CCF20090610001 (3)

10.liczba Reynoldsa

Liczba Reynoldsa jest to stosunek sil bezwładności do sił lepkości. Liczba Reynoldsa jest kryterium do wyznaczania charakterystyki przepływu.

I • v l • v • p

Re = — =-

" H

Gdzie:

I - wymiar charakterystyczny (np. dla przepływu przez rurę będzie to jej średnica) v - prędkość charakterystyczna płynu p- gęstość

p - lepkość dynamiczna v - lepkość kinematyczna

Liczba Reynoldsa charakteryzuje rodzaj przepływu (podane granice obszarów są umowne i zależą od cytowanych źródeł):

Re<2300 - przepływ iaminarny (uporządkowany)

2300<Re<10000 - przepływ przejściowy (częściowo burzliwy)

Re>10000 - przepływ turbulentny (burzliwy)

Prawo przepływu

Gdy ruch różnych cieczy płynących z różnymi prędkościami w różnych przewodach jest scharakteryzowany jednakowymi wartościami liczby Reynoldsa to charakter ruchu tych cieczy jest jednakowy.

11. prawa przepływów

Prawo przepływów- gdy ruch różnych cieczy pływających z różnymi prędkościami w różnych przewodach jest opisany jednostkowymi wartościami liczby R„, tocharakter ruchu tych cieczy jest jednakowy. Prawo to ma podstawowe znaczenie do eksperymentalnego określenia oporów ruchu. Pozwala ograniczyć przypadki przepływów lamlnarnych R„<1160 lub turboelementarnych R_e>1160. Często do opisu siły oporu czołowego przy ruchu ciał w płynach stosuje się wzór Newtona:

F=C*( pV^!/2)*S

S-powierzchnia rzutu ciała na płaszczyznę prostopadłą do wektora prędkości V C-współczynnik bezwymiarowy, zalezy od liczby R„ jego orientacji względem płynu

12. prawo Bernoullego

Prawo dotyczące przepływu cieczy doskonałej przez przewód o zmiennym przekroju. Wiąże ono ciśnienia p i prędkości v przepływu płynu przez poszczególne przekroje poprzeczne strugi z wysokościami względem obranego poziomu odniesienia h. Trzy wyrazy równania przedstawiają kolejno: energie potencjalną elementu płynu w polu ciężkości, energię kinetyczną tego elementu oraz energię potencjalną wynikającą z istnienia gradientu ciśnienia p+rgh+l/2pv2=const, gdzie r to gęstość cieczy

zastosowanie:

- W gaźniku samochodowym powietrze przepływa szybciej w przewężeniu rury, dzięki czemu benzyna będąca pod normalnym ciśnieniem jest zasysana do strefy obniżonego ciśnienia i dociera do silnika.

13. stałość prędkości światła i zasada względności einsteina

Stałość prędkości światła i zasada względności Einsteina- Prędkość światła jest jednakowa względem wszystkich inercjalnych układów odniesienia. Oznacza to ze jeśli promień świetlny porusza się względem jednego układu z prędkością c, to względem drugiego układu, który porusza się wzdłuż drogi promienia z prędkością v, prędkość światła jest równa c. Z wzorów transformacji Galileusza wynika, ze powinna wynosić v+c lub v-c.

Fakt, że prędkość światła jest stała i nie zalezy od ruchu źródła ani obserwatora, pociąga za sobą bardzo poważne konsekwencje. Wynika z niego bowiem, że nie istnieje czas absolutny, niezależny od układów odniesienia. Doświadczenie:

-    Platforma porusza się ruchem jednostajnym

-    Emisja sygnału świetlnego do ścianki przedniej i tylnej

-    Dla układu odniesienia związanego z platformą promienie świetlne dotrą do ścianek w tym samym momencie. (zdarzenia równoczesne)

-    Z punktu widzenia obserwatora promienie dotrą najpierw do tylniej ścianki potem do przedniej bo tylna porusza się naprzeciw promienia. (zdarzenia nie równoczesne)

SZCZEGÓLNA Teoria względności- odrzuca istnienie czasu absolutnego. Oparta jest na dwóch postulatach:

1)    We wszystkich inercjalnych układach odniesienia wartość prędkości światła w próżni jest jednakowa i wynosi c.

2)    Wszystkie zjawiska fizyczne przebiegają jednakowo we wszystkich układach inercjalnych. Oznacza to, że wszystkie układy inercjalne są fizycznie równoważne. Postulat ten nosi nazwę Zasady Względności Einsteina.

14.transformacja loreniza i wnioski

Lorentza transformacja, Lorentza przekształcenie, przekształcenie matematyczne opisujące transformacje wielkości fizycznych w czasoprzestrzeni czterowymiarowej przy przechodzeniu od jednego inercjalnego układu odniesienia, określonego przez współrzędne przestrzenne x, y, z i współrzędną czasową t, do drugiego, określonego przez współrzędne x', y', z’ oraz t'.

W najprostszym przypadku, jeśli układ (x', y', z', t') porusza się jednostajnie w kierunku osi x z prędkością v, to transformacja Lorentza ma postać:

gdzie c - prędkość światła w próżni.

Często dla uproszczenia postaci zapisu transformacji do wzorów powyższych stosuje się podstawienie: P=v/c oraz

a także mnoży się obustronnie przez c równanie opisujące transformację czasu dla uzyskania formalnej identyczności równań dla zmiennych: czasowej (równej ct) i przestrzennej x, wówczas: x'=y(x-j5ct), y‘=y, z'=z, ct'=y(ct-px).

Z transformacji Lorentza wynikają wszystkie efekty kinematyczne szczególnej teorii względności, takie jak: reguła sumowania się prędkości prowadząca do niemożności uzyskania prędkości większej od prędkości światła, względność pojęcia równoczesności, skrócenie Lorentza-Fitzgeralda, spowolnienie biegu poruszających się zegarów. Dla małych prędkości v, rozwijając w szeregi potęgowe wzory opisujące transformację Lorentza, przy zaniedbaniu wyższych wyrazów, otrzymuje się klasyczne przekształcenie Galileusza. Transformacja Lorentza równoważna jest geometrycznie obrotowi w czterowymiarowej, zespolonej przestrzeni Minkowskiego o rzeczywistych osiach x,y,z, oraz urojonej osi czasowej (zmienna czasowa ma wówczas postać ict, gdzie i - jednostka urojona, c - prędkość światła w próżni).

W transformacji Lorentza niezmienną wielkością jest tzw. interwał czasoprzestrzenny określony jako: ds²=dx²+dy²+dz^J-c²dt². Transformacji Lorentza podlegają inne wielkości czterowektorowe, takie jak np. czterowektor energii-pędu. Wówczas do powyższych wzorów podstawia się zamiast czasu energię relatywistyczną cząstki podzieloną przez c, a składowe wektora położenia zastępuje się składowymi pędu. Wielkości tensorowe, spinorowe, itp. podlegają ogólnemu przekształceniu Lorentza, wyrażonemu bardziej złożonym układem równań.

WNIOSKI

Dylatacja czasu — czas jaki mija pomiędzy dwoma zdarzeniami nie jest jednoznacznie określony, lecz zależy od obserwatora. Skutkiem interpretacji zjawiska w kontekście zawracającego układu inercjalnego jest Paradoks bliźniąt, jakkolwiek bardziej poprawnie tłumaczy to teoria ogólna. Czas trwania zjawiska, zachodzącego w punkcie przestrzeni, obserwowany z punktów poruszających się względem tego punktu, jest dłuższy niż czas trwania tego zjawiska w układzie odniesienia, w którym punkt ten spoczywa.

Względność jednoczesności — dwa zdarzenia określone przez jednego obserwatora, mogą nie być jednoczesne dla innego obserwatora.

Kontrakcja przestrzeni — odległości między punktami zależą od układu. Wszystkie poruszające się przedmioty obserwujemy jako krótsze. Zjawisko prowadzi do paradoksu drabiny o długości większej niż długość stodoły, która zmieści się w niej w całości, jeżeli będzie poruszała się odpowiednio szybko. Nie zmieściłaby się, gdyby okazało się, że kontrakcja i dylatacja nie są równoczesne.

Wartości innych wielkości fizycznych takich jak siła, pęd, przyspieszenie, natężenie pola elektrycznego zależą od obserwatora.