Pyörre vesilasissa

Tämä on minua n. 30v askarruttanut pikkuseikka, johon en ole saanut kunnon vastausta: ei ole ongelmaa kai otettu vakavasti:

Oletetaan: Kupissa on vettä tai laihaa teetä tms. kunhan pohja näkyy hyvin. Sinne joutuu jotakin murusia, jotka vajoavat pohjalle: ne ovat siis painavampia kuin vesi.

Pyöräytän kupin nestettä lusikalla: muruset ahtautuvat kupin keskelle. Eikö niiden pitäisi tähän pieneen sentrifuugiin jouduttuaan ajautua reunoille?
145977
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 14

Vanhimmat

Arvaisin, että kyseessä on energiamäärien erot, nimenomaan potentiaalienergiasta puhuttaessa.

Pyörteessähän eniten liikettä on ulkokehällä (-> enemmän liikeenergiaa). Pienten murusten optimi lokaatio on siis keskellä, ovathan ne vettä painavampia. Koska keskellä on vähemmän liikettä, siinä murunen (painava -> hidas) kappale ieughsjgbaslk oweginsklögjah. Menetin kirjoitustaitoni kesken lauseen, anteeksi.

Äänestä

Tää on usein esitetty kysymys, ja eiköhän lie vastattukin yhtä usein ja tässäpä taas yksi vastaus lisää.

Kun neste pyörii lasissa niin lähellä pohjaa sen pyörintänopeus on pienempi paikallaan olevan pohjan kitkan vaikutuksesta.

Siitä seuraa, että keskihakuvoiman aiheuttama paine on pienempi lähellä pohjaa, ja paine-ero saa aikaan nesteessä pystyliikkeen siten että neste liikkuu astian reunoilla alaspäin ja keskellä ylöspäin ja pohjalla reunalta keskelle päin.

Jos pyörintänopeus ja pystyvirtaus on sopivan suuruinen, niin astiassa nestettä painavammat osat liikkuvat virtauksen mukana pohjan keskelle mutta virtaus ei kuitenkaan jaksa nostaa niitä mukanaan ylös.

Jos haluaa, niin pyörintänopeutta lisäämällä saa ne painavammatkin osat kyllä kiertoon mukaan.

Äänestä
  • Veljeni huomasi kerran pyörivän konttorituolin kanssa, että kun lasi pyörii nesteen mukana niin eipä keräänny rojut keskelle.

    Äänestä

  • Aloittaja

    airfoil kirjoitti:

    Veljeni huomasi kerran pyörivän konttorituolin kanssa, että kun lasi pyörii nesteen mukana niin eipä keräänny rojut keskelle.

    Kiitos, jatkan joskus pohdiskelua: siis virtauksia, jotka vaikuttavat voimakkaammin kuin "jatkuvuus".
    Pitäisi kai kirjoittaa yksinkertaistettu ohjelmallinen malli tilanteesta, eihän se äärettömän monimutkainen ole.

    Olen tietysti tiedostanut, että ratkaisu on siinä, että pohjan tuntumassa neste on joko ihan paikallaan tai liikkuu hitaammin, mutta en vieläkään kirkkaasti päissäni osaa mallintaa tilannetta. Pitäisi itse sukeltaa painovöiden kanssa isoon paljuun ja tuntea voimat :)

    Äänestä

Miksi kahvin vaahto kerääntyy keskelle kuppia, kun kahvi pyörii kupissa?

Äänestä
  • Aloittaja

    Paljon selvempi tapaus: myös neste kerääntyy "ylämäkeen" reunoja vasten ja kevyempi vaahto jää keskelle.

    Äänestä

  • UPDATE_6997029 kirjoitti:

    Paljon selvempi tapaus: myös neste kerääntyy "ylämäkeen" reunoja vasten ja kevyempi vaahto jää keskelle.

    Neste on fysikaalisesti tasapainossa, joten vaahdolle on samat voimat kunhan se on kahvin pinnalla. Jos ottaa lusikan kärkeen vaahtoa ja kuljettaa lähemmäksi reunaaja päästää irti, siinä se sitten kiertää. Aivan reunassa vaahto imeytyy laitaan.
    Pika koe just äsken paljasti, että kun neste pannaan lusikalla pyörimään, syntyy voimakas suppilo jonne vaahto ikäänkuin putoaa. kun sitten vaahdolla rupeaa leikkimään(tekemään tiedettä) nesteen virtaukset tasaantuu, jolloin nesteen pinta on paraboloidi, siinä vaahto pysyy missä vain. Poislukien aivan reuna.

    Äänestä

  • Tässä sitten eksaktia mutu-tietoa asian tiimoilta.

    Voi olla että olen pahastikin väärässä, mutta tämä vaahtojuttu vaikuttaa käyttäytyvän kuin aine, jonka koheesio- ja adheesiovoimat ovat huomattavan suuria verrattuna aineen tiheyteen.

    Käytännön koe osoittaa, että jos vaahtoa ottaa lusikkaan ja kääntää sen ylösalaisin niin edes pallomme vetovoima ei riitä hajauttamaan vaahtoa, tai edes irroittamaan sitä lusikasta.

    Kun neste pyörii astiassa, niin pyörintänopeus keskellä on suurempi kuin reunoilla (em. pystyvirtauksen vuoksi, ja pinta ei siis ole paraboloidi).

    Pyörintänopeudesta aiheutuva keskipakovoima ei riitä voittamaan pinnalla olevan vaahdon koheesiota ja hajoittamaan vaahtoa, vaan vaahto siis ikäänkuin kiertyy itsensä ympärille pyörintäkeskiöön.

    Teoriaa tukee edellä oleva tieteellinen koetulos, jossa vaahto on pilkottu väkivalloin eri osiin siten että osien välillä ei ole kosketusta, eikä myöskään koheesiovoimaa, jolloin osat jatkavat kulkuaan nesteen mukana ilman pyrkimystä hakeutua keskiöön tai kiinni toisiinsa.
    Reunakosketus aiheutta sitten tietenkin adheesiotarttumisen ja pyörintänopeudesta riippuen levittää vaahdon reunalle.

    Tai jotain muuta sinnepäin. ! ! ? ? enää ei jaksa .&

    Hyvää Jussia vaan kaikille.

    Äänestä

  • Aloittaja

    airfoil kirjoitti:

    Neste on fysikaalisesti tasapainossa, joten vaahdolle on samat voimat kunhan se on kahvin pinnalla. Jos ottaa lusikan kärkeen vaahtoa ja kuljettaa lähemmäksi reunaaja päästää irti, siinä se sitten kiertää. Aivan reunassa vaahto imeytyy laitaan.
    Pika koe just äsken paljasti, että kun neste pannaan lusikalla pyörimään, syntyy voimakas suppilo jonne vaahto ikäänkuin putoaa. kun sitten vaahdolla rupeaa leikkimään(tekemään tiedettä) nesteen virtaukset tasaantuu, jolloin nesteen pinta on paraboloidi, siinä vaahto pysyy missä vain. Poislukien aivan reuna.

    Mutta jos ajatellaan, että vaahdon tilalla on vettä kevyempää öljyä, niin oletan sen jäävän suppilon pohjalle. Jos vaahto käyttäytyy toisella tavalla, niin kyseessä on eri ilmiö: pintajännitys tai joku.

    - - - - -

    Tein kokeen: öljyn pirstoituminen hieman häiritsee, mutta isoin pisara suppilon keskellä kasvaa.

    Äänestä

  • UPDATE_6997029 kirjoitti:

    Mutta jos ajatellaan, että vaahdon tilalla on vettä kevyempää öljyä, niin oletan sen jäävän suppilon pohjalle. Jos vaahto käyttäytyy toisella tavalla, niin kyseessä on eri ilmiö: pintajännitys tai joku.

    - - - - -

    Tein kokeen: öljyn pirstoituminen hieman häiritsee, mutta isoin pisara suppilon keskellä kasvaa.

    Vesi asettuu täysin gravitaation mukaisesti jos astia pyörii mukana ja pyorteet on vedestä hävineet, jolloin muös öljyn pitäisi levitä tasaisesti. Kahvikupissa näin ei ole
    Muistaakseni japanissa tekivät teleskoopin pääpeilin suuressa"Dreijassa" joko pyöri puolitoista vuotta, lasin pnta tulee parabeeliksi automattisesti.

    Äänestä

Isaac Newtonia myöten on moni tätä kerääntymisilmiötä kummastellut.
Gravitaatiosta ja Keplerin 3. planeettojen liikkeitä käsittelevästä lauseesta löytyy eräs selitys kahvikuppi-ilmiöön.
Keplerin mukaan taivaankappaleiden kiertoaika auringon ympäri noudattaa kaavaa: r^3/t^2 = vakio, jossa r on keskietäisyys auringosta ja t on kiertoaika. Myöhemmin Newton onnistui gravitaatiolailla todistamaan Keplerin taivaankappaleiden liikkeitä koskevat lait oikeiksi. Vaikka kahvikupissa (tai muussa astiassa) ei olekaan keskeistä massaa (aurinko) jonka ympäri vesi (planeetat) kiertää, niin veden kiertoliike (pyörre) noudattaa tätä samaa pyörimisliikkeen johdonmukaisuutta ja pyörteen keskilinjalla vaikuttaa gravitaatiovoiman kaltainen voima. Mitä lähempänä ollaan pyörteen keskiötä, sitä suurempi on vetovoima. Sattumaltako?

Planeettojen liikkeiden tapaan kahvikuppikokeessa veden nopeus kasvaa kupin reunoilta keskustaan päin ja nesteessä olevat massahiukkaset siirtyvät kohti keskiötä. Erisuuruiset, vedessä leijuvat massat asettuvat aluksi kiertämään keskiötä siten, että painavammat ovat ulompana ja kevyemmät lähempänä pyörteen keskiötä. Veden pyörimisnopeuden pienentyessä leijailevat massat siirtyvät lähemmäksi pyörteen keskiötä. (vetovoima ja keskihakuvoima ovat yhtä suuria)
Nestettä painavammat osaset laskeutuvat hetken pyörittyään astian pohjalle. Pohjaa pitkin liikkuvista hiukkasista jotkut saattavat siirtyä elliptiselle radalle ja voidaan havaita, kun lähellä astian keskustaa (polttopiste) hiukkasen nopeus kasvaa ja se vilahtaa ulommalle rataosalle palatakseen takaisin kohti keskustaa. Veden pyörimisliikkeen päätyttyä ovat massahiukkaset kerääntynet keoksi keskelle astian pohjaa.
Jos pyöreään vesiastiaan synnyttää pyörteen ja kaataa hieman tussia astian pinnalle, voi värillisestä vanasta havaita, kuinka virtaus muokkaa vanan kohti keskustaa ja pohjaa suuntautuvaksi spiraaliksi.

Spiraaligalakseissa, hurrikaaneissa ja kahvikupissa on kyse samanlaisesta pyörteisen väliaineen massoja pyörteen keskilinjalle vetävästä gravitaation kaltaisesta voimasta.
Gravitaatiovoiman perimmäistä olemusta ei kukaan ole toistaiseksi pystynyt selvittämään. Fysiikka on tieteen haara, joka tutkii luonnon ilmiöitä ja pyrkii ymmärtämisen ja ennustettavuuden saavuttamiseksi antamaan niille matemaattisen mallin, mutta ei selvitä sitä mistä ilmiöt johtuvat. Saattaa olla, että gravitaatioon keskeisenä tekijänä liittyy maailmankaikkeudessa hallitsevana oleva pyörimisliike ja avaruuden puuttuvan massan arvoitukseen ratkaisu löytyy "kahvikuppi-ilmiöstä".

Äänestä
  • Täydellinen osoitus siitä kuinka tietämättömyyteen tukeutuva riittävä mielikuvitus voi sotkea yksinkertaisenkin asian.

    Äänestä

  • Tämä ns. kahvikuppitesti osoittaa, että liike tosiaan synnyttää aina oman g-kenttänsä.
    Olisiko niin, että on olemassa muita ulottuvuuksia, joita emme voi havannoida gravitaation yhteydessä. Ajatellaan siis että kun kahvikuppia pyörität, niin olet maan g-kentässä, joka puolestaan on auringon g-kentässä, joka puolestaan on linnunradan g-kentässä jne.. Kunnes ympyrä sulkeutuu.. Tässä rajapinnassa on oltava silloin ns. linkki. Koskapa jo suuri protubeleranssi auringossa vaikuttaa sinun kahvikuppisi emme vain havannoi sitä.
    Oletko miettinyt tätä, jonkinlainen verkkojuttu ,jossa voisi kalojen sijaan ajatella olevan näitä koordinaatistoja, g-kenttiä

    Äänestä

Vanha kysymys mutta niin ajankohtainen. Itse päättelin uima-altaan roskien kulkua seuraressani, että vesipaljussa veden kiertäessä vesi pyörii keskellä nopeampaa kuin reunoilla. Vedessä ei ole keskihakuisvoimaa samalla tapaa kuin ilmassa, koska viskositeetti on tavallaan jarruttava voima. Neste pyörii keskellä nopeammin ja siten kiinteä roska kerääntyy sinne koska pyörimisnopeus kiihtyy keskikohtaan päin. Kevyen roskan massa ei mene keskihakuisvoiman mukana ulkolaidalle koska veden tiheys on roskaa isompi. Silloin kevyt roska ajautuu kiihtyvän kierrosnopeuden mukana keskelle. Tieteellistä selitystä en osaa antaa maallikkona.

Äänestä

Kommentoi aloitusta


UPDATE_6997029 kirjoitti:

Tämä on minua n. 30v askarruttanut pikkuseikka, johon en ole saanut kunnon vastausta: ei ole ongelmaa kai otettu vakavasti:

Oletetaan: Kupissa on vettä tai laihaa teetä tms. kunhan pohja näkyy hyvin. Sinne joutuu jotakin murusia, jotka vajoavat pohjalle: ne ovat siis painavampia kuin vesi.

Pyöräytän kupin nestettä lusikalla: muruset ahtautuvat kupin keskelle. Eikö niiden pitäisi tähän pieneen sentrifuugiin jouduttuaan ajautua reunoille?

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu