哈哈,好热闹,就是都没说对!!我来解释吧,完全原创。
先强调一点,茶叶既然能沉到水底,说明茶叶密度大于水,所有说茶叶密度小于水的,不知道脑袋里怎么想的。出发点就是相反的了,还能得到正确的结论,可以想象论证的有多荒谬。
分析:
茶杯中的水会经常旋转,这个大家都说过了。关键的问题是旋转造成了杯中水沿着径向的压强产生梯度。考虑一下浮力为什么产生就明白了。这个水中径向的压力差会给内部的物体一个指向轴心的与浮力类似的力。但这个力又与浮力不太相同,因为正常的浮力是由于液体内铅垂方向上均匀的压强梯度产生的,所以浮力大小只与排开的液体的重量相同,与物体的纵深位置无关。而这个旋转的液体造成的水平压强梯度是不均匀的,因此在不同位置受到的这个指向中心的力大小也不相同。
计算结果:
正常重力场内液体铅垂方向压强梯度:液体密度*g
旋转液体中径向压强梯度:液体密度*角速度^2*R
但是千万不要以为就是这样导致水中物体向中心运动,这就完全错了。
详细的计算会告诉你,因为这个力要提供它的向心力,所以物体是不是会因为这个力而运动到中间是不一定的。
1.如果水中物体与水的密度一致,则它可以随着水流一起旋转,它与杯子中的一滴水没什么分别。
2.如果密度大与水,则此力小于物体旋转所需的向心力,则物体一边旋转一边向杯子边缘运动。
3.如果物体密度小于水的密度则可得出物体向中心移动的结论。
说到这里,大家可能说我跟别人的讨论差不多啊,没错,以上分析是完全正确的。不过别的仁兄接下来说的就有严重的错误了,既然茶叶能沉到杯底,说明密度大于水,怎么能得出跑到中间的结论呢,感觉匪夷所思,完全是错误的分析。
正确的运动分析如下:
以下的现象你可以做实验证明,我已经做了试验了。所有我说的现象都可以看到。请注意很多现象是你从没注意到的。
1.把水搅得转起来,液面出现漏斗形,证明内部出现了径向的压强梯度。
2.因为杯底茶叶密度稍大于水,因此在激烈的搅拌下完全旋转起来时,茶叶绝对是以较大的旋转半径来转动的,近乎于贴着杯子。
3.液面茶叶因为密度稍小于水,应该向中间移动。
是不是要说,这茶叶也没证明出要聚集到中间啊?证了半天,怎么证明出杯子中的茶叶往边上跑啊?呵呵,这就证明它要往中间去了。
4.在杯底的茶叶旋转速度降低的时候,慢慢的落往杯底,会时不时的和杯底相摩擦,导致旋转速度降低,这时奇怪的现象就发生了。茶叶一碰杯底就往中间跑,导致最后整杯茶叶都聚在中间。我们找到了杯底茶叶会到中间的最根本原因——茶叶与杯底的摩擦。
现象分析:茶叶旋转时受到扰动经常随水流悬空旋转,此时旋转速度与水流速度基本一致。茶叶密度略大于水,导致茶叶在激烈旋转时,都跑到了外围。杯子中间是可以看到杯底的,过了一会旋转稳定时,茶叶慢慢下降可以碰到了杯底,摩擦导致茶叶的旋转速度降低,也就导致了所需的离心力降低,此时液体依旧旋转,于是不变的压强梯度给予茶叶的指向轴心的径向力不变化,但是茶叶由于旋转速度降低,所需的向心力变小,多余的径向力导致茶叶趋向轴心运动。
分析完毕,楼主给我加分,物理分析需要严密和细心的逻辑思维,我也是考虑了半个小时才想明白的,想明白以后做了一下实验,果然观察到了我说的现象。各位同仁最大的错误在于以为一旋转茶叶就一定到中间。我就是对这个不相信,仔细想了半天都觉得没可能,算了一下,密度越大越往边上跑,怎么都得不到想分析的结果,才开始注意到摩擦速度降低这种可能。实验中果然是发现了这个现象,无论你旋转的多快,茶叶都不会到中间的。只有与杯底摩擦后茶叶才会往中间跑。
说了这么多,别忘了给我加分啊!!!!!这是重点!!!!
to wuqing5122:对就是对不对就不对。你仔细看看谁说的原理和我说的是一样?谁对现象的分析是和我的一样?对的就一种,我对他们就错,他们对我就错。
在一个旋转的非惯性参考系里,茶叶和水都受到了一个指向圆心的非惯性力,茶叶和水的加速度相同,但水的密度大,受力大,所以就贴在杯子表面,而茶叶则在中心。
所以沉在杯底的茶叶密度大,在中心,
而浮在表面的茶叶密度小,在旁边。
如果学过高中物理,应该就可以理解了。
具体公式:加速度=R*角速度的平方
冲茶的时候,水流冲击杯底之后反弹冲击杯臂,杯臂再次将水流反弹,形成向杯子中心流动的水流,形成一个小型漩涡,茶叶随着水流就聚集到水杯的圆心了。
杯子边缘底部散热较好温度低,分子运动较慢,中心温度高,分子运动速度快,形成对流现象,类似洋流与大气信风,但按道理应该是在杯子边缘才对。 如果你搅拌了,那就不是这个道理了
这是由旋涡引起的。
咱做个实验吧,你先把家里的水池蓄满水,然后把塞子打开。水就会流下去,在水位落到足够浅的时候你就会发现旋涡的产生。咱们中国在北半球,旋涡应该是逆时针旋转的。
这就是断层、水洞类的旋涡。
再做个实验,一盆水,使劲朝一个方向搅和。看到了?中间出现一个窝,而边缘的水明显涨高了。这就是对流类的旋涡。
海底发生断层、旋涡,海底地震、海底火山爆发等等地质活动,都会造成旋涡的产生。而寒流和暖流的相遇对流也会造成大旋涡。世界上最著名的海上旋涡区在北大西洋挪威西部的北海海域。而破坏性的旋涡也一般都是对流类的旋涡。
被旋进去的东西,毫无疑问,就像东西掉进了一个锥形器具,在水壁足够窄的地方,会将船只旋成碎片,而人游泳进去的话就相当于被水埋了。过一段时间就会浮上来,但要多久、在哪里浮上来可就不一定了。
世界未解之谜中提到一个旋涡,是在法国海岸的一个岩洞附近。科学家把上万只泡沫彩球倒进去,但是在世界各地至今未发现哪怕一只彩球。有些旋涡下面是什么,是否是一个黑洞,甚至是否是一个时光隧道的入口,都没人知道。