画个剖面图,一个长方形代表旋转以前,一个抛物线型代表旋转后的.看看总的积分哪个大.注意水的体积是一定的,所以抛物线的高度和长方形的高度是相关的.
为什么是抛物线型?数学推导一下吧........旋转需要向心力,哪里来的力?压力----径向的PRESSURE DIFFERNCE
径向: 向心力=Mw^2r--->压力径向变化率*delta r*delta A (压力*面积)=ROU*delta r*delta A*w^2*r
纵向:压力纵向变化率=-ROU*g*h, h=水面高度,假设向上为正
水的任意一点的总压力变化=dp=压力径向变化率*dr+压力纵向变化率*dh
积分一下就成了P=1/2*Rou*w^2^r^2-Rou*g*h+CONST
水的表面是和外面大气压平衡的,那么半径越大,高度就要越高,而且是平方关系,也就是抛物线了.
这里不严格的地方在桶壁,桶壁速度是为零的,严格讲有个很小的边界层.忽略不计了.假设的是整个桶里的水都随着搅动以同样的角速度在转.如果只搅拌中间,估计称没有太大变化.
为什么是抛物线型?数学推导一下吧........旋转需要向心力,哪里来的力?压力----径向的PRESSURE DIFFERNCE
径向: 向心力=Mw^2r--->压力径向变化率*delta r*delta A (压力*面积)=ROU*delta r*delta A*w^2*r
纵向:压力纵向变化率=-ROU*g*h, h=水面高度,假设向上为正
水的任意一点的总压力变化=dp=压力径向变化率*dr+压力纵向变化率*dh
积分一下就成了P=1/2*Rou*w^2^r^2-Rou*g*h+CONST
水的表面是和外面大气压平衡的,那么半径越大,高度就要越高,而且是平方关系,也就是抛物线了.
这里不严格的地方在桶壁,桶壁速度是为零的,严格讲有个很小的边界层.忽略不计了.假设的是整个桶里的水都随着搅动以同样的角速度在转.如果只搅拌中间,估计称没有太大变化.