柱形杯子倒水時,先出來的是原來杯子中哪部分呢?
有一個圓柱形的杯子,高約為底面直徑的兩倍,裡面裝滿了水,將裡面的水倒出 1/3,請問這些水在倒出來前,主要在杯子內部空間的什麼位置?
早在100多年前雷諾就做過類似的實驗了,題主的假設不夠具體,如果是杯子,慢慢傾倒出水,水的流動是層流的話,流出來的水肯定是上半部分的,但是究竟是從哪裡到哪裡的上半部分就需要計算了(涉及杯子的尺寸尤其是傾倒時容器內的流體是怎麼個狀態,環境的溫度影響水的黏度,傾倒的速度等),而且層流的界面的定義只是說90%的水來自這個界面以內
如果是個瓶子,倒的又很急,瓶內的流動就很複雜了,那麼最後從瓶口出來的水說不準也會有瓶底的一部分。
看了下好多答案在爭論實驗加東西會破壞水的單一組分,事實上這個世界上做研究有多少情況下是能完美還原條件的?我覺得做這個實驗加東西是不可避免的,但是實驗方法不是死的,你能在處理數據時考慮你的實驗方法對結果造成的誤差就夠了
(當然看到幾個加蛋白粉粉筆灰的方法真的是不行啊,至少不是這麼直接加的
取決於杯子有多滿,如果接近滿的,首先流出的是頂層接近杯口的部分,如果杯子不滿,在傾斜的過程中由於慣性,靠近杯口、低於頂層的部分會上升到杯口處,所以倒出的就是這一部分,程度與杯子的盛水比例有關。
我自己用鹽水加幾滴醬油試的
在最初部分流出後,剩下液體怎麼流的就跟柱形杯子倒水時,先出來的是原來杯子中哪部分呢? - 口M7口的回答一樣了我覺得,你應該用瀝青做這個試驗,大概500年後你就知道結果了。
天啊嚕,又是粉筆灰,又是蛋白粉,還有蜂蜜的~蜂蜜的密度比水大的沒邊了都?? (? ˙ω˙)? ??~
可以借鑒一下層流實驗。用染色玉米糖漿做的。
原答案已刪
你們說這實驗沒有說服力,我接受
調侃質量問題,隨你們
後面就出來人身攻擊了
呵呵,逼乎的逼格大部分存在於評論區
回答這個問題的 你們都沒幹過喝一杯很燙的水,都是邊吹邊喝啊 表面一點吹涼喝到嘴裡就沒那麼燙啊
用柱形杯子調一杯雞尾酒,然後慢慢倒出來你就知道答案了。
根據以往喝一大杯涼白開水的經驗而言, 假設這瓶白開水涼看有一段時間, 一般就是上面熱下面涼, 因為涼水似乎密度比較大. 然後開始喝水, 首先你會喝到溫水, 因為溫水是在最上面的, 但是馬上你就會喝到涼水, 有可能是溫水被喝光了, 也有可能下面涼水密度大, 上面溫水密度小, 並且杯子傾斜角度, 上面溫水被下面涼水頂上去了, 這時候喝的就是涼水..........
想了很多種實驗方法感覺都不可行,干擾因素太多,也許你可以用同位素試試。
閑的蛋疼 加各種東西的方法根本不行,密度大小有影響。一般是上面下面都有水出來,因為水和水密度相同而且都是液體有流動性,你應該問是上面的水流出來多還是下面流出來的水多然後順便 @vczh
滴加紅墨水,在還沒散開的時候做實驗
用不同顏色的密度相同的沙子分層放在杯子里,然後在倒出去可以嗎?
雞尾酒放到柱形杯子里試試看?
我估計不光能看到結果,還能看到動態變化過程。這個要做實驗的話有點複雜,大概能想像出來一點。水是有慣性的,假設有一個圓球形的容器,裡面裝了一半的水,當你轉動這個容器的時候,裡面的水基本是不動的,除了緊貼內壁的那一層由於粘性會移動,這個量可以忽略掉。現在變成了圓柱形的容器,因為容器已經不像球形那樣對稱了,當你傾斜杯子的時候,水整體其實還是由於慣性保持不動的,但因為容器形狀改變,表層的一部分水相對於杯子會向後移動,底層的水也會相對於杯子向前移動,最終倒出來的時候,既有表層的水也有底層的水。準確的比例不容易確定。
因為之前瓶蓋掉入瓶子里,想倒出來,喝了很久的水才夠到。
所以認為表層的水是很少動的,但是又是在動的……
做了個微小的實驗驗證一下,如果杯子傾角很小,可以很明顯的感覺漂浮物流向邊緣的速度「更快」;如果傾角大(也就是出水量大),就會感覺慢一些。
//這裡的速度只是感覺,可能是相對於水量比較,沒有進行橫向比較猜測是壓強越高流速越快,越靠近杯沿的水流速度越快,越上層的越慢。
綜上: 主要是表層以下,杯口下沿水平面以上區域內。其次是這個區域臨近的水,畢竟會帶動流動。
極度不負責任的表示: 以上純屬認真的瞎猜
對了,應該沒人糾結瓶蓋為什麼會掉入瓶子吧……
用彩虹雞尾酒做實驗不就知道了
Sorry,之前審題不細心,我特么終於知道當年考不上北大的根本原因了。原答案捨不得刪,畢竟很久沒有出來裝逼了。嗯,這是我當年連天大都沒被錄取的原因………
廢話不多說,結論是,絕絕絕絕大部分來自於杯子水最上方的1/3,極極極極小部分來自於由於摩擦力、分子熱運動等微觀運動產生的對流,幾乎可以忽略不計。
~~~~~我是萬惡的分割線~~~~~~~
這是一道好題!放到初中物理乃至高中物理都可以讓物理老師講半節課!
先放結論:
上中下應該都有流出,只不過上面最多,中間其次,下面最少。隨著角度增加,由上到下所佔比例的比值會無限趨近於1,但不會等於一。證明:
假設,分成三段,ABC分別對應上中下。1.角度足夠小時只有A部分流出。BC不會動。
2.隨著角度一點一點增加,A層會流出,B層也開始會流出一小部分,然後A層繼續流出,B層也開始增多。3.以此類推,直到底部。結論是,0°-90°,隨著角度增加流出的部分不同,大體上,上面的先流出,而且所佔比例大。考慮這個問題的時候我自動忽略了受杯壁摩擦力影響而上下浮動的那麼一點點的液體,考慮進去太麻煩,不影響結果,就像分子熱運動,忽略不計。
根據角度不同,所佔比例也會不同,ABC可以是10:1:0,也可以是5:4:3,但是A&>B&>C。
如果杯子瞬間傾倒90°,那必須考慮液體與杯壁的摩擦力,因為越靠下,摩擦力越大,所以還是A&>B&>C。你們真的好糾結啊。
我曾經為了讓開水儘快涼下來,就把杯子放到裝滿冷水的盆里,杯子比盆高,過一會去取的時候,杯子下面被水浸沒的部分是涼的,上面的水是熱的或者說溫的。
這個時候喝水,一口水裡既有涼的也有熱的。
就醬,以上。倒一杯果汁 往果汁里加濃縮果汁 做成果汁雞尾酒 濃縮果汁渲染度在杯子一半的時候實驗材料就準備好了 然後慢慢傾斜杯子做傾倒動作 就可以清楚看到果汁的流動情形了
還想再看明白一點可以做三漸層類型的雞尾酒其實沒有理由從下面的水先出來,如果說下面的水先出來,那對這部分水做功使其上升的能量從哪來?
杯沿的液面下降,重力讓水往低處走,就應該是上面的水先出去了。推薦閱讀:
※如果一個人可以看到分子級的物體,那麼他眼前的世界什麼樣?
※為什麼質量守恆定律嚴格的說是錯誤的?
※為什麼無意識的原子和細胞經過組合會成為有思維意識的物體?
※為什麼我們無法得到一顆大的水珠?
※如何證明能量守恆定律?