بعضی پدیده ها در عین ساده بودن، خیلی جالب و آموزنده هستند. یکی از این پدیده های جالب، هم زدن چای داخل لیوان هست. بگذارید بگویم چه چیز این پدیده جالب هست.
دفعه ی بعد که خواستید چای بخورید، اول به تفاله های کف لیوان نگاه کنید. تفاله ی چای روی کف لیوان جمع می شود چون از آب سنگین تر است. حالا با قاشق چای را هم بزنید. تفاله ی چای در وسط لیوان جمع میشود. ولی مگر به خاطر نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش آب، تفاله نباید به سوی دیواره ی لیوان رانده شود؟
به نظر شما چرا تفاله ی چای همیشه موقع همزدن وسط لیوان جمع میشود؟
بزارین خودم جوابشو بگم
توجیح پدیده:
هم زدن باعث آن میشود که مایع به دور فنجان بچرخد. دلیل این هم همان نیروی گریز از مرکز است، که جهت آن به سمت بیرون واقع شده است.
اما در نزدیکی های ته و لبه فنجان مایع به دلیل وجود اصطکاک آرامتر میشود. آنجا نیروی مرکزگرا ضعیفتر است و اختلاف فشار اهمیت بیشتری برای جریان مایع پیدا میکند. این اتفاق را لایه مرزی و یا به طور خاصتر یک لایه اکمن(Ekman) مینامند.
به دلیل وجود نیروهای گریز از مرکز فشار در امتداد لبه ها بیشتر از میان فنجان است.در یک فنجان چای، از آنجایی که چرخش در پایین فنجان آهسته تر است، گرادیان فشار افزایش می یابد و یک جریان به سمت داخل در امتداد انتهای فنجان ایجاد میکند. در عوض در قسمت بالایی، مایع به سمت بیرون جریان می یابد. این جریان ثانویه که به سمت داخل و در امتداد انتهای فنجان حرکت میکند، تفاله های چای را به مرکز فنجان می آورد. و به همبن صورت ادامه می یابد.
تفاله های چای برای اینکه به سمت قسمت بالایی فنجان بیایند، بسیار سنگین هستند. بنایراین در همان قسمت میانه فنجان میمانند.
همراه با جریان چرخشی اولیه، تفاله ها یک حرکت مارپیچی در انتهای فنجان خواهند داشت.
از این پدیده نیز در کشف روش جداسازی گلبولهای قرمز خون از پلاسمای خون به منظور درک فشار جو استفاده شده است.
برچسب:
نویسنده: اشکان افشاری