Аэродинамика поезда

[alexcat]

Видимо, пришло время расставить точки над "ё". Дело в том, что закон Бернулли вытекает из закона сохранения энергии. Энергия струи воздушного потока есть сумма кинетической энергии потока Ек, потенциальной энергии сил давления Ер, внутренней энергии потока Евн и энергии положения тела Еп. Эта сумма - величина постоянная:
Ек+Ер+Евн+Еп=const
Таким образом, при изменении какой-либо составляющей должны меняться другие. Для упрощения Евн и Еп можно отбросить, т.к. Евн связана с температурой воздуха (будем считать, что она не меняется), а Еп зависит от высоты над поверхностью земли, а движение у нас горизонтальное. Получим:
Ек+Ер=const
При увеличении Ек (скорость растет) Ер уменьшается (давление падает). Но! Все это справедливо в том случае, если воздушный поток не совершает работы, то есть его суммарная энергия не меняется. Поток воздуха перед движущимся телом совершает работу по его торможению, его суммарная энергия (const1) растет по отношению к остальной атмосфере, поэтому const1 не равна const. Вывод: параметры потоков воздуха с разной суммарной энергией нельзя сравнивать по формуле Бернулли.
Прекрасной иллюстрацией сказанному выше служит обычный велосипедный насос. Несмотря на то, что воздух внутри насоса под воздействием поршня имеет скорость выше, чем вне его, давление внутри растет, и значительно.

[led]

Сообщение от alexcat

Видимо, пришло время расставить точки над "ё". Дело в том, что закон Бернулли вытекает из закона сохранения энергии. Энергия струи воздушного потока есть сумма кинетической энергии потока Ек, потенциальной энергии сил давления Ер, внутренней энергии потока Евн и энергии положения тела Еп. Эта сумма - величина постоянная:
Ек+Ер+Евн+Еп=const
Таким образом, при изменении какой-либо составляющей должны меняться другие. Для упрощения Евн и Еп можно отбросить, т.к. Евн связана с температурой воздуха (будем считать, что она не меняется), а Еп зависит от высоты над поверхностью земли, а движение у нас горизонтальное. Получим:
Ек+Ер=const
При увеличении Ек (скорость растет) Ер уменьшается (давление падает). Но! Все это справедливо в том случае, если воздушный поток не совершает работы, то есть его суммарная энергия не меняется. Поток воздуха перед движущимся телом совершает работу по его торможению, его суммарная энергия (const1) растет по отношению к остальной атмосфере, поэтому const1 не равна const. Вывод: параметры потоков воздуха с разной суммарной энергией нельзя сравнивать по формуле Бернулли.
Прекрасной иллюстрацией сказанному выше служит обычный велосипедный насос. Несмотря на то, что воздух внутри насоса под воздействием поршня имеет скорость выше, чем вне его, давление внутри растет, и значительно.

Вы всё красиво описали. Только вот с чего вы взяли, что работа воздуха по торможению движущегося тела полностью компенсирует уменьшение статического давления?
Я ещё раз спрошу, Вы же видели, что бумажка наклоняется в сторону потока (хоть её потом и отбрасывает этим потоком назад), объясните за счёт чего. Только не нужно про работу по торможению тела, этот опыт можно провести с помощью шприца и всё будет также.
И ещё. Вы постоянно приводите выкладки о невозможности применения закона Бернулли. Давайте уточним, что Вы имеете ввиду. То, что не применима формула Бернулли в чистом виде, или то, что данный физический процесс описывается принципиально иным законом или формулой?

[alexcat]

Сообщение от led

...с чего вы взяли, что работа воздуха по торможению движущегося тела полностью компенсирует уменьшение статического давления?

Потому что не будет снижения статического давления. Нечего компенсировать.

Вы же видели, что бумажка наклоняется в сторону потока ...

Нет, не видел. Бумажка вначале изгибается от потока, а затем силы упругости возвращают ее назад.

Вы постоянно приводите выкладки о невозможности применения закона Бернулли. Давайте уточним, что Вы имеете ввиду.

Я имею ввиду, что закон Бернулли описывает поток с определенной постоянной энергией. И другого потока, с другой энергией, он тоже касается. А вот вычислить параметры одного потока, используя параметры другого, по формуле Бернулли нельзя. По аналогии, если взять две не связанных электрических цепи и в одной из них изменить сопротивление, то ток в ней тоже изменится, а во второй - нет.

[led]

Сообщение от alexcat

Потому что не будет снижения статического давления. Нечего компенсировать.

Да уж. Если у Вас при увеличении динамического давления статическое не уменьшается, то и говорить дальше не о чем.
Так, на всякий случай.

Вот...

...и вот...

...ну и еще...

...а вот ещё...

...ну и ещё.

Только не говорите, что это всё фейки.

[alexcat]

del

[alexcat]

Прекрасные клипы, демонстрирующие классический опыт Бернулли в разных вариациях. Однако напомню Вам закон сохранения энергии, приведенный мной ранее: Ек+Ер=const, из которого, собственно, закон Бернулли проистекает. Однако, здесь существенный момент присутствует - суммарная энергия потока должна быть постоянной, тогда при увеличении скорости будет увеличиваться Ек, а давление (Ер) уменьшится настолько, чтобы сумма осталась постоянной. В случае же поступления энергии извне (от движущегося поезда, от поршня насоса) суммарная энергия будет увеличиваться, что приведет к росту как Ек, так и Ер.