Парадокс чайного листка

Матеріал з Вікі-знання або навчання 2.0 в ТНТУ
Перейти до: навігація, пошук


Зміст

Загальні відомості

Парадокс чайного листка: після розмішування чаю, чайні листки збираються в центрі дна, замість того, щоб наближатись до стінок посудини під дією відцентрової сили.
Рух чайного листя у посудині


Доведення

Даний парадокс вперше описав Альберт Ейнштейн у статті “ Причини утворення завивин в руслах річок і так званий закон Бера” яка була опублікована в журналі Die Naturwissenschaften в 1926 р. Приведемо дослід: «Я почну з маленького експерименту який може повторити кожен. Візьмемо посудину з плоским дном наповнену чаєм. На дні якої лежать декілька чайних лстків,які залишаються там,так як є важчими рідини яка їх витісняє. Якщо за допомогою ложки змусити рідину рухатись, то чайні лстки швидко зберуться в центрі дна посудини. Пояснення цього явища полягає в наступному: обертання рідини призводить до появи відцентрових сил. Дані сили самі по собі не можуть призвести до зміни потоку рідини,якщо остання оберталась, як тверде тіло. Внаслідок цього поблизу стінок посудини, рідина утримується завдяки тертю,так що кутова швидкість з якою вона обертається є меншою, чим в інших місцях більш близьких до центру. Зокрема,кутова швидкість обертання,а отже і відцентрова сила буде меншою поблизу дна ніж вдалині від нього. Результатом є круговий рух рідини,який збільшується до тих пір,доки під впливом тертя не стане стаціонарним. Чайні лстки здіймаються в центр круговими рухами, чим доводять його існування." Спростуємо даний дослід: «Мокрі» чайні листки, щільність яких більша щільності води, знаходяться на дні посудини і тому при русі виникає сила тертя об стінки посудини. Обертаються вони не в центрі посудини,а поблизу нього,створюючи так званий «пояс частинок». Ширина «пояса» залежить від неоднорідності чайних листків: чайні листки різних розмірів і мас обертаються по колах різних радіусів. Лише на заключній стадії гальмування вони збираються в центрі. Цьому сприяють висхідні струми поблизу осі посудини, (показані на малюнку синіми лініями) внаслідок зменшення швидкості обертання вільної поверхні, яка мала форму параболи,а тепер знову намагається стати плоскою. Чайні листки розносяться природною течією,яка направлена до осі посудини,і показана на малюнку червоною лінією.


Нова техніка розділення крові

Вчені з університет Монаш в Австралії розробили новий швидкий та ефективний метод розділення плазми крові на мікроскопічному рівні без яких небудь рухомих частинок.Це потенціально дозволяє лікарям робити аналіз крові без відправки зразків у лабораторію.Новий метод використовує принцип чайного листка. Відділення плазми крові від червоних кров’яних клітин,білків та інших мікроскопічних частин у сьогоденні вважається важливим етапом для багатьох медичних тестів,в тому числі для перевірки рівня холестерину,наркотиків у спортсменів та крові донорів, а також рівень глюкози у діабетиків.

Джерела та посилання

1. Ейнштейн А. “Причины образования извилин в руслах рек и так называемый закон Бера”[Текст]/ Ейнштейн А.// Die Naturwissenschaften - 1926 .

2.http://hematologiya.ru/world-news/paradoks-chajjnogo-lista-ehjjnshtejjna-vdokhnovil-na-novuyu-tekhniku-razdeleniya-krovi.htm

Особисті інструменти
реклама