𝑟
макс
=0,06929
см
; 0,06918
см
;
расход 𝑉=0,274
см³/сек
;
𝑟
мин
=0,06559
см
;
скорость 𝑐=440,8
см/сек
;
𝑏
𝑎
=0,0278; 𝑎=0,05736
см
;
𝑎=
⎧
⎪
⎩
𝑉
π𝑐
⎫½
⎪
⎭
=0,06731
см
.
Четвертая трубка
𝑟
макс
=0,08263
см
; 0,08255
см
;
расход 𝑉=7,862
см³/сек
;
𝑟
мин
=0,07777
см
;
скорость 𝑐=390,0
см/сек
;
𝑏
𝑎
=0,031; 𝑎=0,08017
см
;
𝑎=
⎧
⎪
⎩
𝑉
π𝑐
⎫½
⎪
⎭
=0,08011
см
.
Отсюда видно, что значения среднего радиуса 𝑎, найденные обоими способами, почти в точности равны (расхождение составляет менее 0,1%). После того как было установлено такое совпадение, измерение скорости в дальнейших экспериментах не производилось, а величина 𝑎 определялась лишь фотографическим способом, что значительно упростило эксперимент.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
Выше были описаны методы, использованные нами при различных измерениях. Далее мы описали, каким образом оказалось возможным, используя прибор, изображенный на рис. 1, поддерживать постоянными давление и температуру воды в течение довольно длительного времени, необходимого для определения расхода воды, скорости, среднего радиуса струи и длины волны.
Прежде чем представить экспериментальные результаты, мы должны обратить внимание на некоторые специальные условия, существовавшие при определении искомой длины волны и связанные с тем, что найденное её значение было различным на разных расстояниях от отверстия. Чтобы непосредственно продемонстрировать это, мы начнём с описания четырёх опытов (каждый из которых был проведен на четырёх трубках), произведенных при напоре порядка 100 см. При этом были определены значения длины волны на всей длине струи, начиная от выходного отверстия и вплоть до того места, где она ещё оставалась стабильной. Результаты представлены в приведенной ниже табл. 2.
Как видно, разности между последовательными показаниями не постоянны, но возрастают, достигают максимума и снова медленно уменьшаются. То же самое можно видеть и из данных табл. 3. В этой таблице цифры в столбцах «средние значения» вычислены на основании данных предыдущей таблицы путём простого пересчёта.
Непостоянство этих разностей возникает в результате многих причин, среди которых имеются и такие, влияние которых может быть непосредственно учтено. Первой такой причиной является искривление струи, которое приводит прежде всего к тому, что найденные разности не равны действительной длине волны (см. стр. 37), а также к тому, что скорость и поперечное сечение оказываются не одинаковыми в различных частях исследованного участка струи. Вторая причина заключается в уменьшении амплитуды волны, которое влияет на длину волны согласно формуле (78). Столбцы «исправленные значения» в табл. 3 содержат значения длин волн на разных расстояниях от отверстия, относящиеся к горизонтальной струе, которая имеет те же значения скорости и поперечного сечения, что и исследованная струя на её горизонтальном участке при колебаниях с бесконечно малыми амплитудами.
Таблица 2
Трубка
I
II
III
IV
Температура, °С
11,82
11,73
11,76
11,80
Расстояние от отверстия
горизонтальной
части струи,
см
26,3
29,4
28,9
34,6
Расход воды,
см³/сек
6,100
7,678
7,720
8,649
Средний радиус
струи в
горизонтальной
части,
см
0,06755
0,07554
0,07595
0,08010
По
ка
за
ни
я
го
ри
зо
нт
ал
ьн
ой
ли
не
йк
и
(
см
),
сн
ят
ое
с
то
чн
ос
ть
ю
0,
00
5
см
Отверстие
0,0
0,0
0,0
0,0
Пучность
I
0,99
2,39
2,375
2,555
2,03
2,545
2,525
2,76
»
II
3,02
4,935
4,90
5,315
2,125
2,56
2,56
2,765
»
III
5,145
7,495
7,46
8,08
2,155
2,575
2,58
2,795
»
IV
7,30
*10,07
*10,04
10,875
2,17
2,605
2,605
2,83
»
V
*9,47
12,675
12,645
13,705
2,18
2,635
2,62
2,85
»
VI
11,65
15,31
15,265
*16,555
2,195
2,65
2,63
2,87
»
VII
13,845
17,96
17,895
19,425
2,215
2,65
2,64
2,885
»
VIII
16,06
20,61
20,535
22,31
2,215
2,655
2,645
2,895
»
IX
18,275
23,265
23,18
25,205
2,22
2,66
2,65
2,90
»
X
20,495
25,925
25,83
28,105
2,22
2,66
2,655
2,90
»
XI
22,715
**28,585
**28,485
31,005
2,225
2,655
2,655
2,90
»
XII
24,94
31,24
31,14
**33,905
2,225
2,66
2,655
2,90
»
XIII
**27,165
33,90
33,795
36,805
2,225
2,655
2,655
2,90
»
XIV
29,39
36,555
36,45
39,705
2,22
2,65
2,65
2,895
»
XV
31,61
39,205
39,10
42,60
2,225
2,65
2,65
2,895
»
XVI
33,835
41,855
41,75
45,495
Амплитуда b/a
в пучностях,
обозначенных
через
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
*
0,0417
0,0699
0,0640
0,0382
**
0,0258
0,0472
0,0432
0,0276
Таблица 3
Расстояние
от отверстия,
см
I
II
III
IV
Средние
значения
Исправл.