2.61. Жидкость, взбирающаяся по стержню

Если вставить вращающийся стержень в сосуд с водой, вода начнет вращаться вокруг стержня, образуя направленную вниз воронку. Если заменить воду яичным белком, моторным маслом или некоторыми другими жидкостями, то они, вращаясь, начнут наматываться на стержень. Такое поведение жидкостей называется эффектом Вайсенберга.

ОТВЕТ • Поведение жидкостей обусловлено тем, что вращающийся стержень увлекает за собой жидкость. Чтобы представить себе, как происходит такое сдвиговое течение, положим, что слои жидкости заключены в цилиндрические оболочки с осью на оси стержня. При вращении стержень увлекает за собой внутреннюю оболочку. Эта оболочка скользит относительно следующей, заставляя вращаться и ее. Таким образом, оболочка за оболочкой жидкость втягивается во вращение. Поскольку движение связано с тянущими и скользящими усилиями, говорят, что оболочки испытывают действие сдвигающих напряжений. Когда речь идет о воде, уже через несколько слоев сдвиг практически не ощущается, и поэтому чем выше, тем вращение меньше. Однако есть жидкости, молекулы которых связаны друг с другом, образуя цепочки. Цепочки настолько перепутаны, что ведут себя как упругие полоски. Вращающийся стержень наматывает на себя такие «полоски», так что сначала они подтягиваются к стержню, а затем сдвигаются по нему вверх.