Proč se zamíchané čajové lístky drží uprostřed dna?

Jistě jste si někdy dělali čaj z čajových lístků. Když se takový produkt zamíchá tak, aby tekutina v nádobě rotovala, vyluhované čajové lístky se soustředí na dně uprostřed nádoby. Znamená to, že je gravitační hmotnost jiná než odstředivá hmotnost? Když klesnou na dno, znamená to, že gravitační hmotnost objemové jednotky lístků je větší než vody; protože jsou uprostřed, odstředivá síla, a tedy hmotnost objemové jednotky vody, je větší než u čajových lístků?

ODPOVĚĎ REDAKCE:

Odpověď jsme nalezli prostřednictvím Petra Brodského na www stránkách katedry fyziky Fakulty elektrotechnické ČVUT www.aldebaran.cz, které doporučujeme nejen zájemcům o problém s čajovými lístky. Orientace ve stránkách je trochu komplikovaná: na úvodní stránce kliknete na složku „aktuálně“, dále postupně na „fórum“ a „klasická mechanika“. V poslední složce pak zvolíte téma „Je setrvačná homotnost odlišná od gravitační?“. Pokud se nespokojíte s kraťičkou diskusí přímo pod otázkou a kliknete na referenci nabídnutou Vojtou Hálou, dostanete se na starší fórum, kde Martin Žáček poskytl následující vysvětlení: Přečetl jsem si všechny názory v tomto námětu, ale nevím, na který mám reagovat dřív, a tak píšu souhrn ke všem. Nabízím jednoduché vysvětlení, které je nezávislé na slapových, elektrických, magnetických a jiných silách, povrchovém napětí apod. Nejprostší vysvětlení bývají někdy nejpřekvapivější: Kdyby rotovala i sklenice, lístky se rozloží po jejím obvodu vlivem odstředivé síly. To je totéž, jako by v nerotujícím čaji klesaly ke dnu. Když nerotuje sklenice, ale rotuje čaj, u dna je jeho pohyb pomalejší (je mírněn třením o dno) než u hladiny. V důsledku toho je u hladiny větší odstředivá síla, a navíc čaj koná pohyb na hladině směrem k obvodu, u dna směrem do středu a v ose sklenice opět stoupá k hladině, a u ní opět putuje k obvodu. Lístky jsou těžší, takže nemohou u osy vystoupat a shromáždí se u středu dna. Že to tak je, se můžete přesvědčit, když zamícháte větší rychlostí, tu a tam pak nejlehčí lístky vylétnou k hladině, na ní doputují k obvodu sklenice, kde klesnou, a vrátí se zas do středu. Nebo můžete do čaje nasypat něco lehčího, co se bude pohybovat společně s kapalinou, a celý pohyb uvidíte. Napadá mě, že v pestřejších čajových směsích jsou i lístky, které vždycky plavou. Ty by se podle této teorie měly shromažďovat na hladině, a to u obvodu sklenice.

Shodou okolností teď zrovna piju čaj, ale bohužel je sáčkovaný…