Feladat: 2701. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Elek Péter ,  Koppány Csaba ,  Németh Tibor ,  Nős Bálint ,  Ravasz Erzsébet 
Füzet: 1993/május, 236. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Centrifugális erő, Felhajtóerő, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1993/január: 2701. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A jelenséget érdemes az egyenletesen forgó hengerhez rögzített koordináta-rendszerből vizsgálni. Mivel ez nem inercia-rendszer, figyelembe kell vegyük a tehetetlenségi erőket, nevezetesen a centrifugális erőt is.

 
 

A hengerben levő levegőre ezek szerint a függőlegesen lefelé ható gravitációs erő és a tengelytől sugár irányban kifelé mutató centrifugális erő hat, ezeket kell kiegyensúlyozza a nyomásváltozásból származó erő. Az egyensúlyi állapotban a benti levegő nyomása lefelé, illetve a tengelytől távolodva növekszik. (A helyzet olyan, mintha a gravitációs erőt ,,meghajlítottuk'' volna.)
Vizsgáljuk meg most az égő gyertyát ebben a rendszerben! A lángot az egyszerűség kedvéért meleg levegőnek tekintjük, melynek kisebb a sűrűsége, mint a hideg levegőnek. Erre a meleg levegőre is a gravitációs erőnek, a centrifugális erőnek és a nyomáskülönbségekből adódó felhajtóerőnek az eredője hat. A környezeténél melegebb (tehát ritkább) levegőre ható felhajtóerő nagyobb, mint a másik két erő eredője, a gyertya lángja tehát a felhajtóerő irányába mutat, a függőlegestől a tengely felé hajlik el.
 

Németh Tibor (Győr, Révai M. Gimn., II .o. t.)

 dolgozata alapján.