Ca mișcare 1987 frunze de ceai într-un pahar Aslamazov l

Cum să se mute frunzele de ceai într-un pahar

Ia un pahar de ceai, ceai se amesteca bine cu o lingura, apoi trageți-l afară. Apa se oprește treptat, iar frunzele de ceai se vor aduna în centrul de partea de jos a paharului. Ceea ce le face „vin de funcționare“ la centru? Pentru a răspunde la această întrebare, să găsească mai întâi ce fel de forma ia suprafața apei, se rotește într-un pahar.

Din experiența este evident că suprafața lichidului este curbată. Este ușor de înțeles de ce acest lucru se întâmplă. Pentru particulele de apă ale mișcării de rotație, rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra fiecărei particule trebuie să creeze accelerație centripetă. distinge Mental în interiorul fluidului la o distanță r de axa de rotație a greutății cub # 916; m (a se vedea figura 1, și ..). Când viteza unghiulară cu o accelerație centripetă egală zaruri # 969; 2 r. Această accelerare este generat de diferența de forțe de presiune care acționează asupra sucului (stânga și dreapta) cubul. Prin urmare,

unde # 916; S - suprafața feței laterale a cubului. Presiuni P1 și P2 sunt definite de distanțele H1 și H2 la suprafața liberă a lichidului:

unde # 961; - densitatea lichidului, g - accelerare liberă cădere. Deoarece forța F1 trebuie să fie mai mare decât forța de F2. apoi, în consecință, trebuie să fie mai mare decât h2 h1. adică suprafața liberă în timpul rotației lichidului trebuie să fie îndoit așa cum este prezentat în Fig. 1. viteza mai mare, cu atât mai puternic curbate suprafață.

Puteți găsi forma suprafeței curbată a lichidului. Este un paraboloid, adică de suprafață, care taie - parabole. (Arată-l pe cont propriu.)

Atâta timp cât vom preveni lingura de ceai, susținem rotația fluidului. Dar dacă lingura scoasă din sticlă, datorită frecării dintre straturile individuale ale lichidului (vâscozitatea) și frecarea pereților și energia cinetică a fundului cupei va trece în căldură, iar lichidul opri treptat.

Odată cu scăderea rotație suprafeței lichidului de viteză este îndreptat. Astfel, curenții turbionari apar în interiorul lichidului, a cărui direcție este prezentată în Fig. 1b. Originea curenților turbionari din cauza lichidului de frână neuniformă în duza de jos și la suprafața liberă. La o adâncime, datorită frecării mari pe fundul sticlei, lichidul este frânat mai puternică decât la suprafață. De aceea, particulele lichide, care sunt la aceeași distanță față de axa de rotație sunt diferite viteze - cel mai aproape de partea de jos a sticlei, cu atât mai puțin viteza. O forță de presiune rezultantă „lateral“, care acționează asupra acestor particule, una și aceeași. Această forță nu poate pe toată adâncimea necesară pentru a provoca accelerare centripete (în cazul rotației întreaga masă a lichidului, cu aceeași viteză unghiulară). La suprafață, viteza unghiulară este prea mare, iar particulele de apă aruncate la pereții sticlei; în partea de jos a vitezei unghiulare este mică, iar forțele de presiune care rezultă determină apa să se deplaseze spre centru.

Acum înțeleg de ce frunzele de ceai sunt colectate în centrul de partea de jos a sticlei (Figura 2) - acestea sunt dependenți să apară în timpul frânării prin curenți turbionari. Desigur, o astfel de revizuire - destul de simplist, dar reflectă cu acuratețe esența fenomenului.