Кастрюльный и Cвечкин эффекты. Объяснение

Я за книжку – та бежать
И вприпрыжку под кровать...
Снова «Мойдодыр», К.И.Чуковского

Итак, достали книжку из под кровати -- «Учебник физики для начинающих естествоиспытателей» -- и прочли объяснение «свечкиного эффекта», обнаруженного и описанного Эрнесто (См. «Свеча горела на столе...»)
Когда мы медленно вводим в стеклянный цилиндр трубку и приближаем её к пламени, пламя свечи начинает «метаться» из стороны в сторону. Чем это вызвано? Только одним: Относительно сильными потоками входящего воздуха.
Почему это происходит?
Трубка начинает играть роль печной трубы, по которой поток горячих газов от пламени поднимается вверх. Причём этот поток НЕ МЕШАЕТ свежему холодному воздуху опускаться в банку. Таким образом усиливается конвекция, движение горячих продуктов горения вверх, и засасывание холодного воздуха снаружи. Потоки свежего воздуха большей интенсивности, ибо горячие газы теперь изолированы трубкой, устремляются вниз к фитилю и сильно колеблют пламя!
А почему свеча тухнет в чуть более узкой банке. Да потому, что горячие газы, поднимаясь по трубке, не дают холодному воздуху с кислородом попасть к фитилю и горение прекращается. Газы, продукты сгорания, играют роль поршня, выталкивающего свежий воздух из трубки, а другого пути нет! И ещё, поднимаясь по трубке газы остывают и частично опускаются обратно к фитилю. А они – это азот и углекислый газ!!! Около фитиля возникает подушка газов, не поддерживающих горение! Реакция  горения – окисления оканчивается!
5 VII 2014


Кастрюльный Эффект.


(См. «О пользе мытья тарелок»)

Эрнесто объяснял вращение кастрюли закрученностью струи.
Но в этом объяснении было одно слабое место:
Почему струя воды из слегка пережатого резинового соска вращается в сторону, противоположную повороту этого лёгкого пережатия? Ведь она, вроде бы, должна закручиваться в том же направлении, в котором поворачивается это пережатие!
На днях я понял, что объяснение это неверно!
Дело НЕ в закрученности струи!!! И, может быть, сильной закрученности вообще нет!

Причина в другом:

Допустим, (что и было на практике) что около центра дна кастрюли имеется небольшая выпуклость наружу.
Струя воды, ударяющая в дно кастрюли, наклоняет её чуть-чуть и дно превращается в некую наклонную плоскость. Причём сила динамического давления струи имеет составляющую, горизонтально направленную, толкающую эту наклонную плоскость в сторону её «возвышения». Кроме того, наклонная плоскость поворачивает струю и тем создаётся добавочная реактивная сила, тоже, толкающая кастрюлю в сторону «возвышения».
Когда мы водим струёй по кругу, образующаяся бесконечная наклонная плоскость бежит вслед за струёй, (за точкой соприкосновения струи со дном кастрюли) и отталкивается струёй в противоположную направлению вращения струи сторону!
То же будет наблюдаться, если кастрюля с совершенно ровным дном плавает на поверхности слоя воды. Ударяющая струя будет чуть наклонять кастрюлю, снова создаётся «бегущая» наклонная плоскость и кастрюля будет поворачиваться в направлении, противоположном направлению конусного вращения струи.
Вот истинное объяснение «Кастрюльного эффекта».

Это – хороший пример того, что красивая теория с «романтическим закручиванием струи воды», из-за одной слабенькой детали оказалась неверной, а другая, более прозаичная, без «романтики», но ЕСТЕСТВЕННАЯ теория дала правильное объяснение физическому эффекту.
10 V 2012