• 杯中的水绕竖直中心轴匀速转动,不计水的粘滞阻力,试论证旋转液面稳定时是抛物面.试题及答案-解答题-云返教育

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      杯中的水绕竖直中心轴匀速转动,不计水的粘滞阻力,试论证旋转液面稳定时是抛物面.

      试题解答


      见解析
      解:如图所示,以水面中心为原点,旋转轴为y轴建立直角坐标系.
      在液面上任取一点P(x,y),在P点下方沿x轴方向取一段底面积为S的极小液柱,液柱长为x,设液体的密度为ρ,则当液体旋转的角速度为ω时,对液柱,根据向心力公式有:
      ρxS?
      x
      2
      ω2=ρgy?S
      所以有:y=
      ω2
      2g
      ?x2
      这里ω、g都定值,所以液面是一抛物面.
      答:旋转液面稳定时是抛物面,证明如上.

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