В сосуде с жидкостью находится газовый пузырь. Поля тяжести нет. Сосуд начинает двигаться с постоянным ускорением. Куда начнёт двигаться пузырь?
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Рассуждение. Перейдём в систему сосуда. Там на всё действует сила инерции \(-m\vec a\), то есть «сила тяжести» с \(\vec g_{\text{эфф}} = -\vec a\). Жидкость расслаивается: давление растёт в направлении \(\vec g_{\text{эфф}}\), то есть против ускорения.
На пузырь действует выталкивающая сила \(-\rho V\vec g_{\text{эфф}} = \rho V\vec a\), а его собственная «инерционная тяжесть» ничтожна (плотность газа мала). Значит суммарно пузырь толкает в сторону ускорения.
Наглядно. Жидкость тяжелее, ей «труднее» разгоняться; она отстаёт и скапливается сзади, вытесняя лёгкий пузырь вперёд. Тот же эффект: в разгоняющемся автомобиле шарик с гелием на нитке наклоняется вперёд, а не назад, как всё остальное.