theJam.ru
|
Разделы:
Lifehack12
Данетки95
Игры139
Игры на бумаге17
Книги14
Конкурсы8
Логические задачи346
Люди3
Новости6
Познавательно33
Почемучки14
Притчи4
Работа сайта10
Разное10
Сделай сам10
С праздником16
Страшно жить10
Творчество41
Тесты14
Фото4
Хобби2
Юмор105
 Логические задачи → Песочные часы.
16 апреля 2008 | Добавил: Serge
Зависит ли вес песочных часов от того, течет в них песок, или нет?
Хотите регулярно получать новые задачи и познавательные топики? Подпишитесь на рассылку
|
Случайное:
Обсуждения:
Ogra → Инспектор Варнике
Carcass → Тест советского восьмиклассника
Руслан → Слова, оканчивающиеся на “зо”.
ололошин → Незадачливый рыбак
lisicanasta → Инквизиция в наши дни
Ogra → И все же, они вертятся?
SM → Последовательность
Nastya → Бесконечная игра
SpAwN# → Самая трудная игра в мире
Полезное:
Карта сайта:
|
16 апреля 2008 в 14:59
Да, струя падающего песка находится в невесомости, сопротивлением воздуха можно пренебречь, оно составит малын доли процента, при допустимой погрешности 5%
16 апреля 2008 в 15:00
Пардон, забыл зашифровать дико извиняюсь :)
16 апреля 2008 в 15:53
Это можно и не зашифровывать. Коммент вызывает в лучшем случае удивление. К чему тут сопротивление воздуха? Откуда взялся допуск 5%??? Если струя песка в невесомости, почему она падает??
Заканчивается рабочий день, допишу дома)).
16 апреля 2008 в 17:14
К чему тут сопротивление воздуха - поправка на ускорение свободного падения
Откуда взялся допуск 5% - стандартный допуск в технических расчетах
Если струя песка в невесомости, почему она падает?? - физика 7 класс - вес и масса не одно и тоже
16 апреля 2008 в 18:19
Вес падающей струи в весе часов не учавствует, если не учитывать сопротивление воздуха
16 апреля 2008 в 23:28
Рассмотрим процесс падения песчинок.
Песчинка отделяясь от общей массы песка в середине часов по идее не должна иметь начальной скорости - это условие того, что песок будет сыпаться равномерно. Однако в реальных часах у песчинки есть начальная скорость, она обусловлена тем, что есть песок выше этой песчинки и этот песок давит на песчинку. Можно использовать уравнение (закон) Бернулли:
На дне песка было давление столба песка, а выходящая из дна струя песка будет иметь некоторую скорость.
В случае идеальных часов песчинки не забирают импульс, а в менее идеальном (тоже не все учитываем :) ) случае песчинки забирают часть импульса. Это получается некое реактивное движение.
Когда песчинка падает, потенциальная энергия переходит в кинетическую и у песчинки возрастает импульс. Этот импульс будет передан дну песочных часов, ну и соответственно всем часам, если их считать идеально твердыми (что на самом деле не так :) ). Таким образом у песчинки в любом случае будет приращение импульса, которое передаваясь дну песочных часов, будет увеличивать давление на весы. Получается что показания весов увеличатся.
На сколько?
F=p/t, где F- это сила с которой песок давит на дно, или же увеличение показания весов, т.к. эти величины равны, p-приращение импульса песчинки за время свободного падения, t - время за которое песчинка передает свой импульс часам (обычно для твердых тел это доли секунды)
2 Shurick "Если струя песка в невесомости, почему она падает??"
Струя песка находится в невесомости это означает, что сила реакции опоры равна 0. Но на тело продолжает действовать сила тяжести. оно не просто падает, но стремительно падает вниз. Ощущение невесомости можно ощутить если просто подпрыгнуть. Пока вы будете падать вниз вы будете в невесомости. Правда ощущение это будет длиться не долго. Можно залезть в лифт Импаер Стейт Билдинг, подняться на последний этаж и отрезать трос и все тормоза. Тогда в невесомости можно провести больше времени, а ещё если с собой взять воду и всякие мелкие предметы, то с ними можно развлекаться как космонавты. Только не долго, а жаль.
Между прочим, космонавтов так и балуют невесомостью, хотя на самом деле они тренируются. Взлетает самолет весьма высоко может 10 км, может выше. И просто падает вниз. У космонавтов есть пара минут, чтобы потренироваться. А потом самолет начинает тормозить и невесомость пропадает.
16 апреля 2008 в 23:30
Почему то адрес в вики на закон Бернулли не скинулся.
17 апреля 2008 в 09:36
zxsa,
Невесомость - состояние материального тела, при котором действующие на него внешние силы или совершаемое им движение не вызывают взаимных давлений частиц друг на друга. (БСЭ)
Да, про "совершаемое им движение" я как-то забыл. Нет мне оправдания.)
Впрочем, "5% - стандартный допуск в технических расчетах", "сопротивление воздуха" (которым еще и можно пренебречь)... Какие-то клочки урваной где-то информации.
Возниакет вопрос: почему же не рассмотрена дивергенция потока песчинок (с учетом влияния моментов импульсов песчинок) - ведь то, что поток песка не равномерный - очевидно? При соударении песчинки взаимно изменяют скорость падения друг друга. И т.д., можно написать кучу суб- и квазинаучных фразочек.
17 апреля 2008 в 12:06
В общем, вес песка тут вообще не так важен. Роль играет именно масса. То, что песок падает, значит лишь то, что он разгоняется, следовательно приобретает импульс (m*V). В данном случае движение направлено вниз...
Важное обстоятельство - замкнутость системы. Условно замкнутой можно считать лишь систему "песочные часы" + "весы" (под "весами" понимается индикатор веса часов). Система "песочные часы" не является замкнутой, т.к. передает энергию весам: потенциальная энергия песка находящегося в верхней части часов переходит в кинетическую энергию падающего песка, которая затем и передается весам (согласно ЗСЭ и ЗСИ). Т.о., факт падения песка внутри часов отражается на весах. Т.к. действие направлено вниз, весы покажут увеличение веса.
Более наглядендругой пример. Представьте, что Вы находитесь в картонном ящике (масса ящика меньше Вашей). Если Вы с достаточной силой толкнете стенку ящика, он покачнется. Если ящик стоит на весах, и Вы прыгнете, это отразится на показаниях весов. Можно даже заставить ящик подскочить, толкнув верхнюю стенку. (Да, когда воздействие производится в вертикальном направлении(параллельно направлению вектора ускорения свободного падения) можно употребить слово "вес"... зачем-то...)
То же происходит и при падении песка в часах, но влияние песка уже менее ощутимо, т.к. масса часов, как правило, много больше массы песка.
Итак, ответ: да, изменится. Жаль в задаче нет никаких цифр, а то можно было б засунуть куда-нибудь (не при гусарах будет сказано) 5% - стандартный допуск в технических расчетах. (Как делают настоящие корефеи).
В прошлом веке даже возникала идея использования этого принциппа в космических двигателях. Реализация реактивного двигателя в замкнутой системе "космический корабль". Без выброса топлива в окружающее пространство. Движение космического корабля напоминало бы движение лодки в спокойной воде, если бы человек, находившийся, например, на носу лодки прошел к корме. При этом сама лодка двигалась бы вперед. Но не смогли решить проблему "возвращения обратно на нос" - лодка перемящается обратно...
1 сентября 2008 в 01:27
А я всё равно не согласен, что изменится. И мне кажется невесомость тут вообще непричём! Рассмотрите такую задачу: будто вместо воздуха вода и песчинки падают в воде, я никак не могу себе представить что б масса менялась... Есть эта смесь песка и воды, какая разница песок опускается на дно или лежит уже на нём...
и ведь весы сами по себе это замкнутая система.
Если представить себе, что мы окрасили весы в какой нибудь цвет и не видим, что там происходит! Что же теперь этот "чёрный ящичек" по своей прихоти будет менять свой вес? как так, не понимаю.
Кстати замену воздуха на воду считаю правомерным(дело не в вязкости)!
Вес остаётся постоянным!
1 сентября 2008 в 17:05
rin,
да, замена воздуха на воду сути картины не изменит, дело не в вязкости. Это лишь сделает еще более незаметным изменение веса весов.
Но лучше заменить песок на стальные шарики, тогда то, о чем я писал, станет более очевидным.
Вообще есть такое устройство - батут. Человек, масса которого не изменяется при прыжках каким-то образом все же распрыгивается.
Да! В невесомости у него это не получится, но и песок падать не будет. При выходе из состояния невесомости песок начнет падать, но и ВЕС часов тоже изменится. Т.о., все равно - вес песочных часов, в которых песок падает, увеличивается.
1 сентября 2008 в 18:29
Еще дополнение:
Человека на батуте, в отличие от песчинки в часах, нельзя считать материальной точкой.
Он распрыгивается за счет собственной массы, изменяя свою геометрию. Процесс описать сложно, но, например. Если человек, стоя на батуте, резко поднимет руки, он вдавится в батут ("резкозть" - относительное понятие и определяется упругостью батута). Часть массы человека переместится вверх, а его вес увеличится. Потенциальная энергия переходит в кинетическую, которая, в свое время переходит в потенциальную (запас энергии при растяжении батута). И т.д.
4 сентября 2008 в 23:47
Задача не отпускает моё сознание! Вчера, попытался придумать модели, которые смогли бы объяснить мне, что произойдёт… в итоге придумал ещё несколько задач.
Что будет если на весах закрытая банка, а в банке пчёлки и они одновременно взлетают?
Что будет если на весах аквариум, в нём покоятся рыбки, а затем они начинают плыть вверх(вниз)? Что изменится, если рыбки были бы не легче воды, а тяжелее?
Заменим песок в наших часах на воду. Как отреагируют весы? А если густой мёд вместо воды?(в чём разница?)
Кстати, одногрупник (степень доверия 0,9) вспомнил, что в Мозголомах (доверие 0,5) проводили эксперимент:
В грузовике, который стоял на весах, находилась клетка с птицами. В один момент они взлетали, и вес автомобиля нисколько не менялся! Задача несколько другая, но поставила меня в тупик. Ведь я уже стал считать, что вес часов в первоначальный момент будет меньше нормы, а затем увеличится(по поводу последнего были сомнения).
Фактически когда мы переворачиваем часы, мы задираем потенциальную энергию песка на более высокий уровень. Затем происходит релаксация. Поэтому вероятно, что вес изменится.
Но птицы в клетке тоже порой находятся в свободном падении, как песок, и садятся на дно клеки сообщая свою кинетическую энергию. А изменения ни на грамм не происходило. Врут? Или тут среднестатистические значения действия всех птиц получаются?(хотя взлетают они одновременно…)
5 сентября 2008 в 13:59
rin ,
В какой части часов находится песок - без разницы. (если это не о-о-очень большие часы ;) ) Главное падает он или нет. Если вместо песка будут падать кирпичи, эффект будет более очевидным. (Перемещение сразу большой массы) Струя песка, а тем более воды изменит вес часов лишь в начале и в конце опыта - когда начнет падать (увеличение веса) и когда перестанет (относительное уменьшениевеса часов, возврат к весу в состоянии покоя). Между этими моментами можно считать, что струя равномерная, и ее влияние на изменение веса постоянно. Если же жидкость будет более вязкой, это еще менее отразится на показаниях весов, т.к. масса жидкости будет перемещаться с меньшей скоростью. Пожалуй, тут больше работает не закон сохранения энергии, а закон сохранения импульса.
Могголомовский опыт с грузовиком я тоже видел. Но должен заметить, что масса птиц много меньше массы грузовика, и весы далеко не аптечные. А вот ситуация, когда масса птицы сравнима с массой клетки, интереснее. Взлетев, птица оттолкнется от воздуха, находящегося в клетке (предположим, что клетка герметична). Масса перемещенного воздуха сравнима с массой птицы. При этом в клетке возникнут разного рода завихрения воздуха. Тут, лично я, что-то сказать затрудняюсь.
Аналогичную задачу встречал еще в младшей школе, но ответ был не очень внятным... А теперь появилось желание поставить эксперимент ).
5 сентября 2008 в 15:50
А действительно, давайте поставим эксперимент. соорудим 2 ящика пирамидальной формы. На вершинах этих ящиков отверстия чуть больше чем кирпич. Ставим эти ящики друг на друга отверстиями, закрепляем конструкцию по бокам. Ну еще можно сделать что-то вроде заглушки на отверстия, чтоб кирпичи сразу не падали. Как только водрузим эту конструкция на весы, убираем заглушку. Кирпичи по одному будут падать вниз и смотрим что будет с весами :) Хотя мне кажется результат очевиден.
5 сентября 2008 в 15:51
а еще лучше вместо кирпичей использовать шары для боулинга, нили 32 кг гири предварительно отпилив у них ручки, тогда мы еще больше приблизимся к условиям задачи только в более масштабных размерах :)
5 сентября 2008 в 16:38
А это идея, готов поучаствовать! :)
27 ноября 2008 в 08:39
В торренте по поводу конвекции газа, скорости и энергии молекул в одной из тем завязалась целая дискуссия.
Вот и я вспомнил эту задачу и озадачился:)
Мы както привыкли придумывать модели больше по масштабу. Но ведь можно представить уменьшенную модель задачи!
Был у нас в герметичном сосуде газ, мы его охладили и ссжижили, вес сосуда теперь изменился? Очевидность как и с кирпичами присутствует!
Данную модель проще сопоставить с птицами в клетке.
28 ноября 2008 в 14:36
задачу про птиц я уже где-то читал... там говорилось, что вес не изменится, поскольку птицы взлетая оказывают давление на воздух, который в свою очередь, давит на пол клетки... примерно так... а в случае с песочными часами, мне кажется весы будут показывать вес часов без веса тех песчинок, которыен находятся на данный момент в падении...
P.S. что-то мы такую старую тему подняли :)))