Teblad-paradokset

Tebladsparadokset  er et fysisk paradoks, at når vi rører te i en kop i en cirkulær bevægelse med en ske, observerer vi, hvordan tebladene samler sig i midten af ​​koppen i bunden, mens "sund fornuft" fortæller os, at under påvirkningen af ​​centrifugalkræfter skulle de placeres på kanten.

Mekanismen for denne effekt blev afsløret af Albert Einstein , idet han citerede den som et eksempel, han foreslog for at forklare Baers lov [1] .

“Forestil dig en fladbundet kop fuld af te. I bunden er der flere teblade, som bliver der, da de er tungere end den væske, de fortrænger. Hvis du bruger en ske til at få væsken til at rotere, så samler tebladene sig hurtigt i midten af ​​bunden af ​​koppen. Forklaringen på dette fænomen er som følger: rotationen af ​​væsken fører til udseendet af centrifugalkræfter. Disse kræfter i sig selv kunne ikke føre til en ændring i væskestrømmen, hvis sidstnævnte roterede som et fast legeme. Men i nærheden af ​​bægerets vægge holdes væsken ved friktion, så vinkelhastigheden, hvormed den roterer, er mindre end andre steder tæt på midten. Især vil rotationsvinkelhastigheden og dermed centrifugalkraften være mindre nær bunden end væk fra den. Resultatet af dette er en cirkulær bevægelse svarende til den, der er vist på figuren, som øges, indtil den under påvirkning af friktion bliver stationær. Tebladene føres til midten i en cirkulær bevægelse, hvilket beviser dens eksistens.

- Albert Einstein (fra en rapport på et møde i det preussiske videnskabsakademi den 7. januar 1926)

Det vigtige her er, at koppen er stationær. Hvis koppen imidlertid bringes i rotation, vil tebladene efter etableringen af ​​en fast-state rotation af væsken, der roterer sammen med koppen, samle sig i periferien under påvirkning af centrifugalkraften.

Ansøgning

Dette fænomen er blevet brugt til at udvikle en ny metode til at separere røde blodlegemer fra blodplasma [2] [3] , til at forstå atmosfæriske tryksystemer [4] og i brygningsprocessen til at adskille koaguleret sediment i en hvirvel [5] .

Noter

  1. Einstein A. Årsager til dannelsen af ​​bugtninger i flodsenge og den såkaldte Baers lov Arkivkopi af 7. oktober 2020 på Wayback Machine // Uspekhi Fizicheskikh Nauk . - 1956, T. LIX, no. 1. - S. 185-188.
  2. Arifin, Dian R. (20. december 2006). "Mikrofluidisk blodplasmaseparation via bulk elektrohydrodynamiske strømme" . biomikrofluidik . American Institute of Physics . 1 (1): 014103 (CID). DOI : 10.1063/1.2409629 . PMC  2709949 . PMID  19693352 . Arkiveret fra originalen den 9. december 2012 . Hentet 2008-12-28 . Lægresumé – Science Daily (17. januar 2007).
  3. Pincock, Stephen . Einsteins teblade inspirerer til ny gadget , ABC Online  (17. januar 2007). Arkiveret fra originalen den 7. januar 2017. Hentet 28. december 2008.
  4. Tandon, Amit Einsteins teblade og tryksystemer i atmosfæren . Hentet 25. september 2019. Arkiveret fra originalen 28. oktober 2021.
  5. Bamforth, Charles W. Beer: Udnyt brygningens kunst og videnskab . — 2. - Oxford University Press, 2003. - S.  56 . — ISBN 978-0-19-515479-5 .