سریع ترین روش خالی کردن بطری از آب

اثر مگنوس
۱۶ اسفند ۱۳۹۹
جزیره اژدهاهای چشم سبز
۱۶ اسفند ۱۳۹۹

در یک نگاه شاید سریع‌ترین روش خالی کردن بطری از آب ، برگرداندن آن باشد. اما مشاهده می‌شود با چرخاندن بطری و سپس وارون کردن آن، بطری بسیار سریع‌تر از حالت قبل خالی می‌شود.

حالت اول : وارونه کردن بطری 

  حالت دوم :  چرخاندن و سپس وارونه کردن

در حالت اول، دهانه‌ی بطری کاملا با آب پوشانده شده‌است. هنگامی که کمی از آب بطری خالی‌شود، با توجه به ثابت بودن حجم بطری، حجم هوای بالای بطری زیادشده پس فشار آن کم می‌شود . اختلاف فشار هوا در بالا و پایین بطری باعث می‌شود نیرویی رو به بالا به آب وارد شود. پس از آن مقداری هوا به شکل حباب از درون آب عبور می‌کند و جایگزین حجم خارج شده آب می‌شود تا بالا و پایین آب دوباره هم‌فشار ‌شوند. این فرایند بارها تکرار می‌شود تا نهایتا آب بطری کاملا خالی شود.

در حالت دوم، با توجه به نیروی مرکزگرا، چرخاندن بطری باعث می‌شود نیرویی به طرف کناره های بطری به آب وارد شود . در این حالت کانالی برای وارد شدن هوا به درون بطری ایجاد می‌شود.(مشابه گرداب) بنابراین اختلاف فشاری اتفاق نمی‌افتد و نیرویی به طرف بالا به آب وارد نمی‌شود. هرچند که در حالت اول سطح مقطع جریان آب از حالت دوم بیشتر است (در حالت دوم آب تمام دهانه بطری را نمی‌پوشاند) اما به دلیل ایجاد اختلاف فشار ، سرعت خروج آب در آن بسیار کمتر از حالت دوم است .

همچنین می‌توان در انتهای بطری حفره‌ای برای ورود هوا ایجاد کرد. در این حالت ، دیگر حبابی در آب ایجاد نمی‌شود و جریان تقریبا لامینار می‌شود . سرعت خروج آب در این حالت نسبت به حالت اول همواره بیشتر است. همچنین با توجه به اندازه حفره این روش می‌تواند حتی از حالت دوم نیز بسیار سریع‌تر باشد. مثلا اگر شعاع حفره تقریبا به اندازه شعاع کانال ایجاد شده در حالت دوم باشد، آب بسیار سریع‌تر از حالت دوم خارج می‌شود . اگر این حفره از حدی بزرگ‌تر باشد سرعت خروج آب دیگر تغییر نمی‌کند. چرا که هوا به سادگی می‌تواند وارد بطری شود و سطح مقطع جریان خروجی آب ماکسیمم است.

بطری با حفره‌ی تقریبا هم‌اندازه کانال ایجاد شده در حالت دوم

بطری با یک حفره‌ی کوچک در انتها

 

سلسله جلسات چای و فیزیک ۸ اسفند ۱۳۹۹

4.3 4 آرا
امتیاز این نوشته
اشتراک
اطلاع برای
guest
0 دیدگاه‌ها
Inline Feedbacks
مشاهده همه‌ی بازخوردها