Tömegpont dinamikája » Vizet tartalmazó vödör forgatása

Média

Filmek

Vödör_forgatása

Jelenség leírása

Tegyünk vizet a vödörbe, majd a kötél segítségével forgassuk meg a vödröt függőleges síkban. Ha a vödröt elegendően gyorsan forgatjuk, akkor még a pálya tetőpontján (amikor szájával lefelé néz a vödör) sem folyik ki a víz a vödörből.

Összeállítás

Tegyünk vizet a vödörbe, majd a kötél segítségével forgassuk meg a vödröt függőleges síkban.

Eszközök

kötél, víz., Vödör

Magyarázat

121. Vizet tartalmazó vödör forgatása

Ha függõleges síkban egy vödröt elegendõen nagy sebességgel megforgatunk, akkor a vödörbe helyezett tárgyak, szilárd testek vagy akár folyadékok, nem esnek ki, nem folynak ki a vödörbõl, még akkor sem, ha a vödör szája függõlegesen lefelé néz.

A jelenség magyarázatának kritikus része a pálya legfelsõ pontja. Ezen a ponton a vödörbe helyezett testre két függõleges erõ hat: a nehézségi erõ, és a vödör aljának a nyomóereje. Mindkét erõ függõleges, és mindkét erõ lefelé hat (feltéve, hogy a test nincs a vödörhöz rögzítve). A körpálya sugara legyen r, a vödör sebessége a legfelsõ pontban v. Írjuk fel a vödör alján lévõ m tömegû testre a mozgásegyenletet:

mg+F_{ m ny}=ma=mfrac{v^2}{r},.

Minél nagyobb a vödör sebessége, annál nagyobb a lefelé ható nyomóerõ (Fny). A vödör forgását addig csökkenthetjük a test kiesése, illetve a víz kifolyása nélkül, amíg a nyomóerõ nullára nem csökken. Ez a feltétel adja meg a vödör forgatásának minimális sebességét:

mg=mfrac{v_{min}^2}{r}~Rightarrow~v_{min}=sqrt{gr},.

Láthatjuk, hogy a sikeres forgatáshoz szükséges minimális sebesség a nehézségi gyorsuláson kívül csak a pálya sugarától függ. Ha például a vödör pályájának sugara 90 cm = 0,9 m, akkor a minimális sebesség mindössze 3 m/s.


Szerzők

  • Baranyai Klára
  • Honyek Gyula

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Fizika, középiskolai tankönyvsorozat a Műszaki Kiadó gondozásában Szerzők: Gulyás János, Honyek Gyula, Markovits Tibor, Szalóki Dezső, Tomcsányi Péter, Varga Antal
  URI STRING  
/show/121/F-B-C
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
607,328 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0008
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0099
Total Execution Time  0.0107
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0009   INSERT INTO `sessions` (`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('41f4b97fffa222d17068087cb9ae7a85', '3.145.130.31', 'Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko;', 1714011747) 
0.0007   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM (`categories`) 
0.0005   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '121' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywords` ON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '121' 
0.0008   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categories` ON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '121' 
0.0006   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '121' 
0.0006   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '121' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authors` ON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '121' 
0.0004   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_type` ON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mda` ON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '121'