#закадром
#отчет
Продолжаем публиковать ежемесячные отчеты о полученных донатах и проделанной работе.
Бюджет (ноябрь 2024)
В ноябре регулярными платежами и разовыми донатами мы получили 37 685 рублей. Спасибо большое!
Ещё 100 000 рублей мы получили от нашего партнёра — нас поддерживает Обучающая платформа «Точка Знаний»: онлайн-уроки, их записи, конспекты занятий, обучающие материалы и общение с тьютором для школьников от 1 до 11 класса.
Наши затраты в ноябре составили 502 000 рублей. Недостающую сумму восполнили основатели проекта и компания CityAir.
Результаты (ноябрь 2024)
- Новый ролик по математике:
«Как устроен этот орнамент?»
- Семь новых роликов по физике:
«Ёмкость и потенциал»
«Физика латто-латто»
«Два диска на тележке»
«Электрическое поле»
«Какая струя бьёт дальше всех?»
«Теорема Гаусса»
«Зачем самолёты летают так высоко?»
- Пять роликов на английском языке:
«First space velocity»
«Why doesn't the satellite fall to Earth?»
«Magnetic monopole... almost»
«Kapitsa's pendulum»
«Trusses and bridges»
Кроме того, мы опубликовали таблицу со всеми нашими роликами по физике (по состоянию на ноябрь 2024), и начали работу над формированием конспектов для роликов школьной программы по физике 7 класса. А ещё мы планируем сделать совместный ролик с Андреем Шелудько, ожидайте скоро в эфире.
Еще раз спасибо огромное всем, кто нас поддерживает. Это очень и очень ценно!
[Поддержите нас]
#отчет
Продолжаем публиковать ежемесячные отчеты о полученных донатах и проделанной работе.
Бюджет (ноябрь 2024)
В ноябре регулярными платежами и разовыми донатами мы получили 37 685 рублей. Спасибо большое!
Ещё 100 000 рублей мы получили от нашего партнёра — нас поддерживает Обучающая платформа «Точка Знаний»: онлайн-уроки, их записи, конспекты занятий, обучающие материалы и общение с тьютором для школьников от 1 до 11 класса.
Наши затраты в ноябре составили 502 000 рублей. Недостающую сумму восполнили основатели проекта и компания CityAir.
Результаты (ноябрь 2024)
- Новый ролик по математике:
«Как устроен этот орнамент?»
- Семь новых роликов по физике:
«Ёмкость и потенциал»
«Физика латто-латто»
«Два диска на тележке»
«Электрическое поле»
«Какая струя бьёт дальше всех?»
«Теорема Гаусса»
«Зачем самолёты летают так высоко?»
- Пять роликов на английском языке:
«First space velocity»
«Why doesn't the satellite fall to Earth?»
«Magnetic monopole... almost»
«Kapitsa's pendulum»
«Trusses and bridges»
Кроме того, мы опубликовали таблицу со всеми нашими роликами по физике (по состоянию на ноябрь 2024), и начали работу над формированием конспектов для роликов школьной программы по физике 7 класса. А ещё мы планируем сделать совместный ролик с Андреем Шелудько, ожидайте скоро в эфире.
Еще раз спасибо огромное всем, кто нас поддерживает. Это очень и очень ценно!
[Поддержите нас]
#физика
Тема нашего нового ролика по электростатике — электрическое поле вокруг проводников. И здесь можно почти без использования математики доказать несколько общих утверждений, справедливых для любых проводников в состоянии электростатического равновесия, каковы бы ни были заряды на этих проводниках и каковы бы ни были внешние поля. При этом теория разделяется на две существенно разные части.
В первой, исходя из самого определения проводника, доказывается, что электрическое поле внутри проводника отсутствует, так что весь проводник находится под одним потенциалом. Отсюда следует, что в полостях внутри проводника, не содержащих электрических зарядов, поле также равно нулю. Поэтому даже металлическая сетка очень хорошо экранирует внешние электрические поля. А на поверхности проводника силовые линии электрического поля всюду перпендикулярны этой поверхности, соответственно, эквипотенциали вблизи поверхности параллельны ей.
А вот для того, чтобы разобраться с распределением зарядов в проводнике, необходимо напрямую использовать закон Кулона или, что гораздо удобнее, теорему Гаусса, о которой у нас есть отдельный ролик. Из теоремы Гаусса следует, что внутри проводника избыточных зарядов нет, и заряды могут находиться только на его поверхности, при этом напряжённость электрического поля пропорциональна поверхностной плотности зарядов.
Разобравшись с теорией, можно и к эксперименту приступить.
И тут мы измеряем плотность поверхностного заряда и показываем, что напряжённость электрического поля растёт с уменьшением радиуса кривизны поверхности. В случае острий с малым радиусом кривизны напряжённость поля вырастает настолько, что наступает электрический пробой окружающего воздуха. Эти результаты объясняются с помощью простой модели двух шаров, соединённых проводом.
Когда проводник помещён во внешнее электрическое поле, в нём происходит разделение зарядов, которое приводит к увеличению напряжённости поля на поверхности проводника. Разобраться в этом нам помогают картины силовых линий электрического поля и его эквипотенциалей, построенные в разных программах моделирования. А ещё возникает интересный вопрос по поводу работы молниеотвода, на который вам наверняка будет интересно ответить!
Смотрите наш ролик «Электрическое поле вокруг проводников» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
Тема нашего нового ролика по электростатике — электрическое поле вокруг проводников. И здесь можно почти без использования математики доказать несколько общих утверждений, справедливых для любых проводников в состоянии электростатического равновесия, каковы бы ни были заряды на этих проводниках и каковы бы ни были внешние поля. При этом теория разделяется на две существенно разные части.
В первой, исходя из самого определения проводника, доказывается, что электрическое поле внутри проводника отсутствует, так что весь проводник находится под одним потенциалом. Отсюда следует, что в полостях внутри проводника, не содержащих электрических зарядов, поле также равно нулю. Поэтому даже металлическая сетка очень хорошо экранирует внешние электрические поля. А на поверхности проводника силовые линии электрического поля всюду перпендикулярны этой поверхности, соответственно, эквипотенциали вблизи поверхности параллельны ей.
А вот для того, чтобы разобраться с распределением зарядов в проводнике, необходимо напрямую использовать закон Кулона или, что гораздо удобнее, теорему Гаусса, о которой у нас есть отдельный ролик. Из теоремы Гаусса следует, что внутри проводника избыточных зарядов нет, и заряды могут находиться только на его поверхности, при этом напряжённость электрического поля пропорциональна поверхностной плотности зарядов.
Разобравшись с теорией, можно и к эксперименту приступить.
И тут мы измеряем плотность поверхностного заряда и показываем, что напряжённость электрического поля растёт с уменьшением радиуса кривизны поверхности. В случае острий с малым радиусом кривизны напряжённость поля вырастает настолько, что наступает электрический пробой окружающего воздуха. Эти результаты объясняются с помощью простой модели двух шаров, соединённых проводом.
Когда проводник помещён во внешнее электрическое поле, в нём происходит разделение зарядов, которое приводит к увеличению напряжённости поля на поверхности проводника. Разобраться в этом нам помогают картины силовых линий электрического поля и его эквипотенциалей, построенные в разных программах моделирования. А ещё возникает интересный вопрос по поводу работы молниеотвода, на который вам наверняка будет интересно ответить!
Смотрите наш ролик «Электрическое поле вокруг проводников» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Электрическое поле вокруг проводников
В ролике доказываются основные утверждения об электрическом поле вокруг проводников, и на опыте демонстрируется увеличение напряжённости электрического поля вблизи острий.
Выпуск создан при поддержке современной обучающей платформы «Точка знаний». Онлайн…
Выпуск создан при поддержке современной обучающей платформы «Точка знаний». Онлайн…
#физика
В перерывах между съёмками длинных роликов на серьёзные темы нам всегда хочется снять что-нибудь короткое, простое и весёлое.
И сегодня мы представляем вашему вниманию ролик о физической игрушке, которую увидели на канале великого мастера на такие придумки американского учителя физики Брюса Яни «Homemade Science with Bruce Yeany».
Выглядит эта игрушка как бактерия-палочка — цилиндр с круглыми законцовками, а для её запуска нужна доска с большим коэффициентом трения. Если поставить «палочку» на доску вертикально и отпустить, то она поворачивается, короткое время лежит на доске неподвижно, затем совершает пол оборота, снова ложится на доску, и далее цикл повторяется. А в целом «палочка» как будто шагает вниз по доске с примерно постоянной средней скоростью.
Вы уже наверняка догадались, как устроена такая игрушка, а подробный рассказ о ней, включая очень любопытные результаты моделирования, смотрите в новом ролике «Самоходный перевёртыш». И не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
В перерывах между съёмками длинных роликов на серьёзные темы нам всегда хочется снять что-нибудь короткое, простое и весёлое.
И сегодня мы представляем вашему вниманию ролик о физической игрушке, которую увидели на канале великого мастера на такие придумки американского учителя физики Брюса Яни «Homemade Science with Bruce Yeany».
Выглядит эта игрушка как бактерия-палочка — цилиндр с круглыми законцовками, а для её запуска нужна доска с большим коэффициентом трения. Если поставить «палочку» на доску вертикально и отпустить, то она поворачивается, короткое время лежит на доске неподвижно, затем совершает пол оборота, снова ложится на доску, и далее цикл повторяется. А в целом «палочка» как будто шагает вниз по доске с примерно постоянной средней скоростью.
Вы уже наверняка догадались, как устроена такая игрушка, а подробный рассказ о ней, включая очень любопытные результаты моделирования, смотрите в новом ролике «Самоходный перевёртыш». И не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Самоходный перевёртыш
Самоходный перевёртыш — это трубка с полусферическими законцовками и тяжёлым шариком внутри. Она может спускаться по наклонной плоскости, переворачиваясь на каждом такте.
https://www.youtube.com/watch?v=CfCqWEdos2A
https://www.youtube.com/watch?v=OBb1zclTVlg…
https://www.youtube.com/watch?v=CfCqWEdos2A
https://www.youtube.com/watch?v=OBb1zclTVlg…
#physics
#физика
Живший в XIII веке выдающийся персидский поэт-суфий и богослов Джалаледдин Руми написал среди прочего притчу «О спорах по поводу облика слона».
В ней рассказывается, как из Индии привели слона, которого местные жители до этого никогда не видели, и множество людей захотело поглазеть на диковину. Но в помещении, где находился слон, было совсем темно, люди ощупывали разные части слона и никак не могли сойтись во мнениях, на что же он похож. Между тем, говорит Руми, даже малой свечи было бы достаточно, чтобы все их разногласия исчезли.
Вы спросите: какое отношение имеет эта притча к физике? Дело в том, что Руми даёт здесь ёмкий и запоминающийся образ познавательной ситуации в науке, когда для описания одного и того же явления используются разные языки.
Например, в гидродинамике можно объяснить появление подъёмной силы, действующей на крыло в воздушном потоке, с помощью закона Бернулли, и тогда мы говорим о разности давлений воздуха под крылом и над ним.
С другой стороны, можно сказать, что крыло отклоняет воздушный поток и изменяет его импульс. Тогда наличие подъёмной силы следует из второго и третьего законов Ньютона, и это другой язык описания.
Человек, разбирающийся в физике, понимает, что в одной ситуации удобно пользоваться одним языком, в другой — другим, умеет связать оба этих описания, и никакого противоречия здесь нет. А тот, кто освоил только один язык, склонен считать его единственно верным, и это нередко порождает ожесточённые, но совершенно бессмысленные споры: каждый говорит на своём языке и не может понять другого.
А мы в таких ситуациях стараемся в меру своих сил осветить физического «слона», чтобы все наши зрители увидели его во всём великолепии!
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Jalaleddin Rumi. Controversy over the elephant's appearance», размышляйте и не забывайте ставить лайки!
P.S. Оригинальную версию ролика «Джалаледдин Руми. О спорах по поводу облика слона» можно посмотреть здесь.
[Поддержите нас]
#физика
Живший в XIII веке выдающийся персидский поэт-суфий и богослов Джалаледдин Руми написал среди прочего притчу «О спорах по поводу облика слона».
В ней рассказывается, как из Индии привели слона, которого местные жители до этого никогда не видели, и множество людей захотело поглазеть на диковину. Но в помещении, где находился слон, было совсем темно, люди ощупывали разные части слона и никак не могли сойтись во мнениях, на что же он похож. Между тем, говорит Руми, даже малой свечи было бы достаточно, чтобы все их разногласия исчезли.
Вы спросите: какое отношение имеет эта притча к физике? Дело в том, что Руми даёт здесь ёмкий и запоминающийся образ познавательной ситуации в науке, когда для описания одного и того же явления используются разные языки.
Например, в гидродинамике можно объяснить появление подъёмной силы, действующей на крыло в воздушном потоке, с помощью закона Бернулли, и тогда мы говорим о разности давлений воздуха под крылом и над ним.
С другой стороны, можно сказать, что крыло отклоняет воздушный поток и изменяет его импульс. Тогда наличие подъёмной силы следует из второго и третьего законов Ньютона, и это другой язык описания.
Человек, разбирающийся в физике, понимает, что в одной ситуации удобно пользоваться одним языком, в другой — другим, умеет связать оба этих описания, и никакого противоречия здесь нет. А тот, кто освоил только один язык, склонен считать его единственно верным, и это нередко порождает ожесточённые, но совершенно бессмысленные споры: каждый говорит на своём языке и не может понять другого.
А мы в таких ситуациях стараемся в меру своих сил осветить физического «слона», чтобы все наши зрители увидели его во всём великолепии!
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Jalaleddin Rumi. Controversy over the elephant's appearance», размышляйте и не забывайте ставить лайки!
P.S. Оригинальную версию ролика «Джалаледдин Руми. О спорах по поводу облика слона» можно посмотреть здесь.
[Поддержите нас]
YouTube
Jalaleddin Rumi. "Controversy over the elephant's appearance".
Parable by Jalaluddin Rumi about disputes over the appearance of an elephant, translated by Naum Korzhavin.
Thank you for your interest in our work!
If you like what we do, please support our Patreon channel: https://www.patreon.com/GetAClass_eng
Our…
Thank you for your interest in our work!
If you like what we do, please support our Patreon channel: https://www.patreon.com/GetAClass_eng
Our…
#физика
#physics
Сегодня у нас классика: правила сложения сил и их разложения на проекции, понятие равнодействующей силы, а также некоторые важные моменты, связанные с определением точки приложения равнодействующей.
Но как показать на опыте, что две силы действительно складываются как векторы по правилу параллелограмма?
Для этого равнодействующую этих сил мы уравновешиваем противоположно направленной третьей силой и рассматриваем получившуюся статическую конфигурацию. И точно так же демонстрируем в эксперименте правило многоугольника для сложения нескольких сил.
Из правила сложения сил сразу же следует, что невозможно натянуть верёвку идеально ровно: чем меньше провисает верёвка, тем сильнее она должна быть натянута, чтобы оставаться в равновесии. На этом основано действие «верёвочной машины», которая даёт большой выигрыш в силе, как всегда за счёт проигрыша в перемещении.
Правила сложения понятны, но вот с точкой приложения равнодействующей вопрос возникает уже в ситуации, когда к телу приложены две параллельные силы. Ещё сложнее определить точку приложения равнодействующей для распределённых сил.
Например, сила тяжести, действующая на тело со стороны Земли, складывается из множества элементарных сил, действующих на каждую частицу этого тела, а сила, действующая на одну такую частичку, в свою очередь является равнодействующей сил тяготения, с которой её притягивают разные части земного шара.
Точно так же сила Архимеда складывается из множества элементарных сил давления, действующих на погружённую в жидкость часть тела. А с точкой приложения равнодействующей сил трения всё ещё интереснее, поэтому мы сняли отдельный ролик «Загадка кирпича», обязательно его посмотрите!
Ну, а нашим новым роликом «Сложение сил и верёвочная машина» мы тоже очень довольны, надеемся, что он понравится и вам.
P.S. Кстати, одновременно с этим выпуском у нас вышла его англоязычная версия «Addition of forces», желаем приятного просмотра и не забывайте ставить лайки!
P.P.S. По этой ссылке можно найти оригинальный ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
#physics
Сегодня у нас классика: правила сложения сил и их разложения на проекции, понятие равнодействующей силы, а также некоторые важные моменты, связанные с определением точки приложения равнодействующей.
Но как показать на опыте, что две силы действительно складываются как векторы по правилу параллелограмма?
Для этого равнодействующую этих сил мы уравновешиваем противоположно направленной третьей силой и рассматриваем получившуюся статическую конфигурацию. И точно так же демонстрируем в эксперименте правило многоугольника для сложения нескольких сил.
Из правила сложения сил сразу же следует, что невозможно натянуть верёвку идеально ровно: чем меньше провисает верёвка, тем сильнее она должна быть натянута, чтобы оставаться в равновесии. На этом основано действие «верёвочной машины», которая даёт большой выигрыш в силе, как всегда за счёт проигрыша в перемещении.
Правила сложения понятны, но вот с точкой приложения равнодействующей вопрос возникает уже в ситуации, когда к телу приложены две параллельные силы. Ещё сложнее определить точку приложения равнодействующей для распределённых сил.
Например, сила тяжести, действующая на тело со стороны Земли, складывается из множества элементарных сил, действующих на каждую частицу этого тела, а сила, действующая на одну такую частичку, в свою очередь является равнодействующей сил тяготения, с которой её притягивают разные части земного шара.
Точно так же сила Архимеда складывается из множества элементарных сил давления, действующих на погружённую в жидкость часть тела. А с точкой приложения равнодействующей сил трения всё ещё интереснее, поэтому мы сняли отдельный ролик «Загадка кирпича», обязательно его посмотрите!
Ну, а нашим новым роликом «Сложение сил и верёвочная машина» мы тоже очень довольны, надеемся, что он понравится и вам.
P.S. Кстати, одновременно с этим выпуском у нас вышла его англоязычная версия «Addition of forces», желаем приятного просмотра и не забывайте ставить лайки!
P.P.S. По этой ссылке можно найти оригинальный ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Сложение сил и веревочная машина
Силы, приложенные к одной точке, складываются как векторы, по правилу параллелограмма сил. А как складываются параллельные силы?
Ключевые слова: правило параллелограмма сил, момент сил и правило рычага.
Выпуск создан при поддержке современной обучающей…
Ключевые слова: правило параллелограмма сил, момент сил и правило рычага.
Выпуск создан при поддержке современной обучающей…
#физика
Представляем вашему вниманию «Фокус с цепочкой и кольцом», который проделывают сами силы природы.
Подвесим цепочку за концы к перекладине так, чтобы вниз свисала достаточно длинная петля, при этом ширина петли должна быть немного больше внутреннего диаметра кольца. Держим кольцо двумя пальцами горизонтально, пропускаем сквозь него петлю и поднимаем кольцо наверх. Что произойдёт, если теперь отпустить кольцо?
Кажется, что оно будет скользить вниз по цепочке и упадёт на стол, и обычно так и получается. И вот тут-то и скрыт маленький секрет мастерства — можно отпустить кольцо так, что цепочка завяжется на нём узлом, и кольцо повиснет, не долетев до стола!
А в чём заключается этот секрет, как выглядит движение кольца по цепочке на скоростной съёмке, и при чём здесь теория волн, вы узнаете из нашего нового ролика.
Смотрите «Фокус с цепочкой и кольцом», показывайте его друзьям и близким и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
Представляем вашему вниманию «Фокус с цепочкой и кольцом», который проделывают сами силы природы.
Подвесим цепочку за концы к перекладине так, чтобы вниз свисала достаточно длинная петля, при этом ширина петли должна быть немного больше внутреннего диаметра кольца. Держим кольцо двумя пальцами горизонтально, пропускаем сквозь него петлю и поднимаем кольцо наверх. Что произойдёт, если теперь отпустить кольцо?
Кажется, что оно будет скользить вниз по цепочке и упадёт на стол, и обычно так и получается. И вот тут-то и скрыт маленький секрет мастерства — можно отпустить кольцо так, что цепочка завяжется на нём узлом, и кольцо повиснет, не долетев до стола!
А в чём заключается этот секрет, как выглядит движение кольца по цепочке на скоростной съёмке, и при чём здесь теория волн, вы узнаете из нашего нового ролика.
Смотрите «Фокус с цепочкой и кольцом», показывайте его друзьям и близким и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Фокус с цепочкой и кольцом
Кольцо надевается на свисающую петлёй цепочку, падает вниз — и повисает на цепочке, котороая завязывается вокруг кольца узлом. Как такое возможно?
https://www.youtube.com/watch?v=Di03jod88FM
Выпуск создан при поддержке современной обучающей платформы «Точка…
https://www.youtube.com/watch?v=Di03jod88FM
Выпуск создан при поддержке современной обучающей платформы «Точка…
#physics
#физика
Сегодня на нашем англоязычном канале мы с гордостью представляем рекордсмена — самый большой по длительности ролик, в котором рассказываем о возникновении подъёмной силы крыла и разрешаем парадоксы и споры, связанные с этой темой.
И начинаем с дискуссии о том, за счёт чего возникает подъёмная сила — за счёт наличия угла атаки или несимметричности профиля крыла?
Затем разбираемся, как правильно объяснять возникновение подъёмной силы — на основе закона Бернулли, согласно которому за счёт разной скорости обтекания верхней и нижней сторон крыла возникает разность давлений, или же всё дело в том, что крыло отклоняет вниз налетающий на него воздух, и тогда подъёмная сила объясняется на основе законов Ньютона.
Оба эти спора разрешаются экспериментом, для которого мы построили небольшую аэродинамическую трубу.
Далее обсуждаем ещё два интересных вопроса: как возникает подъёмная сила для тонкого изогнутого профиля при нулевом угле атаки, и правда ли, что частицы воздуха, одновременно разошедшиеся по разные стороны крыла на его передней кромке, так же одновременно сойдутся на задней кромке.
Затем разбираем кажущийся парадокс: на дозвуковых скоростях крыло не только отклоняет воздушный поток вниз за задней кромкой, но и заставляет его набегать на переднюю кромку не горизонтально, а снизу вверх.
Переходим к теории крыла Жуковского, и здесь нас ожидает знаменитый парадокс Даламбера, согласно которому тело, движущееся с постоянной скоростью в невязкой несжимаемой жидкости, не испытывает сопротивления, и подъёмная сила в этой модели в точности равна нулю! Этот вывод подтверждает моделирование обтекания цилиндра, тонкого изогнутого и обычного профилей, но при этом обтекание задней кромки крыла оказывается совершенно неправдоподобным.
И мы разбираемся, как с помощью изящного математического приёма Николай Егорович Жуковский решил эту проблему, добавив постоянную циркуляцию воздушного потока вокруг крыла. А мы добавляем циркуляцию на опыте, запуская быстро вращающийся цилиндрический планер из двух одноразовых стаканчиков. И снова моделируем обтекание цилиндра и обычного профиля с помощью программы Vizimag, которая вообще-то рассчитывает здесь картину магнитного поля для сверхпроводника с текущим по нему током в однородном внешнем поле, но результаты можно переносить и в аэродинамику, потому что математические уравнения, описывающие обтекание цилиндра и магнитное поле, совершенно одинаковые!
Но можно ли наблюдать циркуляцию вокруг крыла или это математический фантом? Как она формируется? Ответы на эти и другие вопросы вы сможете увидеть в нашем, не побоюсь этого слова, блокбастере. И да пребудет с вами «Подъёмная сила крыла»!
Устраивайтесь поудобнее, смотрите наш англоязычный выпуск «Airplane wing lift» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти оригинальную версию ролика и конспект к нему.
[Поддержите нас]
#физика
Сегодня на нашем англоязычном канале мы с гордостью представляем рекордсмена — самый большой по длительности ролик, в котором рассказываем о возникновении подъёмной силы крыла и разрешаем парадоксы и споры, связанные с этой темой.
И начинаем с дискуссии о том, за счёт чего возникает подъёмная сила — за счёт наличия угла атаки или несимметричности профиля крыла?
Затем разбираемся, как правильно объяснять возникновение подъёмной силы — на основе закона Бернулли, согласно которому за счёт разной скорости обтекания верхней и нижней сторон крыла возникает разность давлений, или же всё дело в том, что крыло отклоняет вниз налетающий на него воздух, и тогда подъёмная сила объясняется на основе законов Ньютона.
Оба эти спора разрешаются экспериментом, для которого мы построили небольшую аэродинамическую трубу.
Далее обсуждаем ещё два интересных вопроса: как возникает подъёмная сила для тонкого изогнутого профиля при нулевом угле атаки, и правда ли, что частицы воздуха, одновременно разошедшиеся по разные стороны крыла на его передней кромке, так же одновременно сойдутся на задней кромке.
Затем разбираем кажущийся парадокс: на дозвуковых скоростях крыло не только отклоняет воздушный поток вниз за задней кромкой, но и заставляет его набегать на переднюю кромку не горизонтально, а снизу вверх.
Переходим к теории крыла Жуковского, и здесь нас ожидает знаменитый парадокс Даламбера, согласно которому тело, движущееся с постоянной скоростью в невязкой несжимаемой жидкости, не испытывает сопротивления, и подъёмная сила в этой модели в точности равна нулю! Этот вывод подтверждает моделирование обтекания цилиндра, тонкого изогнутого и обычного профилей, но при этом обтекание задней кромки крыла оказывается совершенно неправдоподобным.
И мы разбираемся, как с помощью изящного математического приёма Николай Егорович Жуковский решил эту проблему, добавив постоянную циркуляцию воздушного потока вокруг крыла. А мы добавляем циркуляцию на опыте, запуская быстро вращающийся цилиндрический планер из двух одноразовых стаканчиков. И снова моделируем обтекание цилиндра и обычного профиля с помощью программы Vizimag, которая вообще-то рассчитывает здесь картину магнитного поля для сверхпроводника с текущим по нему током в однородном внешнем поле, но результаты можно переносить и в аэродинамику, потому что математические уравнения, описывающие обтекание цилиндра и магнитное поле, совершенно одинаковые!
Но можно ли наблюдать циркуляцию вокруг крыла или это математический фантом? Как она формируется? Ответы на эти и другие вопросы вы сможете увидеть в нашем, не побоюсь этого слова, блокбастере. И да пребудет с вами «Подъёмная сила крыла»!
Устраивайтесь поудобнее, смотрите наш англоязычный выпуск «Airplane wing lift» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти оригинальную версию ролика и конспект к нему.
[Поддержите нас]
YouTube
Airplane wing lift
The video discusses various misconceptions and paradoxes associated with the emergence of wing lift, and then examines the model of the emergence of lift due to air circulation around the wing, proposed by N.E. Zhukovsky, and the physical prerequisites for…
#физика
Завтра на наших платформах появится ролик «Электрический конденсатор», а наши подписчики в Boosty могут посмотреть его уже сейчас.
[Поддержите нас]
Завтра на наших платформах появится ролик «Электрический конденсатор», а наши подписчики в Boosty могут посмотреть его уже сейчас.
[Поддержите нас]
#физика
В новом ролике по электростатике мы рассказываем о физике важнейшего электротехнического устройства — конденсатора.
Предком современных конденсаторов является лейденская банка, изобретённая в середине XVIII века голландским учёным Питером ван Мушенбруком, жившем в городе Лейдене. Мы тоже изготовили такую банку и убедились, что она может накапливать электрический заряд, а это и есть главная функция любого конденсатора.
Проще всего устроен плоский конденсатор, размеры обкладок которого гораздо больше зазора между ними. В этом случае можно считать, что электрическое поле практически полностью сосредоточено между обкладками и однородно, что мы и демонстрируем на опыте. При этом эквипотенциальные поверхности внутри конденсатора параллельны его обкладкам. Заряд конденсатора пропорционален напряжению между его обкладками, и это тоже проверяется в эксперименте. А коэффициент пропорциональности — это ёмкость конденсатора. При заданном напряжении, чем больше ёмкость, тем больше заряд конденсатора.
Формула для ёмкости плоского конденсатора легко выводится с помощью теоремы Гаусса, о которой у нас есть отдельный ролик. И оказывается, что ёмкость обратно пропорциональна расстоянию между обкладками, что мы и проверяем на опыте. Если теперь зарядить конденсатор, отсоединить его от источника, а затем раздвинуть обкладки, то заряд не изменится, а ёмкость уменьшится, поэтому разность потенциалов между обкладками должна вырасти, и эксперимент подтверждает этот вывод.
Далее мы получаем формулы для ёмкости цепи из двух конденсаторов, соединённых параллельно и последовательно, и выясняем их физический смысл.
Ёмкость конденсатора зависит и от диэлектрика, находящегося между его обкладками. Внесём пластину из пластика в зазор между обкладками конденсатора, и разность потенциалов между ними уменьшится. Это происходит из-за поляризации диэлектрика, которая ослабляет электрическое поле, созданное зарядами на обкладках. Уменьшение напряжения при неизменном заряде означает увеличение ёмкости конденсатора. Но заполнять зазор между обкладками диэлектриком полезно и по другой причине.
Напряжённость электрического поля, при котором происходит пробой пластика и других диэлектриков, гораздо больше напряжённости пробоя для воздуха, поэтому можно уменьшить расстояние между обкладками конденсатора без опасности пробоя и тем самым значительно увеличить его ёмкость.
Смотрите наш ролик «Электрический конденсатор» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
В новом ролике по электростатике мы рассказываем о физике важнейшего электротехнического устройства — конденсатора.
Предком современных конденсаторов является лейденская банка, изобретённая в середине XVIII века голландским учёным Питером ван Мушенбруком, жившем в городе Лейдене. Мы тоже изготовили такую банку и убедились, что она может накапливать электрический заряд, а это и есть главная функция любого конденсатора.
Проще всего устроен плоский конденсатор, размеры обкладок которого гораздо больше зазора между ними. В этом случае можно считать, что электрическое поле практически полностью сосредоточено между обкладками и однородно, что мы и демонстрируем на опыте. При этом эквипотенциальные поверхности внутри конденсатора параллельны его обкладкам. Заряд конденсатора пропорционален напряжению между его обкладками, и это тоже проверяется в эксперименте. А коэффициент пропорциональности — это ёмкость конденсатора. При заданном напряжении, чем больше ёмкость, тем больше заряд конденсатора.
Формула для ёмкости плоского конденсатора легко выводится с помощью теоремы Гаусса, о которой у нас есть отдельный ролик. И оказывается, что ёмкость обратно пропорциональна расстоянию между обкладками, что мы и проверяем на опыте. Если теперь зарядить конденсатор, отсоединить его от источника, а затем раздвинуть обкладки, то заряд не изменится, а ёмкость уменьшится, поэтому разность потенциалов между обкладками должна вырасти, и эксперимент подтверждает этот вывод.
Далее мы получаем формулы для ёмкости цепи из двух конденсаторов, соединённых параллельно и последовательно, и выясняем их физический смысл.
Ёмкость конденсатора зависит и от диэлектрика, находящегося между его обкладками. Внесём пластину из пластика в зазор между обкладками конденсатора, и разность потенциалов между ними уменьшится. Это происходит из-за поляризации диэлектрика, которая ослабляет электрическое поле, созданное зарядами на обкладках. Уменьшение напряжения при неизменном заряде означает увеличение ёмкости конденсатора. Но заполнять зазор между обкладками диэлектриком полезно и по другой причине.
Напряжённость электрического поля, при котором происходит пробой пластика и других диэлектриков, гораздо больше напряжённости пробоя для воздуха, поэтому можно уменьшить расстояние между обкладками конденсатора без опасности пробоя и тем самым значительно увеличить его ёмкость.
Смотрите наш ролик «Электрический конденсатор» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Электрический конденсатор
В ролике рассматривается принцип работы электрического конденсатора, выводится формула ёмкости плоского конденсатора, находятся ёмкости для параллельного и последовательного соединения конденсаторов и обсуждается, почему диэлектрик, помещённый в зазор конденсатора…
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
#закадром
Рады, когда наши зрители рассказывают, как пригодились фильмы GetAClass.
Недавно репетитор по физике Анна Трипольская-Эрман переслала видео от своего ученика. Егор Марьясов из 7 класса, руководствуясь нашими видео, вырезал циклоиду.
Красота!
Если вы тоже повторяете наши эксперименты, делитесь видео. Мы будем иногда публиковать их, чтобы похвастаться и вдохновить других зрителей.
Рады, когда наши зрители рассказывают, как пригодились фильмы GetAClass.
Недавно репетитор по физике Анна Трипольская-Эрман переслала видео от своего ученика. Егор Марьясов из 7 класса, руководствуясь нашими видео, вырезал циклоиду.
Красота!
Если вы тоже повторяете наши эксперименты, делитесь видео. Мы будем иногда публиковать их, чтобы похвастаться и вдохновить других зрителей.
#математика
#орнамент
Мы продолжаем серию роликов, посвящённых геометрии исламских архитектурных орнаментов, и сегодня расскажем о замечательном орнаменте XII века из мавзолея султана Ахмеда Санджара в Мерве.
Этот орнамент выложен кирпичиками квадратного сечения и состоит из переплетающихся почти правильных восьмиугольников. И его анализ неожиданно приводит нас к пифагорейским рациональным приближениям сторонними и диагональными числами квадратного корня из двух.
За идеальную первооснову орнамента можно принять правильный восьмиугольник с дополнительными одинаковыми единичными квадратиками. Выложим квадратами сторону восьмиугольника, тогда его ширина выражается через корень из двух и оказывается иррациональной. Как же тогда выполнить кладку из кирпичей? Первое грубое приближение 3/2 для корня из двух даёт ширину восьмиугольника равную 13, и узор с хорошей точностью выкладывается кирпичами на квадратной сетке 13 на 13.
Но оказывается, что реальный орнамент выложен на сетке 12 на 12, а другие орнаменты на мавзолее Санджара собраны из тех же кирпичей, но на других сетках, и это заставляет нас задавать новые вопросы.
Смотрите наш новый ролик «Орнамент на кирпичиках» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
#орнамент
Мы продолжаем серию роликов, посвящённых геометрии исламских архитектурных орнаментов, и сегодня расскажем о замечательном орнаменте XII века из мавзолея султана Ахмеда Санджара в Мерве.
Этот орнамент выложен кирпичиками квадратного сечения и состоит из переплетающихся почти правильных восьмиугольников. И его анализ неожиданно приводит нас к пифагорейским рациональным приближениям сторонними и диагональными числами квадратного корня из двух.
За идеальную первооснову орнамента можно принять правильный восьмиугольник с дополнительными одинаковыми единичными квадратиками. Выложим квадратами сторону восьмиугольника, тогда его ширина выражается через корень из двух и оказывается иррациональной. Как же тогда выполнить кладку из кирпичей? Первое грубое приближение 3/2 для корня из двух даёт ширину восьмиугольника равную 13, и узор с хорошей точностью выкладывается кирпичами на квадратной сетке 13 на 13.
Но оказывается, что реальный орнамент выложен на сетке 12 на 12, а другие орнаменты на мавзолее Санджара собраны из тех же кирпичей, но на других сетках, и это заставляет нас задавать новые вопросы.
Смотрите наш новый ролик «Орнамент на кирпичиках» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Орнамент на кирпичиках
Обсуждаем орнамент 12 века из мавзолея султана Ахмеда Санджара в Мерве и его идеальный геометрический прообраз.
Выпуск создан при поддержке современной обучающей платформы «Точка знаний». Онлайн-уроки, их записи, конспекты занятий, обучающие материалы и…
Выпуск создан при поддержке современной обучающей платформы «Точка знаний». Онлайн-уроки, их записи, конспекты занятий, обучающие материалы и…
#physics
#физика
Зачем современные пассажирские самолёты сначала поднимаются на большую высоту, а затем снова спускаются вниз, затрачивая на это топливо и время, создавая неудобства для пассажиров?
На этот вопрос мы отвечаем в нашем новом англоязычном ролике «Why do planes fly so high?», смотрите и ставьте лайки!
P.S. Анонс и описание оригинального выпуска «Зачем самолёты летают так высоко?» здесь.
P.P.S. По этой ссылке можно найти исходный ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
#физика
Зачем современные пассажирские самолёты сначала поднимаются на большую высоту, а затем снова спускаются вниз, затрачивая на это топливо и время, создавая неудобства для пассажиров?
На этот вопрос мы отвечаем в нашем новом англоязычном ролике «Why do planes fly so high?», смотрите и ставьте лайки!
P.S. Анонс и описание оригинального выпуска «Зачем самолёты летают так высоко?» здесь.
P.P.S. По этой ссылке можно найти исходный ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Why do planes fly so high?
Why do passenger planes usually fly at an altitude of 10-11 km? Because there the air density is 3 times less, which means the air resistance at the same speed is 3 times less. By the way, why don’t they fly even higher?
Key words: air resistance, standard…
Key words: air resistance, standard…
#физика
Если накачивать резонатор Гельмгольца внешним источником звука вблизи его собственной частоты, из его горлышка вырывается воздушная струя, которая создаёт реактивную тягу.
Во вторник на наших платформах появится новый ролик, фрагменты съёмок которого можно увидеть здесь.
А нашим подписчикам в Boosty мы предлагаем посмотреть выпуск «Звуковая ракета» прямо сейчас!
Если накачивать резонатор Гельмгольца внешним источником звука вблизи его собственной частоты, из его горлышка вырывается воздушная струя, которая создаёт реактивную тягу.
Во вторник на наших платформах появится новый ролик, фрагменты съёмок которого можно увидеть здесь.
А нашим подписчикам в Boosty мы предлагаем посмотреть выпуск «Звуковая ракета» прямо сейчас!
#физика
Мы собрали вертушку из четырёх пустых пластиковых бутылок, прикрепив их к крестовине, которая может вращаться с малым трением. Ставим вертушку рядом с мощной колонкой, включаем звук на полную громкость, и наша карусель начинает вращаться всё быстрее и быстрее! Неужели это реактивное движение?
Чтобы разобраться с акустическими характеристиками бутылки как резонатора Гельмгольца, мы сняли его амплитудно-частотную характеристику и нашли собственную частоту и добротность резонатора. Затем поставили бутылку на весы и убедились, что они действительно показывают наличие реактивной силы с максимумом вблизи собственной частоты, на которой мы и включали колонку в исходном опыте, чтобы совокупной тяги четырёх бутылок хватило на раскручивание вертушки.
Кстати, похожую установку использовали первооткрыватели эффекта, обнаружившие его независимо друг от друга, — А.Майер в 1876 и В.Дворжак 1878 году. А источниками звука у них служили камертоны с хорошо настроенными ящиками-резонаторами.
Но как направленная реактивная тяга вообще может создаваться внешним звуковым полем? Ведь воздух попеременно то входит в резонатор, то выходит из него, и кажется, что средняя сила, действующая на резонатор, должна быть равна нулю.
Первое объяснение дал Рэлей в своей книге «Теория звука» (1894-1896). Он указал, что для звуковых колебаний большой амплитуды нужно учесть нелинейную сжимаемость воздуха: воздух труднее сжать, чем расширить на тот же объём. Из этого следует, что среднее давление внутри бутылки должно быть больше атмосферного, за счёт чего и возникает реактивная сила.
Это избыточное давление нетрудно рассчитать и измерить, и экспериментальная зависимость, полученная командой «Школа Пифагора» в ходе решения задачи «Карусель Гельмгольца» к Международному турниру юных физиков в 2013 году, имела тот же характер, что и предсказывала теория Рэлея, и не слишком отклонялась от неё.
И вроде бы всё хорошо, но реактивное движение можно описывать на двух языках — языке давлений и сил и языке передачи импульса реактивной струе, и эти описания должны быть согласованы.
И вот тут с моделью Рэлея возникает проблема: в неё заложена обратимость движения воздуха, а для реактивного движения необходимо, чтобы всасывание и выбрасывание воздуха происходили несимметрично: при всасывании воздух заходит в резонатор со всех сторон, а при выбрасывании происходит формирование направленной струи, которую гидродинамики называют затопленной. Такой реактивный движитель мы уже обсуждали в ролике «Кораблик с паровым водомётом».
Беда в том, что для струи построить количественную теорию гораздо сложнее, а качественные соображения дают такой же характер зависимости реактивной силы от громкости звука, как и теория Рэлея! А если численные коэффициенты близки, то эксперимент «подтверждает» как одну, так и другую теорию. Так какая же из двух теорий правильная, и как это определить?
Смотрите наш новый ролик «Звуковая ракета», разгадывайте тайны акустики и не забывайте ставить лайки! А в конце ролика вас ждёт нечто неожиданное! ))
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
Мы собрали вертушку из четырёх пустых пластиковых бутылок, прикрепив их к крестовине, которая может вращаться с малым трением. Ставим вертушку рядом с мощной колонкой, включаем звук на полную громкость, и наша карусель начинает вращаться всё быстрее и быстрее! Неужели это реактивное движение?
Чтобы разобраться с акустическими характеристиками бутылки как резонатора Гельмгольца, мы сняли его амплитудно-частотную характеристику и нашли собственную частоту и добротность резонатора. Затем поставили бутылку на весы и убедились, что они действительно показывают наличие реактивной силы с максимумом вблизи собственной частоты, на которой мы и включали колонку в исходном опыте, чтобы совокупной тяги четырёх бутылок хватило на раскручивание вертушки.
Кстати, похожую установку использовали первооткрыватели эффекта, обнаружившие его независимо друг от друга, — А.Майер в 1876 и В.Дворжак 1878 году. А источниками звука у них служили камертоны с хорошо настроенными ящиками-резонаторами.
Но как направленная реактивная тяга вообще может создаваться внешним звуковым полем? Ведь воздух попеременно то входит в резонатор, то выходит из него, и кажется, что средняя сила, действующая на резонатор, должна быть равна нулю.
Первое объяснение дал Рэлей в своей книге «Теория звука» (1894-1896). Он указал, что для звуковых колебаний большой амплитуды нужно учесть нелинейную сжимаемость воздуха: воздух труднее сжать, чем расширить на тот же объём. Из этого следует, что среднее давление внутри бутылки должно быть больше атмосферного, за счёт чего и возникает реактивная сила.
Это избыточное давление нетрудно рассчитать и измерить, и экспериментальная зависимость, полученная командой «Школа Пифагора» в ходе решения задачи «Карусель Гельмгольца» к Международному турниру юных физиков в 2013 году, имела тот же характер, что и предсказывала теория Рэлея, и не слишком отклонялась от неё.
И вроде бы всё хорошо, но реактивное движение можно описывать на двух языках — языке давлений и сил и языке передачи импульса реактивной струе, и эти описания должны быть согласованы.
И вот тут с моделью Рэлея возникает проблема: в неё заложена обратимость движения воздуха, а для реактивного движения необходимо, чтобы всасывание и выбрасывание воздуха происходили несимметрично: при всасывании воздух заходит в резонатор со всех сторон, а при выбрасывании происходит формирование направленной струи, которую гидродинамики называют затопленной. Такой реактивный движитель мы уже обсуждали в ролике «Кораблик с паровым водомётом».
Беда в том, что для струи построить количественную теорию гораздо сложнее, а качественные соображения дают такой же характер зависимости реактивной силы от громкости звука, как и теория Рэлея! А если численные коэффициенты близки, то эксперимент «подтверждает» как одну, так и другую теорию. Так какая же из двух теорий правильная, и как это определить?
Смотрите наш новый ролик «Звуковая ракета», разгадывайте тайны акустики и не забывайте ставить лайки! А в конце ролика вас ждёт нечто неожиданное! ))
P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Звуковая ракета
Если накачивать резонатор Гельмгольца внешним источником звука вблизи его собственной частоты, из его горлышка вырывается воздушная струя, которая создаёт реактивную тягу.
Ключевые слова: резонатор Гельмгольца, нелинейная акустика, synthetic jet.
Благодарим…
Ключевые слова: резонатор Гельмгольца, нелинейная акустика, synthetic jet.
Благодарим…
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
#рекомендуем
«Точка Знаний» одна из немногих онлайн-школ, в которых проводятся опыты и эксперименты (учителя физики и химии проводят их в прямом эфире), а на уроках биологии ученики рассматривают предметы и клетки в микроскоп и сразу же обсуждают увиденное. Нам такой подход очень импонирует, поэтому, если вы ищете онлайн-школу для ребенка, мы рекомендуем присмотреться к «Точке Знаний».
В 2024 ребята открыли курсы по всей школьной программе и дополнительные занятия по интересам. Полный список курсов можно увидеть на сайте:
- Математические курсы
- Гуманитарные курсы
- Курсы с естественно-научным направлением
- Формат семейного обучения
Записаться на обучение: @matematik_andrei_sales_bot
Реклама. ООО «Точка знаний», ИНН: 2311347344, ERID: 2VtzqwSEtFE
«Точка Знаний» одна из немногих онлайн-школ, в которых проводятся опыты и эксперименты (учителя физики и химии проводят их в прямом эфире), а на уроках биологии ученики рассматривают предметы и клетки в микроскоп и сразу же обсуждают увиденное. Нам такой подход очень импонирует, поэтому, если вы ищете онлайн-школу для ребенка, мы рекомендуем присмотреться к «Точке Знаний».
В 2024 ребята открыли курсы по всей школьной программе и дополнительные занятия по интересам. Полный список курсов можно увидеть на сайте:
- Математические курсы
- Гуманитарные курсы
- Курсы с естественно-научным направлением
- Формат семейного обучения
Записаться на обучение: @matematik_andrei_sales_bot
Реклама. ООО «Точка знаний», ИНН: 2311347344, ERID: 2VtzqwSEtFE
#физика
Для съёмок нашего нового ролика мы взяли обычный динамик, подали на него сигнал с частотой 200 Гц, измерили громкость звука на одном и том же расстоянии 30 см вокруг него с интервалом в 10° и построили график громкости в полярных координатах — диаграмму направленности динамика.
Она представляет собой два почти симметричных лепестка, вытянутых по направлению 0° вперёд и 180° назад, а в плоскости динамика для углов 90° и 270° громкость звука оказалась совсем небольшой. Динамик хорошо излучает звук назад, потому что не закрыт коробкой. При этом когда его диафрагма идёт вперёд, давление воздуха перед ней увеличивается, а позади — уменьшается, поэтому колебания с разных сторон динамика происходят в противофазе.
Длина звуковой волны в нашем случае больше полутора метров, и измерения громкости проводились в зоне, где волны ещё не сформировались. А чтобы построить волновую диаграмму направленности, надо уменьшить длину волны. Для этого мы использовали два ультразвуковых излучателя с длиной волны 8 мм, способных работать как в режиме передатчика, так и в режиме приёмника. Диаграмма каждого из них представляет собой единственный лепесток, вытянутый по направлению 0°: теперь излучатели заключены в жёсткий корпус и излучают в основном вперёд.
Диаграмму направленности антенны, принимающей электромагнитные волны, мы рассматриваем на примере соревнований «охота на лис», которые ведутся на частоте 3,5 МГц. Здесь задача спортсмена — запеленговать источники радиоволн с помощью составной антенны, размеры которой много меньше длины волны 80 м.
Основная антенна — рамочная, переменный магнитный поток наводит в ней ЭДС индукции. Когда волна распространяется перпендикулярно плоскости рамки, вектор магнитного поля лежит в её плоскости, магнитный поток равен нулю, и сигнал отсутствует. Если же волна распространяется параллельно рамке, можно добиться того, чтобы магнитное поле было перпендикулярно её плоскости, и тогда магнитный поток, а значит и сигнал, имеют наибольшую величину.
Спортсмен может ориентироваться как по максимуму, так и по минимуму принимаемого сигнала. Однако диаграмма направленности представляет собой два симметричных лепестка, поэтому есть два противоположных направления, в которых может быть находиться источник излучения.
И тут на помощь приходит вспомогательная штыревая антенна, расположенная в плоскости основной и реагирующая на электрическое поле волны. Когда волна распространяется вдоль штыря, электрическое поле перпендикулярно ему, и сигнал в антенне равен нулю. Если же волна распространяется перпендикулярно штырю, можно повернуть его так, чтобы электрическое поле было направлено вдоль штыря, и тогда сигнал в антенне максимален.
Когда включены обе антенны, их сигналы складываются, при этом можно настроить их так, чтобы амплитуды обоих сигналов были равны. Найдём направление, в котором сигналы от обеих антенн максимальны. Если теперь повернуть рамку на 180°, не меняя ориентации штыря, сигнал рамочной антенны поменяет знак, и суммарный сигнал станет равным нулю. Теперь направление на источник определяется однозначно!
Смотрите наш новый ролик «Диаграмма направленности» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти исходный ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
Для съёмок нашего нового ролика мы взяли обычный динамик, подали на него сигнал с частотой 200 Гц, измерили громкость звука на одном и том же расстоянии 30 см вокруг него с интервалом в 10° и построили график громкости в полярных координатах — диаграмму направленности динамика.
Она представляет собой два почти симметричных лепестка, вытянутых по направлению 0° вперёд и 180° назад, а в плоскости динамика для углов 90° и 270° громкость звука оказалась совсем небольшой. Динамик хорошо излучает звук назад, потому что не закрыт коробкой. При этом когда его диафрагма идёт вперёд, давление воздуха перед ней увеличивается, а позади — уменьшается, поэтому колебания с разных сторон динамика происходят в противофазе.
Длина звуковой волны в нашем случае больше полутора метров, и измерения громкости проводились в зоне, где волны ещё не сформировались. А чтобы построить волновую диаграмму направленности, надо уменьшить длину волны. Для этого мы использовали два ультразвуковых излучателя с длиной волны 8 мм, способных работать как в режиме передатчика, так и в режиме приёмника. Диаграмма каждого из них представляет собой единственный лепесток, вытянутый по направлению 0°: теперь излучатели заключены в жёсткий корпус и излучают в основном вперёд.
Диаграмму направленности антенны, принимающей электромагнитные волны, мы рассматриваем на примере соревнований «охота на лис», которые ведутся на частоте 3,5 МГц. Здесь задача спортсмена — запеленговать источники радиоволн с помощью составной антенны, размеры которой много меньше длины волны 80 м.
Основная антенна — рамочная, переменный магнитный поток наводит в ней ЭДС индукции. Когда волна распространяется перпендикулярно плоскости рамки, вектор магнитного поля лежит в её плоскости, магнитный поток равен нулю, и сигнал отсутствует. Если же волна распространяется параллельно рамке, можно добиться того, чтобы магнитное поле было перпендикулярно её плоскости, и тогда магнитный поток, а значит и сигнал, имеют наибольшую величину.
Спортсмен может ориентироваться как по максимуму, так и по минимуму принимаемого сигнала. Однако диаграмма направленности представляет собой два симметричных лепестка, поэтому есть два противоположных направления, в которых может быть находиться источник излучения.
И тут на помощь приходит вспомогательная штыревая антенна, расположенная в плоскости основной и реагирующая на электрическое поле волны. Когда волна распространяется вдоль штыря, электрическое поле перпендикулярно ему, и сигнал в антенне равен нулю. Если же волна распространяется перпендикулярно штырю, можно повернуть его так, чтобы электрическое поле было направлено вдоль штыря, и тогда сигнал в антенне максимален.
Когда включены обе антенны, их сигналы складываются, при этом можно настроить их так, чтобы амплитуды обоих сигналов были равны. Найдём направление, в котором сигналы от обеих антенн максимальны. Если теперь повернуть рамку на 180°, не меняя ориентации штыря, сигнал рамочной антенны поменяет знак, и суммарный сигнал станет равным нулю. Теперь направление на источник определяется однозначно!
Смотрите наш новый ролик «Диаграмма направленности» и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти исходный ролик на других платформах.
[Поддержите нас]
YouTube
Что такое диаграмма направленности?
Исследуем диаграмму направленности акустического динамика, а потом обсуждаем, как работает приёмник для спортивной радиопеленгации на длине волны 80 м.
--------------------------------------------------------------------------------------------
Благодарим…
--------------------------------------------------------------------------------------------
Благодарим…