Maťa Drapova GJAR TMF-team 2013

1. Maťa Drapova GJAR TMF-team 2013

2. Špirály medu Tenký zvislý prúd viskóznej kvapaliny, napríklad medu, sa často zakriví do špirály. Preskúmajte a vysvetlite tento jav.

3. Prvý pohľad Med sa pri dopade na rovnú plochu alebo hladinu formuje do špirály. Predpoklaáme, že tento jav je spôsobený vnútorným trením (viskozitou) medu.

4. Teória Med patrí medzi VISKOELASTICKÉ kvapaliny - sú viskózne a zároveň pružné - tieto vlastnosti závisia od teploty - Z grafu vyplýva, že studený med má vyššiu viskozitu ako teplý, teda bude tiecť pomalšie, teplý sa bude správať viac ako neviskózna kvapalina (netvorí špirály)

5. Experimentálne Jednotka viskozity : 1 Poise (P) = 1 g/cm.s = 0,1 Pa.s Experimentálne som si overila teoretické hodnoty viskozít, ktoré som našla v tabuľkách, pre môj typ medu (čistý lesný med),teplotu a daný 16% obsah vody. Výsledok: http://sk.wikipedia.org/wiki/Med

6. Aparatúra

7. Teoreticky - prúd padajúceho medu zrýchľuje vplyvom tiažového zrýchlenia - ztenšuje sa - pri dopade sa medzi molekulami kumuluje vnútorný odpor (medzi vrstvami), šíri sa hore prúdom - prúd sa zlomí vplyvom odstredivej sily ktorá je výslednicou síl pôsobenia

8. Zistenie: • 3 režimy točenia : • Viskózny režim • Gravitačný režim • Zotrvačný režim a každý zahŕňa súhru viskóznych, gravitačných a zotrvačných síl.

9. I. Viskózny režim - gravitačná a zotrvačná sila sú zanedbateľné - frekvencia točenia je daná vzťahom kde Ω je frekvencia, H výška z akej med dopadá, a je polomer „lana“ medu v špirále - paradoxne rovnica nezahŕňa viskozitu  http://chaos.utexas.edu/manuscripts/1193518381.pdf

10. II. Gravitačný režim - medzi viskozitou a gravitačnou silou existuje rovnováha, zotrvačná sila je zanedbateľná - frekvencia točenia daná vzťahom kde g je gravitačná konštanta a ν(nu) je kinematická viskozita http://chaos.utexas.edu/manuscripts/1193518381.pdf

11. III. Zotrvačný režim - rovnováha medzi zotrvačnými silami kvapalného prúdu medu a silou viskozity (tiažová sila zanedbateľná) vo forme zošmyku pozdĺž špirály - frekvencia točenia daná vzťahom http://chaos.utexas.edu/manuscripts/1193518381.pdf

12. * Dodatočne špeciálny režim - prúd môže byť ohýbaný aj po náraze na povrch pri nestabilnom lámaní, tomu hovoríme „ lanovo-točivý efekt“ - režim nieje stabilný. http://chaos.utexas.edu/manuscripts/1193518381.pdf

13. Záver I. Režim točenia sa medu závisí od výšky, z akej dopadá a teda aj od priemeru dopadajúceho prúdu. II. Viskozita a správanie sa toku medu závisií od jeho teploty. III. Čím má prúd väčší polomer, tým je frekvencia tvorenia špirál menšia.

14. Prepojenie Teória špirálovania sa dá uplatniť aj na iné viskózne kvapaliny (napr. saponát, šampón) alebo tuhé látky s vlastnosťami odpovedajúcimi tečúcemu prúdu medu (napríklad lano).

15. Zdroje: • http://www.youtube.com/watch?v=zz5lGkDdk78 • http://chaos.utexas.edu/manuscripts/1193518381.pdf • http://en.wikipedia.org/wiki/Honey • http://en.wikipedia.org/wiki/Viscoelasticity • http://sk.wikipedia.org/wiki/Bernoulliho_rovnica • http://www.airborne.co.nz/images/technical/ViscosityTemperature.gif • http://www.youtube.com/watch?v=FkXwNQwrxZ4