Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 对S水管的一点想法   (转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Jul  1 09:01:42 2003)

发信人: wenty (场), 信区: Physics
标  题: 我对S水管的一点想法
发信站: 南京大学小百合站 (Sat Jun 28 22:44:22 2003)


假设S水管的机械转动阻力可以忽略，当S水管转动平稳后，水在流入S管前后是动量守恒的

，因此无论是喷水还是吸水两管口处的水流相对于地面的速度V必通过转轴。设Vs表示S管

相对于地面的速度，Vw表示水相对于S管的速度(方向沿管口的切向）。V=Vs+Vw.从而易知

喷水时逆时针转（S)，吸水是顺时针转。

但是又一个问题我仍想不通，对于简单的直角水管“┗┓”，按照前面wu0xi所说的两个因

素（“事实上一方面水进入管子变向的冲量使得管子与草坪上同向转动；而考虑伯努力原

理，管口的水压较小，相对管口正对的那块管子的铁皮（可能正好是拐角部分）近似是静

水水压较大，那么转动结果相反。”），经过简单计算发现前者的转矩是后者的两倍，因

此合力矩应是逆时针方向，这与平稳转动后为顺时针转动相矛盾，不只哪儿错了？

发信人: wu0xi (wuxi), 信区: Physics
标  题: Re: 我对S水管的一点想法
发信站: 南京大学小百合站 (Sun Jun 29 02:20:29 2003)

妙极妙极，忽略水管子自身的质量确实一下子得出喷射出水方向过轴线。但是有些
问题可能比较好玩：1）从图中看出当d趋向0时，如果出射速度不变（和泵射功率相
关），旋转速度将趋向无穷。2）即使可以忽略管子质量，但伸出去的管子里面的水
质量很难不考虑，当然设计一个特怪的机械结构也可以把水质量忽略。
http://bbs1.nju.edu.cn/showfile?name=Resize_of_绘图2.jpg

前面我倒是忘了定量计算一下，算了一下发现果然如wenty兄所说：“前者的转矩是
后者的两倍”。但是解决那个矛盾正是前面沙鸥兄想到的：在水中，既然要考虑伯努
力原理就要与环境（水）发生动量交换关系，而不像空气中那样，其实还有一些问题
我没想明白，反正我相信说“不能反演”是有道理的。

前面还有一份帖子中提到水从细管突变到无穷大能量损失一半，是不是就是说不在是
用伯努力能量守恒模型下的结论了，也不知如何得出的，是不是建议伯努力公式进行
能损下的修正。

其实对于伯努力公式正式我对这个问题讨论中最不满的地方。这种情况用伯努力公式
实在是糟糕得紧。这里得细管自然是抽水管，而粗管内壁是由容器内壁和细管得外壁
组成的。由于细管是转动的，不管以何为参照物，粗管与细管总不是相对静止的。即
对于粗管出水口形成的源时时在变因此，即使
1）能量损失不计
2）即使对于太粗的怪形怪状的管子，压强是有分布的这也暂不计
但由于两段管子之间有相对运动，可能稳恒的水流都不能形成。

所以觉得对于定性分析，虽对这个“力矩差一半”不太相信，但也不失一种解释，当
然我对它的信任度较低，还是不放弃试验求证；对于定量计算转动速度，用伯努力原
理模型太差了，我觉得是否有必要进一步研习流体力学。

今天下午要走了，顺便和这里的朋友作个别，一个月来觉得这里还是蛮好玩的，只是
对斑竹有小小的一点点一点点的意见。^_^  开个玩笑。  可惜大家的指教可能近半
年看不到了，不过我觉得自己所学实在不够专业，正好借机会多多看书，免得别人教
我呢确是听不懂。
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