Vysvětlení fyzikálního pokusu
Odpovědi
Diskuze
Vysvětlení bych hledal v povrchovém napětí vodní hladiny.
Vodní hladina v malé nádobce není dokonale rovná, ale v poloprázdné nádobce je proláklá (neboť voda je u stěn do kopce), v přeplněné nádobce vypouklá. Těžký padesátník klouže po hladině dolů, do nižšího místa, lehký míček tíhne spíše nahoru. Proto se obě tělesa chovají opačně podle plnosti nádoby.
Jen mě není jasná role gravitačního a odstředivého zrychlení země, jejich rozdílné působení na oba objekty (bez působení síly se nic nikam neposune). Mince bude nejspíše poplatná gravitačnímu a odstředivému zrychlení Země, a míček vztlakové síle, která musí být tím pádem větší, čímž by neměl být přesně ve středu.
Vystřihl jsem (míčku nemaje) ze dna malého jogurtového kelímku ten prolis co je uprostřed, abych získal malou mělkou mističku, která se udrží na vodě. Překvapivý poznatek byl, že tu hmotu nelze potopit, je lehčí než voda.
Zato minci není snadné položit na hladinu tak, aby se nepotopila.
1/Mistička se chovala na hladině jako zmíněný míček, tj., plavala DO KOPCE podle
zakřivení hladiny.
2/Moje hliníková mince se chovala jako v pokusu zmíněný padesátihaléř,
tj. plavala S KOPCE, podle zakřivení hladiny.
3/Položil jsem pak minci na mističku jako do lodičky. Mistička zatížena mincí se začala chovat jako mince, tj. plavala S KOPCE podle zakřivení hladiny jako mince.
Konec pokusu.
Z toho plyne, že tvar mističky, ač ovlivňuje sílu povrchového napětí, nemá na chování významný vliv. Byla-li lehká, chovala se jako míček, byla-li těžká, chovala se jako mince.
Příčinu rozdílného chování vidím ve specifické hmotnosti:
Mistička má jako míček specifickou hmotnost menší než voda. K udržení na hladině jí vztlaková síla bohatě stačí a povrchové napětí nepotřebuje, ačkoliv na ni působí síla povrchového napětí větší, než na minci (dáno větší plochou). Plave jako bublinka na hladině do kopce.
Mince má specifickou hmotnost větší než voda, vztlak sám ji na hladině neudrží bez pomoci síly povrchového napětí hladiny.
Pokud je hladina u stěn zvednuta, je proláklá, a mince ji ještě výrazněji deformuje dolů a sama stále směřuje na střed. Dá se říci, že je na bláně hladiny zavěšena v nejnižším bodě, tedy uprostřed. Přesuneme-li ji ke kraji, zase se na střed vrátí.
Je-li hladina vypouklá, mince ji sice také promáčkne, ale z klidu se poznenáhlu začne přemisťovat ke kraji, kde je hladina nižší. Sklouzává po vypouklé hladině dolů ke stěně se zvyšující se rychlostí.
Mince "zápasíc" o udržení se na hladině, sklouzává po hladině dolů ke kraji.
Mistička s mincí dohromady má specifickou hmotnost větší než voda, proto se
chová stejně jako mince.
Mám za to, že odstředivé zrychlení Země je zde zanedbatelné a neprojevuje se, protože by muselo strhávat plovoucí tělesa vždy k jihu. Je zohledněno v tíhových silách těles, které jsou největší na pólech a nejmenší na rovníku (asi o 0,5%).
Jinak děkuji za inspiraci, poněkud jsem si některé matné představy ujasnil.
Jedna rada, jak položit těleso na hladinu. Kdysi, v jedné učebnici byl návod na výrobu kompasu ze zmagnetizované jehly, položené na hladině. Realizovalo se to tak, že se jehla položila na kousek pijáku, a potom teprve na hladinu, piják se namočil a odpadl ke dnu, jehla zůstala na hladině.