Как быстро жидкость должна прийти в гидростатическое равновесие?

Моя проблема с предположением заключается в том, что звук довольно плохо поглощается водой.

Конечно, вероятно, будет какой-то компонент, не выровненный по оси, бутылка не будет цилиндром, поэтому энергия будет распространяться на другие компоненты волны, возникнет турбулентность, которая быстро рассеивает энергию. Но количественная оценка этой турбулентности и потери энергии — это головная боль.

Также это полностью игнорирует кавитацию.

Вы можете начать с колоды карт и спросить, сколько времени потребуется, чтобы вся колода свободно упала после

• нижняя карта, поддерживающая остальную часть колоды, освобождается
• все карты удерживаются по отдельности с боков, а затем одновременно отпускаются.

Исходя из этого, я думаю, что ответ на ваш первоначальный вопрос заключается в том, что это зависит от

• форма бутылки, которая влияет на то, как она изначально поддерживает жидкость
• скорость ударной волны через стенки бутылки, когда она выходит из состояния покоя
• скорость звука в жидкости

Я ожидаю, что бутылка в форме буквы «V» достигнет равновесия «значительно» иначе, чем бутылка с прямыми сторонами.

Вопрос в основном "как быстро"? Это определенно не «мгновенно», и есть некоторая задержка, которая вызывает движение внутри жидкости, и должно пройти некоторое время, прежде чем силы вязкости убьют эти движения. И поскольку они по своей природе экспоненциальны, это означает, что чем ниже скорость, тем меньше потери и, следовательно, время может значительно различаться в зависимости от того, что именно подразумевается под «гидростатическим равновесием»?

Википедия говорит, что это состояние «когда он в покое». Я предлагаю вам взять бутылку пива и сильно ударить ею по столу. Через 0,2 секунды жидкость возвращается в свое «конечное положение», а через несколько секунд вы не видите никаких волн. Но требуется несколько минут, прежде чем вы сможете открыть его, не расплескав взрывчатку. И может потребоваться час или два, чтобы открыть его, не проливая. И может потребоваться ночь, чтобы "отдохнуть", как это было до удара.

Я полностью просмотрел эти серии видеороликов Old MIT, и, хотя они работают с водой, часто утверждается, что аквариум оставляли на ночь или более 24 часов, чтобы окончательно привести его в состояние покоя. В этом видео MIT Cavitation они даже используют эту разницу свеженаполненной жидкости в качестве эталона. Потому что кавитация очень чувствительна к точкам нуклеоидирования.

Итак, мой ответ: вам нужны часы, чтобы достичь гидростатического равновесия . В любом случае нескольких секунд недостаточно, если вы собираетесь заняться серьезной наукой на эту тему.

Как быстро жидкость должна прийти в гидростатическое равновесие?

Все зависит от того, насколько быстро затухают механические волны в этой жидкости.

Если пружину сжать массой М, как на приложенном рисунке, при этом система находится в статическом равновесии, и вдруг гравитационное поле исчезает (стол остается в исходном положении, он неподвижен), то система снова приходит в статическое состояние. равновесная конфигурация, когда колебания прекращаются. В идеальном случае масса будет колебаться бесконечно. На практике время установления зависит от того, насколько быстро пружина рассеивает свою первоначальную энергию.$ky^2/2$.