2018-01-20
В цилиндрический сосуд налита жидкость. Какую форм примет поверхность жидкости, если сосуд равномерно вращается вокруг оси с угловой скоростью $\omega$?
Решение:
Сосуд с жидкостью можно рассматривать как неинерциальную систему, в которой на каждую частицу действует сила инерции, равная $-ma = - m \omega^{2} x$ (рис.) Равнодействующая этой силы и силы тяжести перпендикулярна поверхности жидкости. Производная $dy/dx = tg \alpha$, где $\alpha$ — угол наклона касательной к поверхности жидкости.
$\frac{dy}{dx} = tg \alpha = \frac{m \omega^{2} x}{mg}; \int dy = \frac{ \omega^{2}}{g} \int xdx$, тогда $y = \frac{ \omega^{2}}{2g} x^{2}$. Поверхность жидкости имеет форму параболоида вращения.