Newtonovo vědro

27. leden 2009 | 06.00 |

Při svém slavném pokusu nechal Newton roztáčet vědro naplněné vodou a zavěšené na stočeném laně a pozoroval, jak se mění tvar vodní hladiny. Protože voda je vazká newtonská kapalina, zůstává její hladina zpočátku vodorovná a nehybná. Postupně se pak dostává do pohybu, jak přejímá hybnost od stěn vědra a nakonec se pohybuje spolu s vědrem. Její hladina zaujme přitom tvar rotačního paraboloidu.

Pokud budeme tento tvar vysvětlovat z hlediska vztažné soustavy spojené s rotujícím vědrem působí na částice kapaliny tíhová síla a síla odstředivá. V rovnovážném stavu musí být výslednice těchto sil kolmá k hladině – a to je kolmice k parabole.

Vysvětlit parabolický tvar z hlediska inerciální soustavy je mnohem těžší. V této soustavě totiž nepůsobí žádná odstředivá síla, kapalina se však pohybuje a uplatňují se síly vnitřního tření, kterými se postupně přenáší pohyb od stěn vědra k vrstvám směrem k ose. Dno vědra svým třením vede dokonce ke vzniku vertikálních proudů. Tímto problémem se zabýval i Einstein a občas bývá označován jako problém, proč se čajové lístky usazené na dně hrníčku při míchání soustřeďují u osy, místo aby byly odstředivou silou hnány k okraji hrníčku. Řešením poměrně složité pohybové rovnice vazké newtonovské kapaliny vyplyne rovněž hledaný tvar rotačního paraboloidu hladiny.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (1x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Související články

žádné články nebyly nenalezeny

Komentáře

RE: Newtonovo vědro titan 09. 03. 2012 - 10:33