高一物理:生活中的物理
咖啡渣为什么总是集中在杯底的中央?
如果用搅拌棒将水搅拌,我们会看到水会旋转,在高一物理必修二向心力中我们学过,任何物体在做圆周运动的时候,均需要外力来为它提供向心力。那么杯中的液体在旋转的时候是谁提供的向心力呢?
答案是内外压强差,杯中的水在旋转时,相对杯子同样高度的地方,越靠近杯子中心的压强越低。(注意观察水在旋转时水面是向内凹的,这也反应了内外液体压强的不同。)
对杯子中任意位置上一个小体积内的水,如果周围液体压强对它的总效果互相抵消的话,这个小体积内的水是不可能做圆周运动的。正是因为外围压强略大于中心压强,使得周围液体压强对它的总效果有一个向中心的推力,这个推力大小刚好等于圆周运动所需的向心力。
对水中的固体沉淀,由于它们是被周围水流“拖”着走,所以虽然它们也做圆周运动。但速度会略慢于水流速度。这就使得它们做圆周运动所需的向心力略小,使得周围压强差带来的指向中心的推力略大于所需向心力,于是固体沉淀就被推向中心了。
(责任编辑:张新革)
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