Пока размешиваешь, чаинки двигаются за ложкой. А когда ложку вынимаешь -тогда они собираются в центре, и воронка в середине стакана исчезает тоже. А почему -знаете?
правильный ответ лежит в области гидродинамики
центробежная сила -точнее
а куда будет направлен градиент давления и почему?
Плотность разная? а градиент перпендикулярно к стенкам? моё хоби писать с ошипками Аз Есь`м
Пока мы тут размешиваем чай, я дополню ответ на вопрос, который задала Анфиса -про наложение радуг. Как Антон уже сказал, по физике там всё просто- никакой интерференции и прочих интересных эффектов не будет, а тот цвет, который мы в итоге увидим, при наложении радуг, полученных преломлением света от двух источников примерно одинаковой мощности(или цветов от других источников) будет определяться согласно особенностям нашего мозга. А как именно - было сформулировано еще Ньютоном в "Законе смешения цветов". Мне кажется -это интересно:
Смешение цветов Воспринимаемые нами в природе цвета получаются обычно в результате воздействия на наш глаз волн различной, а не одной какой - нибудь длины. Эти различные волны, совместно воздействуя на глаз, и порождают тот или иной видимый нами цвет. Видимые нами в естественных условиях цвета являются, таким образом, результатом смешения цветов, На основе работ И. Ньютона Г. Грассманом были выведены следующие основные законы смешения цветов:
Первый закон. Для каждого хроматического цвета имеется другой цвет, от смешения с которым получается ахроматический цвет. Такие пары цветов называются дополнительными. Дополнительными цветами являются: красный и голубой - зеленый; оранжевый и голубой; желтый и индиго - синий; желто - зеленый и фиолетовый; зеленый и пурпурный.
Второй закон. Смешивая два цвета, лежащие ближе друг к другу, чем дополнительные, можно получить любой цвет, находящийся в спектре между данными двумя цветами.
Третий закон. Две пары одинаково выглядящих цветов дают при смешении одинаково выглядящий цвет независимо от различий в физическом составе смешиваемых цветов. Так, серый цвет, полученный от смешения одной пары дополнительных цветов, ничем не отличается от серого цвета, полученного от любой другой пары.
Говоря о смешении цветов, разумеют прежде всего оптическое смешение, возникающее в результате того, что различные цветовые раздражители одновременно или в очень быстрой последовательности раздражают один и тот же участок сетчатки.
Помимо этого смешения цветов надо учесть еще пространственное смешение цветов, которое получается при восприятии различных цветов не во временной, а в пространственной смежности. Если посмотреть на определенном расстоянии на небольшие, соприкасающиеся друг с другом цветные пятна, то эти пятна сольются в одно пятно, которое будет иметь цвет, получившийся от смешения этих малых цветовых пятен.
Причиною слияния цветов является светорассеяние и другие явления, возникающие вследствие несовершенства оптической системы человеческого глаза.
Вследствие этого несовершенства границы цветных пятен размываются, и два или более цветных пятна раздражают одно и то же нервное окончание сетчатой оболочки. В силу этого, когда мы смотрим, например, на какую - нибудь ткань в мелких цветных полосках или крапинках, она нам кажется одноцветной, окрашенной в цвет, получающийся в результате смешения различных представленных в ней цветов.
На этом пространственном смешении цветов основывается впечатление, которое производят ткани, сплетенные из разноцветных нитей. На этом же пространственном смешении цветов основывается и эффект, которым пользуются художники - пуантилисты (от слова pointe - точка) и импрессионисты, когда они дают цвет поверхностей посредством цветных точек или пятен.
Эксперименты Б. М. Теплова показали, что законы этого пространственного смешения цветов, имеющего большое применение в живописи и в ткацком деле, те же, что и законы оптического смешения цветов.
Существенный интерес представляет и так называемое бинокулярное смешение цветов.
Бинокулярным смешением цветов называется получение некоторого третьего цвета в результате раздражения каждого из глаз различными цветами. Если смотреть одним глазом на один цвет, а другим глазом на другой цвет, то мы увидим некоторый третий цвет, получившийся от бинокулярного смешения обоих цветов. Однако если оба цвета весьма несходны друг с другом (в особенности по светлоте), то бинокулярного смешения цветов не возникает, а получается своеобразная игра, в которой оба цвета воспринимаются поочередно. Это последнее явление называется борьбой полей зрения.
Если поверхность не является абсолютно гладкой, то ее микрорельеф можно рассматривать как большое число плоскостей, повернутых к наблюдателю под разными углами. Так как для правого и левого глаза углы различны и так как под разными углами зрения цвет поверхности изменяется, то возникает бинокулярное смешение цветов или же борьба полей зрения, создающая специфическое ощущение мерцания, блеска и колебания цвета в зависимости от микрорельефа поверхности.
Восприятие фактуры обусловлено в значительной степени именно описанными явлениями. Фактура тканей - бархата, шелка, полотна, шерсти - воспринимается в специфическом качестве, представляющем комплекс ощущений, возникающих вследствие бинокулярного смешения цветов и борьбы полей зрения в каждой отдельной точке воспринимаемой поверхности.
Восприятие природы насыщено этими ощущениями, которые придают особую динамичность, игру и живость нашим зрительным образам.
С. Л. Рубинштейн. Основы общей психологии. СПб., 1998.
18 Ноя 2009 08:31 Jabry писав(ла): Можно провести эксперимент и убедиться, что пока чай размешивается, то чаинки "падают"... но только к стенкам кружки! А через пару секунд после прекращения размешивания они внезапно, как по команде, начинают двигаться к центру. Что отдает эту команду чаинкам?
Антон, еще, чтоб полностью опровергнуть версию про центростремительное ускорение, можно поставить эту чашку с чаинками на быстро вращающийся диск (наподобие проигрывателя виниловых пластинок) -при этом никакого сбора чаинок в центре не будет, хотя в той системе уже точно будет работать центростремительное ускорение
Что касается -пока размешиваешь - то там может быть что угодно с чаинками -могут к стенке, могут в середине или в глубине -там же турбулентные потоки возникают. Ну хотя -это смотря как размешивать, вот у Джеков точно турбулентные
18 Ноя 2009 10:41 chunch0_barabanschik писав(ла): Плотность разная? а градиент перпендикулярно к стенкам?
Плотность разная -ну и что?)))
градиент перпендикулярно стенкам и дну, а в какую сторону направлен и почему? 1 відвідувач подякували Aurora_Borealis за цей допис
19 Ноя 2009 01:58 Aurora_Borealis писав(ла): Плотность разная -ну и что?)))
Ну как, значит молекулы воды круче чем молекулы чаинок, а так как дедовщину никто не отменял, то чаинки будут вытеснены на задний план .
Или вот: Скорость внешних потоков молекул больше внутренних, так как площадь чаинок несколько больше молекул воды то на ней действуют потоки с различными скоростями и тормозят их в следствии чего они перемещаются в центр
19 Ноя 2009 01:58 Aurora_Borealis писав(ла): градиент перпендикулярно стенкам и дну, а в какую сторону направлен и почему?
Наружу на верно моё хоби писать с ошипками Аз Есь`м
19 Ноя 2009 11:27 chunch0_barabanschik писав(ла): Или вот: Скорость внешних потоков молекул больше внутренних, так как площадь чаинок несколько больше молекул воды то на ней действуют потоки с различными скоростями и тормозят их в следствии чего они перемещаются в центр
Наружу на верно
Ну я не очень поняла про площади чаинок, но уже есть знакомые правильные слова -про скорость потоков)) так что еще немного, и всё станет ясно.
19 Ноя 2009 21:51 Aurora_Borealis писав(ла): Ну я не очень поняла про площади чаинок, но уже есть знакомые правильные слова -про скорость потоков)) так что еще немного, и всё станет ясно.
когда мы размешиваем чай, чаинки отстают от потока жидкости на так называемую "скорость оседания частиц", а так как плотность их больше воды, сила, действующая на частицы, направлена наружу; когда перестаем перемешивать - скорость частиц становится больше скорости воды, и вектор силы направляется к центру стакана
19 Ноя 2009 22:51 Aurora_Borealis писав(ла): Ну я не очень поняла про площади чаинок, но уже есть знакомые правильные слова -про скорость потоков)) так что еще немного, и всё станет ясно.
А если заменить слово "площадь" на "размеры" чаинок и сопоставить их с размерами элементарных струй ?
То есть на чаинку действуют два вида струй, более быстрые и более медленные, когда ложка ещё имеет власть над содержимым стакана градиент как ты говоришь направлен наружу перпендикулярно стенкам стакана, после прекращения приложения силы ложкой градиент наверное меняет направление в сторону вращения жидкости, и теперь из за разности скоростей более медленные потоки тормозят чаинку и перемещают её в центр Может так?
А на самом деле они смещаются в центр для того что бы было удобней пить моё хоби писать с ошипками Аз Есь`м
Насчет вогнутой поверхности - на каждую молекулу перемешиваемой воды действуют как минимум две силы - сила тяжести mg и центробежная сила - m*w*w*r (m-масса частицы w-угловая скорость, r-радиус, расстояние от частицы до центра воронки, g-ускорение свободного падения). Сила тяжести направлена вниз, центробежная сила - к боковой стенке сосуда, результирующая будет под углом к горизонту, тангенс угла равен отношению центробежной силы к силе тяжести.
21 Ноя 2009 08:14 Valdis1 писав(ла): Насчет вогнутой поверхности - на каждую молекулу перемешиваемой воды действуют как минимум две силы - сила тяжести mg и центробежная сила - m*w*w*r (m-масса частицы w-угловая скорость, r-радиус, расстояние от частицы до центра воронки, g-ускорение свободного падения). Сила тяжести направлена вниз, центробежная сила - к боковой стенке сосуда, результирующая будет под углом к горизонту, тангенс угла равен отношению центробежной силы к силе тяжести.
Совершенно верно! Теперь представьте, что мы перемешивать перестали, жидкость замедляется, а вогнутость поверхности исчезает.
Как должна двигаться вода в стакане, чтобы вогнутость исчезла? Для наглядности нарисуйте стакан в разрезе и покажите стрелочками как должна двигаться вода, чтобы "расправить" поверхность. И чаинки не забудьте точками изобразить, для правдоподобности.
21 Ноя 2009 16:49 Jabry писав(ла): Совершенно верно! Теперь представьте, что мы перемешивать перестали, жидкость замедляется, а вогнутость поверхности исчезает.
Как должна двигаться вода в стакане, чтобы вогнутость исчезла? Для наглядности нарисуйте стакан в разрезе и покажите стрелочками как должна двигаться вода, чтобы "расправить" поверхность. И чаинки не забудьте точками изобразить, для правдоподобности.
Наверное, многие уже поняли, что секрет чаинок лежит в вогнутости поверхности вращающейся воды в стакане. Чтобы "разогнуться" в плоскую поверхность, вода в стакане должна сдвинуться вдоль стенок вниз - вдоль дна к центру и вдоль центральной линии вверх. Это движение воды и собирает чаинки, находящиеся вблизи дна, к центру.
О, заговорили про чай и мне вспомнилось. Не знаю как правильно обьяснить вопрос. Есть у меня дурная привычка, когда наливаю жидкость в сосуд, о чем-то думать и естесственно переливаю через край, жидкость, как и положено вытекает за края сосуда, часть вытекает на стол, а оставшийся излишек жидкости, как бы застывает за краями сосуда где-то на миллиметр или чуть меньше, то есть получается что-то вроде как чашка, в которую налили жидкости с чуть-чуть горкой. Надеюсь, примерно объяснила чего имела ввиду? Почему она не растекается? Вода держится над краями сосуда за счет тех же законов, что и твердые и сыпучие вещества или по другим? Или это обман зрения(ну типа глазки косенькие или еще чего). I`m not crazy (well.... maybe little)! I`m just bored!
29 Ноя 2009 13:58 Jabry писав(ла): Да, это поверхностное натяжение. Поверхность воды похожа на поверхность воздушного шарика, который стягивает свое содержимое. Особенно это хорошо заметно в каплях воды, реже это замечается в таких явлениях, когда поверхность воды в кувшине оказывается чуть выше уровня его краев.
Высота жидкости над поверхностью стакана соразмерима с т.н. "капиллярной постоянной жидкости" =корень(2*поверхностноенатяжение/(d1-d2)/g)), где d1 и d2 - плотность жидкости и газа; для воды при 20 град равно 0, 38 см.
29 Ноя 2009 18:25 Valdis1 писав(ла): Высота жидкости над поверхностью стакана соразмерима с т.н. "капиллярной постоянной жидкости" =корень(2*поверхностноенатяжение/(d1-d2)/g)), где d1 и d2 - плотность жидкости и газа; для воды при 20 град равно 0, 38 см.
Хм, почти 4 мм - не много ли?
Вообще, тут может быть интересный эксперимент. Мыло и моющие средства уменьшают поверхностное натяжение воды, поэтом буквально капля средства для посуды способна пролить воду, которая удерживается поверхностным натяжением над кувшином.
29 Ноя 2009 21:18 Jabry писав(ла): Хм, почти 4 мм - не много ли?
Вообще, тут может быть интересный эксперимент. Мыло и моющие средства уменьшают поверхностное натяжение воды, поэтом буквально капля средства для посуды способна пролить воду, которая удерживается поверхностным натяжением над кувшином.
Да, поверхностное натяжение сильно влияет. И степень гидрофобности поверхности. Если взять чистый стакан, то слой воды будет меньше, чем на "жирном"
А вот интересно, что случается, когда капля моющего средства капает на поверхность воды? Эта капля создет "дыру" на поверхности с ослабленным поверхностным натяжением, соответственно оставшаяся поверхность "натягивает" эту дыру на себя. Правильно ли я понимаю, что в связи с этим распространение моющего средства по поверхности жидкости происходит гораздо быстрее, чем по объему?
30 Ноя 2009 09:52 Jabry писав(ла): А вот интересно, что случается, когда капля моющего средства капает на поверхность воды? Эта капля создет "дыру" на поверхности с ослабленным поверхностным натяжением, соответственно оставшаяся поверхность "натягивает" эту дыру на себя. Правильно ли я понимаю, что в связи с этим распространение моющего средства по поверхности жидкости происходит гораздо быстрее, чем по объему?
Поверхностно-активные вещества так и назвали, потому что они собираются на границе раздела фаз. Наверное, если в электронный микроскоп смотреть на этот процесс, то будет что-то типа растекания масла по поверхности воды.
30 Ноя 2009 20:13 Valdis1 писав(ла): Поверхностно-активные вещества так и назвали, потому что они собираются на границе раздела фаз. Наверное, если в электронный микроскоп смотреть на этот процесс, то будет что-то типа растекания масла по поверхности воды.
Я это только сейчас сообразил, а до этого с удивлением наблюдал, как если в жирную воду капнуть моющего средства, то по поверхности воды от места падения капли распространяется мгновенная волна. А удивлялся я потому что скорость обычной диффузии или конвективного перемешивания гораздо меньше.
да, все-таки наука потихоньку заменяет религию. Сказанул "поверхностное натяжение" - и вроде как все обьяснил А я вот думаю, что это духи воды так делают.
25 Ноя 2009 08:25 Jabry писав(ла): Наверное, многие уже поняли, что секрет чаинок лежит в вогнутости поверхности вращающейся воды в стакане. Чтобы "разогнуться" в плоскую поверхность, вода в стакане должна сдвинуться вдоль стенок вниз - вдоль дна к центру и вдоль центральной линии вверх. Это движение воды и собирает чаинки, находящиеся вблизи дна, к центру.
Антон, ну ответ правильный, но лучше бы пояснить подробнее и внятнее -что-как-почему-откуда)))
Есть такой закон Бернулли. У стенок стакана скорость воды равна нулю (прямо у стенки нулю, а около стенок и дна она очень маленькая), по удалении от стенок, скорость вращения возрастает. При приближении к центру скорость снова снижается, ровно в центре она равна нулю (так складываются вектора скоростей).
В динамике жидкости и газов принцип Бернулли такой: чем выше скорость течения, тем меньше давление в потоке. Чтоб это умозрительно представить, можно вспомнить толпу людей в метро в час пик -сама толпа, когда давление людей друг на друга огромно (люди по аналогии с молекулами воды) движется очень медленно, но в том месте, где поток сужается -за счет, скажем, входа на эскалатор -люди передвигаются все быстрее и быстрее, и в среднем скорость молекул (людей) выше в той части потока, где давление меньше. Это, конечно, не очень точная аналогия, но она дает представление о том, как происходит движение в потоках жидкости и газов и принципе, исходя из которого, к примеру, делаются турбины и сопла - когда скорость регулируется за счет изменения давления.
Вернемся к чаинкам (или к пенке от кофе).
Скорость воды нарастает по направлению от стенки, а градиент давления направлен от стенки.
Существует какая-то область внутри стакана, где центробежная сила и градиент давления выравниваются в данный момент времени при постепенной остановке вращения, в ней чаинки вращаются по кольцу, радиус которого уменьшается по мере остановки вращения.
А уменьшение радиуса происходит как раз вследствие нарастания пограничного слоя, что означает, что торможение жидкости распространяется от стенок сосуда к центру, так что радиус максимальной скорости постепенно уменьшается.
В результате в жидкости возникает радиальное течение, направленное от стенок внутрь, и соответственно, для выполнения условия неразрывности течения появляется восходящее течение (Вы можете видеть, как чаинки при вращении стремятся приподняться от дна стакана). В итоге при остановке вращения чаинки кучно собраны в центре.
Ну и вот картинка, кстати, с сайта про торнадо, принцип движения потоков в котором (а тут был вопрос про ураганы и торнадо) примерно тот же, что и в чашке.
теория вихрей вообще очень интересная, имхо, -солитонные решения и прочее -но это не очень укладывается в популярные объяснения))
но тем не менее картинки у них интересные про движение потоков воздуха в торнадо:
и вот что у них в моделировании получается:
Потом еще попробую найти одну правильную статью про ураганы и смерчи.
2 Дек 2009 03:54 Botan писав(ла): да, все-таки наука потихоньку заменяет религию. Сказанул "поверхностное натяжение" - и вроде как все обьяснил; ) А я вот думаю, что это духи воды так делают.
Пусть духи -я согласна, это они да. И согласна, что неважно -что именно -какая теория приводит к одному и тому же результату.
Но модель о натяжении можно использовать в других опытах и с практической пользой для цивилизации, а вот как договориться с духами воды, скажем, о том, чтоб растворять жиры в воде или создавать мицеллы в растворах, ну и прочих применениях этих свойств в автомобильной или косметической промышленности?))