6.10. Течение через отверстие.
Если
есть функция
то и
является функцией
и иногда бывает полезно воспользоваться этой формой связи между
Пусть
тогда
Исключив
мы получим уравнение
из которого следует, что линии тока
являются софокусными гиперболами, большие и малые полуоси которых равны соответственно
, а фокусы расположены в точках
(рис. 104).
Рис. 104.
Если мы примем цилиндры, направляющими которых являются эти гиперболы, за фиксированную границу, то мы получим картину течения жидкости через отверстие, образованное этими цилиндрами. В предельном случае, взяв гиперболу, вырождающуюся в две прямые
мы получим течение через отверстие ширины
в плоской пластине. Однако этот предельный случай не соответствует физической картине течения, так как на краях отверстия скорость обращается в бесконечность.
Для доказательства этого мы используем следующее выражение для скорости:
На краях отверстия в точках
и
мы имеем
или
Таким образом,
следовательно, скорость обращается в бесконечность.