1. Этот сайт использует файлы cookie. Продолжая пользоваться данным сайтом, Вы соглашаетесь на использование нами Ваших файлов cookie. Узнать больше.

В какую сторону будет перевес?

Тема в разделе "Научные вопросы", создана пользователем ВанЬка, 30.11.13.

  1. Bor

    Bor Активный участник

    901
    1
    Правый шарик (стальной) перевесит.

    Уровни жидкости одинаковые в обоих сосудах. Следовательно гидростатическое давление на дно сосуда одинаковое, что слева, что справа. Умножаем на площадь дна, получаем силу от гидростатического столба воды, силы эти одинаковые.


    Шарики одинаковые по объему, опускаем их в сосуды, а левый еще и привязываем ко дну.

    Далее, слева шарик от пинг-понга привязан к дну сосуда и его реакция создает силу уменьшающую силу от столба жидкости. Строго говоря, что шарик подвешивай в жидкости, что просто положи его на поверхность ничего не изменится (правда изменится уровень жидкости). Масса системы слева (если масса шарика от пинг-понга не учитывается) не меняется никак и не зависит от положения шарика, по любому. Когда мы его топим и привязываем к дну. Опуская шарик уровень поднимается и сила от гидростатического столба увеличивается, но привязка шарика ко дну полностью компенсирует увеличение высоты столба жидкости. С левой чашкой разобрались.

    Теперь правая. От веса тяжелого шарика ничего не зависит - лишь бы он был плотнее жидкости, зависит от его объема. Погружение шарика поднимет уровень жидкости в сосуде, увеличит гидростатическое давление на дно сосуда и следовательно увеличит силу от столба жидкости. И эта сила от увеличения столба уже ничем не компенсируется. Следовательно чашка опустится. Величина этой добавочной силы от столба жидкости будет равна уменьшению силы натяжения нити подвешенного металлического шарика (третий закон Ньютона). Всё, все силы учтены.

    Там же есть видео, опыт поставлен, все в согласии с теорией.
     
  2. gerodoth

    gerodoth Активный участник

    10.427
    1.257
    результат верный а объяснение нет
    в левом шарик тоже погружен и уровень тоже поднят, но
    противоречие
     
  3. Bor

    Bor Активный участник

    901
    1
    gerodoth, в чем? Никакого противоречия нет. Или вы считаете, что от это изменится вес системы? Ну это было бы здорово, если бы вес сосуда слева менялся в зависимости от положения шарика, но к сожалению это нарушает законы физики. Еще раз подчеркиваю, речь идет о сосуде на левой чашке весов.

    Можно проделать мысленный эксперимент с левым сосудом. Например мы можем каким-то образом менять длину нити. Вот шарик погружен полностью и вытеснил всю жидкость какую мог, столб вырос сила давления гидростатического столба тоже, но и реакция нити максимальна, теперь удлиним нить так, чтобы шарик всплыл наполовину, величина столба уменьшится, сила от него тоже, но уменьшится и сила от нити на дно сосуда, ровно на ту же величину. Теперь вовсе отпустим шарик, шарик всплыл на поверхность, увеличение столба минимально практически равно нулю и в тоже время нить ослабла, но что произойдет с весом левого сосуда? Ничего. Он не изменится, ни в первом ни в последнем случае. Следовательно, с теми допущениями, что мы приняли ( не учитываем атмосферное давление, массу шарика от пинг-понга, массы и объемы нитей ), все левого сосуде не изменится, он замкнут, закрыт от воздействий снаружи, вес не изменится.
     
  4. ВанЬка

    ВанЬка Активный участник

    3.132
    20
    Итак, ответ(не знаю правильный или нет), с обоснованием, найденный на другой борде откуда я брал картинку:
    Правый: вес шарика скомпенсирован веревкой, но на шарик действует архимедова сила, по 3 закону Ньютона, действующая и на сосуд. Итого: вес воды+ архимедова сила скомпенсированы веревкой, шарик пытается всплыть, поэтому архимедова сила больше чем вес шарика.Итого: вес воды+вес шарика.
    Правый перевесит.

    Еще задачка:
    собственно взлетит ли самолет? Я так понял скорости одинаковые, но разуемся как видно на картинке противоположно направлены
     

    Вложения:

  5. Bor

    Bor Активный участник

    901
    1
    ВанЬка, вес шарика справа для сосуда не имеет значения, его вес имеет значение только для нити, на которой он подвешен, тяжелее правый сосуд станет только на величину плотности жидкости умноженной на объем шарика (та масса жидкости, которую вытеснит шарик). Так что,
    - неверное утверждение.
     
  6. gerodoth

    gerodoth Активный участник

    10.427
    1.257
    самолет взлетает за счет подъемной силы от набегающего на крылья воздуха. поскольку воздух не набегает не взлетит. тут просто.
     
  7. +1

    +1 Активный участник

    4.711
    423
    И это Адам и Джейми проверяли :) не взлетел...
     
  8. WindMan

    WindMan Активный участник

    14.525
    1.124
    Да ладно... :d

    [ame]http://youtu.be/0ul_5DtMLhc[/ame]
     
  9. panda-34

    panda-34 Активный участник

    1.589
    2
    С задачей про самолет все немного интереснее. На самом деле есть две разные задачи. В исходной задаче транспортер движется со скоростью самолета, самолет, соответственно, взлетает, преодолевая немного возросшую силу трения (колеса вращаются в 2 раза быстрее обычного). Тут спорят совсем уж чайники, которых довольно легко убеждают в неправоте, и это обсуждение неинтересно. А вот в другой формулировке - транспортер движется со скоростью колес самолета. Тут самолет, естественно, взлететь не может, т.к. он по условию задачи неподвижен. И тут те граждане, которым в первой задаче разъяснили, что "самолет отталкивается от воздуха" и "mythbusters же доказали", и которые теперь считают себя не чайниками, а гениями физики и аэродинамики, начинают рассказывать, почему самолет обязательно взлетит, особенно доставляя ответами на вопрос "с какой скоростью будут вращаться колеса самолета?" Так же тут есть нюанс, что если исключить силу трения, то задача вообще перестает иметь физический смысл, т.к. нет силы, препятствующей взлету самолета, и условие задачи о равенстве скоростей колес и транспортера не может быть выполнено (считаем, что движение юзом исключено).
     
  10. Bor

    Bor Активный участник

    901
    1
    panda-34, полностью согласен.
     
  11. alexaudio60

    alexaudio60 Активный участник

    23.647
    3.012
    Точ.Если б не перестановка в гараже,давно бы провел чистый экспер.
    А так:налил в посуду воды,поставил на весы,опустил туда железятину,стрелка ломанулась вправо.)
     
  12. Hermes

    Hermes Активный участник

    11.635
    2
    :d
    Был такой персонаж, барон Мюнхгаузен. Так вот, попал он как-то в болото, взял себя за волосы, натянул их, создал вектор силы и вытащил себя из болота. Вы про этот случай?


    О, опередил :d


    Мляя. Не наааааадооооооооооооо.

    Ну, началось. В школу, учить физику. 7 класс, если не ошибаюсь.
    Хотя, ладно, один вопрос задам. Задача вторая, только самолет игрушечный и вместо винта его тянет мальчик Петя за веревочку. По вашей логике, самолет, аки отлитый в граните, будет стоять на месте?

    ---------- Сообщение добавлено 03.12.2013 19:53 ----------

    По теме, правая чаша перевесит. Те, кто сомневается, может налить ведро воды, поставить его на весы и сунуть в ведро гантелю или гирю, что в хозяйстве найдется :) При этом, конечно, помня, что плотность гантели выше плотности воды
     
  13. Mix

    Mix Активный участник

    7.768
    0
    Два дебила.
    Именно что. По условиям задачи именно так потому как транспортер будет подстраивать свою скорость под скорость вращения колес согласно условиям задачи. Если немного порассуждать то весьма несложно прийти к выводу что условие выполняется только при выполнении равенства X = 2X, где X скорость вращения колес. Ну дальше надеюсь несложно. Задача родом из авиационных институтов с целью подколки новичков (а-ля у самолета нет привода на колеса).
    Или можно сунуть надутый гелием воздушный шарик, результат будет тот же.
     
  14. panda-34

    panda-34 Активный участник

    1.589
    2
    А можно вообще ничего не сувать, а, например, подуть на воду, создав в ней "ямку" размером с шарик.
     
  15. Mix

    Mix Активный участник

    7.768
    0
    На самом деле тут есть еще два ньюанса (ну как говориться если не обращать внимания на бессмысленность с физической точки зрения скорости вращения колес).
    Первый это то что лента транспортера может создать набегающий поток воздуха который окажется достаточным чтобы самолет взлетел. И второй например при турбовинтовом самолете пропеллер также может создать аналогичный набегающий поток. Притом что самолет таки будет оставаться неподвижным :)
     
  16. _m_a_d_m_a_n_

    _m_a_d_m_a_n_ Активный участник

    6.467
    742
    только чтоб после погружения гантели(держа ее в руке) уровень воды в обоих сосудаъх должен быть одинаков. Рука будет компенсировать архимедову силу+силу тяжести(в засимомти от плотности шарика вектор будет разный). В контексте задачи разница эта будет давить на подвес "Г" образный справа, потому на замкнутую систему влияния не оказывать.

    ЗЫ если завтра время будет на картинке все силы нарисую.
     
  17. WindMan

    WindMan Активный участник

    14.525
    1.124
    Не вынесла душа поэта... :d
    Ловите:
    Arh01.JPG Arh02.JPG Arh03.JPG

    Купал пластиковую герметичную емкость (прозрачную). На фото 2 пустую ее полностью притапливал тонкими шпажками. На фото 3 положил в нее груз, чтоб тонула и опускал на нитке. Вуаля... :)

     
  18. _m_a_d_m_a_n_

    _m_a_d_m_a_n_ Активный участник

    6.467
    742
    но ты своей рукой компенсировал вес емкости, потому шарик от ПП хоть чуть, но перевесит.
     
  19. panda-34

    panda-34 Активный участник

    1.589
    2
    Я думаю, что это аэродинамически невозможно. Подъемная сила не возникнет на турбулентном потоке. Гораздо проще тогда в качестве нюанса рассмотреть Sea Harrier, который легко взлетит с любого транспортера.
     
  20. uncertainty

    uncertainty Активный участник

    3.848
    1
  21. Вольффф

    Вольффф Активный участник

    6.176
    1.025
    хрен там, газ закачаный в шарик от ПП должен иметь такой же удельный вес как и воздух, в котором производиться эксперимент (Хотя тут стоит поразмыслить)
     
  22. HunterFSB

    HunterFSB Активный участник

    1.978
    10
    Тут все не учитывают (в своих экспериментах) тот факт, что шарик пп тянет дно, а соответственно и емкость (плотность воздуха который в шарике меньше, чем плотность воды), а металлический за счет веса давит на воду, соответственно равенство.
     
  23. WindMan

    WindMan Активный участник

    14.525
    1.124
    HunterFSB, тоже штоль фанат Барона Мюнхаузена? :gigi:

    HunterFSB, где-то предлагали провести простой эксперимент. Надеваешь спасательный жилет, привязываешь себя к дну ванны, наливаешь воду и начинаешь тянуть себя за волосы... Главное, что этот эксперимент нужно проводить в каске, чтоб головой и ванной не пробить потолок, когда ускоришься!
     
  24. Bor

    Bor Активный участник

    901
    1
    HunterFSB, всё учитывают. Но, ровно на ту же величину силы, с какой пп шарик "тянет дно", увеличивается сила от столба жидкости. И оба эффекта в точности компенсируют друг друга, в итоге сила давления сосуда на опору (вес) не изменяется, читайте тему внимательнее.

    ЗЫ: а то у вас действительно, какой-то эффект Мюнхаузена получается.
     
  25. WindMan

    WindMan Активный участник

    14.525
    1.124
    На картинке нарисован самолет с пропеллером!!! Причем здесь вообще колеса и трение в подшипниках? Как же самолеты с воды взлетают?
    А эти так вообще практически с места:
    [ame]http://www.youtube.com/watch?v=e7KdQDDm6qY[/ame]

    [ame]http://www.youtube.com/watch?v=ZfrRsjOlNXc[/ame]
     
  26. Hermes

    Hermes Активный участник

    11.635
    2
    Хватит чушь пороть. Откройте для себя учебник физики. Линейная скорость вращения точки на поверхности колеса может быть бесконечной (если не учитывать трения в оси), взлету самолета это не помешает.

    Еще раз, хватит пороть чушь. Дано, модель самолета массой 500гр, мальчик Петя массой 30кг. Петя держит нитку привязаную к самолету, стоящему на ленте. Петя начинает бежать от самолета, лента ведет себя так, как написано, трения в оси колес нет. Вы утверждаете, что самолет будет стоять на месте?

    Да. Только отметьте маркером уровень до которого поднялась вода, потом выньте гантелю, долейте воды до этого уровня и снова взвестьте ведро. Результат вас удивит. Дальше разжевывать?


    Вы в вашем эксперименте ожидали чего-то другого? Вы условие задачи вообще читали? Можно было сесть на емкость и придавить ее задом, а не шпажками :)
     
  27. panda-34

    panda-34 Активный участник

    1.589
    2
    Ну ладно самолет, там по сути математическая абстракция, сложно представить, но закон Архимеда вроде такой простой - а вот же, до Мюнхгаузена дошли. Давайте еще с ним позабавимся.
    В ванной плавает кораблик. Можно положить на него железный шарик, кораблик немного погрузится в воду и уровень воды в ванной повысится. Можно просто положить шарик в ванну. Уровень воды тоже повысится. В каком случае он повысится сильнее?
     
  28. Hermes

    Hermes Активный участник

    11.635
    2
    Мне не надо ничего рисовать. Вон, uncertainty, уже формулы выложил. Стальной шарик можно просто выкинуть и долить воды до того же уровня. Эффект будет тот же.
     
  29. panda-34

    panda-34 Активный участник

    1.589
    2
    Ну, математически это верно, бесконечность удовлетворяет уравнению x = 2x. Но я уверен, что невозможно открыть учебник физики, в котором упоминается бесконечная скорость. Поэтому я и написал, что физического смысла в этой задаче нет.
     
  30. Hermes

    Hermes Активный участник

    11.635
    2
    Откуда вы высосали это уравнение? Почему не y=42z?

    Физического смысла в этой задаче нет, т.к. как только самолет сдвинется с места "скорость вращения" колес возрастет до бесконечности (если нет трения в осях). Однако, взлету самолета это не помешает.

    panda-34, что произойдет, по-вашему, в задаче про мальчика Петю?