Новости науки

6 959 подписчиков

«Крученый» или эффект Магнуса

Пока еще футбольные темы в тренде воспользуемся этим! Все видели как на футболе или теннисе мяч летит по невероятной траектории. Почему так происходит? Не помню по школьной программе, что бы нам про это рассказывали и мы всегда называли это просто «крученый» . А все таки какая сила заставляет летящий мяч описывать зигзаги?

Вот сейчас мы все это узнаем …

Этот эффект открыл немецкий физик Генрих Магнус в 1853 году. Суть явления в том, что мяч при вращении создает вокруг себя вихревое движение воздуха.

С одной стороны объекта направление вихря совпадает с направлением обтекающего потока и скорость движения среды с этой стороны увеличивается. С другой стороны объекта направление вихря противоположно направлению движения потока, и скорость движения среды уменьшается. Эта разность скоростей порождает поперечную силу, которая меняет траекторию полета. Явление часто применяется в спорте, например, специальные удары: топ-спин, сухой лист в футболе или система Hop-Up в страйкболе.

Эффект Магнуса хорошо показан в этом видео. Брошенный с большой высоты вертикально вниз баскетбольный мяч, которому придали вращение, меняет траекторию и какое-то время летит горизонтально.

Эффект Магнуса был продемонстрирован на одной из дамб в Австралии. Баскетбольный мяч сперва был просто сброшен с нее, летел практически прямо вниз и приземлился в намеченной точке. Затем мяч сбросили с дамбы второй раз, при этом слегка подкрутив его (кстати, с эффектом Магнуса часто сталкиваются футболисты при подаче «крученых» мячей). В этом случае объект повел себя необычно. Видео с демонстрацией физического явления было выложено на хостинге YouTube, буквально за пару дней собрав более 9 млн просмотров и почти 1,5 тыс. комментариев.

Рис. 1 1 — пограничный слой

Движущийся поступательно (невращающийся) с относительной скоростью V0 цилиндр обтекается ламинарным потоком, являющимся невихревым (рис. 1b).

Если цилиндр вращается и одновременно движется поступательно, то два окружающих его потока наложатся друг на друга и создадут результирующий поток обтекания (рис. 1c).

При вращении цилиндра приходит в движение и жидкость. Движение в пограничном слое вихревое; оно слагается из потенциального движения, на которое накладывается вращение. Сверху цилиндра направление потока совпадает с направлением вращения цилиндра, а снизу — противоположно ему. Частицы в пограничном слое сверху цилиндра ускоряются потоком, что препятствует отрыву пограничного слоя. Снизу поток тормозит движение в пограничном слое, что способствует его отрыву. Отрывающиеся части пограничного слоя уносятся потоком в виде вихрей. Вследствие этого вокруг цилиндра возникает циркуляция скорости в том же направлении, в каком вращается цилиндр. Согласно закону Бернулли давление жидкости на верхнюю часть цилиндра будет меньше, чем на нижнюю. Это приводит к возникновению вертикальной силы, называемой подъемной силой. При изменении направления вращения цилиндра на противоположное, подъемная сила также меняет направление на противоположное.

В эффекте Магнуса сила Fпод перпендикулярна скорости потока V0. Чтобы найти направление этой силы нужно вектор относительно скорости V0 повернуть на 90° в сторону, противоположную вращению цилиндра.

Эффект Магнуса можно наблюдать на опыте со скатывающимся по наклонной плоскости легким цилиндром

Схема скатывающегося цилиндра

Рис. 2

После скатывания по наклонной плоскости центр масс цилиндра движется не по параболе, как двигалась бы материальная точка, а по кривой, уходящей под наклонную плоскость.

Если заменить вращающийся цилиндр вихрем (вращающимся столбом жидкости) с интенсивностью J=2Sw , то сила Магнуса будет такой же. Таким образом, на движущийся вихрь со стороны окружающей жидкости действует сила, перпендикулярная к относительной скорости движения V0 и направленная в сторону, определяемую указанным выше правилом поворота вектора.

В эффекте Магнуса взаимосвязаны: направление и скорость потока, направление и угловая скорость, направление и возникающая сила. Соответственно можно измерять и использовать силу или измерять поток и угловую скорость.

Зависимость результата от воздействия имеет следующий вид (формула Жуковского-Кутта):

FR= JrV0,

где J — интенсивность движения вокруг цилиндра;

r — плотность жидкости;

V0 — относительная скорость потока.

Ограничения на проявления физического эффекта: обеспечение ламинарного течения жидкости (газа) над объектом при подъемной силе, направленной вверх.

Эффект впервые описан немецким физиком Генрихом Магнусом в 1853 году.

Изучал физику и химию 6 лет — сначала в Берлинском университете, затем ещё год (1828) в Стокгольме, в лаборатории Йёнса Берцелиуса, а впоследствии в Париже у Гей-Люссака и Тенара. В 1831 году Магнус был приглашен лектором физики и технологии в Берлинский университет, потом был профессором физики до 1869 года. В 1840 году Магнус избран членом Берлинской академии, с 1854 года состоял членом-корреспондентом Петербургской академии наук.

Магнус неутомимо работал всю свою жизнь над разнообразнейшими вопросами физики и химии. Еще студентом (1825) он опубликовал первую свою работу о самовозгорании металлических порошков, в 1828 году открыл названную его именем платиновую соль (PtCl 2NH3). В 1827-33 годах занимался преимущественно химией, затем работами в области физики. Из этих последних наиболее известны исследования над поглощением газов кровью (1837-45), над расширением газов от нагревания (1841-44), над упругостями паров воды и водных растворов (1844-54), над термоэлектричеством (1851), электролизом (1856), индукцией токов (1858-61), теплопроводностью газов (1860), поляризацией лучистого тепла (1866-68) и вопросом о теплоцветности газов (с 1861).

Не менее известен Магнус и как учитель; из его лаборатории вышло большинство выдающихся современных немецких физиков, в ней работали и некоторые русские ученые.

Источник ➝

Крупнейшие вымирания на планете Земля

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

Речь идёт только о фанерозойском эоне (фанерозой), в который входят палеозой, мезозой и кайнозой. Мы живём в кайнозойской эре.

1. Ордовикско-силурийское вымирание

Около 450 миллионов лет назад произошло второе по масштабности вымирание. Больше вымерло только в пермском. Правда, вымирал в большинстве своём планктон, подсчёт и классификацию могут делать специалисты, для неспециалиста это выглядело так, словно травы в мире стало меньше. Какие-то рачки, трилобиты, узкоротые, прости господи, мшанки, строматопороиды, строившие в те времена коралловые острова, тоже дохли без счёта.

Так бы, конечно, и ничего бы страшного, высшие формы животных не зацепило. Если бы не одно «но»: высших форм жизни тогда не было. Только вот это вот всё.

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

Процентов 40 всего зооботанического разнообразия на планете исчезло.

Проходило всё это в два этапа. Первый этап совпадает по времени с фазой оледенения, которая длилась 1,9 миллиона лет, а второй – со временем завершения оледенения. Учёные не утверждают, что эти два события связаны. Возможно, просто совпало. Есть мнения, что вымирание было вызвано гамма-всплеском, но это не точно.

Основные версии случившегося

 

1. Произошел всплеск гамма-лучей в границах Солнечной системы.

2. Случилось массовое падение космических тел на землю, которое уничтожило все живое.

3. Гибели животных способствовал процесс формирования гор. Гордые породы выветриваются и попадают в состав почвы. Вследствие этого количество углерода снижается и наступает похолодание.

4. Похолодание наступило в результате перемещения материковой части к Южному полюсу, а затем произошло оледенение и понижение уровня воды в океане.

5. Мировой океан оказался перенасыщенным металлами, в результате чего произошло отравление воды.

2. Девонское вымирание

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

Примерно 390 миллионов лет назад началась серия вымираний, длившаяся практически до окончания девонского периода (360 млн лет назад).

Небольшие, но перманентные и глобальные изменения на планете если и прекращались, то совсем ненадолго. Из крупных частей можно выделить Таганикский кризис (388—385 млн лет назад), нижнее и верхнее событие Келлвассера (378—374 млн лет назад) и Хангенбергское событие (364—359 млн лет назад)

Первый этап вымирания длился 400 тысяч лет, в это же время падал уровень Мирового океана. Основными вымершими видами стали подводные жители.

Второй — 50 тысяч лет, соответствовал подъёму уровня моря, от него пострадали уже сухопутные формы жизни.

При всём при том, что девон часто называют «веком рыб», на суше тоже что-то жило.

В девонском периоде головоногие и рыбы (вместе – нектон) стали активно осваивать толщу воды. Это называется «девонская нектонная революция».

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

3. «Великое» пермское вымирание

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

250 миллионов лет назад. Самое массовое вымирание, произошло очень быстро: меньше двухсот тысяч лет понадобилось для того, чтобы произошло вымирание 57% всех семейств, 83% всех родов, более 90% морских видов. Вымирали виды, имевшие самый тяжёлый скелет. Чем легче у тебя скелет, тем больше шансов на продолжение рода.

Пищевые цепочки были разрушены до основания, чтобы их восстановить понадобилось 50 миллионов лет на суше и около 100 миллионов лет под водой.

4. Триасовое вымирание

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

С наступлением триаса начал разваливаться единый суперконтинент Пангея. Вулканы, выбросы, образование пустынь. Было весело. В атмосферу было выброшено вулканами где-то 100 тысяч гигатонн углекислого газа. Примерно столько же предполагается отправить в воздух за XXI век. В то же время поднимается уровень кислорода с 15% до 19%.

Порядка 200 миллионов лет назад вымерло около 20% организмов, неважно где они проживали, в воде или на тверди земной.

Есть мнение, что вымирание произошло из-за уменьшения видообразования. До этого чуть ли не каждый третий мутировал в новую зверушку, а тут перестали и начали дохнуть. Зато уступили место динозаврам, которые только начинали начинать быть где-то в это время.

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

5. Мел-палеогеновое вымирание

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

65,5 миллионов лет назад. Последнее массовое вымирание. Самое малозначительное и самое интересное. Потому что именно в результате этого вымирания начали форсированное развитие млекопитающих. То есть, нас.

Скорее всего было вызвано усилением вулканической активности в Сибири. Или падением астероида. Или двух астероидов. Или внезапным выбросом метана со дна моря. Или изменением химического состава морской воды и атмосферы. Или изменениями климата или океанических течений и/или уровня моря под влиянием изменений климата.

 

Факт остаётся фактом: динозавров стало резко меньше.

Крупнейшие вымирания на планете Земля Катастрофа, Палеонтология, Вымирание, Длиннопост

В АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ НАШЛИ ВТОРУЮ СТОЛИЦУ ЗОЛОТОЙ ОРДЫ

Сарай-Бату превратился в Сарай-ал-Джедид

В селе Селитренное в Астраханской области нашли возможную вторую столицу Золотой Орды — Сарай-ал-Джедид, об этом сообщается на сайте регионального министерства культуры и туризма.

Раскопки проводили перед строительством газопровода. Ранее считалось, что на месте Селитренного находилась первая столица Золотой Орды — Сарай, или Сарай-Бату, а также предполагалось, что здесь находится культурный слой XIII века. Однако на месте раскопок археологи нашли большое количество монет XIV–XV веков и не нашли никаких денежных знаков XIII века.

Дело в том, что во времена второй столицы Золотой Орды монет XIII века уже не было.

Изменения могут коснуться и археологических памятников Волгоградской области. Царевское городище, которое находится на ее территории, ранее считалось Сарай-ал-Джедидом, то есть второй столицей Золотой Орды. Теперь он может лишиться этого «звания». Однако Царевское не исчезает просто так из истории Золотой Орды. Еще одна недавняя экспедиция пришла к выводу, что в Царевском мог находиться второй по величине город — Гюлистан. Первая столица Золотой Орды, по одной из версий, находится на территории села Красный Яр в Астраханской области.

Картина дня

))}
Loading...
наверх