2018-02-02
Ha дне цилиндрического сосуда, заполненного водой и равномерно вращающегося вокруг вертикальной оси, прикреплен кусочек пробки. В какой-то момент пробка отрывается от дна и всплывает. По какой траектории при этом движется пробка: приближаясь к стенке, приближаясь к оси или вертикально вверх?
Решение:
Рассматриваем сосуд как неинерциальную систему. В этой системе на любой элемент массы воды (предположим, что объем его равен объему пробки) действуют три силы, под действием которых этот эдеме! находится в равновесии (рис. а)
$\vec{F} - m \vec{a} + m \vec{g} = 0$, $F$ - сила давления окружающей воды, $- n \vec{a}$ — сила инерции, $mg$ — сила тяжести. На пробку, помещенную на место этого элемента воды, действует такая же сила давления со стороны окружающей воды, но меньшие сила тяжести и сила инерции (рис.).
Под действием разности между силой давления окружающей , воды и силами тяжести и инерции пробка всплывает и приближается к оси сосуда. Аналогично, что если во вращающийся сосуд спустить тело с плотностью, большей плотности воды, го тело должно приближаться к стенке.