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. Isolate mental în interiorul lichidului la o distanță de axa de rotație a greutății cub (vezi. Fig. 1.1, a). Când viteza unghiulară este egală cu cubul de accelerație centripetă Această accelerare este generată de diferența forțelor de presiune care acționează pe fețele laterale (stânga și dreapta) zaruri. Prin urmare,

în cazul în care - zona laterală a cubului. Presiunea determină distanța până la suprafața liberă a lichidului:

în care - densitatea lichidului, - accelerația gravitațională. Deoarece forța trebuie să fie mai mare decât puterea, prin urmare, ar trebui să fie mai mult decât atât este suprafața liberă a lichidului în timpul rotației trebuie să fie îndoit așa cum este prezentat în Fig. 1.1. Cea mai mare viteza, suprafața mai curbată.

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 eliminați lingura din cupa, datorită frecării dintre individ

straturi de lichid (vâscozitatea) și frecarea pereților și energia cinetică a fundului cupei va trece în căldură, iar lichidul opri treptat.

Fig. 1.1: a - forțe hidrostatice care acționează asupra elementului de volum al unui fluid rotativ.

b - turbionar curenții care apar atunci când decelerării.

Odată cu scăderea rotație suprafeței lichidului de viteză este îndreptat. Astfel, curenții turbionari apar în interiorul lichidului, a cărui direcție este prezentată în Fig. 1.1 b. 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 1.2.) - acestea sunt dependenți să apară în timpul frânării prin turbionar

fluxuri. Desigur, o astfel de revizuire - destul de simplist, dar reflectă cu acuratețe esența fenomenului.

Fig. 1.2: Experiment într-un pahar de ceai. curenți turbionari colecta frunze de ceai în mijlocul de jos.