ = d/l

180/π STOPNI

KÑTOMIERZ

v = 8.1√



tanθ

DLA PI¸KI PINGPONGOWEJ

PRZY PR¢DKOÂCI
STRUGI POWIETRZA
OD 0.5 DO 40 m/s

GDZIE d = PRZEMIESZCZENIE
W POZIOMIE
l = ODLEG¸OÂå OD PUNKTU
ZAMOCOWANIA
DO SPODU PI¸ECZKI

LINIJKA CENTYMETROWA

OKNO

ZW¢˚ENIE

OBCIÑ˚NIK

BLOCZEK

OBRACAJÑCA SI¢

TULEJKA

PROSTOWNICA

ULOWA

SI¸A CIÑ˚ENIA

PI¸KA PINGPONGOWA

zawieszona na nitce s∏u˝y do pomiaru

pr´dkoÊci strumienia powietrza.

W PRZYRZÑDZIE MIERZÑCYM OPÓR

do okreÊlenia si∏y aerodynamicznej

wykorzystuje si´ przeciwwag´

i element obrotowy.

MICHAEL GOODMAN

NOMINALNA MASA I CI¢˚AR

MONET POLSKICH

NOMINA¸

MASA

CI¢˚AR

[g]

[N]

10 gr

2.51

2.46 x 10

–2

20 gr

3.22

3.16 x 10

–2

50 gr

3.94

3.87 x 10

–2

1 z∏

5.00

4.91 x 10

–2

2 z∏

5.21

5.11 x 10

–2

5 z∏

6.54

6.42 x 10

–2

JOHNNY JOHNSON