Опыты над узловыми линиями твердых тел, начатые им в 1820 г. и производившиеся в 1824 г., он закончил в 1837 г.2. Если посыпать поверхность продольно колеблющегося стержня тонким сухим песком, то получается известное число узловых линий, расположенных перпендикулярно к длине бруска, причем на одной стороне стержня эти линии располагаются так, что они оказываются по середине промежутков между узловыми линиями противоположной стороны. Число этих узловых линий тем больше, чем толще, при прочих равных условиях, стержень. На четырехугольных и цилиндрических стержнях узловые линии противоположных сторон могут соединяться в винтовые линии, как показывают приложенные рисунки. Так как зависимость узловых линий от размеров стержня та же, что и «при поперечных колебаниях, то Савар пришел к выводу, что узловые линии вызываются поперечными колебаниями, сопровождающими продольные, и объяснил это следующим образом (черт. 11). Когда продольно колеблющийся стержень сокращается по своей длине, образуются изгибы, как при поперечных колебаниях, но эти изгибы не могут перейти на противоположную сторону, так как следующее за сокращением растяжение уничтожает изгиб. Таким образом, изгиб происходит как половинное колебание. Взаимное расстояние узловых линий даже при одном и том же опыте не везде одинаково, что происходит вследствие неоднородности внутреннего строения тел. Если равномерный по своей структуре стержень немного согнуть, а затем перед опытом более или менее выправить, то узловые линии изменяются; для этого также достаточно сжать брусок посредине пальцами.
Чертеж 11 Поразительна величина силы, развиваемой продольными колебаниями, если ее сравнить с незначительностью тех усилий, которыми она вызывается. Так, например, если по стеклянной трубке в 2—3 м длины с поперечником в несколько миллиметров слабо провести мокрыми пальцами, она начинает быстро втягивать в себя лежащий в ней свинцовый шарик даже вопреки силе тяжести. Свободно подвешенный шарик отталкивается с большой силой концом колеблющегося стержня. Для того чтобы стеклянный стержень длиною в 0,968 м и толщиной в 29,10 мм получил удлинение, вызываемое в нем продольными колебаниями, нужно было бы приложить к нему силу не менее 900 кг; действительно, это удлинение составляет 0,210 мм. Поэтому стеклянные трубки и палочки в 2—3 м длины очень легко разламываются, когда колебания достигают известной величины.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «УЗЛОВЫЕ ЛИНИИ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ» з дисципліни «Історія фізики»
