Редкий феномен воздейстия вибрации

[Toolt]

Очередной простой вопрос. Лично наблюдал довольно необычной явление (есть свидетели). На гладком полированном столе разлито немного воды, и в этой лужице стоит стеклянный стакан. За окном проезжает какая-то тяжелая строительная техника, и по всему дому ощущается вибрация. Стакан задрожал и переместился на 10-15 см. Ничего удивительного, если бы не одно: стол стоит с уклоном (стальной шарик скатывается), а стакан "поехал" вверх по уклону. Совершена работа по перемещению груза вверх. Как это объяснить?
Конечно, в данном случае получилось почти нулевое трение, а тут еще сильная вибрация. Может ли вибрация совершать работу по перемещению некоего груза вверх? Может, конечно. Есть всем известный вибрационный насос. Но в нем применена специальная конструкция поршня и клапанов, позволяющая синхронизировать их движение с возвратно-поступательными толчками вибратора. А здесь ненаправленная вибрация и полное отсутствие механизмов.
Могу предположить, что в данном случае частота вибрации совпала с собственной частотой стакана, причем так, что одна часть его днища периодически пробивала водяную пленку и касалась поверхности стола. Таким образом, одна часть возвратно-поступательных колебательных движений приводила к перемещению стакана на 0,5 -1 мм вперед за каждый цикл (чисто случайно вверх по склону), а обратное движение блокировалось. Как-то так. Или без барабашек это явление не объяснить?
Понимаю, что вопрос не сильно интересен для знатоков (ну, всякое бывает, ну, видел ТС чего-то там, или показалось, или вообще придумал), поэтому вряд ли возможно длинное объяснение. Но все же это было на самом деле, и это меня несколько обеспокоило, т.к. в барабашек не верю. Все-таки, возможен ли такой феномен или нет, и правильное ли объяснение?

[wrest]

Феномен возможен, правильное ли объяснение не знаю. То есть, каждый ли стакан поедет вверх? Может, повернули бы стакан и он бы поехал например вбок.

[Dmitriy40]

Да, может.
Объяснение простое: движение стакана не точно совпадает с движением поверхности стола, при движении вверх стол увлекает стакан за собой вверх и фактически подкидывает его вверх, а вот при движении стола вниз стакан за ним не успевает и фактически падает на стол обратно, проскальзывая по слою воды ещё дальше. Если движение стола не вертикальное, а более сложное, то появится смещение стакана в каждом цикле вибрации. В какую сторону поползёт стакан зависит от конкретной кривой перемещения стола, с наклоном поверхности это непосредственно не связано.
Вода сыграла роль замедлителя скорости этого падения стакана и заодно смазки при проскальзывании стакана по столу при этом падении.
Есть даже вибрационные податчики мелких деталей вверх (против силы тяжести).

-- 07.12.2018, 02:38 --

Частота собственных колебаний стакана тут ни при чём, она сотни и тысячи герц, а частота вибраций от машин - единицы герц.

[statistonline]

На одной выставке в том году видел вживую немецкие виброподъемники для средней крупности порошковых материалов, зрелище незабываемое: будто толпа пляшущих мексиканских фанатов после победы своей сборной на Мундиале устремилась праздновать сию викторию на вершину самаррского минарета.
У себя вот такую картинку нашел:



Взято из: В.А. Повидайло, Расчет и конструирование вибрационных питателей.

[Toolt]

Ну, то есть, ничего противоестественного, и вполне объяснимо. Стакан легче стола, и поэтому при вертикальных колебаниях вибрации подскакивает выше, чем стол, и соответственно при возвращении запаздывает и не попадает в прежнюю точку, так как за это время стол успевает переместиться в горизонтальном направлении. И куда опустится стакан - это уже зависит от случайного совпадения, может, в результате он передвинется в направлении против силы тяжести. Плюс к этому еще и возможность проскользить по слою воды. Но чтобы эти горизонтальные и четко направленные мелкие передвижения сложились в значительные 10-15 см в определенном направлении (за исключением вполне обычного движения вниз по склону), все-таки, наверное, необходимо определенное соотношение масс стола и стакана, что случайно и получилось.
Кроме того (это уже мои предположения), из-за определенных параметров элементов здания и стола (форма, расположение центров тяжести и т.д.) при случайной вибрации их колебания могут иметь разную амплитуду в разных направлениях, что приведет к преобладанию смещений стакана в конкретном направлении. Что и вызывает удивительный на первый взгляд феномен, когда стакан у тебя на глазах вдруг ползет вверх по склону.

[statistonline]

Для чистоты эксперимента Вам надо было бы "погонять" стакан по столу без водяной пленки. Возможно, она тут и ни при чем. Возможно (и даже скорее всего), что и стол не подпрыгивает, а качается на двух ножках из 4-х при вибрации пола, т.е. действует почти как гармонический вибратор. Это можно выяснить, если посмотреть на направление движения стакана по столу. Если стакан двигается преимущественно по одной диагонали стола (параллельно ей), то ножки (одна ножка) на этой диагонали чуть короче двух других. Если же стакан двигается перпендикулярно к какой-либо стороне стола, то возможен также уклон пола, дающий общую наклонную плоскость. При определенном соотношении между углом наклона стола $\alpha$, коэффициентом трения между стаканом и столом $f$ (вот тут и вода может пригодиться) и проекцией ускорения стакана на горизонт $\omega$, будет происходит отрыв и полет стакана вверх по наклонной плоскости:

$$ \omega\geqslant g(f\cos\alpha+\sin\alpha) $$

[wrest]

Toolt в сообщении #1359468 писал(а):

Стакан легче стола, и поэтому при вертикальных колебаниях вибрации подскакивает выше, чем стол,

Ни плотности ни массы стакана и стола тут не причем. До этого ещё Галилей допер, кидая камни с Пизанской башни (это байка, а на самом деле: катая шарики по наклонным плоскостям).

[Toolt]

wrest в сообщении #1359517 писал(а):

Toolt в сообщении #1359468 писал(а):

Стакан легче стола, и поэтому при вертикальных колебаниях вибрации подскакивает выше, чем стол,

Ни плотности ни массы стакана и стола тут не причем. До этого ещё Галилей допер, кидая камни с Пизанской башни (это байка, а на самом деле: катая шарики по наклонным плоскостям).

Что-то не понял сравнения. Падают тела с разной массой одинаково, это Галилей прав. Но соударение тел с разной массой в ходе вибрационных колебаний - это, по-моему, совсем другое. Вибрационные колебания передаются от несущих конструкций здания через пол и ножки к столу, а он уже передает вибрацию стакану. Это уже вроде ближе к закону сохранения импульса, а там масса как раз влияет. Разве вертикальная амплитуда колебаний вибростола одинакова с амплитудой подпрыгивания находящихся на нем мелких предметов? Вроде бы, если посмотреть на вибростол, то его колебаний практически не видно, а камешки на нем при определенной настройке очень даже высоко подпрыгивают! (Правда, честно говоря, видел работающий вибростол и вибросепаратор давно, и может, я не прав? Но если слегка ударить снизу по тяжелой металлической пластине, то она почти не поднимется, зато лежащий на ней легкий стальной шарик подпрыгнет сантиметров на 5. Вроде бы аналогия с вибростолом.).

[Theoristos]

Toolt в сообщении #1359468 писал(а):

И куда опустится стакан - это уже зависит от случайного совпадения, может, в результате он передвинется в направлении против силы тяжести.

Это зависит от траекторий точек при вибрации стола.