Важная информация
АВАРИЙНОСТЬ НА ДОРОГАХ РОССИИ
За прошедший год в России произошло 199 431 ДТП, что на 2,1% меньше, по сравнению с предыдущим годом. В них погибло 26 567 (-3,9%) человек, а 250 635 (-1,9%) человек получили ранения различной тяжести.
11845 (-3,9%) ДТП произошли по вине водителей, находившихся за рулем в состоянии алкогольного или наркотического опьянения. В результате этих ДТП 1 954 (-15,4%) человека погибли, а 17 280 (-4,6%) человек получили ранения.
Эффект Бернулли играет огромную роль в действиях аэродинамических поверхностей болидов F1. Эффект Бернулли выражается уравнением, известным как "Уравнение Бернулли", которое утверждает, что общая энергия данного объема вещества не изменяется
; и это опирается на фундаментальный закон природы - закон сохранения энергии
.
Когда мы рассматриваем относительное движение газа (или жидкости), то энергия делится на три части:
· давление в воздухе;
· кинетическая энергия воздуха (энергия движения);
· потенциальная энергия воздуха.
Болид F1, находящийся в неподвижном или подвижном относительно него воздушном потоке, испытывает со стороны последнего давление:
- в первом случае (когда воздушный поток неподвижен) - это статическое давление;
- и во втором случае (когда воздушный поток подвижен) - это динамическое давление, оно чаще называется скоростным напором.
Статическое давление в струйке воздуха аналогично давлению покоящейся жидкости (вода, газ). Вода в трубе может находиться в состоянии покоя или движения, но в обоих случаях стенки трубы испытывают давление со стороны воды. В случае движения воды давление будет несколько меньше.
Согласно закону сохранения энергии, энергия струйки воздушного потока в различных сечениях есть сумма кинетической энергии потока, потенциальной энергии сил давления, и энергии положения тела.
Эта сумма - величина постоянная:
Екин+Ер+ +Еп=оспst, (1.2)
Кинетическая энергия
(Екин)
- способность движущегося воздушного потока совершать работу равна
(1.3)
где m
- масса воздуха, кг; V-скорость воздушного потока, м/с. Если вместо массы m подставить массовую плотность воздуха р, то получим формулу для определения скоростного напора q
(в Н/м2)
(1.4)
Потенциальная энергия
(Ер
) - способность воздушного потока совершать работу под действием статических сил давления. Она равна
Ep=PFS, (1.5)
где Р - давление воздуха, Н/м2; F - площадь поперечного сечения струйки воздушного потока, м2; S - путь, пройденный 1 кг воздуха через данное сечение, м; произведение SF называется удельным объемом и обозначается v, подставляя значение удельного объема воздуха в формулу (1.4), получим
Ep=Pv.
(1.6)
Энергия положения
(En)
- способность воздуха совершать работу при изменении положения центра тяжести данной массы воздуха, при подъеме на определенную высоту и равна
En=mh (1.7)
где h - изменение высоты, м.
Так как в процессе гонки F1 уровень ландшафта меняется не слишком сильно, то последнюю величину (энергию положения) можно принять за константу.
Рассматривая во взаимосвязи все виды энергии применительно к определенным условиям, можно сформулировать закон Бернулли
, который устанавливает связь между статическим давлением в струйке воздушного потока и скоростным напором.
Рассмотрим трубу (Рис. 1.1) переменного диаметра (1, 2, 3), в которой движется воздушный поток.
Рис. 1.1 Объяснение закона Бернулли
Если через поперечное сечение S1 за одну секунду в трубу входит объем воздуха n1= S1∙ V1, то, очевидно, что через сечение S2 такой же объем n2 = S2∙ V2 воздуха за одну секунду выходит, иначе поток воздуха где-то внутри трубы должен либо разорваться, либо сжаться. Поскольку то и другое невозможно, то сказанное справедливо для любого сечения трубы. Следовательно, n1= n2= n2= const . Иначе говоря, через все сечения трубы за одну секунду проходит одинаковый объем воздуха (закон постоянства секундных объемов