Присоединенная масса. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Присоединенная масса - фиктивная масса (или момент инерции), к-рая присоединяется к массе (или моменту инерции) двужущегося в жидкости тела для количеств. характеристики инерции окружающей его жидкой среды. При неустановившемся поступат. движении тела (см. Нестационарное движение)в идеальной жидкости (в отличие от установившегося движения) возникает сопротивление жидкости, пропорциональное ускорению движения тела и обусловленное увлечением среды, окружающей тело; коэф. пропорциональности и представляет собой присоединенную массу. Физ. смысл присоединенной массы заключается в том, что если присоединить к телу, движущемуся в жидкости, дополнит. массу, равную массе жидкости, увлекаемой телом, то закон его движения в жидкости будет таким же, как в пустоте.

Значение присоединенной массы для тел разной формы различно и зависит от ориентации тела относительно направления его движения. Для кругового цилиндра присоединенная масса равна массе жидкости в объёме цилиндра. Для цилиндра с основанием, имеющим форму эллипса, движущегося в жидкости в направлении, перпендикулярном направлению одной из осей эллипса, присоединенная масса

где а - длина полуоси эллипса, перпендикулярной направлению движения,

- плотность жидкости. Т. о., на величину присоединенной массы влияет размер оси, перпендикулярной направлению потока. Для шара присоединенная масса равна половине массы жидкости в объёме шара:

где

-радиус шара. При поступат. движении диска в направлении, перпендикулярном его поверхности,

= =

где

- радиус диска. Присоединённый момент инерции (т. е. коэф. при угл. ускорении в выражении для момента инерц. сил, действующих со стороны жидкости на вращающееся тело) круглого диска относительно оси, совпадающей с одним из диаметров диска, равен

. Теоретически вычислены присоединенные массы значительного числа контуров и пространственных тел: профиля Жуковского, круговой лунки, прямоугольника, ромба и шестиугольника, элемента прямоуг. решётки, эллипсоида, удлинённого тела вращения и т. д. В др. важных случаях присоединенные массы найдены экспериментальным путём. Например, присоединенная масса прямоуг. пластинки с размерами

движущейся в жидкости перпендикулярно своей плоскости, может быть выражена полученной из опытов ф-лой

При движении тел в воздухе (снаряд, ракета, самолёт) присоединенная масса мала, и ею обычно пренебрегают, но, напр., при нестационарном движении дирижабля необходимо учитывать присоединенную массу. Определение присоединенной массы имеет существ. значение при изучении неустановившихся движений тел, полностью погружённых в воду, качки судов, акустич. излучения и т. д. Подсчёты присоединенной массы производятся в предположении, что жидкость лишена вязкости. Обычно пренебрегают и сжимаемостью жидкости. В случае потенциального течения несжимаемой идеальной жидкости через присоединенную массу

выражают проекции кол-ва движения, момента кол-ва движения и кинетич. энергии Т жидкости. Если

- проекции на оси координат вектора скорости движения тела, а

- угл. скорости тела относительно осей координат, то Т =

Коэф.

обладают свойством симметрии,т. е.

и поэтому, в самом общем случае поступат. и вращат. движения тела в жидкости, действие инерции может быть определено с помощью 21 коэф. присоединенной массы.

Понятие присоединенной массы обобщено на случай сосудов, наполненных жидкостью, имеющей свободную поверхность; определены присоединенные массы при отрывном обтекании контуров. Для тел, колеблющихся в сжимаемой жидкости, инерц. силы линейно выражаются через ускорения. Коэф. при ускорениях наз. обобщёнными присоединенными массыами. В случае сжимаемой жидкости свойства симметрии присоединенной массы сохраняются, но сами присоединенные массы зависят, в противоположность случаю несжимаемой жидкости, не только от формы тела и направления движения, но ещё p от частоты колебаний. Наконец, понятие присоединенной массы обобщается и на случай качки корабля на поверхности волнующейся тяжёлой жидкости. В этом случае свойство симметрии присоединенной массы не сохраняется, а сами присоединенные массы существенно зависят от длины и направления набегающих волн и от скорости хода корабля.

Литература по присоединенным массам

Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.