Wie schnell sollte eine Flüssigkeit ins hydrostatische Gleichgewicht kommen?

Mein Problem mit der Annahme ist, dass Schall im Wasser ziemlich schlecht absorbiert wird. Das

Natürlich wird es wahrscheinlich eine Komponente geben, die nicht auf der Achse ausgerichtet ist, die Flasche wird kein Zylinder sein, also wird Energie auf andere Wellenkomponenten übertragen, Sie bekommen Turbulenzen, und das zerstreut Energie schnell. Aber die Quantifizierung dieser Turbulenzen und ihres Energieverlusts ist ein Schmerz im Rücken.

Auch dies ignoriert die Kavitation völlig.

Sie könnten mit einem Kartenspiel beginnen und fragen, wie lange es dauert, bis das gesamte Kartenspiel frei fällt

• Die unterste Karte, die den Rest der Packung trägt, wird freigegeben
• Alle Karten werden einzeln von den Seiten gehalten und dann gleichzeitig freigegeben.

Daher denke ich, dass die Antwort auf Ihre ursprüngliche Frage lautet, dass es darauf ankommt

• die Form der Flasche, die beeinflusst, wie sie die Flüssigkeit anfänglich trägt
• die Geschwindigkeit der Stoßwelle durch die Seiten der Flasche, wenn sie aus dem Ruhezustand entlassen wird
• die Schallgeschwindigkeit in der Flüssigkeit

Ich würde erwarten, dass eine V-förmige Flasche das Gleichgewicht auf eine "signifikant" andere Weise erreicht als eine mit geraden Seiten.

Die Frage ist im Grunde "wie schnell"? Es ist definitiv nicht "sofort", und es gibt eine gewisse Verzögerung, die eine Bewegung in der Flüssigkeit verursacht, und es muss einige Zeit dauern, bis viskose Kräfte diese Bewegungen töten. Und da sie von Natur aus exponentiell sind, bedeutet je niedriger die Geschwindigkeit, desto kleiner die Verluste und damit die Zeit können erheblich unterschiedlich sein, je nachdem, was genau mit "hydrostatischem Gleichgewicht" gemeint ist?

Wikipedia sagt, dass dies der Zustand "wenn es in Ruhe ist" ist. Ich schlage vor, Sie nehmen eine Bierflasche und schlagen sie hart auf einen Tisch. In 0,2 Sekunden ist die Flüssigkeit wieder in ihrer "endgültigen Position" und in wenigen Sekunden sehen Sie keine Wellen mehr. Aber es dauert Minuten, bis Sie es öffnen können, ohne explosives Verschütten. Und es kann ein oder zwei Stunden dauern, bis es geöffnet werden kann, ohne etwas zu verschütten. Und es könnte über Nacht dauern, bis es so "ausgeruht" ist wie vor dem Treffer.

Ich habe diese alten MIT-Videoserien komplett angeschaut, und obwohl sie mit Wasser arbeiten, wird oft behauptet, dass der Tank über Nacht oder über 24 h stehen gelassen wurde, um ihn definitiv in Ruhe zu bringen. In diesem Video, MIT Cavitation , verwenden sie sogar diesen Unterschied der frisch eingefüllten Flüssigkeit als Referenz. Weil Kavitation sehr empfindlich auf Nukleoidisierungspunkte reagiert.

Meine Antwort lautet also, Sie brauchen Stunden, um das hydrostatische Gleichgewicht zu erreichen . In jedem Fall reichen wenige Sekunden nicht aus, wenn Sie ernsthafte Wissenschaft zu diesem Thema betreiben wollen.

Wie schnell sollte eine Flüssigkeit ins hydrostatische Gleichgewicht kommen?

Alles hängt davon ab, wie schnell sich die mechanischen Wellen in dieser Flüssigkeit abschwächen.

Wird eine Feder wie im angehängten Bild durch eine Masse M zusammengedrückt, befindet sich das System im statischen Gleichgewicht und verschwindet plötzlich das Gravitationsfeld (der Tisch bleibt in seiner Ausgangslage, er ist nicht beweglich), dann erreicht das System wieder eine Statik Gleichgewichtskonfiguration, wenn die Schwingungen aufhören. Im Idealfall schwingt die Masse endlos. In der Praxis hängt die Einschwingzeit davon ab, wie schnell die Feder ihre Anfangsenergie abbaut,$ky^2/2$.