Имеется бочка с водой, стоящая на весах. На какую величину изменятся показания весов, если:

1) опустить грузило на нитке под воду
2) перерезать нитку и пока грузило не достигло дна
3) когда грузило достигло дна.

GD Star Rating
loading...
Tagged with →  

88 Responses to Вопрос есть

  1. _vSid:

    Мои ответы таковы:

    1) вес увеличится на вес вытестненной воды
    2) не изменится по сравнению с 1.
    3) начальный вес изменится на вес грузила

  2. M0dnar:

    задача по физике из школы. Алгоритм решения:
    1. Нарисовать схему опыта.
    2. Изобразить все действующие силы.
    3. По известным формулам сил вывести формулу для искомой величины.
    4. Подставить в формулу исходные данные и вычислить.
    5. Профит.

    Что тут можно обсуждать?

  3. _vSid:

    можно, ибо возникли разные мнения на этот счет.

  4. Peels:

    Ты кстати еще не рассказал, какова твоя схема опыта и какие, по–твоему, там действуют силы.

  5. _vSid:

    схема опыта описана: имеется бочка с водой, стоящая на весах…Если есть какие–то вопросы по этой схеме, я отвечу.

  6. Peels:

    Ты про силы расскажи лучше.

  7. Peels:

    Я конечно в том посте это уже писал, но раз ты просишь еще раз, вот тебе еще раз:

    1) Забьем на воздух, чтобы не мешал, он не актуален.
    2) Предполагаем что сила противодействия опоры, испытываемая грузилом, непосредственно передается весам. (Почему и каким образом — это отдельная тема которая нас тут не касается).
    3) Замечаем, что грузило (массой m) испытывает следующие силы (т.к. они сонаправлены рассматриваем скалярные значения):
    а) Гравитация mg
    b) Архимедова сила –F_a
    c) Сила натяжения нити –F_s
    d) Cила сопротивления воды –F_w
    4) Если масса воды и ящика M, то весы будут засекать
    F = Mg + F_a + F_w
    ибо Mg — это вес ящика с водой, а (F_a + F_w) — это сила противодействия воды грузилу.
    5) Пусть грузило движется с ускорением a по направлению к земле, тогда
    ma = mg — F_a — F_s — F_w
    откуда
    F = Mg + mg — ma — F_s
    6) Следовательно,
    а) Если в воду добавляют грузило, которое висит на нитке, то
    F_s = mg — F_a,
    откуда
    F = Mg + F_a,
    т.е. вес увеличится на вес вытесненной воды.
    б) Когда веревку перерезают, F_s = 0, а грузило получает ускорение a, которое изначально равно (mg — F_a)/m, откуда
    F = Mg + mg — (mg — F_a) = Mg + F_a
    затем ускорение грузила постепенно уменьшается, соответственно F растет. Когда ускорение уходит в 0, т.е. грузило начинает двигаться с константной скоростью, F достигает максимума:
    F = Mg + mg
    в) Когда груз ударяется об дно, он кратковременно испытывает ускорение торможения –А, и в этот момент весы показывают
    F = Mg + mg + mA
    После остановки весы опять вернутся к исходному показанию
    F = Mg + mg

    Примерно так. Можешь теперь сравнить со своим выводом и найти несостыковки.

  8. M0dnar:

    Для того чтобы упражняться в спорах или просто общаться есть множество интересных тем. Есть философия, наконец. Зачем спорить о вещах, которые проверяются простым опытом?

  9. _vSid:

    если два человека не пришли к единому мнению в простом вопросе, то, как минимум, один из них ошибается. Это значит, что есть возможность сделать мир чуточку лучше.

  10. _vSid:

    по идее, твоя схема должна работать и с газом. Она не работает.

    Представим себе, что всё это в вакуме. И в бочке не вода, а воздух, который невероятным образом не улетучивается.
    Моя схема работает, твоя — нет.

  11. Peels:

    В каком месте она не работает?

  12. _vSid:

    даже еще упростив: всё то–же самое, что и в основной задаче, но бочка пуста. Моя схема работает, твоя — нет.

    Моя схема:

    1) вес увеличится на вес вытестненной воды (в новой схеме вода (воздух) как–бы прольется)
    2) не изменится по сравнению с 1.
    3) начальный вес изменится на вес грузила

    Твоя же схема предполагает, что в процессе падения гузила вес будет меняться. Это не так.

  13. Peels:

    Все в моей схеме работает. Если бочка пуста, то среда не будет оказывать никакого противодействия, груз будет постоянно падать с ускорением g, и показания весов будут
    F = Mg
    до тех пор пока груз не коснется пола и перестанет падать равноускоренно.

    Пусть теперь пусть бочка не пуста, но наполнена некой средой (будь то воздух, вода, ртуть или чипсы), которая почему–то противодействует грузилу и не дает ему падать равноускоренно. Мы не знаем точно почему и как среда делает это, но мы верим в то что ни одно действие не должно остаться без противодействия, и полагаем что противодействие, которое среда оказывает падающему грузилу напрямую отражается на весах. Вода, например, просто тупо передает вес грузила дальше весам ибо она несжимаемая. А воздух организует под падающим грузилом область повышенного давления которая рано или поздно добирается до весов и оставляет свой след.

  14. _vSid:

    вода несжимаема, да, но это работает только в том случае, когда нет зазора между грузом и стенками.

    Если бы вес груза полностью передавался бы на дно, то груз не сдвинулся бы с места, ибо реакция опоры была бы равна весу. Но это не так.

  15. Peels:

    Нет, почему же, когда груз тонет с постоянной скоростью, сумма действующих на него сил равна нулю. Следовательно, вода полностью противодействует гравитации. Это противодействие, по нашему предположению, вода должна передавать дальше на весы, что она и делает.

    Эту ситуацию, кстати, можно попробовать объяснить такой аналогией. Представь что в бочке не вода, а много–много маленьких шариков, которые по размеру меньше грузила, по плотности легче грузила, плюс они время от времени шевелятся (как если бы бочку кто–то потряхивал из стороны в сторону). Аналогичную ситуацию можно получить в домашних условиях насыпав в тарелку гречку, положив груз и потряхивая ей так как будто просеиваешь муку.
    Так вот, т.к. грузило плотнее шариков, оно будет постепенно проваливаться («тонуть») все ниже и ниже на дно. В то же время очевидно что в каждый момент времени оно будет либо жестко опираться на шарики (и тем самым передавать вес дну), либо падать с очередного шарика на шарик ниже. Случай падения мы уже рассмотрели в прошлом посте: пока оно летит, грузило не весит ничего, но в момент падения оно весит больше нужного, причем ровно настолько, чтобы средний вес всегда оставался «правильным». Т.к. падения будут микроскопические, то они как раз все будут усредняться и груз будет всегда вносить в вес всей системы вклад равный mg.

    Ну а вода — суть те же шарики, только они бесконечно маленькие, бесконечно скользкие, и сами шевелятся. 🙂

  16. _vSid:

    я думаю, что мы вполне точно описали свои позиции.
    Предлагаю пари на 1000 баксов. Или на 100, как тебе удобнее.

    Текст пари:
    В бочку с водой, стоящую на весах аккуратно на веревке опускаем гирю, пока она полностью не скроется под водой.
    Затем перерезаем веревку и:
    1) если показания весов до удара гири о дно существенно не изменятся, то выигрывает пари iv
    2) если показания весов в процессе движения гири ко дну плавно увеличатся до значения суммарного веса бочки и гири, то выигрывает Peels
    3) если оба не правы, то банк отдается сердрболам на нужды детского дома.

  17. Peels:

    Я не вижу простой технической возможности это проверить. Если ты наконец–таки возьмешь и внимательно, предложение за предложением, с ручкой, бумажкой и что еще тебе включает мозг, прочитаешь то, что я там выше стопицот раз объяснил, ты можешь легко заметить что из моих вычислений тоже следует, например, что если бросить 16–килограммовую гирю в бочку глубиной менее пары метров, то показания любых современных весов «существенно не изменятся» пока гиря не достигнет дна, ибо гиря просто не успеет начать терять ускорение в достаточном количестве, чтобы превысить предел точности весов.

    Для проверки моего утверждения (а точнее, всего лишь пункта (2), который, как я заметил, и правда является спорным моментом, в который на данном уровне размышлений можно лишь верить, однако веру в который большинство разумных людей из поста про голубей высказали в том или ином виде, включая между прочим тот так понравившийся тебе комментарий Бивня, с которым ты почему–то не пытаешься спорить, что опять наводит меня на мысль что ты тупо хочешь потроллить именно меня) нужно найти весы, способные взвешивать довольно большие массы (ибо нам нужен глубокий сосуд) с довольно большой точностью (ибо нам нужно относительно небольшое грузило) и довольно большим быстродействием (ибо грузило должно успеть набрать предельную скорость).
    Я таких весов в наличии не имею и сомневаюсь что где–либо они найдутся.

    Если хочешь, можешь попробовать замерить ускорение тонущей гири и сопоставить это с показаниями весов — узнаешь, прав был Ньютон или нет.

  18. _vSid:

    …!!!!!!!!
    Ну вот … ты начинаешь меня обвинять в троллизме?????!!!!
    Хоть … слово я не так сказал???? Хоть … одно мое утверждение вышло за рамки обсуждаемой темы??????
    Или ты тупой и не желающий понимать что ему говорят?

    Ставлю 1000 долларов на своё утверждение против 100 долларов твоих.
    И не надо никаких … весов. Достаточно почитать школьный учебник, чтобы понять что то, что ты несешь — бред.

  19. Peels:

    Пожалуйста, прекрати истерику и иди читать школьный учебник. Желательно тот, в котором отдельно обсуждается вопрос переноса веса водой или воздухом.

    То, почему мне кажется что ты занимаешься троллизмом я довольно доходчиво объяснил тебе в том же самом комментарии, где высказал это мнение, перечитай. Вкратце повторюсь: использовав предложение лично мне делать какие–то ставки вместо попытки корректного логического обсуждения ты по сути перешел на личности и вышел за рамки обсуждаемой темы.

    Наконец, то, почему твои «ставки на Ньютона» кажутся мне вообще глупой затеей (не считая того, что они некорректны и что ты даже не пытаешься задуматься и разобраться в том, где ты можешь быть неправ) я сейчас напишу на радость добропочтенной публики отдельным срачекомментарием, который ты смело сможешь обозвать ярым троллизмом с моей стороны и попыткой увести тему в другую сторону.

    И будешь прав, потому что я не заинтересован бесконечно объяснять тебе как считать сумму сил — вопрос на мой взгляд рассмотрен относительно исчерпывающе. Если же ты уперто уверен в чем–то обратном, но при этом даже не способен продумать мое объяснение и показать ГДЕ в нем, по–твоему несостыковка, то мне это обсуждение вообще неинтересно.

  20. _vSid:

    я тебе уже писал: Если бы вес груза полностью передавался бы на дно, то груз не сдвинулся бы с места, ибо реакция опоры была бы равна весу. Но это не так.

  21. Peels:

    Достопочтенная публика, берите ведра и попкорн, сейчас может случиться цирк (а может и не случиться, не знаю, зависит).

    Ив, ты вот уже во второй раз предлагаешь мне лично заключать какие–то пари касательно каких–то довольно примитивных физических задачек школьного уровня. Более того, твои пари выглядят вроде «ты говоришь что (при таких–то условиях будет то–то и то–то), а давай замерим на бочке, сколько там на самом деле покажет». Позволь мне объяснить, почему я довольно скептически отношусь к этой твоей методике.

    Я вижу несколько целей, которые ты можешь преследовать, пытаясь заключать твои пари.

    1) Ты думаешь, что приведенная тебе физическая модель неверна и хочешь оспорить это.
    Однако, этого невозможно достичь просто «замерив вес чего–либо в бочке». Единственный научный способ оспорить имеющуюся модель — это предложить альтернативную теорию и экспериментальный способ ее проверки. В случае с тонущим грузилом ты явно пытаешься оспорить предположение из пункта 2. Что ж, предложи конкретную альтернативную версию («вес грузила уходит в никуда?»), объясни каким образом твоя теория вписывается в имеющиеся общепринятые факты («куда девается импульс?»), затем придумай убедительный способ проверить ее (на каких весах и в какой бочке можно будет статистически значимо отличить эффекты А от Б и почему) и, если твоя модель окажется действительно верной, опубликуй результаты в физическом журнале.

    Голые выкрики «а давай замерим, а давай» уж больно напоминают товарищей креационистов, которые точно так же готовы на каждом шагу заключить пари, что за следующие 100 лет явных эффектов эволюции мы наблюдать не сможем, и гордо считать что этим они что–то кому–то докажут.

    2) Ты хочешь поиграть в азартную игру «кто предскажет лучше».
    В таком случае нужно сначала выбрать конкретную бочку, конкретные весы, конкретную воду и конкретное грузило, позволить обеим сторонам провести необходимые измерения (все кроме непосредственно экспериментальных данных), затем попросить обе стороны высказать конкретное предложение о том, что будет замерено, провести несколько замеров и оценить статистическое отклонение каждого из предсказаний.
    Всего этого ты явно проделать не можешь, да и не очень–то интересно, знаете ли.

    3) Если ты понимаешь нелогичность заключения пари с точки зрения вышеуказанных пунктов, то остается лишь вариант что ты так шутишь (не смешно) или же практикуешь новый вид научного гоп–стопа — «заключи пари про второй закон Ньютона и разведи лоха на бабки». Да, все мы в школе делали физические эксперименты и все мы знаем что такое «подгонять числа» чтобы они совпали с теорией хотя бы в пределах 10% ошибки. Поэтому да, давайте заключать пари на то сколько мои весы покажут для твоей бочки.

  22. Peels:

    Я тебе уже отвечал на это.

    Вот тебе ответ номер два:
    Скажи, а когда лифт в здании опускается равномерно, его вес тоже не передается на фундамент? Или передается, но как–то не полностью?

    И наконец расскажи мне, куда девается импульс и энергия, когда твой груз под действием гравитации умудряется тонуть с постоянной скоростью?

  23. _vSid:

    есть задача. Она предельно четко сформулирована в посте и полностью и точно описывает эксперимент. И требуемый ответ — именно предсказание результатов конкретного эксперимента.

    На нее я дал свои ответы и объяснения, ты дал свои. Единственный способ наглядно проверить утверждения — поставить описанный эксперимент, тем более, что поставить его относительно несложно.
    Для этого не нужна бесконечной длины бочка — нужна обычная. Не нужен идеальный газ или жидкость — обычная вода. И не нужен урановый лом — достаточно обычной гири.

    Всё, что я хочу — чтобы ты перестал трепаться и деньгами отвечал за свои слова. Тогда, возможно, ты задумаешься и сам найдешь свои ошибки.

  24. _vSid:

    Приведу еще одно доказательство своей точки зрения. Проведем другой эксперимент:
    опустим груз на веревке почти на дно бочки, не касаясь его. Затем начнем равномерно поднимать. Утверждаю, что показания весов не изменялся до тех пор, пока груз не покажется из воды.

    По логике Peels, как я понимаю, с поднятием груза вес будет постоянно нарастать.

  25. _vSid:

    передается, и это легко замерить на тросе.

    Если груз тонет с постоянной скоростью, а не с ускорением, то это всего лишь значит, что сопротивление среды противодействует силам гравитации ровно настолько, чтобы погасить ускорение.

    С наким же успехом ты можешь утверждать, если точно над весами спускается парашютист, то показания весов будут увеличиваться по мере приближения.

  26. _vSid:

    сорри, ошибка: постоянно нарастать –> постоянно падать.

  27. Peels:

    Значт еще раз внимательно читаем тут а я как всегда жую для тебя:
    * Ты не описал эксперимент в деталях. Какая и сколько бочек, какие весы, сколько измерений, и т.п.
    * Этот эксперимент, в том виде в каком его предлагаешь поставить ты, не обнаружит разницы в наших моделях.
    * Наконец, если моя модель окажется неверна, это еще не решает проблему, ибо у тебя нет альтернативного объяснения. Твое решение, в том виде в каком ты ее описал, противоречит закону сохранения импульса, поэтому если ты окажешься прав — это если не нобелевка, то по крайней мере публикация, что маловероятно.

    Всё, что я хочу — чтобы ты перестал трепаться и деньгами отвечал за свои слова.
    О, так ты и правда из категории научной гопоты что–ли? «Сышь, Ньютоны есть? А скока? А если найду, ответиш?»
    Тут рядом есть полный голубиный пост народу, большинство из которых скажут тебе что моя модель вернее твоей. И нет, ты прикопался именно ко мне. Иди, пожалуйста, нахрен.

  28. Peels:

    Не тупи, конечно нет. Натяжение веревки заберет на себя весь вес груза (кроме выталкивающей силы, конечно). Возьми в руки бумажку, карандашик и прочитай внимательно объяснение.

  29. _vSid:

    брочка не пуста — в ней воздух

  30. Peels:

    С парашютистом над весами будет играть роль тот аспект, что его вес будет как–то распространяться на большую площадь нежели только на весы.

  31. _vSid:

    ты сам пришел в этот пост, никто тебя за уши не ташил. Мог бы и не приходить.

    * Описание эксперимента достаточно для его постановки. Любая бочка, самая обычная бочка. Весы, которые в состоянии уловить значимые отклонения, груз, достаточный, чтобы повлиять на показания весов.
    Если тебе из текста поста непонятно сколько бочек, ну блин, к врачу.

    * Для того, чтобы обнаружить разницу, достаточно подобрать груз такой плотности и формы, чтобы его скорость погружения достаточно быстро стабилизировалась — это несложно.

    * Это ни нобелевка, ни публикация, поскольку сопротивление среды проходят в школе.

  32. Peels:

    Ура, ты прочитал и мы можем говорить!
    Теперь насчет пункта 2. Я бы рад от него избавиться, но не знаю как. Потому что, понимаешь ли, закон сохранения импульса мешает.

    Вот смотри. Рассмотрим две одинаковые бочки. Пусть в одной из них вакуум, а в другой — какая–то среда, которая не дает грузу падать с бесконечной скоростью. Пусть в обеих из них по грузилу, и пусть та бочка, в которой вакуум, находится в ослабленном гравитационном поле (так что в обеих бочках грузило испытывает одно и то же ускорение — в одной бочке это (g–F_а), а в другой g_small).

    Швыряем оба грузила с высоты h и даем им долететь почти до конца. Поначалу они летят одинаково, но потом второе начинает терять ускорение. К концу грузило в вакууме наберет скорость sqrt(2ha) и будет иметь импульс sqrt(2ha)m, направленный строго вниз. Грузило в среде наберет строго меньшую скорость и будет иметь строго меньший импульс. Значит куда–то оно свой импульс раздало (т.е. где–то должны быть еще частицы, «хотящие» давить на весы вдобавок, причем хотят они надавить столько импульса, сколько недодавит грузило по сравнению со случаем в вакууме). Вопрос — куда пропал этот импульс и как нам его вернуть? Если ты предложишь теорию, в которой импульс вот так вот «не теряется» и в то же время наблюдаются те эффекты которые ты обещаешь — будет круто.

  33. Peels:

    Я пришел, объяснил, а мне в ответ «сышь, Ньютоны есть, а ответишь?». К тому же тебе бы тут без меня было бы скучно и одиноко, поэтому не жалуйся.

    Пожалуйста, найди мне такой груз, который весит достаточно много чтобы весы засекли его на фоне веса воды, и при этом скорость его стабилизируется достаточно быстро. Будь конкретнее!

    На самом деле вот тебе встречное предложение — давай вместо воды возьмем более плотную жидкость — варенье какое–нибудь там, или кашу, в них можно топить довольно большие грузила медленно и равномерно (когда же мы наконец на ртуть с ломами перейдем, я жду–недождусь).

    И да, опровержение сохранения импульса — это очень круто. И чтобы убедить в нем общественность тебе придется перепроверить много бочек!

  34. Peels:

    Да, с вареньем кстати и вправду вполне возможно засечь разницу. Поэтому выбирайте ваши варенье и грузило, сэр! Возьмем банные весы и разведем вас на бабки.

  35. _vSid:

    я не против, но где ты возьмешь бочку варенья? Урановые ломы может еще?

  36. _vSid:

    я не опровергаю закон сохранение импульса.
    При погружении груза возникнут области высокого и низкого давления. На перетекание жидкости из одной области в другую и будет потрачена энергия. Кстати, твоя система это не учитывает.

  37. Akukirve:

    Впечатляющая кропотливая работа. Огромный респект.
    Сначала смутила (самую малость) вот эта формула:
    F = Mg + F_a + F_w — не понял, почему прибавили силу Стокса (или не Стокса, характер движения и форма грузила неуточнены все же) и Архимеда, но это, видимо, по третьему закону Ньютона просто. А я сонный идиот 🙂
    Дальнейший диалог не стал полностью читать, но терпение и желание донести истину тоже впечатляют.

  38. _vSid:

    а куда у него девалась сила трения?

  39. Akukirve:

    Сила сопротивления воды — это и есть вязкое трение.

  40. Akukirve:

    Я обязательно еще раз посмотрю вывод, когда просплюсь, но пока возражать не берусь.

  41. _vSid:

    ок, почему оно передается на дно так, как будто это палка, а не свободно перетекающая вода?

  42. Akukirve:

    Погодите, я, кажется, нашел ошибку в решении. Так что спор с Вами пока сворачиваем 🙂

  43. _vSid:

    импульс не пропал, он теряется на сопротивление среды. А именно, на перетекание среды из зоны повышенного давления под грузом в зону пониженного давления над грузом.
    При этом, еще раз подчеркиваю, что в твоей схеме полностью отсутствует эта потеря энергии.

  44. Akukirve:

    Вот, как мне кажется, нашел ошибку.
    Думать я поленился, поэтому проверил решение математически, обычной подстановкой одного в другое.
    Когда груз лежит на дне получается, исходя из этого решения, что:
    F = Mg + mg
    С другой стороны изначально мы приняли, что:
    F = Mg + F_a + F_w
    Тогда:
    Mg + mg = Mg + F_a + F_w
    Если F_w — сила вязкого трения (а что же еще?), то она пропорциональна некоторой степени скорости. Которая в данный момент равна нулю.
    Значит:
    mg = F_a
    Почему–то мне кажется, что это не так 🙂

  45. _vSid:

    а если нет, то где же твоя несжимаемость воды вдруг подевалась?

  46. _vSid:

    к сожалению, я не умею писать такими замысловатыми буквами. И если уже во втором пункте ошибка, то есть ли смысл читать математические построения, построенные на нем в том числе? Я ему и указал на ошибку. Не раз.

  47. Peels:

    Никуда, причем здесь несжимаемость?

    Однако ты прав в том, что если поднимать груз со скоростью, при которой жидкость опять начинает оказывать вязкое сопротивление, то вес действительно уменьшится.
    К примеру, если слишком резко выдергивать грузило из вязкого варенья, можно даже банку подкинуть ненароком.

  48. Peels:

    Бочку не надо, достаточно банку. У меня вон в холодильнике стоит, прям щас бы проверил, только весов нет.

  49. Peels:

    Когда грузило тонет, F_w — это сила вязкого трения и ничего более. Когда оно утонуло вязкого трения нет, вместо него есть настоящая сила реакции опоры — вот это она. Для пущей корректности конечно можно было ввести еще одну переменную F_опора, которая равна нулю все время пока груз тонет.

  50. Peels:

    И да, точно так же как и для натяжения нити, когда грузило утонуло,
    F_опора = mg — F_a,
    откуда для лежачего груза
    F = Mg + F_a + F_опора = Mg + mg

  51. Peels:

    Импульс в системе не может «теряться». Он может изменяться лишь под действием сил. У нас в системе есть всего два источника (не считая нити), способные оказывать реальную силу и менять импульс вдоль вертикальной оси — гравитация, и пол (т.е. весы), причем «уменьшать» импульс способен только пол. Следовательно все противодействие грузу должно так или иначе отразиться на весах.

    Рассматривать вопросы перетекания воды туда–сюда не вижу смысла, ибо не вижу как это может кардинально отразиться на пункте 2. Ну да, вода наверное немного нагреется от трения, а весы — от столкновения.

  52. _vSid:

    еще раз: по твоей логике, пароход, идущий по морю давит на ближайший берег в направлении движения, парашютист на землю под ним. А пуля, выпущенная из ружья (под водой, если хочешь), убивала бы противника еще до вылета из ствола! Но этого не происходит. Куда девался импульс? Почему он не передался?

    Пренебрегать расходами на сопротивление среды, как это ты делаешь, нельзя. Импульс, будучи переданным среде рассеивается во всех направлениях. Неравномерно, но во всех. И чем плотнее среда, тем больше в направлении движения — да. В крайних случаях — твердое тело и вакуум. Только твердое тело могло бы передать на дно усилие со 100% результатом. Только если вставить в ружье твердый штырь, а другой конец штыря приставить противнику к груди, импульс выстрела будет доставлен также, как это описано у тебя в формулах.
    А, если бы 100% импульса было направлено строго вниз, ты даже палец в воду не мог бы засунуть — неоткуда взяться энергии, чтобы раздвинуть воду в стороны.

    В итоге, мы видим, что передаваемая на дно сила сильно зависит от среды.
    Вторым фактором являются расстояния. Именно от них во многом зависит то, как будет и, вообще, будет ли рассеяна энергия.
    В крайнем случае — расстояние 0 — именно в этом случае твоя математика верна. 100% будет передано на весы.
    В другом крайнем случае — бесконечные расстояния — импульс не повлияет на весы, если объект тонет не в абсолютно твердом теле.

    Вернувшись к бочке:
    Завтра пойду кидать блин от штанги.

  53. Peels:

    по твоей логике, пароход, идущий по морю давит на ближайший берег в направлении движения
    Нет, неверно,

    парашютист на землю под ним,
    Верно, а (средний) вес грузовика с летающими голубями не будет отличаться от веса грузовика с сидящими голубями, но это в другой пост.

    А пуля, выпущенная из ружья (под водой, если хочешь), убивала бы противника еще до вылета из ствола!
    Не совсем. Во–первых ускорение пуля испытывает только в момент вылета. Во–вторых, это взаимодействие не передается абсолютно мгновенно, скорее всего пуля даже быстрее. В–третьих, на расстоянии от ружья оно распространяется на довольно большую область и поэтому никого не убьет. Но ты прав в том, что если пульнуть в объект совсем в упор, объект будет наверняка нехило покалечен выходящим перед пулей потоком воздуха.

    Импульс, будучи переданным среде рассеивается во всех направлениях. Неравномерно, но во всех.
    Покажи в каком учебнике ты это вычитал. Это утверждение, Ив, если ты сможешь его доказать, будет революцией в физике. А пока почитай хотя бы Википедию что–ли.

    А, если бы 100% импульса было направлено строго вниз, ты даже палец в воду не мог бы засунуть — неоткуда взяться энергии, чтобы раздвинуть воду в стороны.
    Я боюсь мне не хватит и десяти постов, чтобы хоть как–то исправить твои знания школьной физики. Но ты мог бы для начала хотя бы перестать путать импульс с энергией. Это совсем разные вещи.

    Вернувшись к бочке:
    Завтра пойду кидать блин от штанги.

    Попробуй, но еще раз повторюсь, что если твоя бочка меньше пары метров в глубину, ты вряд ли заметишь эффект. Возьми лучше густую жидкость (варенье, жидкое мыло, и проч), пластиковый стаканчик, шарик от большого подшипника и лабораторные весы.

  54. Peels:

    Привет, я тут пока думал как бы тебя еще просветить случайно вспомнил детскую задачку, которая не связана с темой поста, но тебе с твоими интуитивными методами наверняка понравится.

    Имеются пружинные весы аля динамометр (такие, где пружинка растягивается, ими бабули на рынке кульки взвешивают). Весы тянет каждый в свою сторону два силача — один применяет силу F1=10 Ньютонов, а второй — силу F2=20. Сколько килограм покажут весы.

    размер 237x125, 1.82 kb

  55. Peels:

    И еще, на тему пункта два. Он по сути он утверждает что вес как бы «мгновенно» передается дну что, как я понял, смущает тебя. Несомненно это упрощение, которое введено только лишь чтобы весь остальной вывод был тебе понятнее и интуитивнее (нет, правда, я старался, жаль что зря). Конечно же, вес не обязан передаваться дну мгновенно, тем не менее «пропадать» он не может. А именно, если заменить пункт два просто законом сохранения импульса, то можно показать (и математически это на порядок проще, чем мое объяснение выше, в общем–то это уже было в посте про голубей), что если за промежуток времени t ни одна из частиц–молекул–грузил в системе не получила ускорения (т.е. начальная и конечная скорости остались равны, даже если в промежутке они менялись), то среднее показание весов за этот промежуток равно в точности Mg где M — суммарная масса всей системы. Например, в случае с голубями, показания весов скорее всего будут колебаться около этого среднего чуток. Однако для грузила это, как мне кажется, совсем непринципиально.

  56. Akukirve:

    Тогда, конечно, сходится.
    С другой стороны, я неуверен в корректности того, что ты прибавил силу реакции опоры для грузила к весу системы бочка–вода–грузило. Я продолжаю, если что, рассматривать ситуацию, когда грузило уже на дне бочки.
    Можно рассудить, что вес нашей системы будет равен сумме силы реакции опоры для бочки с водой и силы реакции опоры для груза.
    Что резонно, т.к. силы реакции опоры равны сумме сил действующих на опору, т.е. весу.
    Я позволю себе не писать само это решение, как говорят учебники, в силу его тривиальности 🙂

  57. Akukirve:

    Ты, кажется, меня, к сожалению, не понял. Возможно, слишком путано написал. Хотелось бы твое решение увидеть. Как ты свои ответы получил?

  58. Akukirve:

    Здорово было бы сказать, что я не придираюсь, но я именно придираюсь к твоему решению, но не сочти за троллизм — хочется быть уверенным в ответе.

  59. Akukirve:

    Ну, если гипотеза верна, то, вообще говоря, может быть незначительное (пренебрежимое) рассеяние в виде тепла. Но мы на него, конечно, смело чихали. Оно ж пренебрежимое.

  60. Peels:

    Можно рассудить, что вес нашей системы будет равен сумме силы реакции опоры для бочки с водой и силы реакции опоры для груза.

    Это и есть, по сути, мое предположение номер 2, которое очень не устраивает Ива по, в общем–то, более–менее понятным причинам (а–ля «ну как же так!!!»).

    Но как я уже заметил, можно заменить его сохранением импульса и предположением, что пока груз тонет с постоянной скоростью импульс воды (в смысле \int_m v dm) не меняется а ящик неподвижен.

  61. Peels:

    Я совсем не против конструктивного обсуждения по существу (да и против троллизма ничего тоже не имею кстати, пока это в меру забавно и не переходит на всяческие непристойности, просто тогда я считаю себя вправе отвечать чем–либо аналогичным).

  62. Peels:

    Импульс в тепло не уйдет. Энергия — пожалуйста, это величина скалярная. А импульс перейдет лишь в импульс, суммарное направление его не изменится.

  63. GnimrahC:

    По ответам автора:
    1. Представим себе чрезвычайно вязкую жидкость, груз на нитке опускается в нее. Естественно, что нитка тянет с той силой, чтоб компенсировать падение в жидкость, что равно весу за вычетом архимедовой силы. Если они равны, то груз будет свободно плавать, а вес станет равен сумме веса груза и воды. Тут как бы все просто.
    2. Отпускаем груз. Если жидкость очень вязкая, пусть будет стекло для пущего эффекта, то естественно, что вес будет равен почти сумме веса жидкости и груза. Если жидкость очень–очень невязкая, то будет почти равен весу жидкости. Так от чего зависит этот вес? Вестимо, что от вязкости, а почему? Именно потому, что вязкость — это проявление сопротивления материала на деформации, которое передается по направлению действия силы, то чем больше это сопротивление, тем больший эффект передается. Это как ударить по подушке, сначала легкий толчок, а потом, когда удар дошел до края подушки, удар чувствуется гораздо сильнее.
    3. Ок.

    Кстати, очень верную аналогию вам привели с подъемом груза, если из очень вязкой жидкости поднимать груз, то можно и жидкость всю поднять. Если обратить картину, то вместо силы натяжения нити, сила притяжения груза к земле, которую он через сопротивление материала частично передает. Чем больше сопротивление (читай чем больше вязкость), тем больше передается эта сила.
    Однако увязывать на 100% силу вязкости с увеличением веса я б не стал. Часть силы вязкости тратится на работу по разогреву и перемешиванию жидкости. Но тут я могу ошибаться, конечно.

  64. Akukirve:

    Это несерьезно.

  65. Peels:

    Только одно замечание — даже если жидкость «сама по себе» очень–очень невязкая, есть повод верить что, по причинам связанным не только с банальным вязким трением, она не позволит тонущему в нем грузу набрать бесконечную скорость. Начиная с какой–то предельной скорости (которая скорее всего будет тем больше, чем менее вязкая жидкость) груз не сможет разгоняться дальше под действием гравитации. Например говорят что в воздухе скорость свободного падения около 60м/c. Так вот формально, при достижении грузом этой предельной скорости жидкость становится как будто бы «бесконечно вязкой», ибо она наглухо подавляет любые попытки объекта ускориться сверх имеющейся скорости. Как следствие, весь вес груза начинает передаваться дну. Неинтуитивность начинается вот именно с этого момента.

    Ну а на более общем уровне вообще пофигу как там с вязкостью — если объект движется без ускорения, он должен отражаться на весах, так надо, закон сохранения импульса.

    Еще интересное (слегка отдельное от темы) на мой взгляд замечание. С точки зрения параметров модели, плотность жидкости, вязкость жидкости, и предельная скорость не обязаны быть связанными величинами (например очень плотная ртуть может быть совсем невязкой, а очень вязкое варенье может быть совсем неплотным, а откуда и по каким принципам появляется предельная скорость я вообще не в курсе).

  66. Akukirve:

    Интересно.
    Просто для тела на дне можно написать:
    F = N1 + N2, где N — реакция опоры для каждого тела.
    N1 = Mg
    N2 = mg — F_a
    Стало быть: N1 + N2 = Mg + mg — F_a

    Есть ошибка в рассуждениях?

  67. Akukirve:

    «Естественно, что нитка тянет с той силой, чтоб компенсировать падение в жидкость, что равно весу за вычетом архимедовой силы».
    Хм. Собственно, нитка тянет с весом без всякого вычета. Вес — это и есть сила, действующая на подвес. И она будет равна силе натяжения.
    И вес тела в воде — это вес в воздухе минус вес воды в объеме тела.
    Я что–то неправильно понял в Ваших рассуждениях, может?

  68. Akukirve:

    Я про энергию и говорил скорее. Уж не до того нам, чтоб заморачиваться открытостью системы и т.п.

  69. Peels:

    Реакция опоры для воды включает в себя архимедову силу. Грубо говоря, когда вода начинает «выталкивать» объект, она сама становится тяжелее на ту силу, с которой она этот объект выталкивает.

    Иначе давай поставим на весы стол, а на стол груз. По твой логике, вес этого комплекта = сумма реакций опоры. Причем реакция опоры для стола равна весу стола, а для груза она равна нулю, ведь он не опирается на весы!

  70. Peels:

    Да все ты правильно понял, у принца терминология просто не такая чистая как ты хочешь. Читай «что равно весу (т.е. mg) за вычетом архимедовой силы».

  71. Akukirve:

    Логично. Сам уже подумал об этом, но это ж не повод не запостить сомнения 🙂

  72. Akukirve:

    Я на самом деле понял, хотелось просто потроллить несчастного мерзкими придирками к терминологии.

  73. GnimrahC:

    Почему бесконечно вязкой–то? Просто уравновешиваются силы. Ускориться можно, если притяжение земли увеличить или реактивную тягу включить.
    Да, если часть ускорения свободного падения «съедается» вязкостью, то оно должно отображаться на весах, все верно.
    Предельная скорость, я думаю зависит от плотности, вязкости и каких–то еще параметров материала, которые только в секретных КБ знают.)

  74. Akukirve:

    А если серьезно, то, считая вес, называть им все подряд, по–моему, реально не особо разумно.

  75. _vSid:

    Ну а на более общем уровне вообще пофигу как там с вязкостью — если объект движется без ускорения, он должен отражаться на весах, так надо, закон сохранения импульса.

    Парашютист в огромной коробке, стоящей на весах. Достиг постоянной скорости. Расскажи плз, какие механизмы передадут его вес на весы.

  76. GnimrahC:

    Я имел в виду изначальный вес, конечно. То есть тот, который эмжэ.

  77. Peels:

    Не, сомнения замечательные. Я сам над ними завис чуток когда изначальное решение писал. На мой взгляд это красивая задачка для издевательства над начинающими физиками.

  78. Peels:

    Механизмы я тебе не расскажу, это тайны аэродинамики, недоступные простым смертным. По крайней мере в посте про голубей никто на этот вопрос (который суть центральный вопрос того поста) вменяемо не ответил.
    Простым смертным остается верить в закон сохранения импульса и предполагать что–то вроде «ну там воздух под парашютистом сжимается, а над ним — разрежается, результирующая разность давлений рано или поздно достигает весов и чудесным образом в среднем за некий промежуток времени весы будут показывать что надо».

    Ты еще про планер спроси — там вообще страх, ужас и какие–то вихревые потоки.

  79. _vSid:

    вот–вот, только чудом это и можно объяснить.

    Я описывал выше, про вязкость и расстояния.

    Верно, а (средний) вес грузовика с летающими голубями не будет отличаться от веса грузовика с сидящими голубями, но это в другой пост. — с летаюшими да, но в случае с парашютистом — планирующие вниз голуби, а не летящие. А это очень и очень разнве вещи.

    Представим себе вертолётик в закрытом ящике (он более равномерен, чем голуби). И рассмотрим фазы: взлет–разгон (Вр), взлет–равномерный подъем (Вп), взлет–торможение (Вт), посадка–разгон (Пр), посадка–равномерное опускание (По), посадка–торможение (Пт).
    *Пр и По может происходить на авторотации*

    Сумма всех этих фаз даст нулевой импульс (я правильно выразился?).
    Представим, что каждая фаза подъема в точности равна аналогичной фазе опускания, но имеет противоположный знак.

    Следовательно, Вр+Вп+Вт = –(Пр+По+Пт) (1)

    Основываясь на твоем утверждении, что парашютист давит на весы, и, соответственно, вертолет тоже, получаем, что при посадке в фазе По, весы будут показывать полный вес с вертолетом.

    В таком случае, из равенства 1 получим Вп=–По.
    То есть, в фазе взлет–равномерный подъем (Вп) показания весов будут меньше на вес вертолета, что, очевидно, не так.

    Где я ошибся?

  80. Peels:

    вот–вот, только чудом это и можно объяснить.
    «Нам не понятно как объяснить» не значит «это невозможно». И к тому же, объяснение с разницей давлений какое–никакое, а все–таки объяснение.

    Я описывал выше, про вязкость и расстояния.
    Я ответил тебе. Основная проблема твоего подхода в том, что ты уж очень пытаешься доверять своей интуиции (которой, по данному вопросу, у тебя неоткуда взяться) и полностью игнорируешь формальные законы и то, что из них следует.

    В таком случае, из равенства 1 получим Вп=–По
    Абсолютно верно. Более того, Вп=–По=0.

    В этих обоих фазах показания весов будут «правильными» (т.е. будут показывать сумму весов вертолета и ящика). Когда вертолет ускоряется вверх или замедляется вниз (Вр,Пт), весы будут показывать больше, когда он ускоряется вниз или замедляется вверх (Вт,Пр) — весы будут показывать меньше, в обоих случаях приблизительно на величину соответствующего ускорения или замедления.

  81. GnimrahC:

    Ну представь, что это не парашют и воздух, а парашют и желе. Передастся вес?

  82. _vSid:

    так я и говорю, что есть зависимость от вязкости.

  83. GnimrahC:

    Ок, так почему тогда не будет меняться вес, если отпустить груз?

  84. _vSid:

    в описаной в посте задаче скорее всего мы не заметим разницы. Ну как если в бочку с воздухом бросать груз — ты же не ожидаешь, что показания весов изменятся до приземления груза. Вода тоже имеет достаточно низкую вязкость, чтобы не успеть повлиять на показания весов.
    Впрочем, как я уже говорил выше, вязкость — не единственный фактор.

  85. GnimrahC:

    Незаметим из–за малой точности или из–за чего? Я думаю, что эффект будет мал, но будет.

  86. _vSid:

    Будут существенные потери. Более того, воздействие эффекта размажется по времени вплоть до того, что его часть будет оказывать влияние уже после приземления груза.

  87. Daotonpy:

    в самом простом приближении единственное отличие от задачи про голубя только в силах, действующих на голубя и грузило.

Добавить комментарий