банка с вакуумом

avva — 20.09.2019 Любопытная задача из книги Л.К.Эпштейна "Thinking Physics":



На верхней картинке банка с сжатым воздухом. В ней открыли дырку. Воздух выходит вправо, а банка при этом летит влево.

На нижней картинке банка с вакуумом. Открывают дырку и воздух заходит справа. Куда будет двигаться банка: влево, вправо, никуда?

Пренебрегаем притяжением Земли (например, можно представить, что дело происходит в космическом корабле), на банку действует только давление воздуха.

Если хотите подумать сами, не читайте дальше, я сразу привожу решение автора.

============================================

В книге объясняется, что банка никуда не двигается. Аргумент примерно следующий: банка с сжатым воздухом летит влево, потому что давление воздуха изнутри на ее левую стенку больше давления на правую стенку, в которой есть дырка. В случае банки с вакуумом воздух быстро заходит в банку через дырку и начинает давить на левую стенку, восполняя недостаток давления. Поэтому ситуация несимметричная:



(в первом комментарии я запощу более подробное объяснение по-английски, с дополнительными диаграммами, которое лень целиком переводить, но суть такая).

Максимум, что может быть, пишет Эпштейн, это "мгновенное легкое колебание вокруг центра масс".

Но вот это мне не очень понятно. Да, воздух заходит в банку через дырку справа. Но пока он не зашел, банка начинает двигаться вправо, так ведь? И даже когда он частично уже зашел, но давление внутри и снаружи банки еще не выравнилось, эта разница продолжает ускорять банку вправо, так ведь? Тогда, пусть даже это движение невелико, что может заставить банку вернуться влево? Почему она просто не остановится, продвинувшись немного вправо? Или это действительно то, что случится?

Дополнительные ссылки по теме, которые не проясняют тем не менее для меня картину до конца:

https://physics.stackexchange.com/questions/74240/what-happens-if-a-rocket-is-filled-with-a-vacuum-instead-of-high-pressured-air
https://en.wikipedia.org/wiki/Feynman_sprinkler

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив