Страница 3 из 10

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 09:11
Pyotr
Anik писал(а):Source of the post
sergeyn91 писал(а):Source of the post
О каком моменте импульса может идти речь? До открытия сливного отверстия ванны, вода находится в состояниии покоя относительно ее внутренних стенок.
Вы уверены в том, что момент импульса в ванне был нулевым?
Как бы долго вода ни стояла в ванне, наличие конвективных потоков воздуха или воды в ванне из-за неоднородности температур приведут к некоторым потокам воды в ванне.
Кинетический момент воды при сливе не изменяется, а вот угловая скорость закрутки воды и кинетическая энергия воды возрастают при её перемещении к центру сливного отверстия.
Это можно доказать. Вы попробуйте решить задачу с двумя одинаковыми массами вращающимися на нити, которую я вам предлагал.


Pyotr писал(а):Source of the post Ванна не осесимметрична, сливное отверстие находится не в центре - вот факторы, которые приводят к появлению на периферии небольшого момента импульса.
Даже не важно, какие факторы приводят к ненулевому начальному моменту импульса. Главное в том, что он всё-таки есть!

Думаю, все-таки, для идеально осесимметричной ванны с осесимметричным отверстием в ее центре врашения не будет.

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 09:19
Anik
Pyotr писал(а):Source of the post Думаю, все-таки, для идеально осесимметричной ванны с осесимметричным отверстием в ее центре врашения не будет.
Да! Это следует из законов симметрии. Если всё симметрично, то нет причин для закрутки в какую-либо определённую сторону.

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 11:33
spartak
Anik писал(а):Source of the post
Тут один шарлатан показывает различное направление вращения воды в разных полушариях Земли.
Комментировать даже неохота... Фокус очевиден!
И что вас в этом удивляет ? В чем вы видите фокус ?

Уже образованная воронка поддерживает сама себя, как и торнадо.
Но вращение может быть в любом направлении, куда был направлен первоначальный толчек.
Попробуйте у себя в ванной эксперимент провести - раскрутите сначала в одну, а затем в другую сторону. В обоих случаях воронка будет вполне устойчива.

Anik писал(а):Source of the post
Pyotr писал(а):Source of the post Думаю, все-таки, для идеально осесимметричной ванны с осесимметричным отверстием в ее центре врашения не будет.
Да! Это следует из законов симметрии. Если всё симметрично, то нет причин для закрутки в какую-либо определённую сторону.
Без ощутимого внешнего первоначального толчка-запуска, этим толчком будет кориолисова сила, которая на экваторе равна нулю. При смещении с экватора и при отсутствии других возмущений воронка раскрутится в сторону в соответствии с силой Кориолиса.

Кстати, вот микроГЭС на этом явлении.

Изображение

Изображение

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 11:43
Anik
spartak писал(а):Source of the post
Anik писал(а):Source of the post
Тут один шарлатан показывает различное направление вращения воды в разных полушариях Земли.
Комментировать даже неохота... Фокус очевиден!
И что вас в этом удивляет ? В чем вы видите фокус ?
А фокус (т.е. обман) в том, что он причину закрутки воды в разных направлениях выдаёт как перенос ванны в якобы различные полушария, хотя на самом деле он сам закручивает воду в нужном ему направлении выливая из ведра.

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 11:48
grigoriy
spartak писал(а):Source of the post
Anik писал(а):Source of the post
Тут один шарлатан показывает различное направление вращения воды в разных полушариях Земли.
Комментировать даже неохота... Фокус очевиден!
И что вас в этом удивляет ? В чем вы видите фокус ?

Это и на фокус не тянет. Фокусник всё-таки имеет какой-то секрет, невидимый зрителю.
А здесь очевидное наглое надувательство, рассчитанное на невежество зрителей.
Настолько очевидное, что, прав anik, даже комментировать не хочется.

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 12:00
Anik
spartak писал(а):Source of the post

Кстати, вот микроГЭС на этом явлении.

Изображение
На каком таком этом явлении?

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 12:14
spartak
Anik писал(а):Source of the post
spartak писал(а):Source of the post

Кстати, вот микроГЭС на этом явлении.

На каком таком этом явлении?


sergeyn91 писал(а):Source of the post
Весьма интересное явление. Сам его неоднократно наблюдал.

Мехнанизм данного явления мне непонятен.

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 13:37
Anik
Итак: изолированная система двух одинаковых масс $$m$$ связанных нитью длины $$L$$ вращается (естественно вокруг ц.м., т.е. точки, лежащей в середине нити), имея начальный кинетический момент $$H$$.
Нить натянута центробежными силами $$F=m\omega^2R=\frac{mv^2}{R}$$.
Эта сила работы не совершает, если нить не изменяет длину, т.к. сила направлена перпендикулярно вектору скорости и перемещению.
Если нить сокращает длину, то будет совершаться работа против центробежных сил инерции. Эта работа и приводит к увеличению кинетической энергии системы. Теперь масса будет перемещаться по спирали к центру вращения, а на неё будет действовать кориолисова сила инерции, равная ***$$2m[\vec\omega \vec v_r]$$. Вот эта кориолисова сила инерции, направленная в сторону вектора линейной скорости массы, и будет ускорять эту массу. Здесь мы рассматривали движение элементарной массы как сложное, состоящее из переносного (вращение $$\vec\omega$$) и относительного (перемещение по радиусу к центру $$\vec v_r$$) движений.

Теперь найдём зависимость угловой скорости вращения масс от длины нити, пользуясь общими теоремами механики.
$$H=\omega J;$$ $$J=mL^2/2.$$
При изменении длины нити кинетический момент (момент импульса) системы не изменяется.
$$\omega=\frac{2H}{mL^2}$$
Мы видим, что при сокращении длины нити угловая скорость возрастает. Она обратно пропорциональна квадрату длины нити.

Можно рассмотреть ещё как изменяются: натяжение нити и кинетическая энергия системы в зависимости от длины нити. Но, это в другом сообщении, а то длинные посты не читают...

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 13:57
sergeyn91
Anik писал(а):Source of the post
При изменении длины нити кинетический момент (момент импульса) системы не изменяется.
$$\omega=\frac{2H}{mL^2}$$
Мы видим, что при сокращении длины нити угловая скорость возрастает. Она обратно пропорциональна квадрату длины нити.

Ну и какую величину момента импульса подставлять в полученную вами формулу?

Закрутка струи жидкости

Добавлено: 21 янв 2014, 14:53
Anik
sergeyn91 писал(а):Source of the post
Anik писал(а):Source of the post
При изменении длины нити кинетический момент (момент импульса) системы не изменяется.
$$\omega=\frac{2H}{mL^2}$$
Мы видим, что при сокращении длины нити угловая скорость возрастает. Она обратно пропорциональна квадрату длины нити.

Ну и какую величину момента импульса подставлять в полученную вами формулу?
А ту, которая имеется перед тем, как откроется отверстие. Это начальное значение момента импульса. Чему равно это значение трудно сказать, но, маловероятно, что оно равно нулю.

В предыдущем сообщении у меня ошибка. Я говорил о кориолисовой силе, а выражение написал для кориолисова ускорения. Нужно было ускорение домножить на массу $$m$$.

Сила кориолиса $$F_k=2m[\vec\omega\vec v_r]$$. Здесь векторное произведение.