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LABORATORIO CIENTÍFICO INFANTIL
efecto acumulativo. Laboratorio de ciencias para niños
Directorio / Laboratorio de ciencias para niños La acción acumulativa es el fenómeno de la concentración de una explosión en una dirección determinada. Se hace un hueco en la carga explosiva, cuya superficie se cubre con un revestimiento metálico. Durante la explosión, el revestimiento se comprime fuertemente y el metal bajo la influencia de alta presión adquiere las propiedades de un líquido. Como resultado, un delgado chorro de metal es expulsado de la cubierta comprimida a una velocidad de 12 a 16 km/s. La densidad de energía en el chorro es comparable a la densidad de energía de una explosión nuclear. No es sorprendente que sea capaz de quemar incluso armaduras muy gruesas. Hoy llamamos su atención sobre varios experimentos que lo ayudarán a experimentar con el efecto acumulativo, pero, notamos, sin un solo gramo de explosivos. Recuerde, si golpea el agua con la mano y gira la palma de la mano en ángulo, nace un chorro delgado y fuerte ... Y con un trípode escolar y un dispositivo simple que consiste en una varilla con una espátula, puede configurar un aún más experimento científico, y determine la velocidad por el rango de los chorros de "disparo". No es difícil calcular con qué velocidad la cuchilla tocó el agua (porque nosotros mismos elegimos la altura de caída de la varilla), por lo que podemos averiguar cuánto se multiplica la velocidad debido al sorprendente efecto de acumulación, a saber, 10 - 15 veces, como en explosiones reales.
Se puede hacer una experiencia simple y hermosa con una inmersión rápida en el agua de un embudo. Pero no te dejes llevar demasiado: el chorro alcanza fácilmente el techo. Y esto es lo que sucede: las paredes de un embudo en movimiento crean un flujo de agua que converge en su eje. Al chocar, los chorros de líquido disminuyen la velocidad y, como resultado, aumenta la presión. Cuando se aplica a una pequeña cantidad de agua en la garganta del embudo, le imparte una velocidad considerable. Y toda la esencia del efecto es que la energía de un flujo que se mueve lentamente con una gran masa se transfiere a un flujo que tiene una masa más pequeña, pero su velocidad es varias veces mayor.
Nuestros experimentos con una espátula o un embudo permiten reflexionar sobre las bombas hidráulicas de impulso para el suministro de pequeñas masas de líquido a alta presión. Este es uno de los "puntos en blanco" en la tecnología moderna. Si tuviéramos que crear una bomba capaz de inyectar un milímetro cúbico de gasolina en el cilindro de un motor de moto por carrera de pistón, y a una presión de 4-5 MPa, entonces podríamos recorrer al menos 1000 km en un repostaje del depósito. . Es genial, ¿no? No es posible resolver este problema solo con una reducción aproximada de una bomba de combustible convencional; es muy difícil hacerlo incluso en una sola copia. Astutos efectos hidrodinámicos nos ayudarán a resolver esto.
He aquí otra experiencia curiosa, donde se manifiesta el mismo efecto acumulativo. Tirar una pelota al agua. Después de repetir el experimento varias veces, notarás, o mejor dicho, sentirás que la pelota sale como un embudo en el agua. Sus paredes se derrumban y un fino hilo de agua en forma de aguja se eleva. Pero hay una sutileza aquí. Incluso un efecto tan obvio en los experimentos no siempre es posible. Resulta que la superficie de la pelota debe estar cubierta de grasa.
Un fenómeno similar ocurre cuando una gota de agua cae en el agua. Es curioso que en la parte superior del chorro acumulativo (esto se puede ver en las fotos) se forman gotitas minúsculas. Debido a su pequeño tamaño, pueden flotar en el aire como partículas de polvo. Este hermoso efecto se utiliza en la construcción de fuentes. Pero los científicos estadounidenses han descubierto que también ocurre al tirar de la cadena... el inodoro, por lo que el contenido en dosis microscópicas está en el aire. Los médicos ven esto como uno de los canales para la propagación de enfermedades peligrosas y los ingenieros, una excelente razón para reflexionar. En el Museo Británico, los retratos del inventor de la máquina de vapor y el inventor del inodoro Brama están uno al lado del otro. Son considerados como los mayores benefactores de la humanidad, y no se sabe quién es más importante... Sin embargo, mejor experimentemos con explosiones. E inmediatamente responderemos la pregunta "corona" de muchas cartas recibidas por el editor: "¿Es posible hacer explosivos en casa?" Respondemos: "¡Es posible, pero es imposible mantenerse con vida!" Sin embargo, la tarea principal de los explosivos es la liberación de energía mecánica a alta velocidad y en un volumen determinado. Por ejemplo, TNT es capaz de liberar alrededor de 2000 kJ de energía mecánica por centímetro cúbico. Tú y yo, sin arriesgar nada, realizaremos experimentos con una sustancia al menos diez veces más potente. Es... un plasma que se forma después de una descarga eléctrica en el agua. Entonces, ensamblaremos la instalación, cuyo diagrama se muestra en la figura. Se compone de un condensador (1-3 mil pF, 24 kV), una cubeta de plástico con agua destilada y dos vías de chispas. Conectamos el condensador a una fuente de alto voltaje "Descarga-1" o una máquina electrostática. A medida que se carga el condensador, la diferencia de potencial entre los electrodos de entrehierro aumenta y se produce la autodescarga. El pulso de corriente resultante crea una descarga entre los electrodos en el agua. El efecto que crea es equivalente a una explosión en miniatura de un explosivo pesado. Le advertimos: un aumento en la capacitancia del capacitor no agrega nada fundamentalmente nuevo a los efectos observados, pero se vuelve peligroso trabajar con la instalación.
Al producir descargas a una profundidad de 5-10 mm, se pueden observar sultanes de agua, similares a una ola de la explosión de una bomba de profundidad. Intente ensamblar un dispositivo con un espacio de descarga en una pieza de manguera transparente. Sella las entradas de los cables con plastilina. Después de fijar el dispositivo en un trípode, llénelo con agua y descárguelo. El menisco formado por el agua se colapsará y un delgado chorro acumulativo salpicará muy por debajo del techo.
Circuito eléctrico para la obtención de descargas eléctricas submarinas: una fuente de alta tensión, un condensador y dos dispositivos de descarga. Uno de ellos, con un espacio de salida de aire de unos dos centímetros, sirve para formar un pulso. Al pasar por el agua, un impulso eléctrico creará un efecto explosivo en el segundo dispositivo de descarga con un espacio de 1-2 mm. ¡Todos los conductores sumergidos en agua deben estar bien aislados! Se pueden proponer muchos dispositivos diferentes en los que se produce un efecto acumulativo sin la participación de un explosivo. En nuestros experimentos, sus consecuencias fueron absolutamente seguras para otros por una sola razón: la energía insignificante de los procesos. Pero cuando se crean sobre su base dispositivos para triturar piedras u otros dispositivos similares que requieren altas energías, se volverán peligrosos, aunque no contengan ningún explosivo. Sin embargo, un martillo neumático o una máquina cortadora de metales también requiere que solo se dirija a "usted". Autor: A. Saveliev
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