Wird ein zusammenhängender flüssiger Körper mit niedrigem Re und niedrigem Ca-Gehalt immer zu einer Kugel in der Schwerelosigkeit?

Nehmen wir an, Schwerelosigkeit, Null Anfangsgeschwindigkeit überall, R e ≪ 1 Und C A ≪ 1

Wird ein solcher flüssiger Körper immer zu einer Kugel oder wird er manchmal splittern?

Formal gesprochen rede ich von

lim v ich S C Ö S ich T j − > ∞ lim T − > ∞ S H A P e A T T ich M e ( T )

(Ausreichend hohe Viskosität schränkt auch ein C A , obwohl es nicht direkt im Ausdruck steht)

Ich denke, es hilft, über diese Art von Experiment nachzudenken, aber mit einer sanduhrähnlichen Form: Wird sich sein Hals in der Schwerelosigkeit verbreitern oder ausdehnen?

pechtropfen

Ich denke, wenn Sie die Einschränkung "keine Vibrations- oder Rotationsenergie" hinzufügen, würde es eine Kugel bleiben. Wenn es schwingt oder rotiert, kann es je nach Zusammenhalt der Atome in kleinere zerfallen.
@annav 0 Anfangsgeschwindigkeit als Annahme hinzugefügt (und wir haben bereits eine hohe Viskosität), aber bitte beachten Sie, dass ich nicht davon ausgehe, dass die Anfangsform bereits eine Kugel ist.
mehr Kugeln = mehr Oberfläche
Sie sind sich nicht sicher, ob Sie bei hoher Viskosität die Trägheit vernachlässigen können?
Wenn seine Viskosität unendlich wäre, würde sich seine Form nicht ändern. Was würde Ihrer Meinung nach passieren, wenn es eine nicht unendliche Viskosität hätte, das Objekt aber so groß wie die Erde wäre? Welchen Effekt hätte Ihrer Meinung nach die Schwerkraft, wenn sich das Objekt in kleinere Kugeln aufspalten würde?
@ChesterMiller Ich hoffe, meine Fußnote verdeutlicht die Dinge
Wäre es bei einer seltsamen Anfangsform des zusammenhängenden Blobs nicht möglich, dass er zusammenbricht und sich dreht ? Bei einer nicht kugelförmigen Anfangsform ist dort eine gewisse potenzielle Energie enthalten. Wohin geht diese potentielle Energie? (und wenn es sich dreht , wird es natürlich nicht perfekt kugelförmig sein.)
@robertbristow-johnson wäre es nicht möglich, dass es zusammenbricht und sich dreht? Nein : Drehimpulserhaltung
Jup, hast recht.
@JMLCarter hohe Viskosität => niedriges Re und niedrige Geschwindigkeit, was wiederum niedriges Ca bedeutet.

Antworten (2)

Wenn der anfängliche Flüssigkeitsfleck eine symmetrische Hantelform hatte, dann ist der Flüssigkeitsdruck an seiner Taille höher, und es fließt ein Fluss von der Taillenregion zu den beiden vorgewölbten Regionen, was zu einem Aufbrechen in (mindestens) zwei kleinere Tröpfchen führt (lesen Sie nach Rayleigh-Plateau-Instabilität ). Mit anderen Worten, selbst wenn die Geschwindigkeit anfangs überall gleich Null ist T = 0 , können Sie immer eine Situation einrichten, in der der Druckgradient nicht überall in der Flüssigkeit Null ist, was zu einer Strömung für führt T > 0 und damit mögliche Trennung. Sie können immer einen Fluss haben, solange die Viskosität endlich ist, egal wie hoch, und dies allein kann ein Aufbrechen nicht verhindern.

Sie können immer eine Situation einrichten ... solange die Viskosität endlich ist. Ihr Argument lautet: "Für jede gegebene Viskosität> 0 können wir eine Form wählen, so dass ...". Mit anderen Worten, Sie sprechen von einer Grenze (Mathematik) für Formen, die nicht in Frage kommt (die Form ist endlich, die Viskosität nicht).
Ich kann nicht sagen, dass ich Ihren Kommentar vollständig verstehe. Die Hantelform ist eine Form, keine Begrenzung einer Abfolge von Formen (obwohl sie als solche eingerichtet werden kann). Die Form ist endlich, ja. Als Viskosität → ∞ , ebenso die Zeit, die für die Trennung benötigt wird (soweit ich sehen kann).
Es ist zwecklos zu versuchen, Infinitesimale in einem Tweet-ähnlichen Kommentar zu erklären, aber lassen Sie es mich versuchen: Allzu einfach ausgedrückt, Sie können keine Form als Reaktion auf meine Viskosität auswählen. Ich kann die Viskosität als Reaktion auf Ihre Form auswählen - das ist die Bedeutung der ersten "Grenze" in der Frage.
@MaxB Ich glaube nicht, dass er versucht, die Grenzen Ihrer Frage festzulegen. Er erzählt Ihnen von einer Situation, die eintreten könnte, und legt die Annahmen dar. Es gibt eine Bedingung, die er angibt, damit dies geschieht. Es liegt an Ihnen zu entscheiden, ob Ihre Frage richtig beantwortet wird. Ich glaube nicht, dass er etwas falsch gemacht hat. Tatsächlich sagen Sie, dass er von einer Grenze spricht, und beziehen sich auf Mathematik über Formen. Wenn überhaupt, bezieht sich seine Antwort speziell auf reale Szenarien bis zu der Grenze, an der die Mathematik abstrakter wird als seine Antwort (dh wörtlich unendliche Viskosität, zu unendlichen Zeiten).
@MaxB Die gleiche Hantelform funktioniert für jede endliche Viskosität.
@MaxB Wählen Sie die gewünschte Viskosität. Es wird immer noch eine Trennung in dem hantelförmigen Tropfen geben. Wenn Sie die Grenzviskosität nehmen → ∞ , dann wird, wie ich bereits gesagt habe, die Zeit für die Trennung ebenfalls gegen unendlich gehen. In der Tat, wie Chester Miller richtig betont hat, tendiert die interne relative Bewegung innerhalb der Flüssigkeit an der Grenze, wenn die Viskosität gegen unendlich geht (während die Antriebskräfte gleich bleiben), gegen Null, und folglich ändert sich auch die Form des Kleckses.

Wenn das Objekt unendlich viskos ist (und nicht flüchtig, so dass es nicht verdampfen kann), wird es niemals seine Form ändern.

Wird ein zusammenhängender flüssiger Körper mit niedrigem Re und niedrigem Ca-Gehalt immer zu einer Kugel in der Schwerelosigkeit?
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