Задача про ванну.

[Вадим Семенов]

Раз уж пошла такая пьянка с задачами...

Формулировка проста: объяснить почему, когда вода вытекает из ванны, она часто закручивается в воронку вокруг сливного отверстия?

Если кто-то считает, что в отверстии имеется некий "винт", то бишь несимметричность, уверяю что это не так. В зависимости от неких условий в одной и той же ванне вода может закручиваться как в одну так и в другую сторону либо не закручиваться вовсе. Я все это наблюдал лично. В случае "винта" эффект был бы стабильным.

Так почему?

[Дмитрий В.]

В  70-х была статейка в "Технике-молодежи" на эту тему. Полностью все и не помню, но резюме было таким: направление вращения жидкости в воронке никак не зависит от кариолисова ускорения (распространенное объяснение), а зависит только от направления вращения жидкости при наполнении ванны. Проверял сам - действительно, соответствует.

[Fakir]

Совершенно верно, направление вращения зависит от начальных возмущений. Более того - в их отсутствии воронка может вообще не образовываться. И даже при наличии начальной закрутки воронка может не сформироваться (в зависимости от её положения отверстия).

Вообще, там еще много непонятного. Вопрос сейчас исследуется в Институте Механики МГУ

[Дмитрий Виницкий]

Когда впервые оказался южнее экватора, сразу вспомнил пример с воронкой. Бросился к раковине - и разочаровался
Врали в школе!

[Old Maple]

Господа, по моему, вопрос прозвучал "почему вода закручивается"?
Скорее всего, здесь вступает в силу турбулентность... Иными словами, происходит превращение поступательного движения жидкости во вращательное и это связанно именно с тем, что жидкость двигается в двух плоскостях параллельно ванной или раковине и перпендикулярно к ней... Два вектора скорости создают закрутку... Проинтегрировав  все вектора по окружности отверстия, с учетом локальных флуктуаций, получим направление вращения воронки...

[Ворон]

Нифига себе "простенькая задачка" - вроде вопроса "почему возникает подъёмная сила у крыла".   ("Школьное объяснение" просто констатация факта в другой форме.)

 Могу сказать по опыту - "в данном урыльнике" вода в воронке Как Правило вращается в одну и ту же сторону.
 Но Не Всегда...  

 Кстати, вопрос о закрутке исследовался в связи с тем, что это вредное явление при заборе топлива из топливного бака. Вопрос решили придумав гаситель этой закрутки.

[Вадим Семенов]

Совершенно верно, направление вращения зависит от начальных возмущений. Более того - в их отсутствии воронка может вообще не образовываться. И даже при наличии начальной закрутки воронка может не сформироваться (в зависимости от её положения отверстия).

Черт, сложно с вами. Палец в рот не клади -- сразу все порешают. Да, действительно, закручивание определяется небольшим начальным моментом импульса, который есть практически всегда. Но если дать воде отстояться несколько часов и вытаскивать пробку аккуратно, не возмущая воду, то закручивания не будет.

Правда это только часть ответа. Нужно еще объяснить, почему легкое невидимое движение воды так усиливается. Обратите внимание, что вращение становится заметным, когда в ванне остается мало воды.

Вообще, там еще много непонятного. Вопрос сейчас исследуется в Институте Механики МГУ

Ну и к чему пришли математики из МГУ?

[Pavel]

Хм. Хорошо помню что у Перельмана была часть объяснения. А так напишите Dio, он уже давал ответ на эту задачку.

[Дем]

Насчёт "начальных возмущений" - неверно.
Попробуйте руками раскрутить в другую сторону - оно через некоторое время вернётся к "любимому направления"

[Старый]

Насчёт "начальных возмущений" - неверно.
Попробуйте руками раскрутить в другую сторону - оно через некоторое время вернётся к "любимому направления"

Нифига!

[Зомби. Просто Зомби]

Где-то слышал, что зависит "от дырки"
Есть "дырки" с любимыми направлениями, а есть "индифферентные" :mrgreen:
Не, не проверял :wink:  :mrgreen:

[X]

Насчёт "начальных возмущений" - неверно.
Попробуйте руками раскрутить в другую сторону - оно через некоторое время вернётся к "любимому направления"

Да, проверял.

[Вадим Семенов]

Хм. Хорошо помню что у Перельмана была часть объяснения. А так напишите Dio, он уже давал ответ на эту задачку.

Перельман, насколько я помню, ничего внятного на этот счет не написал. Он написал, что это точно не кориолис, и с этим трудно не согласится. А что имено -- не написал.

[Вадим Семенов]

Насчёт "начальных возмущений" - неверно.
Попробуйте руками раскрутить в другую сторону - оно через некоторое время вернётся к "любимому направления"

Скорее всего эксперимент у вас не очень чистый был. Вы мало закрутили, а в ванне был больший момент импульса в обратную сторону. Чтобы провести опыт более корректно, дайте воде отстоятся несколько часов, а потом крутите. Тогда у вас без проблем получится в любую сторону.

[Вадим Семенов]

Так все-таки почему слабое вращение так усиливается?

[Дем]

Насчёт "начальных возмущений" - неверно.
Попробуйте руками раскрутить в другую сторону - оно через некоторое время вернётся к "любимому направления"

Скорее всего эксперимент у вас не очень чистый был. Вы мало закрутили, а в ванне был больший момент импульса в обратную сторону. Чтобы провести опыт более корректно, дайте воде отстоятся несколько часов, а потом крутите. Тогда у вас без проблем получится в любую сторону.

Нет, просто ванна слегка несимметричная, похоже. Может быть - потому что стоит слегка наклонно (кто её выравнивать будет? )

[Fakir]

Вадим Семенов

Так все-таки почему слабое вращение так усиливается?  

Ну надо полагать, по той же причине, что и в хрестоматийном примере с балериной из школьного учебника

[Вадим Семенов]

Это только часть ответа. Вторая часть связана с вязкозтью. Более близкие к отверстию слои имеют большую линейную скорость чем дальние в силу сохранения момента импульса. В результате вязкого трения они прередают свой импульс дальним слоям. Таким образом, в сливное отверстие утекает вода с меньшим моментом импульса, чем в среднем по ванне, момент импульса утекает медленнее, чем вода, имеет тенденцию накапливаться. Обратите внимание, что наиболее сильное вращение начинается тогда, когда в ванне остается уже мало воды. Вот примерно так.

[Ворон]

Вообще эти вихри загаааадочная штука...

 Помню в юности еду я на дачу на велосипеде, а там дорога изгибается под прямым углом, и прямо в этом изгибе крутится вертикальная "трубка" - вихрь тянет пыль куда-то вверх.
 Очень интересное зрелище было, как "джинн", совершенно ясное небо, ветра нет и этот вихрь.
 Я решил подойти ближе и он "рассыпался". Возник вихрь у поверхности который быстро исчез.

[Pavel Anisimov]

Добрый день! Очень интересная тема.
Вы не поверите, но я зашел в эту часть форума специально, чтобы задать такой же вопрос, а он уже есть!  :shock:
Ладно, чуть-чуть оживлю беседу...  
Смотрел я где-то пол-года назад по TV очень интересный выпуск "Вокруг света". Так там на полном серьезе демонстрировался занимательный опыт. Дело, по-моему, происходило где-то в Венесуэле на так называемой "нулевой" точке (через которую проходит мередиан). Ведущий брал умывальник, переходил линию мередиана и ставил его (умывальник) в северном полушарии. Затем лил в него из ведра воду - вода вытекала через горловину, закручиваясь по часовой стрелке. Это вполне соответствует моему многолетнему опыту.  :wink:  Потом он сделал то же самое, но уже в южном полушарии - вода стала закручиваться против часовой стрелки. А затем он проделал этот же опыт прямо на линии мередиана. И что же? Вода стала вытекать незаметно, т. е. без образования воронки вообще!  :roll:  Было довольно любопытно наблюдать за всеми этими действиями...
А теперь немного неожиданный вопрос ко всем астрономам и ученым: все ли наблюдаемые в телескопы СПИРАЛЬНЫЕ галактики закручиваются в одну и ту же сторону? И можно ли здесь провести какие-либо аналогии с земными опытами?    Ведь все законы природы наверняка едины для всех объектов во Вселенной. Или я ошибаюсь?