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#24 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:07
drifter


大家看到球了吗?还没我搓的汤圆圆呢

#25 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:14
tend
这里面用到一个理论,估计99%的将军不知道。这个理论是液体会形成最小能量态形状。在失重状态下,没有势能,只有表面张力这一种能量。而表面张力系数是不变的,所以表面积最小就是能量最小态。表面积最小的形状是球形。有一个软件surface evolver,就是根据这个理论设计的,可以算任何液体形成的形状,包括有接触面的时候,比如某个体积下的水滴悬挂在一个圆柱底面时的形状。

#26 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:26
tdm
drifter 写了: 2024年 1月 28日 23:07

大家看到球了吗?还没我搓的汤圆圆呢
还没达到力平衡。这是一个很漫长的过程,因为水滴系统几乎没有动能耗损的方式,除了水分子之间的摩擦。

#27 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:30
drifter
tdm 写了: 2024年 1月 28日 23:26 还没达到力平衡。这是一个很漫长的过程,因为水滴系统几乎没有动能耗损的方式,除了水分子之间的摩擦。
所以不给初始条件边界条件就是耍流氓 而物理上推算宇宙起始点也接近耍流氓 想怎么来怎么来

#28 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:36
drifter
确定初始条件和边界条件 然后要证明结果是收敛的
显然有很多初始条件会导致结果不收敛

#29 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:42
forecasting
tend 写了: 2024年 1月 28日 23:14 这里面用到一个理论,估计99%的将军不知道。这个理论是液体会形成最小能量态形状。在失重状态下,没有势能,只有表面张力这一种能量。而表面张力系数是不变的,所以表面积最小就是能量最小态。表面积最小的形状是球形。有一个软件surface evolver,就是根据这个理论设计的,可以算任何液体形成的形状,包括有接触面的时候,比如某个体积下的水滴悬挂在一个圆柱底面时的形状。
很不错的信息,知道有软件surface evolver

我们再等等看有没有人能证明出来,换言之就是说出surface evolver的算法

#30 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:43
tdm
drifter 写了: 2024年 1月 28日 23:30 所以不给初始条件边界条件就是耍流氓 而物理上推算宇宙起始点也接近耍流氓 想怎么来怎么来
能骗到经费就行。谁也活不到宇宙热寂那天。并且没人知道宇宙是不是封闭系统,有没有边界条件,甚至现有理论是不是适用。还是先把我们的地球环境保护好比较现实。

#31 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 28日 23:44
forecasting
wutai 写了: 2024年 1月 28日 22:58 反证法可以吗?
可以试试啊,总比说空话好很多

#32 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 00:45
Amorphous
forecasting 写了: 2024年 1月 28日 23:42 很不错的信息,知道有软件surface evolver

我们再等等看有没有人能证明出来,换言之就是说出surface evolver的算法
给定体积面积最小啊,还要咋证明?

#33 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 14:14
弃婴千枝
你们上下嘴皮一动这就是个球形?????

怎么从数学上证明

#34 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 14:22
Dahuaidanyimei
确实不容易,说各项同性的,假设这个球在围绕着自己的某根轴公转,那还会不会是球形?

#35 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 20:15
wutai
forecasting 写了: 2024年 1月 28日 23:44 可以试试啊,总比说空话好很多
有网友已经提到了。我的反证是相同状态下的水分子不能处于不同的状态。本系统的唯一变量是分子与中心的距离,因此只有球形满足条件。

#36 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 21:04
Amorphous
弃婴千枝 写了: 2024年 1月 29日 14:14 你们上下嘴皮一动这就是个球形?????

怎么从数学上证明
https://en.wikipedia.org/wiki/Isoperimetric_inequality

#37 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 22:09
forecasting
forecasting 写了: 2024年 1月 28日 22:47 用最小作用量原理?该忽略的就忽略,先忽略再添加也可以。
其实 我最初想的是用最小作用量,但觉得拉氏量难写出来。对了,有人提到surface evolver软件,其算法应该就是这问题证明的推广。

#38 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 22:39
Caravel
wutai 写了: 2024年 1月 29日 20:15 有网友已经提到了。我的反证是相同状态下的水分子不能处于不同的状态。本系统的唯一变量是分子与中心的距离,因此只有球形满足条件。
水分子是极化分子,微观尺度不具有对称性。

液体没有长程序,证明某种尺度以上就是无序的。

#39 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 1月 29日 22:44
Caravel
forecasting 写了: 2024年 1月 29日 22:09 其实 我最初想的是用最小作用量,但觉得拉氏量难写出来。对了,有人提到surface evolver软件,其算法应该就是这问题证明的推广。
你们搞数学的物理感觉不行。

这玩意不能从原子的langrangian开始,否则首先需要解释的是为什么是液体。假定液体之后,只能使用介观物理的物理量比如表面能,如果能证明表面能正比于表面积,后面就容易了。

#40 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 2月 13日 12:35
meiyoumajia
通俗地说

万有引力引力让距离较远的每个粒滴相互接近
距离特别近时电性作用更强,分子的电子云极化(可用氢键概念)让它们更加靠近。达到电性力下动态平衡时,表面的情况必须让每个“表面”动态分子的状态在时空统计上都没有特殊性,这其实就在宏观上必然显示表面是球形。(但实际上,从微观上看,“表面”/近表面分子有溢出的概率。)

我知道结果,所以才敢说括号外最后面那段。;-)

#41 Re: 来个物理趣味题目吧:失重状态的水滴是球形的

发表于 : 2024年 2月 25日 19:07
forecasting
弃婴千枝 写了: 2024年 1月 29日 14:14 你们上下嘴皮一动这就是个球形?????

怎么从数学上证明
要是能从数学上证明,再推广改动一下,应该可以解决另一个数学或算法的开问题,开了很多年了,不少名家在其上折戟沉沙。

就是求出L量的极值时水滴的形状就行了,即有一点,水滴表面各点到此点的距离相等。

没人有办法呀没人有办法。数值计算有人做过,没意思。