Проблемный вопрос Опыт Эйнштейна или почему чаинки собираются в центре стакана ?

Цели исследования Провести опыты с вращающейся жидкостью и с помощью физики объяснить поведение различных частиц в ней

Гипотеза Если вращать ложкой в чашке с чаем, то «чаинки» соберутся в центре стакана.

Ход исследования «Опыт» с чаинками мы проводим каждый день, но не обращаем на их поведение особого внимания. Мы проводим этот опыт еще раз и попытаемся выяснить, как ведут себя в процессе движения и на его заключительной стадии не только те чаинки, которые находятся на дне стакана, но и те, которые плавают внутри объема и на поверхности воды. Вместо чая можно взять и другие вещества, желательно калиброванные. Воду можно раскрутить ложкой, оставляя стакан неподвижным, а можно раскрутить сам стакан.

Точного расчета движения чаинок не имеется, но качественные соображения просты: «Мокрые» чаинки, плотность которых больше плотности воды, находятся на дне стакана и поэтому при своем движении испытывают силу трения о стекло. Вращаются они не в центре сосуда, а вблизи него, образуя как бы «пояс астероидов». Ширина «пояса» зависит от степени неоднородности чаинок: чаинки разных размеров и масс вращаются по окружностям разных радиусов. Лишь на заключительной стадии торможения они собираются в центре.

Этому способствуют восходящие вблизи оси сосуда токи, показанные на рисунке круговыми линиями и образующиеся вследствие того, что при уменьшении скорости вращения свободная поверхность L, имевшая форму параболоида вращения, стремится стать снова плоской. Чаинки увлекаются придонным потоком, направленным к оси сосуда:

Выводы Проведя исследования опытным путем, я действительно увидела, что чаинки концентрируются в центре стакана, что объясняется вполне несложными физическими процессами.

Используемые материалы 1. Приложение к журналу «Квант». Выпуск 2, Москва 2002г.