Вопрос школьника
Почему шарик в цилиндрической трубке, наполненной вязкой жидкостью, падает с постепенно уменьшающимся ускорением, а при достаточной длине трубки движение шарика в дальнейшем становится равномерным?
Ответ от учителя
Движение шарика в цилиндрической трубке, наполненной вязкой жидкостью, подчиняется закону Стокса. Согласно этому закону, сила сопротивления, действующая на тело, движущееся в вязкой жидкости, пропорциональна скорости тела и вязкости жидкости. Таким образом, чем больше скорость движения тела и вязкость жидкости, тем больше сила сопротивления.
В начале движения шарика в трубке его скорость мала, поэтому сила сопротивления также мала. Следовательно, ускорение шарика вначале будет высоким. Однако по мере увеличения скорости движения шарика, сила сопротивления будет увеличиваться, что приведет к уменьшению ускорения шарика. Таким образом, шарик будет падать с постепенно уменьшающимся ускорением.
При достаточной длине трубки скорость шарика становится достаточно большой, чтобы сила сопротивления стала равна силе тяжести. В этом случае шарик движется с постоянной скоростью, то есть равномерно. Это происходит потому, что сила сопротивления уравновешивает силу тяжести, и нет никакой нетерпеливости, чтобы ускорить или замедлить движение шарика.
