De ce, atunci când se amestecă ceai, frunzele de ceai sunt colectate în centrul cupei, fizportal

Frunze de ceai în ceai.

333. De ce, atunci când se amestecă ceai, frunzele de ceai sunt colectate în centrul cupei? Aparent, aceasta ar putea fi explicată prin efectul forței centrifuge, dar într-o centrifugă, elementele mai grele sunt îndepărtate de axa de rotație. Cum putem explica un astfel de comportament misterios al frunzelor de ceai?

răspundă:
Datorită diferenței în pereții ceașcă de ceai presiuni și în jurul axei de rotație, rotație ceai în jurul unei axe care trece prin centrul cupei, există o accelerație centripetă egală cu raportul dintre forța rezultantă la masa de frunze de ceai.
Această diferență de presiune, de asemenea, duce la formarea unui alt, așa-numitul flux secundar, care colectează frunzele de ceai în centrul cupei. Luați în considerare două straturi de ceai orizontale - superioară și inferioară.
In ambele straturi presiunea cu distanța de la centrul crește. Dar, în stratul inferior pentru a furniza accelerația centripetă necesită o diferență de presiune mai mică, din cauza frecării pe fundul unei cești de ceai în acest strat nu se poate roti la fel de repede ca și în partea de sus. Astfel, în ambele straturi există o diferență de presiune, dar stratul superior peste ea. Orice cantitate mică de ceai, care a fost inițial la marginea superioară a stratului, rotit nu numai în jurul axei centrale, dar datorită diferenței de presiune la peretele cupelor în straturile superioare și inferioare coboară de-a lungul peretelui la fund.
În același timp, fluxul de fluid are loc în sus de-a lungul axei centrale, care apoi diverge radial spre marginea stratului superior. Prin urmare, în plus față de rotația are loc întotdeauna ceaiul se deplasează din stratul superior al marginii inferioare spre margine și de acolo la centrul stratului inferior, apoi până la mijlocul stratului superior și în final la marginea stratului superior.
Frunzele de ceai situate pe fundul paharului, sunt dependenți de acest flux secundar și colectate în centrul cupei, din care se ridică lichide.

Amestecând apă dă particulelor într-un pahar oarecare ω viteza unghiulară. Distribuția presiunii în lichidul va varia conform legii
p = p0 + (ρω 2/2) × r 2.
unde p0 - presiunea axei vasului și ρ - densitatea fluidului. suprapresiunii fluidului echilibrează presiunea cauzată de nivelul lichidului din marginile de sticlă în exces. După agitarea sa oprit din cauza frecării cu fundul scade viteza de rotație vas lichid, cu atât mai mare departe elementul lichid este de axa. Acum, presiunea în exces cauzată de rotația echilibrează greutatea coloanei de lichid din marginile containerului. Prin urmare, există o simetrie lichidă circulație axa STI în sus și în jos de-a lungul marginilor laterale. Prin urmare, frunzele de ceai sunt colectate în centrul cupei.