Ich habe über eine Situation nachgedacht, in der ich ein langes zylindrisches Glas mit einer viskosen Flüssigkeit darin habe. Ich habe auch einen kugelförmigen Ball dabei. Ich lasse den Ball mit einer gewissen Anfangsgeschwindigkeit in die Flüssigkeit im Glas fallen. Kurz danach (bevor der Ball die Endgeschwindigkeit erreicht) lasse ich das System (das Glas mit der Flüssigkeit und dem Ball) aus einer bestimmten Höhe fallen.
(A) Wie groß wäre der Auftrieb und die viskose Kraft im freien Fall im Vergleich zu denen, die vor dem freien Fall wirkten?
(B) Wird sich die Antwort ändern, wenn ich den Ball (mit einer gewissen Anfangsgeschwindigkeit) in das Glas fallen lasse und gleichzeitig das Glas fallen lasse?
(C) Ich habe irgendwie den Mut, mit dem Glas mitzuspringen (ohne den Ball darin). Jetzt bringe ich die Kugel mit einer gewissen Anfangsgeschwindigkeit in den Zylinder. Ändert sich die Antwort jetzt? (Denken Sie daran, dass sich das ganze System zusammen mit mir im freien Fall befindet).
Ich habe versucht, meine eigene Frage so zu beantworten: In all diesen Fällen denke ich, dass die Auftriebskraft Null sein wird. Nach dem archimedischen Prinzip ist es gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. Da jedoch etwas im freien Fall kein Gewicht hat, gibt es kein Gewicht für die verdrängte Flüssigkeit und daher keine Auftriebskraft auf den Ball.
Aus dem Gesetz von Stoke wissen wir, dass die viskose Kraft direkt proportional zur Geschwindigkeit der Kugel in der Flüssigkeit ist. Betrachten Sie ein Bezugssystem R, das sich mit einer Beschleunigung g nach unten bewegt. Somit ist in all diesen Situationen die Beschleunigung der Kugel und des Zylinders aufgrund des freien Falls relativ zu R null. Daher wäre aus der Sicht von R die viskose Kraft dieselbe wie im Ruhezustand des Systems.
Nur so kann ich die viskose Kraft erklären. Wie groß ist die viskose Kraft für einen Mann, der auf dem Boden steht? Ich bin nicht sehr gut darin, meine eigenen Fragen zu beantworten, also helfen Sie mir bitte mit Ihren Ideen zur Situation.
Auftriebskraft ist eine Kraft, die der Gravitationskraft genau entgegengesetzt wirkt. Die langsamere Geschwindigkeit der Kugel, die sich durch die Flüssigkeit bewegt, ist auf den Widerstand der viskosen Flüssigkeit zurückzuführen.
Wenn wir von Schwerelosigkeit der Kugel sprechen, bedeutet dies nur, dass keine Kraft von außen auf die Masse einwirkt. Es hat immer Masse und sollte aufgrund des Dichteunterschieds (Flüssigkeit und Kugel) nach unten fallen. Wenn die Widerstandskraft sehr hoch ist (Hochviskos), dann sieht man, dass sich der Ball in der Flüssigkeit nach oben bewegt, wenn man nach unten springt. Der Grund ist ... wegen der Endgeschwindigkeitsdifferenz zwischen Ihnen und dem Ball in der Flüssigkeit. Sie erreichen die Endgeschwindigkeit erst, nachdem der Ball die Endgeschwindigkeit erreicht hat, weil Sie sich beide in zwei verschiedenen Medien bewegen. Ihre Geschwindigkeit wird im Vergleich zu dem Ball, der sich auf die Kappe zubewegt, sehr hoch sein.
Dies könnte anhand der folgenden bekannten Werte berechnet werden: Spezifisches Gewicht der Flüssigkeit, Material/Dichte der Kugel.
Ich habe ein Experiment versucht, um herauszufinden, ob meine Argumentation richtig ist, indem ich 2 verschiedene Flüssigkeiten mit einer Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht von 1,29 und einer Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht von 1,35 verwendet habe. Ich füllte es in eine Flasche und setzte die Kappe auf, nachdem ich eine Stahlkugel hineingeworfen hatte. Schütteln Sie nun die Flasche (vertikal) auf die gleiche Entfernung und markieren Sie, wie weit sich der Ball bewegt. Versuch mit hochviskoser Flüssigkeit durchführen und markieren. Sie werden den Unterschied finden.
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Rajath Radhakrishnan
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Rajath Radhakrishnan
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