Warum geht ein kleines Tröpfchen nach dem Abschnüren nach oben?

Dieses kleine Tröpfchen bewegt sich gegen die Schwerkraft. Wie berechnet man seine anfängliche Aufwärtsgeschwindigkeit genau nach dem Abschnüren?

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Antworten (1)

Zuerst muss man sich das Video genau anschauen und feststellen, dass es nicht eine Abklemmung gibt, sondern zwei. Das erste Ereignis tritt am unteren Rand des Halses in der Nähe des Tröpfchens auf. Nach diesem Punkt bewirkt die Oberflächenspannung, dass der noch verbundene Hals beginnt, eine Kugelform anzunehmen, die die Mitte des Halses nach oben zieht. Indem Sie die vertikalen Geschwindigkeiten jeder Komponente des Halses berechnen, können Sie die Gesamtgeschwindigkeit bestimmen.

Wenn sich der Hals zusammenzuziehen beginnt, zieht die Gesamtkraft den Bereich um den Verbindungspunkt nach unten, und schließlich tritt die zweite Abschnürung auf. Wenn Sie an diesem Punkt die vertikalen Geschwindigkeiten jedes Teils des resultierenden Blobs kennen, können Sie die Geschwindigkeit des Blobs berechnen.

Danke für den Kommentar. Ja, 2 Tröpfchen und 2 Abschnürungen, aber meine Frage bezieht sich nur auf die kleine. Ich brauche einen Anhaltspunkt für die Berechnung der anfänglichen Aufwärtsgeschwindigkeit des kleinen Tröpfchens. Ich bin mir nicht sicher, was Sie meinen, wenn Sie "die vertikalen Geschwindigkeiten jedes Teils kennen ..." Glauben Sie, es ist richtig zu sagen, dass die Aufwärtsgeschwindigkeit der Tröpfchen die gleiche Geschwindigkeit ist, um die die schmale Flüssigkeitssäule genau vor der 2. Quetschung schrumpft? aus (Geschwindigkeit des unteren Säulenkopfes)? Wenn ja, wie kann ich diese Anfangsgeschwindigkeit theoretisch berechnen (oder zumindest annähern)?
Sie müssen die Oberflächenspannung (und wahrscheinlich die Viskosität) der betreffenden Flüssigkeit kennen. Wenn Sie dies wissen und die Abmessungen des Halses unmittelbar nach dem ersten Abklemmen kennen, können Sie die Kraft berechnen, die dazu neigt, den Zylinder (ungefähr) zurück in den Mutterkörper zu ziehen, zumindest bis zum zweiten Abklemmen tritt ein. Die Kräfte werden nicht einfach sein, da der Zylinder dazu neigt, sich zu verbreitern, wenn er kürzer wird, und das Gewicht des Klumpens dazu neigt, ihn vom Elternteil wegzuziehen.
Basierend auf der obigen Abbildung bin ich davon ausgegangen, dass wir zwei Kraftquellen haben, und habe die folgenden Berechnungen durchgeführt: F = π . D . σ Und W = M . G = ρ . G . π . D 3 / 6 Nach dem Austausch D = 0,4 M M Und D = 0,05 M M und mit Wasser als Flüssigkeit haben wir: F = 1.15 e − 5 N Und W = 0,03 e − 5 N Deshalb, Δ F = 1.12 e − 5 = M . A ==> A = 300 M / S 2 Ich weiß, dass sich die Menge der Aufwärtskraft ändert, wenn sich der Halsdurchmesser verringert, und deshalb bin ich von einem Durchschnitt ausgegangen D , aber diese enorme Beschleunigung ist bei weitem nicht einmal eine ungefähre Antwort, und daher denke ich, dass hier etwas nicht stimmt. Was denken Sie?
Es gibt auch eine Kraft, die auf die gestreckte Flüssigkeitssäule (linke Abbildung) ausgeübt wird, um sie in eine Kugelform zurückzuziehen, um die minimale Energie aufrechtzuerhalten. Ich frage mich, ob diese Kraft berücksichtigt wird F = π . D . σ oder Sie sollten es separat berechnen. Weiß das jemand sicher?
@WhatRoughBeast Würden Sie mir bitte Ihre Meinung zu meinen Berechnungen im obigen Kommentar mitteilen: 1) Sind diese beiden Kräfte die einzigen verfügbaren Kräfte, die auf Tröpfchen wirken? und 2) ob die Art und Weise, wie ich die Oberflächenspannungskraft berechne, korrekt ist oder nicht. Danke
@WhatRoughBeast Könnten Sie bitte in Ihrer Antwort beschreiben, was Sie mit "vertikalen Geschwindigkeiten jeder Komponente des Halses" meinen, und mir einen Hinweis geben, wie ich diese Geschwindigkeit berechnen kann? (Ich kenne den Mechanismus dieser Abschnürung und der Aufwärtsbewegung des Tröpfchens, aber ich weiß nicht, wie ich die Anfangsgeschwindigkeit berechnen soll.) Danke
Warum geht ein kleines Tröpfchen nach dem Abschnüren nach oben?
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