Paradoks daun teh

Paradoks daun teh menjelaskan fenomena berpindahnya daun teh di dalam cangkir teh ke tengah dan bawah cangkir setelah diaduk dengan jalur spiral memusat. Pembentukan aliran sekunder dalam saluran melingkar diteliti oleh Joseph Valentin Boussinesq pada tahun 1868. Perpindahan partikel yang mengambang dekat dasar dalam aliran kelok sungai diteliti oleh A.Ya.Milovich pada tahun 1913. Solusinya ditulis oleh Albert Einstein tahun 1926 dalam makalah yang menjelaskan erosi tepi sungai sekaligus membantah hukum Baer.

Penjelasan 
Mengaduk cairan membuat cairan tersebut berputar mengelilingi cangkir. Agar jalur lengkungnya stabil, cairan tersebut membutuhkan gaya sentripetal ke tengah. Gaya ini dapat dicapai dengan lengkung tekanan keluar (tekanannya lebih tinggi daripada di dalam).

Namun, di dekat bawah dan pinggir terluar, cairan menjadi lambat karena gesekan dengan cangkir. Gaya sentrifugal inersialnya lebih lemah dan tidak dapat melampaui lengkung tekanan, jadi perbedaan tekanan ini memainkan peran penting bagi aliran air. Ini disebut lapisan batas atau lapisan Ekman.

Gaya sentrifugal inersial yang disebabkan oleh rotasi cairan secara menyeluruh menyebabkan terbentuknya lengkung tekanan keluar di dalam cairan; di dalam, tekanannya lebih tinggi di pinggir daripada di tengah. Cekungan cairan-udara pun terbentuk. Lengkung tekanan ini memberi gaya sentripetal yang cukup untuk gerak melingkar bila mempertimbangkan seluruh cairan yang berputar.

Akan tetapi, di dalam lapisan batas yang rotasi cairannya dilambatkan oleh gesekan dan kekentalan, gaya sentripetal yang disebabkan oleh lengkung tekanan lebih besar daripada gaya inersial yang disebabkan oleh rotasi. Ini menciptakan aliran sekunder ke dalam di dalam lapisan batas. Aliran tersebut bertemu di bawah cangkir teh (tempat bertemunya daun teh) dan mengalir ke atas permukaan. Di atas, aliran cairan bertemu permukaan dan mengalir keluar. Daun teh terlalu berat untuk diangkat sehingga bertahan di tengah. Bersama aliran rotasi primernya, daun-daun ini bergerak secara spiral ke dalam dan bertemu di dasar cangkir.

Penerapan 
Fenomena ini digunakan untuk mengembangkan teknik baru pemisahan sel darah merah dari plasma darah, memahami sistem tekanan atmosfer, dan memisahkan endapan trub saat membuat bir.

Lihat pula 
 Hukum Baer
 Lapisan Ekman
 Aliran sekunder

Referensi

Pranala luar 
  
  
   See also figure 25 in figures.pdf
  
  Einstein's 1926 article online and analyzed on BibNum (click 'Télécharger' for English).

Mekanika cairan
Paradoks fisika
Albert Einstein
Teh
Artikel yang mengandung rekaman video