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再访喷头:马赫推进中的动量、力和流动

流体动力学 2011-07-07 v4 物理教育 物理学史与哲学

摘要

自1883年恩斯特·马赫开始,许多实验者报告称,如果一个装置交替吸入然后排出周围流体,其运动方向与仅排出流体时相同。这一令人惊讶的现象,我们称之为“马赫推进”,可以用动量守恒解释:流出流有效地将动量从装置转移到周围介质中,而流入流只能通过粘性扩散实现这一点。然而,许多先前的理论讨论侧重于流出流和流入流形状的差异。尽管基于守恒的论证直接且完整,但对流动形状的分析更为微妙,并且首先需要守恒。我们的讨论涵盖了通常被分开处理的三种装置:反向喷头(也称为逆向或费曼喷头)、噗噗船和吸入式悬臂梁。然后,我们简要提及了马赫推进的一些应用,范围从微工程到天体物理学。

关键词

引用

@article{arxiv.0908.3190,
  title  = {Sprinkler Head Revisited: Momentum, Forces, and Flows in Machian Propulsion},
  author = {Alejandro Jenkins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0908.3190},
  year   = {2011}
}

备注

11 pages, 9 figures. v4: Replaced to match version to appear in the European Journal of Physics. (Minor improvements to presentation, added hyperlinks for references.)