Эмблема IPhO
3/10Эмблема IPhO — задача V.
На рисунке ниже изображена эмблема Международной физической олимпиады.
На рисунке показано явление искривления траектории струи жидкости вокруг цилиндрической поверхности. Траектория жидкости идёт не по ожидаемой штриховой линии, а по круговой сплошной линии.
Качественно объясните это явление (впервые наблюдавшееся румынским инженером Анри Коандэ в 1936 году).
Эта задача не учитывается в общем зачёте олимпиады. Лучшее решение будет отмечено специальным призом.

На рисунке — надписи по-румынски: A XIV-A OLIMPIADA INTERNATIONALA DE FIZICA, 5-14.07.1983, BUCURESTI, ROMANIA — XIV Международная физическая олимпиада, 5–14.07.1983, Бухарест, Румыния (большие буквы O, I, F — начальные буквы слов).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПодумайте, что происходит с окружающим газом между струёй и поверхностью: струя увлекает его частицы, а восполнить их там нечем.
ОтветСтруя увлекает частицы окружающей среды; между струёй и поверхностью они не восполняются, давление там становится меньше, чем с другой стороны струи, и разность давлений прижимает струю к поверхности — струя следует её форме (эффект Коандэ).
РешениеПусть жидкость (текучая среда) находится в резервуаре при постоянном давлении. Если тонкая струя жидкости (газа или жидкости) малого круглого или прямоугольного сечения выходит из резервуара через сопло в окружающую среду, частицы среды увлекаются струёй. Другие частицы среды притягиваются к струе.
Если струя течёт над большой поверхностью, частицы среды над струёй и частицы, находящиеся между струёй и поверхностью, увлекаются струёй. Плотность частиц над струёй остаётся постоянной благодаря вновь поступающим частицам, но частицы между поверхностью и струёй не могут быть восполнены. Между верхней и нижней сторонами струи возникает разность давлений, прижимающая струю к поверхности. Если поверхность искривлена, струя будет следовать её форме.
На левом изображении рисунка ниже показано обычное течение струи жидкости, выходящей через сопло из резервуара с высоким постоянным давлением. Конечное давление жидкости равно давлению среды.
На правом изображении рисунка ниже показано течение жидкости над большой поверхностью. Струя «прилипает» к поверхности.

Процесс отклонения струи увеличивает скорость струи без какого-либо изменения её давления и температуры.
Во время испытаний первого реактивного самолёта в Париже в декабре 1936 года румынский инженер Анри Коандэ первым наблюдал это явление, возникавшее, когда пламя двигателя проходило через закрылок.
Эмблема олимпиады иллюстрирует течение жидкости по Коандэ.
Профессор Делия Давидеску (Национальный департамент оценки и экзаменов, Министерство образования и исследований, Бухарест, Румыния); профессор Адриан С. Дафинеи, PhD (физический факультет Бухарестского университета, Румыния).
Похожие задачи
- Водомётный катер Физтех 2023/24, 11 кл.
- Скорости течения жидкостей Интернет-олимпиада 2022/23, 10 кл.
- Скорости течения жидкостей Интернет-олимпиада 2022/23, 11 кл.
- Скорости течения жидкостей Интернет-олимпиада 2022/23, 7 кл.
- Скорости течения жидкостей Интернет-олимпиада 2022/23, 8 кл.
- Скорости течения жидкостей Интернет-олимпиада 2022/23, 9 кл.