Физиката е ключът към извършването на обръщане трик с бутилка с вода

„УченикътУвеличи / гимназист Майкъл Сенаторе започна водата мания за обръщане на бутилка с представянето му от май 2016 г. в талант show.YouTube

Мания за обръщане на бутилката с вода, в която частично напълнен бутилка вода е обърната и магически се приземява изправено, помете глобус преди няколко години. Сега група холандски учени има проектира демо версия на подвига в класната стая, описана в скорошна книга в американския журнал за физика. Той е предназначен да илюстрират принципа на запазване на ъгловия импулс и включва удобни съвети как да оптимизирате шансовете си за успех извършване на трика.

Цялата мания започна още през май 2016 г., когато гимназия старши на име Майкъл Сенаторе се прехвърли на сцената и успешно обърна и кацна бутилка с вода на маса по време на ежегодното му шоу за таланти в училището. Тълпата се развихри и някой сред публиката заснеха подвига с камера за смартфон. Най- в резултат 30-секундните клипове на YouTube събраха повече от 8 милиона гледания и предизвикаха вълна от опити за копиране на свят. The Backyard Scientist извърши версия, използвайки a цилиндричен контейнер, напълнен с живак.

Experimentally verifying the trajectory of a flipping бутилка за вода. Увеличи / Експериментална проверка на траекторията на прелитаща вода bottle.P.J. Dekker et al.

Обясненията за основната физика бързо направиха кръговете както и въз основа на бавни възпроизведения на движението на двете бутилка и течността вътре. Консенсусът: движението на бутилката във въздуха кара течността да се изкачва по страните, като по този начин преразпределяте масата и увеличавате момента на бутилката по инерция. Това има амортизиращ ефект върху въртенето, забавяйки го надолу достатъчно време, за да залепите приземяването.

Помислете как ледените кънки се разширяват ръцете и краката, за да се забавят въртене, излизащо от скокове или завъртания. Това е същия принцип: запазване на ъгловата инерция. След като бутилката е в движение, ъгловият му импулс остава постоянен. Но изместване как масата вътре (водата) се разпределя увеличава въртенето на бутилката инерция (колко сила е необходима за стартиране или поддържане на движението). Това забавя скоростта на въртене на бутилката.

Физици от университета в Твенте в Холандия реши да анализира по-задълбочено физиката в a серия от строги експерименти и разработване на теоретичен модел. За първата версия на експеримента, те използваха частично запълнен water bottle. За втората версия те намалиха променливи от големия брой водни молекули в бутилката до само две тенис топки в цилиндричен контейнер.

Video stills showing the motion of two tennis balls in a can being flipped.Увеличи / Видео снимки, показващи движението на две топки за тенис в кутия като е обърнат.P.J. Dekker et al.

И в двата случая техните измервания ясно показаха драматичното намаляване на скоростта на въртене на контейнера, което води до почти вертикално спускане, така че бутилката кацна спретнато и изправено. проследяване разрязването на течността и променящите се позиции на тениса топки демонстрираха преразпределение на масата, измествайки момента по инерция.

Ако някога сте се опитвали да направите това сами, знаете трика няма да работи с пълна бутилка: няма достатъчно място за водата да се движи, така че да не получите същата смяна в момента на инерция. Но само колко вода е оптимална беше въпрос на някои дебат. Анекдотично, оптималното ниво на вода в бутилката трябва да е между една четвърта и една трета от контейнер. Това е в съответствие с документа за 2012 г. за въздействието динамика на кухи сфери, частично изпълнени с течности, които заключи, че контейнерът е напълнен до 30-процентов капацитет оптимално количество за постигане на решаващия амортизиращ ефект. И е в в съответствие с прогнозите на модела на учените Twente.

Най-хубавото е, че и двата експеримента могат лесно да бъдат повторени в класната стая, правейки трика за преливане на бутилката с вода повече от просто краткотрайна прищявка. Това е идеално средство за преподаване студентите по основи на ротационната механика.

DOI: American Journal of Physics, 2018. 10.1119 / 1.5052441 (За DOIs).

Физиката на водата обръщане на бутилка.

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: