Стакан на половину пуст. What If?

Автор:
ChateringBox
Печать
дата:
8 ноября 2012 18:13
Просмотров:
3835
Комментариев:
4+1
[quote]Что будет, если стакан воды, внезапно, станет наполовину пуст?
— Vittorio Iacovella[/quote]
Пессимисты, возможно, более правы чем оптимисты. Когда люди говорят "стакан наполовин пуст", они обычно имеют ввиду, что стакан содержит равные доли воды и воздуха:

Стакан на половину пуст. What If?


Обычно, оптимисты видят стакан наполовину полным, когда пессимисты видят его наполовину пустым. Это породило кучу шуток, например: инженер видит стакан в два раза большим, чем нужно; сюрреалист видит жирафа поедающего галстук, и т.д.

Но что, если пустая половина будет действительно пустой - вакуумом. (Хотя даже вакуум не пуст по настоящему, но это вопрос к квантовой физике).
Вакуум определённо не продержится долго. Но что именно будет происходить зависит от ответа на ключевой вопрос. Никто не уточняет какая именно половина пуста. Для нашего сценария мы представим три разных полупустых стакана, и проследим что будет происходить последовательно наносекунда за наносекундой.

Стакан на половину пуст. What If?


Посередине традиционный стакан с воздухом и водой. Справа стакан подобный обычному, только вместо воздуха - вакуум. Стакан слева наполовину полон водой и наполовину пуст, но пуста нижняя часть.
Ну, представим вакуум в начале отсчёта, t=0.

Стакан на половину пуст. What If?


За первые несколько наносекунд ничего не произойдёт. За это время даже молекулы почти не сдвинутся.

Стакан на половину пуст. What If?


Молекулы воздуха колеблются на скорости в пару сотен метров в секунду. Тем не менее, некоторые из них двигаются быстрее чем другие. Быстрейшие двигаются со скоростью около 1000 метров в секунду. Они первыми проникнут в вакуум в стакане справа.
Вакуум в стакане слева окружён барьерами, так что молекулы воздуха не смогут быстро пробраться внутрь. Вода в жидком состоянии не стремится занять доступный объём, как это делает воздух. Тем не менее из-за вакуума в стакане вода начинает закипать и водяной пар медленно начинает проникать в пустое пространство.

Стакан на половину пуст. What If?


Пока поверхность воды в обоих стаканах начинает закипать, в стакане справа воздух прорывается внутрь. Стакан слева продолжает заполняться небольшими капельками воды.

Стакан на половину пуст. What If?


Через пару микросекунд секунд, воздух прорывающийся внутрь стакана справа полностью заполнит вакуум и создаст в жидкости ударную волну. Стенки стакана начнут слегка вибрировать, но они достаточно прочные и выдержат вибрации не разбившись. Ударная волна отразится от воды и пойдёт обратно вверх, внося свой вклад к возникшим там потокам турбулентности.

Стакан на половину пуст. What If?


Действие ударной волны от вакуумного коллапса будет продолжаться около миллисекунды, чего будет достаточно чтобы распространиться на другие два стакана. Стакан и вода слегка прогибаются по мере того, как волна проходит сквозь них. Ещё через пару миллисекунд она достигнет человеческого уха и мы услышим громкий хлопок.

Стакан на половину пуст. What If?


В это же время стакан слева начинает заметно приподниматься в воздух.
Атмосферное давление давит и на стакан и на воду одинаково. Это та сила, которую мы считаем силой всасывания. Вакуум справа не держится долго, так что эффекта всасывания недостаточно, чтобы поднять стакан, но поскольку воздух не может проникнуть в вакуум в левом стакане, вакуум и стакан начинают наползать навстречу друг к другу.

Стакан на половину пуст. What If?


Кипящая вода заполняет вакуум очень небольшим количеством водяного пара. До тех пор, пока пространства становится меньше, увеличение количества водяного пара медленно увеличивает давление на поверхности воды. В конце концов это остановит процесс кипения, точно таже, как это сделает более высокое атмосферное давление.

Стакан на половину пуст. What If?


Тем не менее, стакан и вода сейчас двигаются слишком быстро для образования пара. Менее чем через 10 миллисекунд после начала отсчёта, они летят навстречу друг друга со скоростью в пару метров в секунду. Без воздушной амортизации между ними, ведь там только пара капелек водяного пара, вода ударяется в дно стакана как молот.

Стакан на половину пуст. What If?


Вода действительно плохо сжимается, так что после столкновения вода не выплеснется наружу, она создаст ударную волну. Сила удара будет такой большой, что стакан разорвёт.
Этот эффект "водяного молота" (этой же природой обладает глухой стук, который можно услышать в старом водопроводе, когда вы выключите кран) часто используют в трюке для вечеринок (воспроизведённом в "Разрушителях легенд", изученном на уроках по физике и продемонстрированном в бесчиленном количестве студенческих общаг), когда бьют по горлышку бутылки, чтобы взорвать её снизу
Когда бьют по бутылке, она очень быстро опускается. Жидкость внутри не реагирует на возросшее давление моментально, точно как в нашем случае, и возникает разрыв между водой и дном. Это очень тонкий разрыв, в долю дюйма, но когда он схлопывается, удар выбивает донышко бутылки.
В нашем случае эти силы будут достаточно велики, чтобы разбить даже самые прочные стаканы.

Стакан на половину пуст. What If?


Донышко улетает вниз вместе с водой и разбивается об стол. Вода расплёскивается вокруг, равно как и разлетающиеся во все стороны кусочки стекла.
Тем не менее, оторвавшаяся верхняя часть продолжает подниматься.

Стакан на половину пуст. What If?


Через полсекунды, наблюдатели, услышав хлопок, вздрогнули. Их головы непроизвольно следуют за взлетающим стаканом.

Стакан на половину пуст. What If?


Стакан набирает достаточную скорость, чтобы разбиться о потолок на мелкие кусочки...

Стакан на половину пуст. What If?


... которые теперь возвращаются на стол.

Стакан на половину пуст. What If?


Вывод: если оптимист говорит, что стакан наполовину полон, а пессимист, что он наполовину пуст, физик прячется под стол.

Стакан на половину пуст. What If?

1 не понравился
52 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Neolit
Дата:
(8 ноября 2012 18:31)
#1
ухахахахах,класс)
Томск [ссылка]
6 / 1
 
 
 
 
 
 
vyaz1c
Дата:
(8 ноября 2012 18:47)
#2
Оптимистов в жизни ждут сплошные разочарования, за то жизнь пессимистов полна приятных неожиданностей smile
 

Добру и Злу всегда дано сражаться,
Но в вечной битве Зло сильнее тем,
Что средства для Добра не все годятся,
Меж тем как Зло не брезгует ничем.
© Мирза Шафи
Томская область > Северск [ссылка]
16 / 8
 
 
 
 
 
 
kamikazi
Дата:
(9 ноября 2012 01:59)
#3
Просто пессимисты давно уже забыли, насколько хороша жизнь. Ведь как пральино заметили, люди не видят того, во что они не верят. Так же некоторые не верят в счастье.
Томск [ссылка]
0 / 1
 
 
 
 
 
 
Иванчек
Дата:
(9 ноября 2012 06:22)
#4
Про стаканы сразу вспоминается картинка disk.tom.ru/egx3fbw
 
Согласно очень старой фольклорной мудрости, вероятность наступления любого события составляет 50%: случится или не случится. Конечно же, теория вероятностей и существующие методы анализа предполагают более точную оценку, но фаталистам обычно достаточно и вышеупомянутой двоичной формы. (с) overclockers.ru
Томск [ссылка]
0 / 1
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх